Comunicazione e Collegamenti Radio

Comunicazioni e collegamenti radio

Tesina esame di stato 2006/2007 Antonio Lanzolla Antonio Lanzolla

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Antonio Lanzolla

Comunicazioni e collegamenti radio

Tesina esame di stato

“I computer sono incredibilmente veloci, 2006/2007 accurati e stupidi. Gli uomini sono incredibilmente lenti, inaccurati e intelligenti. Insieme sono una potenza che supera l’immaginazione e abbraccia il mondo”

“Conosco una sola razza, quella umana”

A. Einstein

A Guglielmo Marconi, colui che ha cambiato il modo di comunicare tra i due mondi

Alla mia famiglia, che ha creduto in me e continua a incitarmi per terminare il mio corso di studi

A Giovanna, che mi dà ogni giorno la forza di andare avanti

A me stesso, che con sforzo e paura sono riuscito a finire di scrivere questa tesina.

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Antonio Lanzolla

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Antonio Lanzolla

Sommario

L’invenzione della radio ................................................................................................. 7

La modulazione ..................................................................................................... 10

Cosa è, a cosa serve la modulazione ........................................................................ 10

Comportamento della modulazione ......................................................................... 10

I vari tipi di modulazione ........................................................................................... 12

La modulazione analogica ................................................................................................................. 12

Le modulazioni impulsive ................................................................................................................. 28

Modulazioni numeriche ................................................................................................................... 33

Le antenne ............................................................................................................... 36

Principio di funzionamento ..................................................................................... 36

L’antenna come componente elettronico ................................................................. 37

Tipi di antenne .......................................................................................................... 38

Cortine di antenne .................................................................................................... 40

Antenne caricate ....................................................................................................... 43

Guadagno .................................................................................................................. 43

Rendimento ............................................................................................................... 43

Trasmissione dei dati ......................................................................................... 44

La telematica ............................................................................................................. 44

Segnali analogici e segnali digitali ............................................................................ 45

Informazione ............................................................................................................. 46

Spettro di un segnale ................................................................................................ 46

Larghezza di banda di un canale ............................................................................... 47

Velocità di trasmissione dei dati ............................................................................... 47

Protocolli di trasmissione ......................................................................................... 48

Modello ISO/OSI .............................................................................................................................. 48

Caratteristiche dei livelli ................................................................................................................... 49

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Antonio Lanzolla

Protocolli sincroni ............................................................................................................................. 50

Protocolli orientati al Byte ................................................................................................................ 50

Protocolli orientati al bit ................................................................................................................... 50

Trasmissione via etere ....................................................................................... 51

I ponti radio ............................................................................................................... 51

ETACS e GSM ............................................................................................................ 51

Il Wi-Fi ........................................................................................................................ 53

L’architettura ............................................................................................................ 53

Tipo di copertura ....................................................................................................... 53

Protocolli ................................................................................................................... 54

HIPERLAN ................................................................................................................ 54

Diffusione .................................................................................................................. 54

I Wi-Fi e le reti civiche .............................................................................................. 54

Vantaggi e svantaggi del Wi-Fi ................................................................................ 54

Wi-Fi e riservatezza................................................................................................... 55

Prospettive future ..................................................................................................... 55

Il WiMAX ................................................................................................................... 57

Elementi di una rete WiMAX ................................................................................... 58

Lo standard di base ................................................................................................... 58

Le caratteristiche tecniche ....................................................................................... 59

Hotspot (Wi-Fi) ............................................................................................................ 60

Brief History of Hotspots .......................................................................................... 60

Commercial Hotspots ............................................................................................... 60

Free Wi-Fi hotspots ................................................................................................... 61

Free HotSpots operate two ways: ...................................................................................................... 61

Ad Supported Hotspots ..................................................................................................................... 61

Dual-mode Hotspots ......................................................................................................................... 62

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Antonio Lanzolla

Hotspot Security Concerns ....................................................................................... 62

La radio in Italia

La nascita della radio in Italia .................................................................................. 63

L’EIAR, la voce del fascismo ..................................................................................... 66

La prima guerra d’opinione ...................................................................................... 69

Gabriele D’Annunzio .....................................................................................................77

Gli anni di formazione ...............................................................................................77

Il “mondo” secondo D’Annunzio ................................................................................77

Le fonti dell’immaginario dannunziano: le letture e gli amori ................................ 78

L’esilio volontario ...................................................................................................... 79

Il rapporto tra “mondo” e codice. Guerra e retorica ................................................ 80

La prima guerra mondiale ........................................................................................ 80

Curiosità .................................................................................................................... 81

I motti ........................................................................................................................ 82

Motti di guerra .................................................................................................................................. 82

Motti di Fiume .................................................................................................................................. 83

AJAX ............................................................................................................................. 84

Un esempio AJAX ..................................................................................................... 86

Un po’ di foto ................................................................................................................ 87

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Antonio Lanzolla

L’invenzione della radio

L’invenzione della radio è il frutto di alcuni esperimenti che furono effettuati alla fine del secolo ‘800 che dimostrarono come fosse possibile comunicare tra due punti distanti attraverso la propagazione di onde elettromagnetiche nell’etere.

