Segnali, mezzi ed errori
Dal bit al controllo della trasmissione
Bit e segnale
Un bit è un'informazione astratta: 0 oppure 1. Per viaggiare su un mezzo fisico deve essere rappresentato da una grandezza misurabile, per esempio una tensione elettrica, un impulso luminoso o un'onda elettromagnetica.
Quando diciamo che un cavo o una fibra "trasporta dati", in realtà stiamo dicendo che trasporta segnali interpretati come bit dal ricevitore.
Mezzi guidati e non guidati
Mezzi guidati
Il segnale segue un supporto fisico: doppino in rame, cavo coassiale, fibra ottica.
Mezzi non guidati
Il segnale si propaga nello spazio: Wi-Fi, Bluetooth, collegamenti radio.
La scelta del mezzo influenza distanza, velocità, costo, disturbi, sicurezza e difficoltà di posa.
Disturbi e attenuazione
Durante la trasmissione il segnale può indebolirsi o deformarsi. Nel rame pesano interferenze elettromagnetiche, diafonia e qualità del cablaggio. Nella fibra pesano attenuazione, curvature, connettori sporchi o giunzioni fatte male. Nel wireless pesano distanza, ostacoli e interferenze radio.
Il ricevitore deve decidere se il segnale ricevuto rappresenta 0 o 1. Se il segnale è troppo degradato, la decisione può essere sbagliata.
Errori di trasmissione
Un errore di trasmissione si verifica quando i bit ricevuti non coincidono con i bit inviati. L'errore può riguardare un singolo bit oppure una sequenza di bit consecutivi.
| Tipo | Descrizione |
|---|---|
| Errore su singolo bit | un solo bit cambia valore durante la trasmissione |
| Burst error | più bit vicini vengono alterati nello stesso intervallo |
Rilevare non significa correggere
Una tecnica di rilevazione permette di capire che qualcosa non torna. Una tecnica di correzione permette anche di ricostruire il dato, entro certi limiti. Questa distinzione evita un errore frequente: sapere che un frame è errato non significa sapere automaticamente qual era il frame corretto.
- Parità: semplice, utile per esempi didattici, ma limitata.
- Checksum: somma di controllo usata in molti contesti.
- CRC: controllo robusto, usato anche in Ethernet tramite FCS.
- Hamming e FEC: aggiungono ridondanza per correggere alcuni errori.
Ordine di lavoro
Prima si osserva il segnale, poi il mezzo, poi l'errore, infine il controllo. In laboratorio lo stesso ordine aiuta quando un link non funziona: si parte dal collegamento fisico e solo dopo si passa ai livelli superiori.