Campo modale diverso, giunto diverso: quando l’OTDR mente in una direzione sola

Un tecnico chiude una muffola fuori terra: da un lato la dorsale G.652.D posata otto anni fa da un altro operatore, dall’altro la tratta d’accesso in G.657.A2 appena stesa dalla sua squadra. La giuntatrice segna 0,04 dB — un giunto quasi perfetto. Il collaudo del giorno dopo misura la stessa fusione dal capo opposto: il valore diventa −0,08 dB, un guadagno che la fisica non ammette. Nessuno ha toccato il giunto tra le due misure. La domanda che il capitolato raramente si pone: qual è la perdita vera di un giunto tra due fibre che, pur entrambe conformi alla raccomandazione citata, non hanno mai esattamente lo stesso campo modale?

Il diametro di campo modale: la stessa sigla, tolleranze diverse

Il diametro di campo modale (MFD) non è il diametro fisico del nucleo: è la larghezza della distribuzione di potenza del modo guidato, la vera dimensione ottica che un giunto vede. La raccomandazione ITU-T G.652 (08/2024), clausola 6.1, impone che ogni fibra dichiari un valore nominale e una tolleranza a 1310 nm: «Both a nominal value and tolerance about that nominal value shall be specified at 1310 nm.» Non è un dettaglio di scheda tecnica: è un requisito di conformità.

I numeri di clausola 8 non sono uguali tra categorie. La fibra storica G.652.B dichiara un intervallo nominale di 8,6–9,5 µm con tolleranza ±0,6 µm. La G.652.D, con cui oggi si costruisce la maggior parte delle dorsali, ha un intervallo più stretto: 8,6–9,2 µm con tolleranza ±0,4 µm. La raccomandazione ITU-T G.657 (08/2024) allinea la sottocategoria A (A1 e A2) esattamente agli stessi due numeri, ed è — parole della norma — «fully compliant with the ITU-T G.652 single-mode fibres». La sottocategoria B3, quella dei raggi più stretti in permuta o a ridosso di edificio, dichiara oggi lo stesso intervallo, ma resta solo «system compatible with ITU-T G.657.A and ITU-T G.652.D fibres in access networks»: compatibile, non conforme — introduce, dice la norma, «negligible system impairment or deployment issues», non risponde punto per punto alla stessa specifica.

Perché lo stesso giunto perde in un verso e sembra guadagnare nell’altro

Un OTDR non misura la perdita del giunto: misura la luce retrodiffusa per effetto Rayleigh, e ne deduce la perdita dal gradino che vede nel punto del giunto. Se le due fibre affacciate hanno un coefficiente di retrodiffusione diverso — e due fibre con campo modale diverso quasi sempre ce l’hanno — quel gradino non coincide con la perdita reale. La raccomandazione ITU-T G.650.3 (08/2017), Appendice I, lo spiega senza ambiguità: «Where the fibre after the splice scatters more light than the fibre before the splice, the apparent loss is reduced and may even show up as an apparent gain.» Se il rapporto si inverte, la stessa appendice chiama l’evento «a “gainer” (apparent negative splice loss) when measured from the opposite end» — un giunto che, misurato da un solo capo, sembra generare potenza invece di consumarne.

Non è un’anomalia dello strumento: è un artefatto geometrico della misura monodirezionale. La stessa raccomandazione, clausola 6.1.3, lo risolve con una prescrizione netta — «accurate splice loss measurement must be based on the bidirectional OTDR test» — e una formula scritta per esteso: la perdita reale è la media tra il valore misurato da un capo e dal capo opposto, (αA→B + αB→A) / 2. Un gainer letto in una sola direzione non prova un errore: è la metà mancante di un calcolo che chi legge un report OTDR deve sempre pretendere completo.

Quanto pesa uno scarto di campo modale, in cifre — e i suoi limiti

Quanto può costare, in decibel, lo scarto di campo modale entro la sola tolleranza dichiarata — senza errori di clivatura o disallineamento? La stessa G.650.3, Appendice III, fa il conto per la G.652.B: partendo dai valori di clausola 8 — intervallo 8,6–9,5 µm, tolleranza ±0,6 µm — la norma scrive che «it is sufficient to consider the MFD range 8.0 µm to 10.1 µm» nel caso peggiore. È un valore scritto nella norma, non un nostro calcolo.