L’ufficiale invenzione della radio risale al 1886, quando il giovane scienziato italiano, Guglielmo Marconi, trasmise il primo segnale radio da Pontecchio in provincia di Bologna, e sarà ascoltato a circa due chilometri di distanza.

Infatti, Marconi iniziò a effettuare i suoi primi esperimenti nella soffitta della casa di campagna di suo padre, a Pontecchio, seguendo inizialmente gli studi del matematico Clark Maxwell e gli esperimenti di Heinrich Hertz, così Marconi riuscì a realizzare un sistema efficace e intelligente che avrebbe permesso la comunicazione senza l’impiego di un collegamento fisico tra due punti.

Nei primi esperimenti Marconi si limitò a inviare i segnali dalla soffitta della villa fino a pochi metri di distanza, successivamente la distanza fu aumentata grazie all’impiego di un ricevitore più sensibile, rilevatore “coherer” nel quale fu inserita una miscela di metalli e in serie al rilevatore fu collegato un campanello e una batteria.

Marconi continuò i suoi esperimenti per tutto il 1884 ma solo con alcune modifiche apportate, successivamente riuscì a far aumentare progressivamente la distanza di comunicazione.

Nella primavera del 1885 Marconi trasferì i suoi esperimenti in giardino e proprio lì fece le scoperte più decisive nell’estate dello stesso anno.

Utilizzando una lastra di materiale metallico riuscì ad aumentare la capacità di trasmissione dell’apparecchiatura, infatti la lunghezza d’onda fu portata dall’originale misura che andava dai 40 agli 80 cm alla banda di alta frequenza di circa 50 metri.

Marconi inventò in questo modo il primo sistema di antenna-terra.

I segnali furono ricevuti con grande successo alla distanza di 2400 metri e finalmente, nel settembre dello stesso anno, la trasmissione riuscì a superare l’ostacolo di una collina; questo storico esperimento, concluso con il famosissimo colpo di fucile, segna la nascita delle prime trasmissioni radio.

L’invenzione fu offerta al Ministero delle Poste e Telegrafi di Roma, che rifiutò l’invenzione.

Il 12 febbraio 1886 Marconi e sua madre partirono per Londra per essere ricevuti dal cugino Henry Jameson Davis; qui Marconi fu presentato all’ingegnere capo del Post Office, William Preece.

L’invenzione fu considerata molto importante e l’ingegner Preece mise a disposizione dell’inventore italiano i laboratori e molti ingegneri del Post Office britannico.

Iniziò così un periodo di dimostrazioni pubbliche, venne fatta molta pubblicità all’invenzione e ogni ricercatore dell’invenzione si impegnò con grande dedizione allo studio.

L’inventore italiano venne seguito a ogni sua dimostrazione pubblica da grandi folle di gente.

Marconi convocò riunioni e congressi, incontrò ministri, capi di Stato e re, diventò molto presto popolare e la gente riconobbe nell’invenzione della radio un grande supporto nell’aiuto del salvataggio di vite umane.

Marconi brevettò le sue invenzioni ma permise all’Italia di poter ricavare dei privilegi gratuitamente dai suoi brevetti, dimostrandosi un grande patriota.

Nel campo delle applicazioni radio, ogni brevetto realizzato da Marconi ha rappresentato una novità, un nuovo stadio del progresso della radio e un nuovo primato.

Dopo gli esperimenti del Post Office londinese del 1896 e di Salisbury Plain tra il 1896 e il 1897, con una distanza massima coperta di 15 km, seguirono gli esperimenti effettuati a Roma e nel Golfo di La Spezia nel luglio del 1897, coprendo una distanza di circa 16 km.

Nel 1897 furono installate tre stazioni radio: The Needles, Alum Bay, Isola di Wight e in seguito furono installate altre due stazioni a Bournemouth e nel villaggio di Poole.

Un ricevitore che fu installato a bordo di una nave rimorchiatore fu in grado di ricevere dei segnali dalla distanza di 30 km.

