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La mwcgtelecomunicazione (dal mwcwgreco mwdaτήλε, lontano, abbreviazione mwdqTLC) è l'attività di mwdgtrasmissione a lunga distanza di mwdwsegnali, parole e mweaimmagini sotto forma di mweqmessaggi tra due o più soggetti, detti mittente e destinatari, mediante dispositivi mwegelettronici (mwewtrasmettitore e mwfaricevitore) attraverso un mwfqcanale fisico di mwfgcomunicazione. Le vaste applicazioni tecnologiche delle telecomunicazioni sono riconducibili a due gruppi: le mwfwtecnologie dell'informazione e le mwgatecnologie dell'informazione e della comunicazione (in mwgqacronimo ICT)cite-ref-1[1], la cui ampia diffusione nell'attuale società ha dato vita - attraverso mwhgmezzi di comunicazione di massa come mwhwtelefono, mwiaradio e mwiqtelevisione - all'attuale mwigsocietà dell'informazione, nonché uno dei settori trainanti della cosiddetta mwiwterza rivoluzione industriale.

Etimologia

La parola telecomunicazione fu adattata dalla parola francese télécommunication. È un composto del prefisso greco tele- (τηλε-), che significa "lontano da" e del latino communicare, che significa 'rendere comune', 'avere in comune', 'condividere'.

• Storia

• Primi sistemi

• Telegrafo e telefono

• Radio e televisione

• Reti di computer e Internet

• New economy ed economia digitale

• Generalità

• Fondamenti teorici

• Classificazione

• Infrastruttura

• Diffusione

• Sviluppi recenti

• Clientela/Utenza

• Funzionamento

• Trasmettitore e ricevitore

• Segnali

• Canale e mezzo di trasmissione

• Codifica dell'Informazione

• Modulazione

• Amplificazione, filtraggio, equalizzazione

• Rumore e interferenza

• La rete

• Telecomunicazioni in età moderna

• Comunicazioni elettriche

• Comunicazioni ottiche

• Radiocomunicazioni

• Reti mobili cellulari

• Reti locali

• Internet

• Sistemi di radiolocalizzazione e navigazione

• Digitalizzazione (radio, televisione e telefonia mobile)

• Telecomunicazioni e società

• Microeconomico

• Macroeconomico

• Enti regolatori

• Organismi internazionali

• In Italia

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Le prime forme di telecomunicazioni includevano i mwmgsegnali di fumo e i mwmwtamburi. I tamburi erano utilizzati dai nativi in mwnaAfrica, mwnqGuinea e mwngSud America, mentre i segnali di fumo sono stati introdotti dagli indigeni di mwnwNord America e mwoaCina. Contrariamente a quanto si pensa questi sistemi spesso non erano usati solo per segnalare la presenza di un campo, ma anche per scopi diversi.cite-ref-2[2]cite-ref-3[3] Gli strumenti variarono nel corso del tempo, schematicamente si possono riassumere:

• a breve distanza: suoni di strumenti a fiato (mwqwcorni) e a mwrapercussioni (mwrqtamburi, mwrgtam-tam);

• a media distanza: mwsasegnali di fumo (come quelli dei mwsqnativi americani); se a portata ottica: specchi (di giorno), falò, fiaccole (celebre il sistema della mwsgScacchiera di Polibio);

• a lunga distanza: sistemi organizzati di comunicazione ottica / acustica (come le mwtatorri semaforiche), corrieri organizzati in rete (come nell'mwtqantica Roma: trasportavano lungo le vie consolari messaggi su tavolette di cera, papiro, pergamena);

• a medio-lunghe distanze, in ambito militare e in varie epoche: il mwtwpiccione viaggiatore.

Nel mwwa1792 un ingegnere francese, mwwqClaude Chappe costruì il primo mwwgtelegrafo ottico tra mwwwLilla e mwxaParigi.cite-ref-4[4] Tuttavia questo sistema di comunicazione necessitava di operatori con competenze molto elevate e costose torri, spesso ad intervalli tra i 10 e i 30 chilometri. Di conseguenza l'ultima linea commerciale venne abbandonata nel mwyq1880. Il primo mwygtelegrafo elettrico commerciale fu costruito da Sir mwywCharles Wheatstone e Sir mwzaWilliam Fothergill Cooke e aperto il 9 aprile mwzq1839. Sia Wheatstone che Cooke consideravano il loro dispositivo un miglioramento del telegrafo elettromagnetico esistente e non un nuovo dispositivo.

Dall'altra parte dell'mwzwOceano Atlantico, mwaaSamuel Morse sviluppò indipendentemente una versione del telegrafo elettrico, dimostrata senza successo il 2 settembre mwaq1837. Poco dopo Morse venne affiancato da mwagAlfred Vail che sviluppò il registro, ossia un terminale per il telegrafo che integrava un dispositivo utile a registrare i messaggi su carta. Questo dispositivo fu dimostrato con successo il 6 gennaio mwaw1838.cite-ref-5[5] Il primo mwcacavo sottomarino telegrafico transatlantico fu completato il 27 luglio mwcq1866, consentendo così per la prima volta telecomunicazioni transatlantiche.cite-ref-6[6] Grazie alle sue doti di affidabilità e semplicità, il telegrafo è stato, fino ai primi decenni del Novecento, il mezzo di telecomunicazione più diffuso presso gli uffici postali.

