Ponte radio

Il termine ponte radio si utilizza per indicare la connessione in radiofrequenza al fine di trasmettere a distanza dati, fonia, video o altre informazioni opportunamente codificate.

I ponti radio (in inglese radio links) sfruttano la propagazione delle onde elettromagnetiche nello spazio vuoto o occupato da un mezzo non totalmente opaco alle lunghezze d'onda utilizzate. La capacità disponibile alla trasmissione dipende dallo spettro radio utilizzato (intervallo di frequenze o canale radio) e dalla complessità della modulazione utilizzata. Infatti nello stesso intervallo di frequenze si può trasmettere una quantità maggiore di informazioni se viene utilizzata una maggior complessità di codificazione delle informazioni. La contropartita è che a maggior complessità corrisponde una minor robustezza della trasmissione, che si risolve nella necessità di maggior potenza di trasmissione, nell'incremento della complessità dell'elettronica utilizzata e nelle maggior sensibilitá alle possibili interferenze naturali o artificiali. I limiti minimi di potenza ricevuta per ogni capacità e tipo di modulazione, sono determinati teoricamente a causa dell'inevitabile presenza di rumore elettronico nei ricevitori, che produce una probabilità d'errore nella sequenza del segnale ricevuto digitale, o una sua distorsione nel caso di segnali analogici.

Codifiche della trasmissione

Le tecniche di trasmissione in ponte radio digitale disponibili commercialmente permettono oggi (2007) la trasmissione con una complessità di 128 o 256 simboli differenti (ogni simbolo ha una differente fase e/o ampiezza dell'onda elettromagnetica impiegata, come previsto dalla modulazione QAM), corrispondenti ad una efficienza di trasmissione teorica di 7 o 8 bit/s per ogni Hertz di spettro elettromagnetico utilizzato. Tecniche ancora più sofisticate permettono la trasmissione simultanea su due polarizzazioni ortogonali dell'onda radio, orizzontale e verticale, in modo da raggiungere efficienze di 14-16 bit/s per Hertz, con una doppia modulazione di 128-256 simboli per polarizzazione. Naturalmente dato che le antenne normalmente non consentono una separazione sufficiente delle due polarizzazioni in tutte le condizioni del mezzo di trasmissione, occorre normalmente l'utilizzazione di dispositivi di cancellazione delle interferenze reciproche dei due segnali, per ottenere queste efficienze massime. Le efficienze massime si vedono poi normalmente ridotte di una certa percentuale (generalmente un 10-20%), data la necessità di utilizzare una parte della capacità per introdurre segnali ridondanti al fine di correggere gli errori di trasmissione (tecniche di correzione degli errori).

 Limitazioni

Fra i fattori che limitano la capacità di trasmissione vi sono vari fenomeni atmosferici come la pioggia, le riflessioni e ostruzioni dal terreno, vegetazioni, edifici etc., le disomogeneità delle caratteristiche di trasmissione delle onde elettromagnetiche nei diversi strati atmosferici, le attenuazioni dovute ad assorbimenti determinati da alcune molecole (ossigeno, vapor d'acqua, ...). Con particolari schemi di modulazione usati congiuntamente nell'OFDM, le riflessioni diventano un fenomeno meno limitante per la trasmissione radio in ambiente NLOS (Non-line-of-sight, non in vista ottica). I ponti radio utilizzano normalmente antenne di alta direttività che permettono di concentrare in una direzione preferenziale (verso il ricevitore distante) l'energia elettromagnetica generata dal trasmettitore, e complementariamente di ricevere solo l'energia ricevuta da una determinata direzione. In questo modo è possibile minimizzare gli effetti di interferenza e quindi riutilizzare le stesse frequenze per trasmissioni simultanee nella stessa area geografica, in direzioni diverse e opportunamente separate angolarmente. I livelli di potenza massima trasmittibile sono regolati dagli organismi competenti per evitare effetti negativi sulla popolazione che accidentalmente viene illuminata dalle antenne trasmittenti. Di fatto si utilizzano normalmente pochi watt di potenza anche per trasmissioni di gran capacità, come quelle che in uno spettro di circa 28 MHz trasmettono oltre 310 Mb/s (al netto delle ridondanze) con l'uso di modulazioni a 128 simboli e doppia polarizzazione, a distanze di diverse decine di chilometri, con antenne paraboliche di pochi metri di diametro.

Modulazione adattativa

Le ultime novitá tecnologiche disponibili in prodotti commerciali, includono la possibilitá di controllare la complessitá di modulazione, per esempio passando per 4/16/64QAM, in funzione delle condizioni di propagazione disponibili in ogni momento. In tal modo si puó garantire una alta qualitá di servizio (esempio disponibilitá del 99.999% del tempo) per i servizi prioritari anche quando la pioggia e gli altri fenomeni atmosferici impediscono l'uso di modulazioni e capacitá più elevate. D'altra parte, dato che questi fenomeni avversi avvengono solo durante una piccola frazione del tempo, il sistema radio puó trasportare servizi meno prioritari aggiuntivi con una qualitá che rimane elevata (per esempio con disponibilitá superiori al 99.9% del tempo), utilizzando le modulazioni più efficienti in modo adattativo. Quando la modulazione adattativa si accoppia con il trasporto di segnali di tipo 'a pacchetto', per esempio informazioni con protocollo IP, si raggiunge la migliore ottimizzazione e la massima efficienza totale media, permettendo di miglior bilanciamento fra qualitá , capacitá e investimenti in infrastrutture costose come antenne di gran diametro.

