Introduzione ai sistemi di trasmissione
A. Costantini | (la videolezione) Uno schema molto generico di un sistema di trasmissione, a grandi linee comprende sempre i seguenti elementi base:
• un trasmettitore, che comprende tutti gli apparati del sistema di trasmissione;
• un canale trasmissivo, che rappresenta il mezzo fisico (con le sue caratteristiche) sul quale l’informazione, sotto forma di una grandezza fisica variabile, viaggia: ad esempio una tensione su un cavo od un’onda elettromagnetica nello spazio vuoto;
• un ricevitore, che comprende tutti gli apparati atti a ricevere il segnale ed ad estrarne la parte utile, cioè quella che trasporta il messaggio.
Il trasmettitore ha il compito di fornire potenza al segnale, in modo che questo abbia ancora una qualità sufficiente ad essere riconosciuto quando giunge al ricevitore. Il trasmettitore dunque comprende tutti gli apparati necessari a fornire potenza al segnale e, soprattutto, a renderlo compatibile con i tipi di segnale che possono viaggiare su quel mezzo trasmissivo. Il ricevitore ha il compito di ricevere il segnale, cioè di prelevarlo dal mezzo trasmissivo e di estrarne la parte utile, cioè quella che trasporta l’informazione e di offrirla all’utente nella forma necessaria (ad esempio alle casse di un altoparlante se si tratta di musica).
Il canale trasmissivo ha il compito di convogliare l’informazione tra trasmettitore e ricevitore. A seconda delle sue caratteristiche si modella il tipo di segnale che deve viaggiare su di esso. I canali trasmissivi si dividono in due grandi categorie a seconda del modo con cui trasportano i segnali:
• canali ad onde convogliate;
• canali ad onde irradiate.
Una prima grande distinzione tra i sistemi di trasmissione si ha a seconda del segnale che si vuole trasmettere: se il segnale è analogico o se il segnale è numerico. La trasmissione numerica è da anni diventata più popolare e conveniente della trasmissione analogica per più motivi. Il motivo fondamentale sta nel fatto che nella trasmissione numerica la struttura del trasmettitore/ricevitore non cambia al variare del segnale che si codifica o della sequenza di simboli che si devono trasmettere; al contrario nella trasmissione analogica il sistema varia a seconda delle caratteristiche del segnale. Inoltre nella trasmissione numerica si riesce a controllare con maggior precisione l’entità dei disturbi che inevitabilmente influenzano il segnale durante la trasmissione. La trasmissione numerica inoltre permette un risparmio di potenza a parità di informazione convogliata o, equivalentemente, una maggiore informazione a parità di potenza in trasmissione. La trasmissione numerica, rispetto all’analogica, tuttavia, richiede uno schema di trasmissione/ricezione più complesso; si tenga conto però che gli schemi di trasmissione numerica sono standardizzati ormai da anni e in commercio esistono apparati economici per le più svariate esigenze e soluzioni. Dalla rapida analisi dei canali di trasmissione fatta precedentemente è emersa una caratteristica importante: i canali di trasmissione sono intrinsecamente analogici: cioè non è possibile trasmettere su di essi dei segnali di tipo discreto e tanto meno numeri. Allora che cosa significa fare la distinzione tra trasmissione analogica e trasmissione numerica ? Nella trasmissione analogica l’informazione che si trasmette è la forma del segnale stesso, così come questo è generato sul lato del trasmettitore (ad esempio un segnale musicale generato da uno strumento). Nella trasmissione numerica invece si effettuano una serie di operazioni sul segnale sino a codificarlo in una serie di simboli. Una volta che sono stati ottenuti i simboli si effettua la trasmissione di forme d’onda analogiche (perché altro non può essere), ma che, a differenza del caso precedente, sono rappresentative dei simboli codificati e non della forma d’onda originaria. Addirittura è possibile che il segnale analogico di partenza non esista affatto: si pensi al caso della trasmissione di dati da un computer ad una stampante, dove i simboli da trasmettere sono una sequenza di zeri e di uno. Ritornando tuttavia al caso in cui si voglia trasmettere in modo numerico un segnale analogico, è necessario fare su di esso una serie di operazioni per renderlo numerico. Queste operazioni naturalmente devono avere la caratteristica di essere invertibili: cioè al lato del ricevitore deve essere possibile tornare indietro, in modo da avere a disposizione nuovamente il segnale originario o comunque qualcosa che gli assomigli abbastanza per l’utilizzo a cui è destinato. Le tre operazioni che si effettuano al lato trasmittente per rendere numerico un segnale analogico sono, nell’ordine, il filtraggio, il campionamento e la quantizzazione.