Il 3 giugno del 1898 Marconi aprì il primo servizio commerciale di radiotelegrafia tra The Needles e Bournemouth, con una distanza coperta di 30 km.

In seguito inviò messaggi da delle navi indirizzati ad un faro: alla commissione dei Lloyds nel 1898, al servizio giornalistico a Kingstown Regata, coprendo una distanza di 36 km.

Nello stesso anno Marconi aprì la prima fabbrica di radio del mondo a Chelmsford.

Nel 1899 fece i primi esperimenti provando trasmissioni che attraversassero il Canale della Manica, coprendo distanze dai 51 km fino ai 130 km, e durante le esercitazioni della Royal Navy nel luglio del 1899 riuscì a trasmettere messaggi a una distanza di 140 km.

A Poldhu, nel 1901, Marconi costruì una stazione radio da 25 kW che rappresentò l’ultima parola nel campo delle comunicazioni radio per molti anni: impiegava circuiti accordati e l’antenna era sostenuta da torri alte 69 m.

Proprio da quella stazione giunse la famosa “S” attraverso l’oceano Atlantico a St. John, il 12 dicembre del 1900, con una copertura di circa 3400 km; a Poldhu i messaggi diretti alla regina furono ricevuti dal Canada il 20 dicembre del 1902, coprendo così circa 4000 km.

Il 18 gennaio del 1903 furono raggiunti i 5000 km di distanza.

La notizia della grande scoperta lasciò increduli molti scienziati famosi dell’epoca, che furono testimoni di come le scoperte di Marconi fossero molto più avanti degli studi degli altri ricercatori in campo radio.

Marconi sperimentò le sue apparecchiature a bordo di varie navi.

Dal giugno al settembre del 1902 eseguì esperimenti sulla nave italiana da guerra “Carlo Alberto”, dall’Italia al Mar del Nord, in seguito a Kronstadt, vicino S. Petersburg, e scambiò comunicazioni con Poldhu.

Nelle ore notturne i segnali riuscivano a superare e raggiungere posti oltre le alte montagne del continente europeo.

Marconi studiò la propagazione dei segnali durante i suoi numerosi viaggi; nella sua vita infatti riuscì ad attraversare l’Oceano Atlantico per 65 volte.

Nel 1903, durante un suo viaggio negli Stati Uniti, riuscì a ricevere notizie dalle sue stazioni posizionate in Europa e America e per la prima volta fu stampato a bordo della nave un giornale quotidiano.

A Poldhu vennero eseguiti numerosi esperimenti rivoluzionari per la storia, con apparecchiature di nuova concezione inventate da Marconi, come alcune antenne direttive e il rilevatore magnetico, ecc…, fino a quando nel 1933 l’impianto radio fu completamente disdetto.

Nel 1907 la Marconi Company installò una nuova stazione in Irlanda, a Clifden, con una potenza di 300 kW, usando una sua nuova invenzione, lo spinterometro a disco rotante, e alcuni nuovi tipi di antenne direttive.

Clifden controllava il traffico tra il vecchio e il nuovo mondo, mentre Poldhu controllava le comunicazioni marittime.

Per molto tempo la Marconi Company controllò le stazioni sulla costa con il sistema Marconi.

Nel 1905 c’erano 110 navi da guerra e 70 navi commerciali con 50 stazioni costiere.

Dal 1914, le navi con sistema radio erano più di 1500.

Numerosi erano i radiofari realizzati da Marconi, che inventò anche una nuova concezione di bussola, la radiobussola.

Oltre alla compagnia fondata in Inghilterra, Marconi fondò altre nuove compagnie sparse per il mondo.

Nel 1912 le reti radio della compagnia di Marconi comprendevano: Aden, Algeria, Australia, Azzorre, Belgio, Brasile, Cina, Curacao, Francia, Guyana, Germania, India, Giappone, Giamaica, Messico, Marocco, Olanda, Norvegia, Romania, Russia, Senegal, Sud Africa, Svezia, Tobago, Trinidad, Uruguay, Zanzibar, 4 stazioni nel Pacifico e 13 stazioni in Italia.

Il contributo di Marconi e dei suoi assistenti è stato importante nell’uso delle valvole, delle onde persistenti e nella radiotelefonia.

Un record di assoluto valore fu la distanza riuscita a coprire Marconi nel 1918, con trasmissioni tra l’Inghilterra e l’Australia.

Enormi stazioni con potenze incredibili furono realizzate dalla Marconi Company a Rugby in Inghilterra, da 1400 kW con onde di 18700 m, e a Buenos Aires, da 800 kW con onde da 12000 e 16000 m.