Cavi e Connessioni - Parte 3

Le fibre ottiche nello show business La fibra ottica, una scoperta non certo recente in senso assoluto, ha rappresentato un vero e proprio punto di svolta nel concepire e nel trattare i segnali nel mondo dello spettacolo. Una tecnologia che ha permesso di migliorare e potenziare un sistema più o meno complesso di distribuzione dei segnali. Come se non bastasse, altrettanto spesso, un sistema scalabile e ben progettato può anche portare ad un risparmio in termini di budget. Fin qui, “tutto molto bello”, se non fosse che, come per tutte le tecnologie evolute, prima ancora di capire cosa possono fare, è importante capire come funzionano, considerando che quando si parla di segnali digitali spesso, oltre la materia specifica (audio, luce o video) occorre avere nozioni di base in merito ad altre tecnologie strettamente legate, come networking, linee dati, concetto di ridondanza etc. Ma andiamo con ordine.


Come è fatta una fibra ottica

La fibra ottica è formata da un nucleo centrale di silice estremamente sottile (diametro da 9 fino a 50 nanometri) ricoperto da un mantello un po’ più spesso (diametro 125 nm). All’interno del nucleo passa della luce (emessa da un dispositivo chiamato Transceiver, opportunamente tarato) che segue un percorso in linea retta, o con “rimbalzi” radenti e con angoli stretti. Ciò è permesso dalla differenza di diffrazione tra i 2 mezzi (il nucleo e il mantello). È una guida d’onda elettromagnetica, che lavora nelle frequenze più alte dello spettro visibile. Lavorando sulle frequenze giuste (e i Transceiver sono tarati di conseguenza) l’abbattimento del segnale sulla distanza può essere a 0.8 dB per Km, un valore del tutto trascurabile per i nostri scopi. Un ulteriore vantaggio non indifferente è che sono totalmente insensibili a interferenze elettromagnetiche e cambi di temperatura. L’integrità del segnale trasmesso è quindi assoluta. L’ulteriore vantaggio che offrono è dovuto alla banda passante, altissima. In termini informatici arrivano a 400 Gbps. Ci si può mettere dentro un sacco di roba! PICCOLA PRECISAZIONE: esistono fondamentalmente 2 tipologie di fibre. Le fibre Multimodali sono quelle col nucleo più grosso, fino a 50 nm, e per via delle riflessioni del percorso ottico al suo interno fanno meno strada. Hanno il limite di 750 metri circa (leggere differenze tra diversi apparati) Quelle Monomodali invece hanno il nucleo inferiore a 10nm e la luce che passa al suo interno non subisce riflessi (o ne subisce tanto pochi da essere di fatto trascurabile) e può quindi percorrere distanze considerevoli, superiori ai 10km. Esistono soluzioni Monomodali speciali che arrivano ad 80km, senza nessun amplificatore di mezzo!

La fibra ottica oltre al nucleo e al mantello ha una serie di rivestimenti esterni in polimeri o fibre per garantire le prestazioni meccaniche. Una buona fibra, se usata con cognizione di causa, ha un vita estremamente più lunga di un cavo di rame. I cavi di fibra sono organizzati a multipli di 2. Un normale cavo da 2 fibre ne utilizza una per trasmettere e una per ricevere, in un cavo multicore possono convivere molte fibre senza nessuna interferenza, e inoltre su una singola fibra possono convivere più segnali multiplexati (ma ci arriveremo dopo). I connettori normalmente utilizzati sono LC o ST, con sistemi di aggancio diversi, ma fondamentalmente hanno l’estremità ottica che tramite una molla si accoppia con il Transceiver. Il Neutrik OpticalCon ha 2 estremità, una per il Tx e una per l’Rx. Di fatto si collega un solo cavo. Questi sistemi soffrono però dei limiti dell’accoppiamento ottico, basta della polvere per interrompere la trasmissione. Per ovviare al problema esistono i connettori HMA (Milspec, ossia su specifiche militari) che tramite un prisma di cristallo espandono il raggio ottico, per poi ricompattarlo all’altra estremità della connessione. Sono molto, molto meno sensibili allo sporco.

