Layer 1 – Physical Layer

Il livello fisico si occupa di tutto ciò che riguarda il segnale. Prima di definire la parola “segnale”, è necessario chiarire il significato dei termini comunicazione, informazione, messaggio.

La comunicazione consente agli uomini di relazionarsi tra loro, ma in questo contesto ci interessa l’aspetto informatico, cioè lo scambio di informazioni da un soggetto a un altro per mezzo di veicoli di varia natura. L’informazione è qualcosa che aumenta il patrimonio culturale, banalmente si può riassumere con “Non so una cosa, ricevo un informazione, ora lo so!”. L’informazione viene trasmessa da un soggetto all’altro sotto di forma di messaggio opportunamente codificato, che viene trasferito sotto forma di segnale di varia natura.

Abbiamo visto che una rete è un sistema costituito da elementi (nodi) interconnessi, collegati tra loro. Essi sono collegati attraverso dei mezzi trasmissivi. Il mezzo trasmissivo è l’elemento fisico che permette il collegamento tra i dispositivi. All’informazione trasmessa è assocciata una grandezza fisica, il segnale, che si propaga sul canale. I segnali che vengono usati per trasmettere informazione in rete sono:

  • segnali elettrici
  • segnali luminosi
  • onde radio

Tutti questi tre tipi di trasmissione trasportano “qualcosa”: il messaggio.

Il termine mezzo trasmissivo quindi è usato per indicare da che cosa i messaggi sono trasmessi. In riassunto i mezzi trasmissivi costituiscono collegamenti fisici tra i nodi di una rete e possono essere:

  • cavi di rame per trasmettere segnali elettrici
  • cavi in fibra ottica per trasmettere segnali luminosi
  • aria per trasmettere onde radio

In generale un messaggio è trasportato tramite una forma d’onda di tipo diverso in base alla sua natura del segnale: onde elettromagnetiche trasportano i messaggi sotto forma di segnale elettrico tramite i cavi di rame, onde ottiche trasportano il messaggio sotto forma di segnale luminoso tramite i cavi in fibra ottica, onde radio trasmettono tramite l’aria.

Il doppino in rame

Un doppino telefonico è costituito da due cavi conduttori in rame isolati in PVC. In un cavo Ethernet, per rete LAN, gli otto fili di rame sono intrecciati a coppie, ciò serve per proteggere la trasmissione dei dati da disturbi o interferenze elettromagnetiche. I cavi possono essere schermati con un foglio di materiale conduttivo, per ulteriore protezione contro i campi elettromagnetici. In questo caso i cavi prendono il nome di STP (Shielded Twisted Pair) altrimenti, quando non sono schermati, assumono la dicitura UDP (Unshielded Twisted Pair).

La fibra ottica

Una fibra ottica è realizzata in materiale vetroso per permettere il passaggio della luce. Ha il vantaggio di essere immune ai disturbi elettromagnetici e permette al segnale di raggiungere velocità che sono dell’ordine dei Gbit/s ma possono arrivare anche fino ai Tbit/s. Al suo interno troviamo il core, in vetro, costituisce il nucleo centrale con la dimensione di un capello, il core a sua volta è racchiuso dal cladding, entrambi sono di vetro, ma con indice di rifrazione differente. Ciò permette di confinare il raggio luminoso, solitamente di frequenza vicina all’infrarosso, all’interno del core, facendolo riflettere sulle pareti interne e guidandolo fino al ricevitore.

La trasmissione wireless

Per reti wireless si intendono, in genere, quelle reti che per connettere tra loro i terminali non fanno uso di cavi ma si servono di onde radio. In particolare, l’uso delle onde radio nelle reti local vengono chiamate WLAN (Wireless Local Area Network), esse hanno avuto un enorme successo perchè con l’avvento degli smartphone e dei tablet c’è la necessità di collegare questi dispositivi senza usare cavi. Un sistema wireless deve possedere un’antenna per la trasmissione e ricezione delle onde radio, attraverso le quali passano i dati che spesso, per sicurezza, sono criptati. Solitamente i terminali mobili che fanno uso di una WLAN si collegano, tramite un access point, a un router per la navigazione in Internet. Abbiamo anche le reti personali senza fili come WPAN (Wireless Personal Area Network) come Bluetooth, permettono lo scambio di dati in un’area di una decina di metri, con velocità dell’ordine di qualche Mbps.

Comunicazioni satellitari.

In questo tipo di comunicazioni si usa il satellite come mezzo trasmissivo, magari ne parleremo in un prossimo articolo.hy

Author: Flood3r

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Sono un ragazzo di 17 anni, con la passione per tutto ciò che riguarda l’informatica. Ho avuto il mio primo pc a 6 anni, ed ho subito incominciato a smanettare.
Ora studio all ITIS e sono molto appassionato di reti di computer e di programmazione.
Email: flood3r@riseup.net