1.1 Trasmissione dei segnali e dell’informazione
La disciplina della trasmissione dei segnali si è sviluppata allo scopo di descrivere la rappresentazione di contenuti semantici o messaggi informativi (il significato) mediante l’andamento nel tempo di grandezze fisiche (elettromagnetiche e/o simboliche) che ne costituiscono il significante. Dopo che al messaggio è stato associato un idoneo segnale (che lo codifica), la trasmissione a distanza del segnale avviene grazie a diversi apparati cooperanti, spesso organizzati in rete. Il segnale trasmesso può rappresentare un messaggio generato al tempo stesso della sua trasmissione, oppure pre-esistente e registrato.
Sorgente, destinatario e canale
L’origine del segnale da trasmettere è tipicamente indicata (vedi Fig.
1.1-a) come
sorgente, e ciò che giace tra sorgente e
destinatario è descritto da una entità astratta denominata
canale di comunicazione, le cui caratteristiche condizionano i segnali trasmessi.
Il canale può modificare (ovvero distorcere) il segnale sia nel suo andamento temporale, che per quanto riguarda le frequenze in esso contenute. Cause fisiche ineliminabili producono inoltre la presenza di un segnale di disturbo additivo al lato ricevente, indicato come rumore (o noise in inglese), che rende il segnale a destinazione ancora diverso da quello all’uscita del canale. La conoscenza dei peggioramenti introdotti dal canale e dal rumore guida la scelta dei metodi di trasmissione più idonei a minimizzare la distorsione per il messaggio trasmesso.
L’entità delle alterazioni subite dal messaggio viene quantificata nei termini di un
rapporto segnale rumore (SNR
o
Signal-to-Noise Ratio), un indice di qualità del collegamento che per ora definiamo genericamente come il rapporto tra
l’entità del segnale utile ricevuto e quella del rumore ad esso sovrapposto, indicato come
noise nella figura
1.1, comprendemdo in esso sia il disturbo additivo che la distorsione introdotta dal canale.
La fig.
1.1-a) evidenzia come nella realtà fisica il canale sia costituito da un
mezzo trasmissivo su cui si propaga un segnale di natura elettromagnetica, generato e ricevuto mediante appositi
trasduttori od
interfacce di trasmissione e ricezione.
Considerando per il momento i trasduttori come facenti parte del canale stesso, proseguiamo l’analisi concentrandoci sugli ulteriori aspetti del processo di comunicazione.
In figura
1.1-b) si mostra la possibile presenza (in trasmissione, ricezione, o ad entrambe le estremità del canale) di dispositivi
adattatori, che hanno lo scopo di controbilanciare per quanto possibile i fenomeni di distorsione introdotti dalla trasmissione: si può ad esempio ricorrere ad un
equalizzatore per correggere la risposta in frequenza di un canale, o ad un
amplificatore, per contrastare l’attenuazione subita dal segnale.
La trasmissione lungo un canale in uso esclusivo alla coppia sorgente - destinazione è piuttosto raro;
usualmente i collegamenti sono
condivisi tra più comunicazioni, ognuna con differente origine e destinatario. Il problema della condivisione delle risorse trasmissive, ed il coordinamento di queste attività, produce la necessità di analizzare in modo esplicito le
reti di telecomunicazione, che entrano a far parte integrante dei sistemi di trasmissione dell’informazione.