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Cos'è la Fibra Ottica e cosa ha di così innovativo il suo utilizzo nel campo delle telecomunicazioni?

Un cavo di Fibra ottica non è altro che un insieme di sottilissimi filamenti trasparenti di fibra di vetro o polimeri plastici, delle dimensioni approssimative di un capello umano, tenuti assieme da una guaina protettiva in gomma. Le caratteristiche che distinguono questa tipologia di cavi dai normali cavi in rame, i cosiddetti "doppini", sono quelle di essere in grado di trasportare molti più dati/informazioni per unità di tempo e nel contempo essere più leggeri e maneggiabili, più flessibili, sostanzialmente immuni ai disturbi elettrici e più resistenti alle condizioni atmosferiche esterne (ad esempio, risentono meno delle variazioni di temperatura). Tutte queste caratteristiche rendono i cavi in fibra più performanti in termini di capacità trasmissiva e meno soggetti a guasti e inconvenienti abbattendo così, e di molto, anche i disservizi alla clientela nonché i costi di manutenzione.


La fibra ottica è una  guida d’onda dielettrica capace di confinare e guidare la luce.   Essa consiste essenzialmente in un nucleo interno trasparente (core) circondato da un altro mezzo  dielettrico con indice di rifrazione più basso:  mantello (cladding).   La sezione della fibra è circolare. Le guide d’onda ottiche hanno delle proprietà che le rendono adatte  all’impiego nelle telecomunicazioni.  La loro bassa attenuazione e la loro banda passante sono particolarmente rilevanti per collegamenti  su lunghe distanze e ad elevate velocità di cifra (bit rate).  Esse offrono anche altri vantaggi, quali l’immunità alle interferenze elettromagnetiche, la piccola  dimensione, il basso peso e l’alta sicurezza contro l’accesso non autorizzato alle informazioni  (riservatezza).

Storicamente le primissime fibre adatte per le telecomunicazioni avevano un nucleo con dimensioni  dello stesso ordine di grandezza della lunghezza d’onda della luce (diametro di pochi micron), ed  erano perciò “monomodali”.


La preoccupazione per i problemi di accoppiamento con le sorgenti e di giunzione, portò allo sviluppo  di fibre dotate di core multimodale, dalle dimensioni di alcune decine di micron.  Queste fibre furono le prime a diffondersi a livello commerciale grazie al contemporaneo sviluppo di  sorgenti laser all’arseniuro di gallio funzionanti a lunghezze d’onda di 800 – 900 nm (prima finestra).   Successivamente ulteriori ricerche dimostrano che attenuazioni inferiori e bande superiori potevano  essere ottenute a lunghezza d’onda attorno a 1300 nm (seconda finestra).  Corrispondentemente veniva sviluppata una nuova famiglia di diodi laser al fosfo–arseniuro di  gallio–indio (InGaAsP) capaci di emettere nell’infrarosso appunto a 1300 nm.  Ulteriori sforzi hanno consentito lo sviluppo di fibre e componenti monomodali per terza finestra  (1550 nm) dove è collocato il minimo assoluto dell’attenuazione delle fibre. Attualmente si producono fibre monomodali che possono lavorare alla lunghezza d’onda di 1625 nm.


Il mezzo materiale di base di cui è costituita una fibra ottica è il vetro.
Vetro è un termine generico che indica in realtà ben definiti composti a base di ossidi per esempio  ossido di silicio (SiO2), di fosforo (P2O5), di germanio (GeO2).  Il materiale di base, che allo stato attuale è SiO2, viene poi drogato con piccolissime quantità di GeO2  e P2O5 per differenziare l’indice di rifrazione tra core e cladding. A questo punto la struttura guidante, completamente dielettrica, sarebbe pronta ma, allo scopo di  fornirle la resistenza meccanica necessaria per poterla manipolare e avvolgere per una certa  lunghezza su bobine viene rivestita con resine acriliche (coating)

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