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Esistono alcuni concetti fondamentali che stanno alla base delle reti di comunicazione, in particolare i termini analogico e digitale sono usati frequentemente in almeno tre contesti: dati, segnali, trasmissione. Brevemente si può definire un dato come un'entità che racchiude un significato; un segnale è la codifica elettrica o elettromagnetica di dati, ed infine la trasmissione è la comunicazione di dati attraverso la propagazione e l'elaborazione di segnali. Il significato dei termini analogico e digitale è semplice. I dati analogici assumono valori continui su qualche intervallo; i dati digitali assumono valori discreti. In una rete di comunicazione i dati si propagano da un punto all'altro per mezzo di segnali elettrici. Un segnale analogico è un'onda elettromagnetica che varia con continuità e che può essere trasmesso sopra una larga varietà di mezzi; esempi sono i cavi quali il doppino telefonico, il cavo coassiale, la fibra ottica e la propagazione nell'atmosfera o nello spazio. Un segnale digitale è una sequenza di impulsi che possono invece essere trasmessi solo attraverso un cavo. Sia i segnali analogici che quelli digitali possono essere trasmessi su un opportuno mezzo trasmissivo. Con la trasmissione analogica vengono trasmessi segnali analogici senza tener conto del loro contenuto; i segnali possono rappresentare dati analogici (ad es. voce) o dati digitali (ad es. dati convertiti da un modem). In entrambi i casi il segnale analogico sarà attenuato dopo una certa distanza. Per raggiungere grandi distanze il sistema di trasmissione analogica utilizza amplificatori che aumentano l'energia del segnale, amplificando purtroppo anche il rumore. Per raggiungere grandi distanze ci sono più amplificatori in cascata che rendono il segnale sempre più distorto. Ma mentre per i dati analogici, come la voce, un certo grado di distorsione può essere tollerato in quanto i dati rimangano comprensibili, nel caso di dati digitali la presenza di amplificatori in cascata può introdurre errori. La trasmissione digitale si interessa invece del contenuto del segnale. Un segnale digitale può essere trasmesso solo su una distanza limitata prima che il fenomeno dell’attenuazione danneggi l’integrità del dato. Per raggiungere distanze più grandi vengono utilizzati i repeaters (ripetitori). Il sistema telefonico, progettato per la trasmissione analogica della voce, per più di un secolo ha rappresentato l'infrastruttura primaria per la comunicazione internazionale. Le telecomunicazioni, originariamente rivolte a soddisfare le esigenze relative al trasporto del solo traffico voce, nel tempo si sono però spostate verso la necessità di trasferire informazioni di tipo digitale. Per fare comunicare i computers utilizzando la rete telefonica, cioè per trasmettere su rete telefonica i segnali digitali è indispensabile tradurli in segnali analogici di frequenze comprese nella banda trasmissiva del canale telefonico. A tale scopo tra gli elaboratori e le linee telefoniche vengono inseriti particolari dispositivi chiamati modem. Con l'avvento dell'elettronica digitale e con il crescente uso dei computer sono nate però nuove esigenze di comunicazione come la trasmissione di dati, immagini, video, ecc. per le quali il sistema telefonico si è dimostrato inadeguato. Si è pertanto sviluppata velocemente la trasmissione digitale, la quale è superiore rispetto a quella analogica sia in termini di costi che di qualità. Le reti di telecomunicazione pubblica si stanno perciò gradualmente convertendo alla trasmissione digitale sia della voce che dei dati digitali. La tendenza attuale è infatti quella di integrare i servizi esistenti e le nuove tecnologie in una rete pubblica di telecomunicazione, denominata ISDN (Integrated Services Digital Network), sviluppata su scala mondiale che sarà in grado di supportare la trasmissione di informazioni di tipo diverso quali voce, video e dati digitali. Uno degli aspetti più importanti della trasmissione dati è il multiplexing, ovvero la tecnica che permette di trasmettere più di un singolo messaggio su un unico percorso fisico di comunicazione. Se la comunicazione è analogica la tecnica è l'FDM, se è digitale è la TDM. Per saperne di più consulta i seguenti approfondimenti:
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