Il mwdwtelefono fu inventato nel mwea1849 da mweqAntonio Meucci. L'apparecchio da lui ideato fu il primo in grado di trasmettere la voce su una linea elettrica. Nel mweg1876, mwewAlexander Bell creò in maniera indipendente un dispositivo simile in principio a quello di Meucci ma migliorato in alcuni aspetti. Bell brevettò il suo telefono (a differenza di Meucci che non fu mai in grado di farlo per problemi economici) e diede l'impulso decisivo alla nascita della mwfatelefonia. I primi servizi telefonici commerciali furono inaugurati nel mwfq1878 e nel mwfg1879 sui due lati dell'Atlantico, nelle città di mwfwNew Haven e mwgaLondra.cite-ref-7[7]cite-ref-8[8]

Nel mwkw1832, James Lindsay diede una dimostrazione in classe della mwlqtelegrafia senza fili ai suoi studenti. Nel mwlg1854 egli fu in grado di dimostrare una trasmissione attraverso l'estuario del Tay da mwlwDundee a Woodhaven, su una distanza di due miglia, usando l'acqua come mezzo di propagazione.cite-ref-9[9] Nel dicembre del mwnq1901, mwngGuglielmo Marconi stabilì una mwnwcomunicazione senza fili tra St. John's (Canada) e Poldhu (Inghilterra), ottenendo il mwoaPremio Nobel per la Fisica nel mwoq1909 (che divise con mwogKarl Ferdinand Braun).cite-ref-10[10]

Il 25 marzo del mwqa1925, mwqqJohn Logie Baird per la prima volta dimostrò la trasmissione di immagini in movimento rappresentanti mwqgsilhouette al centro commerciale londinese mwqwSelfridges. L'apparecchio di Baird si basava sul mwradisco di Nipkow e divenne quindi noto come televisione meccanica; tale dispositivo pose le basi per gli esperimenti di trasmissione della mwrgBBC (mwrwBritish Broadcasting Corporation), iniziati il 30 settembre, mwsa1929.cite-ref-11[11] Tuttavia la gran parte delle televisioni del mwtqXX secolo si basa sul mwtgtubo catodico inventato da mwtwKarl Braun. La prima versione di tale televisione in grado di ottenere risultati promettenti fu prodotta da mwuaPhilo Farnsworth e dimostrata alla sua famiglia il 20 settembre mwuq1927.

L'11 settembre mwww1940, mwxaGeorge Stibitz riuscì per la prima volta ad inviare un problema usando la mwxqtelescrivente al Calcolatore di Numeri Complessi a mwxgNew York e ricevere il risultato al mwxwDartmouth College in mwyaNew Hampshire.cite-ref-12[12] Questa configurazione, che prevedeva un computer centrale (o mwzqmainframe) e terminali remoti privi di capacità di calcolo, rimase popolare per tutti gli anni cinquanta. Tuttavia non fu prima degli anni sessanta che i ricercatori cominciarono ad investigare la mwzgcommutazione a pacchetto, una tecnologia che consentiva di inviare piccole quantità di dati a diversi computer, senza passare per un mainframe centralizzato. Una rete di quattro nodi venne per la prima volta realizzata e testata il 5 dicembre mwzw1969; questa rete prese in seguito il nome di mw0aARPANET e nel mw0q1981 arrivò a mettere in comunicazione 213 nodi.cite-ref-13[13]

Lo sviluppo di ARPANET si basò sul meccanismo delle mw1wRFC (mw2aRequest For Comments, Richiesta di commenti) ed il 7 aprile 1969, fu pubblicata la mw2qRFC 1.Questo processo è importante poiché ARPANET in seguito si fuse con altre reti per dare vita ad mw2gInternet e numerosi protocolli su cui oggi Internet si basa furono specificati mediante il meccanismo delle RFC. Nel settembre del 1981, la mw2wRFC 791 introdusse l'mw3aInternet Protocol versione 4 (IPv4) e la mw3qRFC 793 introdusse il mw3gTransmission Control Protocol (TCP), dando così vita al protocollo TCP/IP su cui poggia la gran parte di Internet.

Tuttavia non tutti gli sviluppi importanti di Internet avvennero tramite le RFC. Due popolari protocolli di livello 2 per mw4areti locali (LAN, mw4qLocal Area Network) comparvero negli anni settanta. Il 29 ottobre mw4g1974, Olof Soderblom richiese un brevetto per il protocollo mw5atoken ring; nel luglio mw5q1976, un articolo sul protocollo mw5gEthernet fu pubblicato da mw5wRobert Metcalfe e David Boggs per la rivista mw6qmw6gCommunications of the ACM.cite-ref-14[14] Questi protocolli sono discussi in maggior dettaglio nella prossima sezione.

Determinante inoltre è l'influsso delle moderne telecomunicazioni e in generale dell'ICT nella nascita e nello sviluppo della cosiddetta mw8wmw9aNew economy e ancor più in generale sull'evoluzione tecnologica e socioeconomica della società moderna, citando ad esempio l'avvento di tre grandi rivoluzioni tecnologiche degli anni successivi al 2000, quali i mw9qtelefoni cellulari, la rete mw9gInternet e il mw9wGPS. Le infrastrutture di telecomunicazioni sono diventate dunque una risorsa talmente strategica, e allo stesso tempo critica, all'interno di ciascuno mw-aStato al punto da permetterne lo sviluppo socioeconomico nonché la rispettiva forza economico-politica a livello internazionale fino a richiedere il ricorso a forme specifiche di protezione o mw-qsicurezza. Le grandi società o compagnie di telecomunicazioni vengono dette Telco e il settore nel mondo occidentale, come per altri settori industriali, è passato negli anni da forme di mw-wmonopolio statale alla mw-aprivatizzazione prima e alla successiva mw-qliberalizzazione.

I fondamenti teorici delle moderne telecomunicazioni sono formalizzati dalla mwaqoteoria dell'informazione e dai suoi successivi sviluppi.

Le telecomunicazioni offrono fondamentalmente tre tipi di servizio all'utente:

• fonia, cioè trasferimento di dati vocali in una comunicazione in tempo reale tra due o più utenti (ad es.la mwaretelefonia) con sorgenti informative tipicamente di tipo CBR (mwariConstant mwarmBit Rate);

• mwaruaudio-mwaryvideo in tempo reale, (ad es. mwarcradio, mwargtelevisione, mwarkvideoconferenza) con sorgenti informative tipicamente di tipo VBR (mwaroVariable Bit Rate);

• comunicazione dati cioè il trasferimento di mwar0dati non vocali, testuali (ad es. mwar4telegrafia e trasferimento mwar8file) o audio-video non real-time tra due o più destinatari (ad es. mwasastreaming in mwasereti di calcolatori) con sorgenti informative tipicamente mwasiVBR (mwasmVariable Bit Rate).

Dal punto di vista del trasporto dell'informazione sul mwasucanale una comunicazione può essere di due tipi, monodirezionale e bidirezionale, in particolare:

• mwasgsimplex, ovvero monodirezionale (ad es. mwaskradiodiffusione e mwasotelediffusione).

• mwaswduplex, ovvero bidirezionale.

