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A Milano Open Fiber ha attivato il primo collegamento italiano su rete reale basato sulla fibra ottica multicore, una tecnologia sviluppata per aumentare la capacità delle reti senza installare nuovi cavi o aprire altri cantieri.
Il collegamento unisce i punti di presenza (PoP) di Baggio e Galvani su una tratta di circa 2,1 chilometri già operativa per il trasporto dei servizi di telecomunicazione. La novità riguarda la struttura stessa della fibra ottica: invece di avere un solo nucleo per il passaggio dei dati, come nelle fibre tradizionali, la fibra multicore contiene più nuclei indipendenti all’interno dello stesso filamento. Nel caso installato a Milano i canali sono quattro.
Questo permette di aumentare la capacità trasmissiva usando la stessa infrastruttura fisica. In pratica, una singola fibra può trasportare un volume di traffico che oggi richiederebbe più collegamenti distinti. I benefici maggiori riguardano soprattutto la parte alta della rete, cioè i collegamenti tra centrali, PoP e data center, dove si concentra gran parte del traffico Internet.
Secondo l’azienda, la tecnologia potrebbe ridurre il numero complessivo di cavi necessari e limitare nuovi interventi sulla rete fisica, con meno lavori di posa e meno apparati da gestire. Questo avrebbe effetti anche sui consumi energetici, soprattutto nei data center, dove alimentazione e raffreddamento rappresentano una parte rilevante dei costi operativi.
Finora la fibra multicore era rimasta soprattutto nell’ambito della ricerca e delle sperimentazioni. Il collegamento di Milano è uno dei primi casi di utilizzo operativo su una rete commerciale italiana.
Perché il settore sta cercando alternative
La ricerca sulle fibre multicore nasce da un problema che il settore delle telecomunicazioni discute da anni: le fibre ottiche tradizionali stanno progressivamente avvicinandosi ai loro limiti fisici ed energetici.
Le reti moderne usano quasi sempre fibre monomodali, progettate per trasportare il segnale luminoso attraverso un singolo nucleo ottico. Negli ultimi decenni la capacità di queste fibre è aumentata continuamente grazie a sistemi di modulazione più sofisticati e alla possibilità di trasmettere più canali contemporaneamente sulla stessa fibra. Ma questa crescita sta diventando sempre più difficile.
Quando si aumenta troppo la quantità di dati trasmessi, infatti, i segnali luminosi iniziano a interferire tra loro. È uno dei principali limiti fisici delle reti ottiche moderne: oltre una certa soglia, aumentare la potenza del segnale o il numero dei canali produce più rumore, più errori e maggiori consumi energetici.
Il problema non riguarda soltanto la fibra in sé, ma anche gli apparati che devono gestire il traffico. Trasportare enormi quantità di dati richiede sistemi elettronici sempre più complessi, con consumi elevati e grandi esigenze di raffreddamento. È uno dei motivi per cui la crescita dei data center e delle applicazioni legate all’intelligenza artificiale sta aumentando rapidamente la domanda energetica delle infrastrutture digitali.
La pressione sulle reti non arriva soltanto da cloud e intelligenza artificiale. Anche la diffusione di dispositivi IoT, servizi industriali connessi e infrastrutture 5G sta aumentando la quantità di dati che deve essere trasportata tra data center, centrali e nodi di rete.
Per questo negli ultimi anni aziende, università e centri di ricerca hanno iniziato a studiare tecnologie alternative basate sul cosiddetto “space division multiplexing”, cioè la distribuzione del traffico su più canali fisici distinti invece di concentrare tutto su un singolo nucleo ottico.
Come funziona la fibra multicore
La fibra multicore segue proprio questa logica. Invece di aumentare continuamente la quantità di dati che passa in un solo nucleo, distribuisce il traffico su più nuclei indipendenti inseriti nello stesso rivestimento fisico.
L’obiettivo è aumentare la densità della rete: più capacità nello stesso spazio occupato dai cavi attuali. Questo può ridurre il numero di fibre necessarie, semplificare il cablaggio e diminuire gli apparati richiesti per gestire il traffico.
Negli ultimi anni diversi sistemi sperimentali hanno raggiunto velocità dell’ordine dei petabit al secondo, cioè milioni di gigabit al secondo. La ricerca si sta concentrando soprattutto sulle dorsali Internet e sui collegamenti tra data center, dove la quantità di traffico continua a crescere rapidamente a causa di cloud computing, streaming video, servizi distribuiti e applicazioni di intelligenza artificiale.
Uno dei principali problemi tecnici è il cosiddetto “crosstalk”, cioè l’interferenza tra i diversi nuclei presenti nella stessa fibra. Se i segnali si disturbano tra loro, aumentano errori e perdita di qualità nella trasmissione. Gran parte della ricerca attuale punta proprio a ridurre queste interferenze attraverso nuove geometrie dei nuclei, materiali differenti e sistemi più sofisticati di gestione del segnale.
Anche la produzione è più complessa rispetto alle fibre tradizionali. Le fibre multicore richiedono connettori, apparati e sistemi di giunzione molto più precisi, perché bisogna allineare con grande accuratezza più nuclei ottici nello stesso filamento mantenendo stabile la trasmissione su tutti i canali.
Dal laboratorio alle reti reali
La ricerca sulle fibre multicore esiste dagli anni Settanta, ma ha accelerato soprattutto dopo il 2008, quando il settore delle telecomunicazioni ha iniziato a considerare realistico il rischio di saturazione delle fibre tradizionali. Da allora il numero di nuclei integrati nelle fibre sperimentali è aumentato progressivamente, passando dai primi sistemi a quattro o sette canali fino a fibre con decine di nuclei indipendenti.
Negli ultimi anni sono stati sperimentati anche nuovi dispositivi compatibili con queste reti, come switch ottici capaci di instradare rapidamente i segnali tra i diversi nuclei della fibra. Alcuni prototipi sviluppati nei laboratori riescono a cambiare percorso ai segnali in meno di un microsecondo, mantenendo velocità compatibili con le reti di telecomunicazione ad alta capacità.
Nonostante i progressi, la tecnologia non è ancora diffusa su larga scala. I costi restano elevati e mancano ancora standard industriali consolidati che permettano a produttori e operatori di usare sistemi pienamente compatibili tra loro.
Per questo il progetto realizzato a Milano non rappresenta tanto un punto di arrivo quanto un primo tentativo di portare una tecnologia studiata da decenni fuori dai laboratori e dentro reti operative reali.