Streaming

Il termine streaming identifica un flusso di dati audio/video trasmessi da una sorgente a una o più destinazioni tramite una rete telematica. Questi dati vengono riprodotti man mano che arrivano a destinazione.

Tipi di streaming

Sostanzialmente esistono due tipologie di streaming:

• Streaming on demand
• Streaming live

 Streaming on demand

I contenuti audio/video sono inizialmente compressi e memorizzati su un server come file. Un utente può richiedere al server di inviargli i contenuti audio/video. Non è necessario scaricarli per intero sul PC per poterli riprodurre: i dati ricevuti vengono decompressi e riprodotti pochi secondi dopo l'inizio della ricezione. Questo ritardo serve a creare un polmone per rimediare a ritardi o microinterruzioni della rete. Di questo tipo sono i flussi streaming di Real Video e Real Audio, Windows Media Player, QuickTime, Adobe Flash Video (quest'ultimo tipo di formato file utilizzato nel sito di Youtube). Addirittura esistono molti flussi streaming che permettono di visionare contenuti in qualità divx. Alcuni siti come FreeForFun sfruttando questi flussi permettono la visione di film in streaming in alta definizione.


 Streaming live

Simile alla tradizionale trasmissione radio o video in broadcast. Anche in questo caso i dati sono trasmessi utilizzando opportune compressioni per alleggerire più possibile il carico sulla rete. La compressione dei contenuti introduce nel flusso un ritardo di circa dieci secondi. Nel campo dello streaming live, di solito, questo ritardo non costituisce un problema.


 Protocollo per lo streaming

Generalmente la trasmissione in streaming avviene utilizzando il protocollo RTSP a livello di applicazione mentre a livello di trasporto si utilizza prevalentemente il protocollo UDP. La distribuzione dei dati di streaming può essere di tipo :

• Multicast;
• Unicast;
• HTTP;
• Peer to Peer.

Una delle più recenti applicazioni della tecnologia streaming risulta essere stata applicata nel campo della pubblicità con la creazione di videobrochure.
Visto l'enorme successo avuto dallo streaming, ormai sono moltissimi i server costruiti appositamente per ospitare esclusivamente file audio o video.

Radio (mass media)

La radio è la diffusione contemporanea di contenuti sonori, fruibili in tempo reale o con un breve ritardo, ad utenti situati in aree geografiche predisposte da apposite reti per telecomunicazioni e dotati di specifici apparecchi elettrici o elettronici ed, eventualmente, impianti per telecomunicazioni.

Da un punto di vista sociologico la radio è uno dei mezzi di comunicazione di massa tra i più diffusi e apprezzati, senza conoscere le discussioni sul media che invece incontra la televisione. Da un punto di vista tecnologico è invece un'applicazione delle telecomunicazioni.

La struttura 

Essenzialmente la varie emittenti radiofoniche si dividono in due gruppi: le radio generaliste, che hanno contenuti e programmi di varia natura e le radio tematiche. Fra le radio tematiche, hanno conosciuto un successo straordinario le radio tematiche musicali, che trasmettono musica di ogni tipo. Le radio tematiche musicali, sono le più ascoltate dagli utenti.

Le radio si dividono inoltre in emittenti radiofoniche nazionali, se raggiungono la maggior parte del territorio di una nazione e in emittenti radiofoniche locali, se si limitano ad un'area circoscritta. In Italia si contano una decina di radio nazionali e circa mille radio locali.

Questa distinzione è però in declino: infatti, a partire dalla fine degli anni '90 i programmi radiofonici, possono essere trasmessi con un qualità uguale o talvolta anche maggiore, tramite la rete Internet in tutto il mondo, a condizione naturalmente che si possieda un collegamento ad Internet. In questo modo, molte radio locali possono superare i confini della propria area circoscritta e ampliare il proprio pubblico.

Ogni emittente radio ha un proprio nome e un editore, che ne cura il palinsesto e il bilancio. L'editore è responsabile degli ascolti, che l'emittente riesce a raggiungere ed è quest'ultimo che fissa gli obiettivi annui.

Generalmente i vari programmi, sono coordinati da uno o più speaker, una figura cioè, che con l'uso esclusivo della parola, cerca di intrattenere gli spettatori e di instaurare un dialogo immaginario con il pubblico. Accanto allo speaker, vi è un regista, che regola il suono e intervalla le parole dello speaker, con musica (se è una radio musicale), con gli interventi di altre persone o con gli spot pubblicitari.