• mwas8half-duplex, bidirezionale, ma solo un utente alla volta (ad es. mwatawalkie-talkie).

• mwatifull-duplex, bidirezionale contemporanea tra due utenti (ad es. mwatmtelefono).

A seconda del numero di utenti destinatari di una mwatutrasmissione una comunicazione può essere:

• mwatgunicast cioè da un utente ad un altro singolo utente (mwatkpoint to point, es. la telefonata)

• mwatsmulticast cioè da un mittente a molti destinatari (mwatwpunto-multipunto, ad es. mwat0videoconferenza)

• mwat8broadcast cioè inviate a tutti gli utenti abilitati alla ricezione di un certo servizio (mwauapunto-tutti, ad es. mwaueradio e mwauitelevisione).

Ciascuna di queste può a sua volta viaggiare a distanza su diversi mwauqmezzi trasmissivi che rappresentano a livello fisico il mwauucanale di comunicazione, e quindi possono essere:

• mwaugcablate le quali si suddividono a loro volta in mwaukcomunicazioni elettriche e mwauocomunicazioni ottiche.

• mwauwwireless le quali si suddividono a loro volta in mwau0radiocomunicazioni, che a loro volta si suddividono in mwau4comunicazioni terrestri, mwau8comunicazioni satellitari, mwavaWireless mesh network e mwavecomunicazioni ottiche in spazio libero.

In generale tutte queste forme di comunicazione, dal punto di vista informativo, possono essere realizzate attraverso trasmissioni di tipo:

• mwavuanalogiche:

• mwavcdigitali;

L'mwaweinfrastruttura utilizzata per mwawiimplementare una telecomunicazione tra due utenti è chiamata mwawmsistema o impianto di telecomunicazioni mentre le telecomunicazioni tra più di due persone situate in più punti spaziali sono implementate attraverso quella che è chiamata mwawqmwawurete di telecomunicazioni.

La mwawcprogettazione e lo sviluppo di un sistema di telecomunicazioni e di una rete di telecomunicazioni è campo di studio e indagine dell'mwawgingegneria delle telecomunicazioni la quale lavora usualmente ad un livello logico-sistemico astratto occupandosi della progettazione e sviluppo funzionale dei relativi sottosistemi di trasmissione e di ricezione-elaborazione, la cui mwawkimplementazione fisica ricade in parte nel campo di studio dell'mwawoIngegneria Elettronica attraverso l'ampio uso di conoscenze e tecniche di realizzazione a partire dagli elementi circuitali di base (analogici e digitali) (mwawselettronica per Telecomunicazioni), ed in parte nell'mwawwIngegneria informatica per quanto riguarda l'implementazione di mwaw0protocolli di comunicazione sotto forma di mwaw4software per telecomunicazioni.

I sistemi di telecomunicazioni sono dunque progettati dagli mwaxaingegneri delle telecomunicazioni. Cruciale sotto questo punto di vista è la conoscenza della mwaxeteoria dei segnali, della mwaxiteoria dell'informazione, e delle tecniche di trasmissione analogiche e digitali. Tra i pionieri in questi campi si ricordano: mwaxmAntonio Meucci, mwaxqElisha Gray, mwaxuAlexander Graham Bell, mwaxyNikola Tesla, mwaxcGuglielmo Marconi, mwaxgJohn Logie Baird, mwaxkClaude Shannon, mwaxoHarry Nyquist.

Oggi le telecomunicazioni sono molto diffuse e strumenti che consentono le comunicazioni a lunga distanza come la mwax0radio e la mwax4televisione sono comuni in tutto il mondo. Esiste poi anche un vasto insieme di reti che collegano tra loro dispositivi di ricetrasmissione, come le reti televisive e radiofoniche, la mwax8rete telefonica, le mwayareti radiomobili cellulari, le mwayereti di mwayicomputer. Le comunicazioni attraverso mwaymInternet, come la mwayqposta elettronica o la mwayumessaggistica istantanea sono un altro esempio di telecomunicazione. Le telecomunicazioni sono una parte importante dell'mwayyeconomia mondiale e i ricavi dell'mwaycindustria delle telecomunicazioni ammontano a circa il 3% del mwaygprodotto interno lordo (PIL) mondiale.

Dagli anni settanta l'utilizzo delle mway0fibre ottiche ha notevolmente aumentato la mway4banda disponibile per le comunicazioni intercontinentali nelle tratte di mway8trasporto delle reti dati, contribuendo a rendere più rapido e ricco l'utilizzo di Internet. Inoltre la mwazatelevisione digitale ha consentito di ottenere trasmissioni ad mwazealta definizione eliminando molti dei difetti delle trasmissioni analogiche.

Ad oggi nelle telecomunicazioni, in ambito commerciale ovvero nella fornitura/fruizione di servizi finali all'utente, si individuano essenzialmente due fasce di mwazqmercato, corrispondenti a due diversi tipi di utenti/clienti con varie esigenze:

• clientela mwazcbusiness ovvero aziendale, tipicamente a più alta esigenza in termini di mwazgqualità di servizio;

• clientela mwazoprivati (mwazsconsumer) ovvero tutti i restanti utenti privati;

Le offerte, ovvero tipi di servizi e costi imponibili, dei vari gestori di telecomunicazioni si differenziano a seconda di queste due categorie di utenti.

Obiettivo di una comunicazione a distanza tra due o più utenti è il trasferimento di mwaz8informazione attraverso mwaaasegnali da un mittente ad un destinatario in maniera tale che il messaggio in ricezione possa essere ricostruito il più possibile fedele al messaggio originario trasmesso dal mittente.

Gli elementi base di un sistema di telecomunicazioni sono:

• un mwaaqtrasmettitore che prende l'informazione e la converte in un segnale da trasmettere;

• un mwaaymezzo di trasmissione su cui il segnale è trasmesso e che ne costituisce il canale di comunicazione, mwaaccablato o mwaagwireless;

• un mwaaoricevitore che riceve e converte il segnale in informazione utile;

• un'mwaawantenna in trasmissione ed una in ricezione se trattasi di una mwaa0comunicazione radio su mezzo mwaa4radio.

A seconda se la trasmissione è di tipo mwabaanalogica o mwabedigitale si aggiungono altri sottosistemi di elaborazione del segnale in trasmissione e in ricezione.

