Cosa succede a un segnale quando trasmesso su lunghe distanze?
1. Attenuazione:
* Definizione: Questa è la graduale perdita di resistenza del segnale mentre viaggia a distanza.
* Cause:
* Resistenza: La resistenza elettrica del mezzo di trasmissione (filo, cavo in fibra ottica, aria, ecc.) Dissipa l'energia, riducendo la resistenza del segnale.
* Assorbimento: Il mezzo stesso può assorbire parte dell'energia del segnale. Ad esempio, l'acqua assorbe le onde radio, motivo per cui la comunicazione radio a lunga distanza può essere difficile sugli oceani.
* Scattering: Il segnale può essere sparso in varie direzioni in quanto incontra ostacoli o irregolarità nel mezzo di trasmissione.
2. Distorsione:
* Definizione: Cambiamenti nella forma d'onda del segnale che introduce rumore o alterazioni indesiderate.
* Cause:
* Attenuazione dipendente dalla frequenza: Frequenze diverse all'interno del segnale potrebbero attenuare a velocità diverse, portando a una distorsione del segnale originale.
* Interferenza: I segnali esterni (come le onde radio, il rumore elettrico o altri sistemi di comunicazione) possono mescolare con il segnale desiderato, causando distorsione.
* Non linearità: Il mezzo di trasmissione potrebbe non rispondere linearmente al segnale, introducendo distorsioni non lineari.
3. Rumore:
* Definizione: Segnali indesiderati che si aggiungono al segnale trasmesso, rendendo più difficile decodificare le informazioni originali.
* Cause:
* Rumore termico: Fluttuazioni casuali nella carica elettrica del mezzo di trasmissione, causate dal movimento degli elettroni.
* Rumore di tiro: Fluttuazioni casuali nel flusso di corrente dovuto alla natura discreta degli elettroni.
* Interferenza: Come accennato in precedenza, l'interferenza da fonti esterne può aggiungere rumore al segnale.
4. Multipath:
* Definizione: Il segnale può prendere più percorsi per raggiungere il ricevitore, a causa di riflessi e dispersione dagli oggetti nell'ambiente.
* Effetti:
* Interferenza inter-simbolo (ISI): Copie multiple del segnale arrivano in tempi diversi, causando sovrapposizioni e sfocatura del segnale originale.
* Fante: La forza del segnale ricevuto può variare in modo significativo quando le fasi relative dei percorsi multipli cambiano.
Mitigare questi effetti:
* Amplificatori: Utilizzato per aumentare la potenza del segnale e compensare l'attenuazione.
* Equalizzatori: Utilizzato per compensare la distorsione e l'attenuazione dipendente dalla frequenza.
* Filtri: Utilizzato per rimuovere il rumore e l'interferenza indesiderati.
* Tecniche di diversità: Utilizzare più antenne o percorsi per ridurre gli effetti dello sbiadimento e del multipath.
* Codici di correzione degli errori: Aggiunti ai dati trasmessi per rilevare e correggere errori introdotti dal rumore o dalla distorsione.
Gli effetti specifici e la loro gravità dipendono dal mezzo di trasmissione, dalla frequenza del segnale, dalla distanza percorsa e dall'ambiente circostante. Gli ingegneri progettano e implementano queste tecniche per garantire una comunicazione affidabile su lunghe distanze.