Molte radio, in tempi moderni, per intrattenere un dialogo maggiore con il pubblico, hanno ideato servizi di dialogo diretto con i radioascoltatori tramite e-mail e SMS, che vengono letti e commentati in diretta. Tante emittenti musicali, inoltre hanno previsto, in uno spazio apposito all'interno del loro palinsesto, che gli spettatori prenotino una determinata canzone, dedicandolo a qualcuno.

Storia 

La nascita della radio 
 

L'invenzione della radio è frutto di una serie di esperimenti tenuti alla fine dell'Ottocento che dimostravano la possibilità di trasmettere informazioni tramite le onde elettromagnetiche.

Il primo a riuscirci fu Nikola Tesla nel 1893 in una conferenza pubblica a St.Louis, Missouri. L’apparato che Tesla usò conteneva tutti gli elementi che erano incorporati nei sistemi radio prima della sviluppo della “valvola termoionica” poi Guglielmo Marconi che nel 1895, a soli ventun'anni, riuscì a trasmettere un segnale in codice Morse a circa due chilometri di distanza dalla villa di famiglia a Pontecchio (Bologna) nello stesso anno però Nikola Tesla inviava segnali distinti tra due punti distanti circa 50 km a West Point NY. Marconi continuò a perfezionare l'invenzione, che fu ribattezzata il "telegrafo senza fili", non esitando ad uscire anche dai confini italiani: il 12 dicembre 1901 lo scienziato riuscì a trasmettere il primo segnale radiotelegrafico transoceanico, da Poldhu in Cornovaglia (Regno Unito) a St. John's in Terranova (Canada).

Nel giugno del 1943, però cinque mesi dopo la morte di Nikola Tesla, una sentenza della Corte Suprema degli Stati Uniti attribuì a Tesla la precedenza rispetto a Marconi, del brevetto base della radio.

L'invenzione di Marconi aveva però un limite: la difficoltà di trasmettere i suoni, che avrebbe agevolato la diffusione a livello di massa del nuovo strumento.

Il primo, che riuscì nell'intento fu il canadese Reginald Fessenden. Il 23 dicembre 1900 Fessenden riesce a trasmettere a circa un chilometro e mezzo di distanza, un breve messaggio vocale: "Uno, due, tre, quattro, nevica lì dove siete voi signor Thiesen? Se sì, volete telegrafarmi?". Era nata la radio. L'enorme eco ben bubblicizzato delle trasmissioni di Marconi, è stata tale che, ancora oggi l'inventore del mezzo radiofonico molto spesso viene considerato Marconi e non Fessenden.

Il 24 dicembre 1906 Fessenden trasmette il primo programma radiofonico della storia: parole e musica vennero udite nel raggio di 25 km dalla stazione trasmittente situata a Brant Rock sulla costa del Massachusetts. La radio era pronta per entrare nelle case di tutto il mondo.


 Il broadcasting 
 
John Peel, storico dj della BBCNegli anni '20 inizia a concretizzarsi l'idea di diffondere contenuti sonori alle masse: nasce la radio come mezzo di comunicazione di massa. Il termine tecnico per una tale diffusione è broadcasting, tale termine sta infatti ad indicare una comunicazione unidirezionale da uno verso molti.

In Gran Bretagna nel 1919 il Post Office concesse una temporanea autorizzazione alla stazione Marconi di Chelmsford in Cornovaglia, che il 23 febbraio 1920 trasmise il primo regolare servizio radiofonico della storia, per due ore consecutive al giorno, per un periodo di due settimane. Dopo aver ottenuto il 16 ottobre 1920 una licenza di trasmissione ufficiale, la Westinghouse di Pittsburgh entrò in servizio a partire dal 2 novembre 1920, tramettendo con il nome di KDKA da uno stabilimento industriale di Washington. In breve tempo, la radio si diffonde in maniera così rapida che negli Stati Uniti già nel 1922 si contano ben 187 stazioni, un pubblico in grande crescita ed un numero di ricevitori funzionanti che alla fine di quell'anno toccherà quota 750 mila.

Nel 1921 viene fondata, in Gran Bretagna la più antica radio del mondo tuttora esistente: la BBC.

È la prima radicale innovazione nelle comunicazioni di massa dopo l'invenzione della stampa e conosce subito un grandissimo successo, soprattutto in America e in Europa. Come sempre accade, la tecnologia, una volta messa a punto, genera nuovi contenuti, linguaggi, immaginari, ed anche produttori e prodotti, consumi e consumatori. Nei primi decenni di vita le trasmissioni avvengono in modulazione di ampiezza (AM). La radio inizialmente si diffonde nel mondo secondo due modelli: un modello completamente libero affidato all'iniziativa privata e che si finanzia con la pubblicità, e un modello monopolistico affidato allo Stato e gestito come servizio pubblico. Il primo modello si diffonde negli Stati Uniti e sarà preso d'esempio in America settentrionale, il secondo modello si diffonde nel Regno Unito e sarà preso d'esempio in Europa.