Se si uniscono tra loro più sistemi di telecomunicazioni mwabmend to end in un insieme topologicamente connesso si ottiene invece una mwabqrete di telecomunicazioni con una tipica mwabuarchitettura di rete a strati o multilivello.

Ad esempio, consideriamo un mwacesistema di trasmissione radio. In questo caso l'mwaciantenna della stazione è il trasmettitore, la radio è il ricevitore ed il mezzo trasmissivo è l'mwacmetere. Spesso i sistemi di telecomunicazione e i canali di trasmissione sono bidirezionali (mwacqmwacufull-duplex) e i dispositivi che li compongono si comportano sia come trasmettitori che come ricevitori; si dice cioè che sono mwacyricetrasmettitori. Un mwacctelefono cellulare è un esempio di ricetrasmettitore. La comunicazione su una linea telefonica è chiamata comunicazione punto-punto, poiché avviene tra un trasmettitore ed un ricevitore, la comunicazione attraverso una stazione radio base è chiamata in generale mwackmwacomulticast (da uno a molti), ma più frequentemente mwacsmwacwbroadcast (da uno a tutti, diffusiva) poiché avviene tra un singolo trasmettitore ad alta potenza e numerosi ricevitori.cite-ref-15[15]

I mwadusegnali sono grandezze fisiche che variano nel tempo e a cui è affidato il trasporto di mwadyinformazione a distanza sul canale o mwadcmezzo trasmissivo; essi possono essere sia mwadganalogici che mwadkdigitali. Un segnale analogico può assumere con continuità qualunque valore e l'informazione viene direttamente impressa su una qualche grandezza caratteristica del segnale (mwadoampiezza, mwadsfase, etc.); al contrario in un segnale digitale l'informazione è codificata mediante un insieme di valori discreti che il segnale può assumere (ad esempio '1' e '0').cite-ref-16[16]. In particolare sono segnali che trasportano informazione i segnali che variano in maniera aleatoria nel tempo secondo appunto l'informazione da trasmettere.

Tipicamente un segnale informativo generato da un apparato trasmittente è sempre di tipo mwaeeelettrico, eventualmente successivamente convertito o mwaeitrasdotto in segnale acustico e trasmesso direttamente in etere (segnale audio) oppure in segnale mwaemelettromagnetico (ottico, a microonde o a mwaeqradiofrequenza) e trasmesso sul mezzo radio o in mwaeustrutture guidanti. In quest'ultimo caso in ricezione avviene il processo inverso di riconversione in segnale elettrico poi trasdotto in segnale acustico o visivo (segnale audio e/o video) per l'utente finale.

I dispositivi per le telecomunicazioni convertono diversi tipi di mwaeoinformazione, come mwaessuono e mwaewimmagini in:

• mwae8mwafasegnali elettrici: sono tipicamente trasportati attraverso un mezzo come il rame o lo spazio libero mediante trasduzione in mwafeonde radio o mwafimicroonde.

• mwafqsegnali ottici: di solito sono veicolati mediante mwafufibre ottiche, mwafyguide d'onda opportunamente progettate, oppure dispositivi wireless ottici.

Quando un segnale raggiunge la destinazione, il dispositivo al terminale di arrivo converte il segnale in un messaggio comprensibile, come il suono in un telefono, immagini su una mwafgtelevisione o parole sullo schermo (mwafkmonitor) di un mwafocomputer.

Il mwafwcanale è l'unità fondamentale utilizzata per far propagare il segnale dal mittente o sorgente al destinatario. Si è soliti suddividere le risorse del mezzo di trasmissione in modo che più flussi di informazione possano propagarsi contemporaneamente senza interferire tra loro (mwaf0multiplazione). Ad esempio una mwaf4stazione radio può trasmettere a 96mwaf8 MHz, mentre un'altra a 95mwaga MHz. In questo caso le risorse del canale sono state divise in mwagefrequenza e ciascun canale ha ricevuto una specifica frequenza o banda su cui trasmettere (mwagiFrequency Division Multiplexing o FDM). In alternativa sarebbe possibile allocare a ciascuna stazione un intervallo temporale periodico (mwagmslot) su cui trasmettere; in questo caso si parla di divisione nel tempo (mwagqTime Division Multiplexing o TDM). Esistono poi altri modi di dividere un mezzo in vari canali, ad esempio facendo ricorso al mwaguCode Division Multiplexing (CDM).

Nelle mwagotrasmissioni digitali, pur rimanendo il canale di comunicazione di tipo analogico, il segnale sorgente viene convertito in formato digitale e successivamente trattato con elaborazioni particolari quali la mwagscodifica di sorgente, la mwagwcodifica di canale, la mwag0codifica crittografica e la mwag4codifica di linea prima della riconversione in formato analogico da parte del modulatore numerico per la trasmissione sul canale ad onde continue. In ricezione il ricevitore opererà come al solito in maniera duale ovvero inversa, ricostruendo il segnale digitale tramite una demodulazione numerica per poi applicare una decodifica di canale, una decodifica di sorgente ed una decifratura, fino alla riconversione finale in formato analogico.

La tecnica di variare un mwahgsegnale portante per trasmettere informazione è nota come mwahkmodulazione. La modulazione è un concetto chiave nelle telecomunicazioni ed è frequentemente usata per imprimere l'informazione associata ad un segnale su un altro. Usata in origine nelle mwahotrasmissioni analogiche come modulazione analogica, nel campo delle mwahscomunicazioni digitali la modulazione numerica è usata per rappresentare su un segnale analogico un segnale digitale. Esistono diverse tecniche, ad esempio la modulazione di fase (mwahwPhase Shift Keying o PSK), o di frequenza (mwah0Frequency Shift Keying o FSK). Ad esempio il mwah4Bluetooth usa il PSK.cite-ref-17[17]

La modulazione tuttavia svolge anche un'altra funzione, ossia quella di aumentare la frequenza di un segnale analogico. Questo si rende spesso necessario poiché un segnale tipicamente non è adatto ad essere trasmesso per lunghe distanze a bassa frequenza. Quindi la sua informazione deve essere impressa su un segnale a frequenza maggiore (noto come mwaiqportante) prima della trasmissione. Ad esempio nel caso delle trasmissioni radio, il segnale acustico ha una banda di circa mwaiu20-25 kHz, ma prima di essere trasmessa l'informazione è modulata su una portante che nel caso dell'FM è dell'ordine di circa mwaiy100 MHz.

