Onde Elettromagnetiche e Protocolli di Rete: Fondamenti e Applicazioni

Onde Elettromagnetiche: Concetti Chiave

In molti sistemi di comunicazione, mittente e destinatario non sono collegati tramite un cavo. Questo risultato è ottenuto grazie alle antenne. Le antenne sono dispositivi che trasformano le onde elettromagnetiche in impulsi elettrici (in ricezione) e viceversa (in trasmissione). Un conduttore elettrico, come un'antenna, può irradiare onde se percorso da una corrente elettrica variabile. Queste onde sono chiamate onde elettromagnetiche e si propagano nello spazio alla velocità della luce. Esse sono caratterizzate dalla frequenza e dalla lunghezza d'onda.

Caratteristiche delle Onde Elettromagnetiche

• Lunghezza d'onda: lo spazio percorso da un'onda in un ciclo completo.
• Ampiezza (A): il valore massimo raggiunto dall'onda. Dipende dall'energia dell'onda e diminuisce lungo il percorso.
• Frequenza (f): il numero di volte che l'onda oscilla al secondo. Si misura in Hertz (Hz).
• Periodo (T): il tempo necessario all'onda per compiere un ciclo completo. È l'inverso della frequenza: f = 1/T

Dato che la velocità della luce (c) è costante, la lunghezza d'onda (λ) e la frequenza sono inversamente proporzionali: c = λ * f. Quindi, i segnali ad alta frequenza hanno una lunghezza d'onda corta, mentre quelli a bassa frequenza hanno una lunghezza d'onda molto lunga.

Lo Spettro Elettromagnetico

L'insieme di tutte le onde elettromagnetiche, ordinate in base alla loro frequenza, costituisce lo spettro elettromagnetico. La gamma di frequenze udibili per l'orecchio umano va da 20 Hz a 20 kHz. Frequenze superiori a questa gamma sono chiamate ultrasuoni e hanno diverse applicazioni, come l'ecografia o il sonar. Frequenze inferiori sono chiamate infrasuoni. Nello spettro, al di sotto della frequenza del rosso troviamo la radiazione infrarossa (utilizzata per il riscaldamento) e al di sopra del viola la radiazione ultravioletta, assorbita dallo strato di ozono.

La Modulazione del Segnale

I segnali radio ad alta frequenza captati dal ricevitore risulterebbero in un rumore incomprensibile. Per trasmettere messaggi, si sovrappone il segnale audio al segnale ad alta frequenza, che diventa il portatore del messaggio. Questo processo è chiamato modulazione e il segnale risultante è detto segnale modulato. I due tipi principali di modulazione sono:

• Modulazione di Ampiezza (AM): utilizza l'ampiezza dell'onda portante per trasportare l'informazione audio. L'ampiezza del segnale portante varia, mentre la frequenza rimane costante.
• Modulazione di Frequenza (FM): la frequenza dell'onda portante cambia in base alla frequenza e all'ampiezza del segnale audio. L'ampiezza del segnale portante rimane costante.

Fasi della Ricezione del Segnale

1. Sintonizzazione: l'antenna ricevente si sintonizza sulla frequenza del trasmettitore, convertendo il segnale RF in un segnale elettrico.
2. Amplificazione: il segnale elettrico viene amplificato in tensione.
3. Demodulazione: il messaggio viene separato dal segnale portante.
4. Amplificazione di potenza: il segnale del messaggio viene amplificato in potenza.
5. Uscita: gli altoparlanti convertono il segnale elettrico in onde sonore, rendendo il messaggio udibile dall'orecchio umano.

Protocollo TCP/IP: La Base di Internet

In una rete di computer, il codice di comunicazione è chiamato protocollo di rete. Il protocollo TCP/IP è il protocollo di rete utilizzato da Internet. TCP/IP si basa su due protocolli fondamentali:

• TCP (Transmission Control Protocol): garantisce che le informazioni vengano trasmesse sulla rete senza errori e nell'ordine corretto.
• IP (Internet Protocol): si occupa di instradare le informazioni fino al computer di destinazione.

Questi protocolli, insieme ad altri, permettono di eseguire le funzioni necessarie per la comunicazione in rete.