• un trasmettitore, che comprende tutti gli apparati del sistema di trasmissione;
• un canale trasmissivo, che rappresenta il mezzo fisico (con le sue caratteristiche) sul quale l’informazione, sotto forma di una grandezza fisica variabile, viaggia: ad esempio una tensione su un cavo od un’onda elettromagnetica nello spazio vuoto;
• un ricevitore, che comprende tutti gli apparati atti a ricevere il segnale ed ad estrarne la parte utile, cioè quella che trasporta il messaggio.
Il trasmettitore ha il compito di fornire potenza al segnale, in modo che questo abbia ancora una qualità sufficiente ad essere riconosciuto quando giunge al ricevitore. Il trasmettitore dunque comprende tutti gli apparati necessari a fornire potenza al segnale e, soprattutto, a renderlo compatibile con i tipi di segnale che possono viaggiare su quel mezzo trasmissivo. Il ricevitore ha il compito di ricevere il segnale, cioè di prelevarlo dal mezzo trasmissivo e di estrarne la parte utile, cioè quella che trasporta l’informazione e di offrirla all’utente nella forma necessaria (ad esempio alle casse di un altoparlante se si tratta di musica).
Il canale trasmissivo ha il compito di convogliare l’informazione tra trasmettitore e ricevitore. A seconda delle sue caratteristiche si modella il tipo di segnale che deve viaggiare su di esso. I canali trasmissivi si dividono in due grandi categorie a seconda del modo con cui trasportano i segnali:
• canali ad onde convogliate;
• canali ad onde irradiate.
Una prima grande distinzione tra i sistemi di trasmissione si ha a seconda del segnale che si vuole trasmettere: se il segnale è analogico o se il segnale è numerico. La trasmissione numerica è da anni diventata più popolare e conveniente della trasmissione analogica per più motivi. Il motivo fondamentale sta nel fatto che nella trasmissione numerica la struttura del trasmettitore/ricevitore non cambia al variare del segnale che si codifica o della sequenza di simboli che si devono trasmettere; al contrario nella trasmissione analogica il sistema varia a seconda delle caratteristiche del segnale. Inoltre nella trasmissione numerica si riesce a controllare con maggior precisione l’entità dei disturbi che inevitabilmente influenzano il segnale durante la trasmissione. La trasmissione numerica inoltre permette un risparmio di potenza a parità di informazione convogliata o, equivalentemente, una maggiore informazione a parità di potenza in trasmissione. La trasmissione numerica, rispetto all’analogica, tuttavia, richiede uno schema di trasmissione/ricezione più complesso; si tenga conto però che gli schemi di trasmissione numerica sono standardizzati ormai da anni e in commercio esistono apparati economici per le più svariate esigenze e soluzioni. Dalla rapida analisi dei canali di trasmissione fatta precedentemente è emersa una caratteristica importante: i canali di trasmissione sono intrinsecamente analogici: cioè non è possibile trasmettere su di essi dei segnali di tipo discreto e tanto meno numeri. Allora che cosa significa fare la distinzione tra trasmissione analogica e trasmissione numerica ? Nella trasmissione analogica l’informazione che si trasmette è la forma del segnale stesso, così come questo è generato sul lato del trasmettitore (ad esempio un segnale musicale generato da uno strumento). Nella trasmissione numerica invece si effettuano una serie di operazioni sul segnale sino a codificarlo in una serie di simboli. Una volta che sono stati ottenuti i simboli si effettua la trasmissione di forme d’onda analogiche (perché altro non può essere), ma che, a differenza del caso precedente, sono rappresentative dei simboli codificati e non della forma d’onda originaria. Addirittura è possibile che il segnale analogico di partenza non esista affatto: si pensi al caso della trasmissione di dati da un computer ad una stampante, dove i simboli da trasmettere sono una sequenza di zeri e di uno. Ritornando tuttavia al caso in cui si voglia trasmettere in modo numerico un segnale analogico, è necessario fare su di esso una serie di operazioni per renderlo numerico. Queste operazioni naturalmente devono avere la caratteristica di essere invertibili: cioè al lato del ricevitore deve essere possibile tornare indietro, in modo da avere a disposizione nuovamente il segnale originario o comunque qualcosa che gli assomigli abbastanza per l’utilizzo a cui è destinato. Le tre operazioni che si effettuano al lato trasmittente per rendere numerico un segnale analogico sono, nell’ordine, il filtraggio, il campionamento e la quantizzazione.