Al sistema di trasmissione, oltre ai sottosistemi sopra elencati, si aggiungono, specie nelle mwaistrasmissioni analogiche, sottosistemi o elementi circuitali deputati a superare l'mwaiwattenuazione del segnale lungo il canale ovvero gli mwai0amplificatori, sistemi deputati alla pulizia del segnale da componenti non desiderate come il mwai4rumore introdotto dal canale e dagli apparati di mwai8ricetrasmissione oppure alla mwajasintonia ovvero i mwajefiltri, mwajiconvertitori di frequenza ed infine sistemi anti-mwajmdistorsione del segnale lungo il canale tramite mwajqequalizzatori.

Un fattore indesiderato nei sistemi di telecomunicazioni è il mwajkrumore tipicamente presente nel canale di comunicazione e nei dispositivi elettronici di ricezione ed elaborazione a valle della trasmissione. Tale rumore corrompe il segnale utile spesso sommandovisi in maniera additiva, in grado dunque di alterare il corretto flusso informativo tra mittente e destinatario. Altro fattore di disturbo può essere l'eventuale mwajointerferenza dovuta ad altri segnali informativi non utili.

Un insieme di più trasmettitori, ricevitori o ricetrasmettitori che comunicano tra loro prende il nome di mwakmmwakqrete. Questa può essere una mwakurete fissa mwakycablata con terminali fissi oppure una mwakcmwakgrete mobile con accesso radio da parte di terminali mobili. In questi casi le funzionalità logico/fisiche di trasmissione/ricezione non sono di per sé sufficienti ovvero non sono le uniche funzioni in grado di assicurare il funzionamento della rete nella sua interezza in quanto sono necessarie funzionalità aggiuntive quali ad esempio l'mwakkaccesso al mezzo di trasmissione condiviso tra più utenti, la mwakocommutazione nei mwaksnodi di transito ovvero l'indirizzamento/mwakwinstradamento, l'mwak0affidabilità della comunicazione se non precedentemente garantita, e l'interfacciamento con l'utente, il tutto secondo uno schema logico noto come mwak4architettura di rete.

In particolare una rete di telecomunicazioni a mwalacommutazione di circuito consiste di almeno due mwaleterminali interconnessi tramite uno o più nodi intermedi (come ad esempio gli mwalimwalmswitch) che stabiliscono una connessione punto-punto ricreando un circuito fisico dedicato: è questo il caso della mwalqrete telefonica generale. Le reti di telecomunicazioni a mwalucommutazione di pacchetto consistono invece di due o più nodi di rete terminali interconnessi tramite nodi intermedi (come ad esempio i mwalyrouter) necessari per convogliare l'informazione verso il giusto destinatario: è questo il caso delle reti dati. Per entrambi i tipi di rete può essere necessario l'utilizzo di uno o più mwalcripetitori per amplificare o rigenerare un segnale quando questo viene trasmesso per lunghe distanze.

L'evoluzione tecnologica ha portato verso la convergenza tra i due tipi di rete dando così vita a una rete multiservizi integrata che impiega un'unica infrastruttura. Questo, unito alla disponibilità di tecnologie di trasmissione ad alta capacità e velocità, ha consentito la forte diffusione dell'ICT e lo sviluppo di attività come la mwalknew economy e di nuove applicazioni come l'mwaloInternet delle cose.

Sul fronte delle trasmissioni terrestri cablate le prime a diffondersi e svilupparsi, già a partire con la telefonia fissa, sono le mwamycomunicazioni elettriche su mwamccavi in mwamgrame (mwamkcavo coassiale e mwamodoppino telefonico) sia su rete di trasporto sia su rete di accesso, in modalità analogica prima e digitale poi.

A partire dagli anni settanta del XX secolo cominciano a svilupparsi e diffondersi le mwam8comunicazioni ottiche specie in mwanafibra ottica nelle reti cablate in sostituzione delle classiche mwanecomunicazioni elettriche su mwanicavi in rame, prima a partire dalla mwanmrete di trasporto in sostituzione del mwanqcavo coassiale, poi a partire dagli mwanuanni 2000 anche sulla mwanyrete di accesso (mwancNGAN) in sostituzione del mwangdoppino telefonico. I vantaggi principali sono in un'altissima mwankampiezza di banda e bassissima mwanoattenuazione della mwansfibra che aumentano sensibilmente la mwanwvelocità di trasmissione e al contempo riducono il numero di mwan0amplificatori/mwan4rigeneratori necessari lungo la tratta.

Ancor prima delle telecomunicazioni via cavo, le radiocomunicazioni hanno permesso l'invenzione della mwaomradio e dei sistemi mwaoqradar, utilizzabili al suolo o in libera atmosfera.

Nella seconda metà del XX secolo hanno inizio le prime mwaoytelecomunicazioni via satellite appoggiandosi a reti di mwaocsatelliti per telecomunicazioni in orbita o mwaogponti radio satellitari, inizialmente per collegamenti di mwaoktelefonia satellitare e in appoggio alla radiodiffusione e telediffusione, e successivamente dagli anni novanta anche per servizi dati, tanto da farle sembrare subito come la soluzione tecnologica ottimale per il futuro delle telecomunicazioni.

Gli mwapuanni ottanta del mwapyXX secolo hanno visto la nascita, la diffusione e lo sviluppo delle mwapcreti mobili cellulari dove mwapgterminali mobili accedono via mwapkradiocomunicazione all'interfaccia radio della rete, inizialmente per servizi di mwapotelefonia (mwapsTACS e mwapwGSM) e messaggistica (mwap0SMS) e successivamente anche per servizi dati anche mwap4multimediali (mwap8GPRS, mwaqaUMTS e mwaqeLTE) con un mwaqitraffico in continua crescita, apportando una vera e propria rivoluzione tecnologica e nei costumi della società occidentale prima e mondiale poi.

Nonostante la crescita di Internet, le caratteristiche delle LAN (mwaqcLocal Area Network, Rete Locale) che misurano al più pochi chilometri, rimangono distinte.