Applicando noi lo stesso procedimento a G.652.D e G.657.A/B3 (tolleranza ±0,4 µm su 8,6–9,2 µm), il caso peggiore si restringe a 8,2–9,6 µm. Con la formula di accoppiamento gaussiano diffusa in letteratura ingegneristica per la perdita da solo disadattamento di campo modale — non riportata come tale nella G.650.3, qui il calcolo è nostro — il caso peggiore G.652.D/G.657 vale circa 0,11 dB; lo stesso conto sul caso peggiore G.652.B, 8,0 contro 10,1 µm, vale circa 0,23 dB. Numeri illustrativi che isolano il solo disadattamento di campo modale: un giunto reale somma quasi sempre un disallineamento di clivatura, che pesa di più. Sulla giunzione tra fibre di sostanza diversa, la stessa G.652, clausola 6.7.1, avverte: «Care may be needed in fusion splicing fibres of different substances. Provisional results indicate that adequate splice loss and strength can be achieved when splicing different high-silica fibres.»

Cosa scrivere quando due tratte di fornitori diversi si incontrano

Quando una dorsale G.652.D del fornitore A incontra una tratta di accesso G.657.A2 del fornitore B — il caso più comune in una rete costruita per lotti successivi — il capitolato non può fermarsi alla sigla della raccomandazione. Deve chiedere:

la sottocategoria esatta dichiarata per ciascun lotto che si incontra al giunto, non solo conforme a G.652 o conforme a G.657;
il valore di MFD nominale del lotto, dalla scheda tecnica del produttore, per entrambi i lati di ogni giunzione tra fornitori diversi — non il solo intervallo di norma;
misura OTDR bidirezionale su ogni giunto misto, segnalato come tale nell’as-built, con la perdita calcolata come media delle due direzioni;
una soglia di accettazione per giunto dichiarata per iscritto, gli stessi criteri già fissati per fusione e meccanica, applicata specificamente ai giunti tra fornitori;
un gainer isolato, non mediato, trattato come non conforme: un valore negativo in una sola direzione non chiude il collaudo, va sempre accompagnato dalla media bidirezionale.

Dove sta la prova, oggi

La prova che un giunto tra fornitori diversi è stato misurato bene sta in quattro punti, non in un’unica dichiarazione di conformità: la scheda tecnica del lotto di fibra, con l’MFD nominale dichiarato dal produttore per entrambi i lati; la traccia OTDR nativa in entrambe le direzioni, non solo il valore medio già calcolato dal software; l’as-built, con ogni giunto tra fornitori diversi segnalato come tale, non confuso con un giunto ordinario dello stesso lotto; e il report di collaudo, con il calcolo della media esplicito accanto al valore, non un singolo numero senza il verso di misura indicato.

Un limite netto, da dichiarare: in nessuna delle raccomandazioni lette abbiamo trovato una soglia numerica di scostamento di campo modale oltre la quale un capitolato debba respingere un giunto. La G.650.3 offre il metodo di misura e l’esempio di calcolo sul caso peggiore G.652.B, non un valore pass/fail per l’accettazione in cantiere. Quella soglia, come la perdita massima per giunto, la scrive solo chi firma il capitolato.

Il punto

Un gainer isolato non è una buona notizia travestita da difetto dello strumento: è la prova che qualcuno ha misurato in una direzione sola. Uno scarto di campo modale entro tolleranza — anche tra due fibre conformi alla stessa raccomandazione — non è un errore di produzione: è la fisica che il capitolato deve prevedere, non ignorare. È il controllo che facciamo a ogni giunto misto quando certifichiamo una tratta, e la clausola che scriviamo quando due fornitori si incontrano in un capitolato di conformità. Ogni giunto misto, la sua media bidirezionale e l’MFD dei due lotti entrano nella stessa mappa della rete — non fascicoli sparsi per commessa — dove un’AI segnala lo scostamento anomalo e una squadra nostra interviene, per un operatore, un data center, un impianto industriale, un ente pubblico, una struttura sanitaria o un sito della difesa. Dove serve un’AI sui dati della rete, gira nel perimetro del cliente — on-premise o in cloud dedicato con data center in Italia — insieme a CSIDIA, l’altra società del gruppo.

Avete una tratta dove si incontrano fibre di fornitori diversi, o un giunto che in collaudo mostra un valore che non torna? Parlatene con un tecnico: il sopralluogo è senza costi, e la rimisura bidirezionale si fa con lo stesso OTDR del collaudo, prima di riaprire qualunque muffola.