Come sfruttare una infrastruttura in fibra Già da questa piccola introduzione si possono intuire i vantaggi di un trasporto su fibra, inoltre su sistemi di media/alta complessità il costo per metro del vostro trasporto è significativamente più basso di un trasporto su rame per via del minore numero di cavi, splitter e amplificatori utilizzati. Nella fibra ottica può passare qualsiasi tipo di segnale digitale: che sia rete, audio o video. Si presta perfettamente a topologia point-to-point, daisy-chain, a stella o ad anello.

Digico ad esempio utilizza da parecchi anni il sistema Optocore per via della sua affidabilità e robustezza. Un loop Optocore è per sua natura sempre ridondato, offre 504 canali (a 48 o 96 KHz) routabili a piacere tra 7 consolle e 14 rack, oltre all’audio porta anche i segnali di controllo dei rack, una chat testuale, un video intercom (gli SD7 sono equipaggiati con camera e monitor di servizio) e…. Tutto il sistema si clocka da solo, sulla base di priorità di indirizzi, e nel caso venisse a mancare il generatore di clock viene automaticamente eletto un nuovo master univoco. Il tutto senza nessuna interruzione del programma audio. Per via della ridondanza, dovuta alla topologia ad anello, è hot swappable, si può interrompere il loop in qualsiasi punto ed aggiungere o rimuovere sistemi, senza interruzioni. Altre possibilità offerte dai sistemi in fibra, come ad esempio le soluzioni Optocore, sono reti ad anello o stella (naturalmente ridondate) con breakout box formato rack che accettano tutti i protocolli audio più diffusi, dall’analogico di linea o con premp, AES/EBU, Madi ottico o elettrico, Audio over Ethernet (Layer 2 o Layer 3), fino ai sistemi intercom analogici o su IP. Il tutto è configurabile o routabile da software, tramite rete WiFi o collegando la rete di controllo a qualsiasi punto dell’anello Optocore. Parallelamente alla rete in fibra si possono interfacciare le reti SANE (proprietarie di Optocore) per collegare più macchine in daisy chain senza usare doppini di fibra. È disponibile anche l’autorouter, un macchina da posizionare a centro stella della rete che automaticamente apre e chiude i loop di ogni device, fornendo una ridondanza completa e automatica anche durante le procedure di apertura del loop per aggiungere device. Integrando la tecnologia Optocore con quella del suo fratello Broaman si può iniettare video e reti all’interno del loop. Una singola macchina Broaman può gestire fino ad 8 flussi 12G-SDI (o 4k 60p) su una sola bretella ottica, senza dimenticare l’intercom per tutte le postazioni camera! Ulteriore device degno di nota è il Festival Box, un multiplexer ottico che può trasportare fino a 6 flussi (a diverse lunghezze d’onda) su un singolo cavo ottico. Questi flussi possono essere ottici di qualsiasi formato (opportunamente convertiti da altre macchine Optocore/Broaman oppure, ad esempio, Madi ottico o Digico Optocore direttamente dal mixer) oppure qualsiasi tipo di rete Ethernet (IP, Dante, Intercom, Artnet, NDI ecc.) Questi 6 flussi vengono trasportati Point-to-Point ad un secondo Festival Box e sono disponibili nello stesso formato di ingresso. Un Festival nella regia di sala e uno sul palco permettono di trasportare con una unica fibra ottica tutti i dati necessari ad un evento. Essendo una soluzione point-to-point non necessita di nessun tipo di setup o controllo. Quello che entra da un lato, esce dall’altro. Se è necessaria una ridondanza o più connessioni esiste un Festival Box con 12 flussi su 2 cavi ottici. Insomma, con dei buoni cavi di fibra potete trasportare tutto quello che volete, ovunque lo vogliate, con meno cavi, meno amplificatori di segnale, senza nessun tipo di interferenza o errore nel trasporto dei vostri dati. A distanze inarrivabili con il trasporto su rame.

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