Nella metà degli anni ottanta, sono emersi numerosi protocolli pensati per colmare il vuoto tra il livello data link e quello applicazione della pila OSI. Tra di essi i principali sono mwaqkAppleTalk, mwaqoIPX e mwaqsNetBIOS, con la predominanza di IPX all'inizio degli anni novanta, dovuta in particolare al suo utilizzo in mwaqwMS-DOS. All'epoca il mwaq0TCP/mwaq4IP già esisteva, ma il suo utilizzo era limitato agli enti governativi ed alle grandi aziende.cite-ref-18[18] La rapida adozione di Internet tuttavia portò alla nascita di numerose LAN legate alla nuova rete e di conseguenza all'adozione anche nelle LAN dei due principali protocolli Internet. Il passaggio al TCP/IP fu aiutato dall'introduzione di alcune tecnologie, come il mwarmDHCP, che consente ai nodi di configurare autonomamente il proprio mwarqindirizzo IP; tale funzionalità era infatti standard nelle suite mwaruAppleTalk/mwaryIPX/mwarcNetBIOS.

Tuttavia è a livello datalink che le moderne reti locali differiscono da Internet. Mentre per le reti più grandi i tipici protocolli di livello 2 sono l'ATM e l'MPLS (mwarkmwaroMulti Protocol Label Switching), per le reti locali sono utilizzati il mwarsToken Ring e soprattutto l'mwarwEthernet; i protocolli per le LAN differiscono dai primi poiché sono più semplici (non offrono alcuni servizi come il supporto del QoS) ed offrono meccanismi di mwar0prevenzione delle collisioni (ossia evitano o limitano la contemporanea trasmissione di più pacchetti in contemporanea). Entrambe queste differenze consentono di ridurre i costi legati alla creazione della rete. Ad esempio l'assenza di QoS consente di utilizzare mwar4router più semplici e nello stesso tempo tale servizio non è strettamente necessario in una rete locale. Inoltre la prevenzione delle collisioni consente a più di due nodi di condividere un mezzo trasmissivo, riducendo i costi.

Nonostante Ethernet e Token Ring abbiano differenti formati di trama (mwasaframe), la differenza principale tra i due protocolli sta nel meccanismo di prevenzione delle collisioni. Nel Token Ring un gettone (mwasetoken) viene fatto circolare tra i nodi e solo il nodo che detiene il gettone può trasmettere. È necessaria quindi la gestione del token in modo che non vada perso o duplicato, tuttavia in questo modo le collisioni sono impossibili. Al contrario nell'Ethernet, tutti i nodi possono comunicare se ritengono che il canale sia libero, ma i nodi devono ascoltare il canale in modo da poter rilevare le collisioni e sospendere la comunicazione per un tempo casuale.cite-ref-19[19]

Nonostante la discreta popolarità del Token Ring negli anni ottanta e novanta, con l'avvento del mwascXXI secolo, la maggior parte delle reti locali si basa ormai sullo standard Ethernet. A livello fisico la maggior parte delle implementazioni di Ethernet utilizza cavi in rame (come le diffuse reti 10BASE-T). Alcune implementazioni iniziali usavano invece il mwaskcavo coassiale. Alcune implementazioni (specialmente quelle ad alta velocità) usano invece le fibre ottiche. Le fibre si prevede avranno un ruolo fondamentale nel nuovo standard mwaso10 gigabit Ethernet.cite-ref-20[20] Quando si utilizzano le fibre ottiche, è necessario distinguere tra la fibre multimodo e le fibre singolo modo, Le prime sono fibre in cui il mezzo trasmissivo è più largo; ne consegue che la produzione è meno costosa ma la banda offerta è minore e l'attenuazione è maggiore.

Secondo le stime, circa il 15,7% della popolazione mondiale ha accesso ad mwatgInternet. La percentuale maggiore si riscontra in Nord America (68,6%), Oceania (52,6%) ed Europa (36,1%).cite-ref-21[21] In termini di accesso a mwat0banda larga, i paesi in testa alle classifiche sono mwat4Islanda (26,7%), mwat8Corea del Sud (25,4%) e mwauaPaesi Bassi (25,3%).cite-ref-22[22]

La natura stessa della comunicazioni tra computer porta ad utilizzare un approccio logico-architetturale a strati, in cui ogni livello mwauyprotocollare sia largamente indipendente dagli altri. Questo consente di avere protocolli di basso livello che possono essere modificati secondo le proprie esigenze, lasciando inalterati i protocolli di livello superiore, posto che un numero limitato di funzioni sia comunque garantito. Un esempio pratico dell'importanza di questo principio è il fatto che un mwaucweb browser può connettersi ad Internet utilizzando lo stesso codice, sia che sia connesso tramite una mwaugADSL, che tramite una rete mwaukEthernet o una rete mwauoWi-fi.

Spesso per catalogare un protocollo in termini di basso/alto livello, si fa riferimento alla mwauwpila OSI, un modello proposto nel mwau01983 come primo passo di un percorso utopistico per la creazione di un insieme di protocolli di rete universalmente accettato.cite-ref-23[23] Il modello è riprodotto nella figura a destra. È tuttavia importante sottolineare che il modello ISO-OSI, pur non essendosi mai tradotto in un'implementazione pratica, è molto utile per descrivere i moderni protocolli; anche i protocolli sui quali si basa Internet possono essere classificati alla luce di tale modello, anche se di fatto non lo seguono alla lettera.

Nel caso di Internet, il mezzo fisico ed il protocollo di mwavmlivello datalink (ovvero i primi due livelli della pila OSI) possono variare numerose volte lungo il tragitto che un pacchetto percorre. Nella maggior parte dei casi Internet viaggia su mwavqfibre ottiche utilizzando il protocollo di datalink mwavuATM, ma è possibile anche che il traffico Internet viaggi su mwavyetere o rame, utilizzando protocolli come mwavcWi-Fi, mwavgEthernet e mwavkPPP.

