Per inviare segnali in un altro punto senza l’uso di fili, abbiamo solo due tipi di canali:radio o ottico. Vi sono diversi problemi da risolvere, tecnici e legali. Non è detto a priori che è possibile o permesso trasmettere nello spazio libero ciò che si vorrebbe.
Cominciamo con gli aspetti tecnici
I problemi da conoscere e verificare la fattibilità sono: larghezza di banda del segnale da trasmettere,scelta della modulazione e quindi larghezza di banda del canale, in che gamma di frequenza vale a dire con quali caratteristiche di propagazione ,collegamento punto-punto o broadcasting ed a che distanza è posto il ricevitore.
Da un punto vista fisico l’operazione, conosciuta come modulazione, che deve realizzare un trasmettitore, è di collocare in un intervallo di frequenze attorno ad una portante una elaborazione dello spettro del segnale che si vuole inviare nel canale radio, detto segnale modulante.
Il segnale modulante occupa sull’asse delle frequenze uno spettro che inizia dalla frequenza zero (o poche unità di Hertz )e può arrivare fino ad un massimo di 10Ghz (segnali NRZ della rete SDH, ovviamente per motivi di spazio, tali segnali modulanti possono essere trasmessi solo su frequenze ottiche).
L’andamento spettrale dei segnali modulanti è tipicamente passa-basso,monolatero cioè dissimmetrico attorno all’asse 0 delle frequenze. Questi segnali sono chiamati spettri in Banda Base.
I canali radio e ottico richiedono che il segnale modulato debba occupare spettralmente un intervallo di frequenza, bilatero,simmetrico attorno ad una frequenza portante 1
Le codifiche dette talvolta modulazioni in Banda Base perchè lo spettro rimane sempre in banda base non possono essere trasmesse via radio senza un ulteriore processo di modulazione del tipo passa-banda.
Una codifica o modulazione in banda base è quella normalmente ottenuta per trasformazione di forma di un segnale impulsivo, normalmente del tipo NRZ, senza modificare le frequenze del suo spettro di densità di potenza, ma solo i relativi valori di larghezza ,d’ampiezza o posizione dell’impulso.
Ecco alcuni esempi di codifiche o modulazioni in Banda Base :
PPM -Pulse Position Modulation ,PCM -Pulse Code Modulation 2 PWM -Pulse Width Modulation, PAM-Pulse Amplitude Modulation
La modulazione PWM 3 (Pulse Width Modulation) posta nella domanda consiste nel variare la durata degli impulsi rettangolari (duty cicle del segnale NRZ) proporzionalmente ai valori istantanei del segnale modulante. Il periodo e l’ampiezza dell’impulso sono mantenuti costanti
Lo spettro è monolatero ed ha il noto andamento senX/X, le componenti spettrali iniziano da frequenza zero fino alla frequenza di simbolo (periodo del segnale NRZ).
Per poter trasferire un messaggio modulato PWM senza fili necessita un’ulteriore modulazione di tipo Passa-Banda che può essere analogica o digitale.
La più semplice, per frequenze di simbolo di qualche khz, usata anche sui radiocomandi o apricancelli, è la modulazione On-Off. In base ad altri tipi di connessioni wireless può essere attuata qualsiasi modulazione Passa-Banda.
Se la domanda si riferiva all’eventuale autorizzazione di trasmissione ,si rende noto che è il ministero delle comunicazioni,in accordo con i ministeri difesa e interni ,che concede ad enti (Rai, Mediaset, Carrier telefonici), licenze ai privati o ai servizi (radiocomandi-Wi-Fi, bluetooth), l’uso di frequenze e opportune bande.
Il ministero,entro certi limiti, non può fare quello che vuole;forse è poco noto che esso deve rispettare ciò che ha concordato ogni quattro anni insieme con altri paesi. Lo spettro radio dal 1906 è regolamento dalla WARC (World Administrative Radiocommunication Conference), ora denominate solo WRC facente parte dell’ITU (International Telecommunicaton Union).
Un organizzazione internazionale, formata dai rappresentatati dei governi di tutti gli stati e dalla IARU (International Amateur Radio Union).
Ogni quattro anni le WRC legiferano in materia di “come ”,”chi” e “che cosa” lo spettro Radio deve essere occupato. In accordo con le ultime WRC ogni paese emana al suo interno, come decreto ministeriale, il piano nazionale di ripartizione delle frequenze 4
Le trasmissioni Laser nello spazio libero dall’infrarosso agli ultravioletti non sono attualmente regolamentate (per ora, forse non se ne sono accorti) in altre parole non serve nessuna concessione o licenza quindi sono free.
NOTE
1) Normalmente nelle trasmissioni digitali, la portante viene soppressa ed è ricostruita in ricezione . Nelle modulazioni a banda laterale unica SSB non è possibile riottenere la portante in ricezione (in frequenza e fase), infatti tali modulazioni sono usabili solo su sistemi analogici.
2) Le codifiche PAM, PWM, PPM appartengono alle tecniche di modulazione(in Banda Base) non quantizzata. La tecnica PCM invece appartiene alle tecniche di modulazione quantizzata; l’informazione è utilizzata prelevando i valori che essa assume solo in istanti di tempo successivi ugualmente intervallati viene cioè campionata, in seguito i valori ottenuti sono approssimati scegliendo fra un insieme finito di valori detti livelli. La modulazione M-PAM può essere del tipo passa -basso o passa-banda.
Ecco solo alcuni esempi:
Regolazione della velocità dei motori in corrente continua e per variare la luminosità delle lampadine.
Ridurre drasticamente la potenza dissipata dal circuito limitatore rispetto all’impiego di transistor controllati analogicamente.
Negli alimentatori elettronici,inverter e nei gruppi di continuità la modulazione può essere regolata in funzione della tensione in uscita, in modo da introdurre una retroazione che stabilizza la tensione al variare della tensione di ingresso.
Una classe di amplificatori audio, detta classe D, sfrutta il principio della modulazione PWM.
4) Il nostro ministero ha in costruzione una bozza del prossimo decreto conforme alle decisioni delle scorse WRC -03 http://www.comunicazioni.it/it/index.php?Mn1=15&Mn2=149.