A mwavslivello di rete, la standardizzazione aumenta con l'adozione dell'mwavwIP (mwav0Internet Protocol) per l'indirizzamento logico. Al momento la versione di IP più comunemente utilizzata è la mwav4IPv4 ma è in atto il passaggio alla versione mwav8IPv6 che aumenta in modo considerevole il numero di indirizzi disponibili (mwawa3,40×1038 indirizzi rispetto ai mwawe4,29×109 dell'IPv4) e prevede nativamente maggiore sicurezza tramite mwawiIPsec e miglior gestione della distribuzione del traffico.

A mwawqlivello di trasporto la maggior parte di applicazioni utilizza il TCP (mwawumwawyTransmission Control Protocol) o l'UDP (mwawcmwawgUser Datagram Protocol). Nel caso del TCP, i mwawkpacchetti che vengano persi durante la trasmissione vengono rispediti e riordinati, prima di essere presentati ai livelli superiori; in questo modo è anche possibile eliminare gli eventuali pacchetti duplicati. Al contrario nel caso dell'UDP i pacchetti non vengono riordinati e nel caso di perdite non sono ritrasmessi. Sia i pacchetti TCP che UDP trasportano il numero di mwawoporta per specificare a quale applicazione o a quale mwawsprocesso il pacchetto debba essere indirizzato.cite-ref-24[24] Poiché taluni protocolli di livello applicazione utilizzano mwaxaporte standard, è possibile per gli amministratori di rete limitare o favorire il flusso di traffico verso specifiche porte tramite appositi filtri.

Al di sopra del livello di trasporto, esistono diversi protocolli che sono difficili da catalogare nel mwaxilivello di sessione o mwaxmpresentazione, ma che sono largamente diffusi come il mwaxqTransport Layer Security (TLS) anche noto come (SSL). Questi protocolli assicurano che i dati in transito sulla rete rimangono completamente riservati. Tali protocolli utilizzano la mwaxucrittografia asimmetrica per scambiarsi una mwaxychiave comune e successivamente proteggono i dati mediante mwaxccrittografia simmetrica. Un altro protocollo di difficile posizionamento nella pila OSI è il mwaxgReal-time Transport Protocol (RTP), utilizzato principalmente per il trasporto di audio o video in streaming.cite-ref-25[25] Infine a livello di applicazione, esistono numerosi protocolli che dovrebbero risultare familiari agli utenti Internet, ossia l'mwax0HTTP per la navigazione, il mwax4POP3 per la posta elettronica, l'mwax8FTP per il trasferimento di dati, e mwayaSIP per la tele e la video conferenza.

A partire dagli mwayoanni novanta sono stati aperti all'uso pubblico i mwayssistemi di posizionamento e navigazione satellitare che appoggiandosi a reti satellitari dedicate consentono a radioricevitori al suolo la loro localizzazione in termini di mwaywcoordinate geografiche e la conseguente navigazione su mappe geografiche in memoria (mway0navigatori satellitari). Questi sistemi, seguendo l'evoluzione della telefonia mobile, sono diventati parti integranti anche della rete mobile stessa. Inoltre, questi sistemi si integrano in generale con le reti di telecomunicazione anche come sorgenti ad elevata precisione per la distribuzione del sincronismo e di data e ora.cite-ref-26[26]

L'industria dei media sta affrontando un importante punto di svolta nella sua evoluzione, ossia il passaggio dalla mwazqtrasmissione analogica a quella mwazudigitale, già ottenuta nel caso delle reti cellulari. Il vantaggio principale dell'utilizzo di trasmissioni digitali sta ancora una volta nella intrinseca robustezza al rumore del digitale. In altre parole il digitale consente di evitare i tipici effetti del rumore, come ad esempio il mwazyghosting delle immagini video o il fruscio della voce nelle radio. Questo poiché i segnali digitali sono semplici cifre binarie e quindi piccole variazioni dovute al rumore sono filtrate dalla decisione a soglia al ricevitore. per fare un semplice esempio, se il messaggio binario 1011 viene trasmesso mediante un segnale con ampiezza [1 0 1 1] e viene ricevuto come un segnale con ampiezza [1,1 0,2 1,1 0,8], la sequenza decisa sarà quella corretta, ossia 1011. Se il rumore è molto elevato tuttavia anche questa strategia fallisce. In questo caso è possibile utilizzare dei codici FEC (mwazcForward Error Correction) in grado di correggere uno o più errori consecutivi dovuti al rumore.

Nella trasmissione televisiva digitale esistono tre diversi standard in competizione, ognuno dei quali utilizza lo standard mwazkMPEG-2 per la codifica video: l'mwazoATSC, che utilizza il mwazsDolby Digital AC-3 per la compressione audio ed una modulazione di ampiezza a banda vestigiale 8VSB; il mwaz0DVB usa tipicamente l'mwaz4MPEG-1 per l'audio ma non ha uno standard, mentre per la modulazione ricorre all'mwaz8OFDM (mwa0aOrthogonal Frequency-Division Multiplexing); infine l'mwa0eISDB, in cui la modulazione è ancora OFDM e come formato di compressione audio si fa uso dell'mwa0iMPEG-2.

Nella trasmissione di audio digitale, gli standard sono molto più unificati. Quasi tutti i paesi utilizzano lo standard mwa0qDigital Audio Broadcasting (DAB, noto anche come standard Eureka 147). L'unica eccezione sono gli mwa0yStati Uniti, che hanno deciso di adottare l'HD Radio. Il vantaggio di quest'ultimo standard sta nel fatto che la tecnica di modulazione impiegata consente di modulare il segnale sulle esistenti trasmissioni analogiche (AM ed FM), evitando così la necessità di allocare nuove bande per le trasmissioni digitali. Nonostante i nomi diversi, entrambi gli standard si basano sulla modulazione OFDM. Per quanto riguarda la compressione audio, il DAB come il DVB utilizza l'mwa0gMPEG-1, mentre l'HD Radio usa l'High-Definition Coding.

Tuttavia, nonostante l'imminente passaggio al digitale, i ricevitori analogici rimangono molto diffusi. La TV analogica è praticamente ancora trasmessa in tutte le nazioni (gli Stati Uniti prevedono il passaggio nel febbraio del 2009). Per la TV analogica esistono tre standard, noti come mwa0sPAL, mwa0wNTSC e mwa00SÉCAM. I fondamenti di PAL e NTSC sono molto simili: una sottoportante modulata mwa08QAM (mwa1aQuadrature Amplitude Modulation) che trasporta l'informazione sulla mwa1ecrominanza è aggiunta al segnale video che trasporta la mwa1iluminanza a formare un segnale mwa1mCVBS (mwa1qComposite Video Baseband Signal). D'altra parte il SECAM utilizza uno schema a modulazione di frequenza sulla suo sottoportante per il colore. Il PAL si differenzia dall'NTSC per il fatto che la fase delle componenti dei colori del segnale video è rovesciata allo scopo di correggere gli errori di fase. Per la trasmissione radio, l'ostacolo principale all'adozione degli standard digitali sta nel fatto che i ricevitori digitali hanno un costo ancora diverse volte superiore a quello dei ricevitori analogici.

Il passaggio alle tecnologie digitali in ambito mwa1ytelefonia mobile si è avuto invece con la tecnologia del mwa1c2G.

Le telecomunicazioni sono una parte importante di numerose società moderne. L'esistenza di una buona mwa1oinfrastruttura di telecomunicazioni è largamente riconosciuta come un successo importante di un paese, sia a livello mwa1smicroeconomico che mwa1wmacroeconomico. L'importanza delle infrastrutture di telecomunicazioni è divenuta talmente cruciale e strategica che molti attuali sistemi di telecomunicazioni (dalle reti ai sistemi di radiocomunicazioni) sono spesso soggetti a mwa10ridondanza nel mwa14dimensionamento delle loro risorse trasmissive, di elaborazione e di memorizzazione aumentandone robustezza e tolleranza ad eventuali guasti/malfunzionamenti ed evitando così il più possibile disservizi verso gli utenti.

A livello microeconomico, numerose compagnie hanno sfruttato le telecomunicazioni per costruire imperi economici, come è evidente ad esempio nel caso del portale di vendita (mwa2ee-commerce) su Internet mwa2iAmazon.com, ma gli osservatori hanno notato che anche catene tradizionali, come mwa2mWal-Mart o mwa2qIkea hanno tratto benefici dal possedere una rete di telecomunicazioni superiore a quella dei loro concorrenti.cite-ref-27[27] Nella moderna società occidentale, l'utilizzo delle telecomunicazioni è fondamentale anche nelle attività di tutti i giorni, come ad esempio prenotare una mwa2kpizza per telefono o chiamare l'mwa2oidraulico. Anche comunità relativamente povere, ricorrono oggi alle telecomunicazioni per migliorare la loro vita quotidiana. Nel mwa2sdistretto di Narsingdi, in mwa2wBangladesh, gli abitanti di villaggi isolati utilizzano i mwa20telefoni cellulari per parlare direttamente con i grossisti ed ottenere prezzi migliori per le loro merci. In mwa24Costa d'Avorio i coltivatori di caffè utilizzano telefoni cellulari in comune per seguire le variazioni orarie del prezzo del caffè e vendere al prezzo migliore.cite-ref-28[28]

A livello macroeconomico, nel 2001 Lars-Hendrik Röller e Leonard Waverman hanno suggerito l'esistenza di un legame causale tra l'esistenza di una buona mwa3uinfrastruttura di telecomunicazioni e mwa3ycrescita economica.cite-ref-29[29] Pochi ormai negano l'esistenza di questo legame, anche se alcuni non concordano sulla sua natura causale.cite-ref-30[30] Tuttavia il fatto che le economie traggano benefici da una buona infrastruttura di telecomunicazioni è innegabile e per tale motivo è sempre maggiore la preoccupazione per il cosiddetto mwa38divario digitale.

Questa preoccupazione deriva dal fatto che l'accesso ai mezzi di telecomunicazione non è ugualmente suddiviso tra la popolazione mondiale. Una ricerca del 2003 a cura dell'mwa4eInternational Telecommunication Union (ITU) ha rivelato che circa un terzo delle nazioni ha meno di un abbonato alla mwa4itelefonia cellulare per ogni 20 abitanti e circa un terzo delle nazioni ha meno di un abbonato alla rete fissa ogni 20 abitanti. Per quanto riguarda l'accesso mwa4mInternet, circa metà delle nazioni ha meno di una persona su 20 che goda di un accesso ad Internet. Da queste informazioni e da dati provenienti dalle scuole, l'ITU ha compilato l'"Indice di Accesso Digitale" (Digital Access Index), che misura la capacità totale di un cittadino di accedere ed usare le tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Utilizzando questo parametro, nazioni come la mwa4qSvezia, la mwa4uDanimarca e l'mwa4yIslanda ricevono il voto più alto, mentre al fondo classifica si piazzano paesi africani come il mwa4cNiger, il mwa4gBurkina Faso ed il mwa4kMali.cite-ref-31[31]

A cavallo degli anni 2000 col nascere della mwa48New Economy si è però assistito a fenomeni di mwa5aspeculazione economica nell'ambito delle telecomunicazioni e in generale dell'ICT che hanno portato allo scoppio della cosiddetta mwa5ebolla speculativa delle mwa5idot-com.

In Italia, il mwa5qflusso di cassa degli operatori tlc si è ridotto dai 10.5 miliardi di euro del 2010 ad 1 mld nel 2021.cite-ref-32[32]

A livello internazionale partecipano alla stesura degli mwa5wstandard tecnici e normativi (direttive) delle telecomunicazioni diversi enti internazionali tra i quali si ricordano:

• l'mwa58International Organization for Standardization (ISO);

• l'mwa6eInternational Telecommunication Union (ITU);

• la mwa6mConferenza Europea delle amministrazioni delle Poste e delle Telecomunicazioni (CEPT);

• lo mwa6uEuropean Telecommunications Standards Institute (ETSI);

• l'mwa6cInternet Engineering Task Force (IETF);

• l'mwa6kInstitute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

In Italia l'Istituto Superiore per le Comunicazioni e le Tecnologie dell'Informazione (ISTICOM), compreso all'interno del mwa60Ministero dello sviluppo economico, l'mwa64Autorità per le Garanzie nelle Comunicazioni (AGCOM) e i vari enti delegati a livello regionale (mwa68Corecom) si occupano di supervisionare il mondo ed il mercato delle Telecomunicazioni secondo le direttive giuridiche ed economiche da essi imposti con poteri mwa7asanzionatori oltre che mwa7edeliberativi.

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