Degrado del Segnale su Lunge Distanze di Trasmissione

Mentre i segnali si propagano su lunghe distanze — sia attraverso rame, fibra o spazio libero — subiscono inevitabilmente menomazioni che limitano portata e fedeltà.

1. Attenuazione (Perdita di Segnale)

L'energia si dissipa a causa della resistenza del conduttore (perdita I²R), assorbimento del dielettrico e diffusione. Nella fibra, l'attenuazione dipende dalla lunghezza d'onda (es. 0.2 dB/km a 1550 nm). Nel rame, l'effetto pelle aumenta la perdita a frequenze più alte.

2. Distorsione

• Perdita dipendente dalla frequenza altera l'equilibrio spettrale, smearing degli impulsi (interferenza inter-simbolo).
• Nonlinearità in amplificatori o mezzi di trasmissione generano armoniche e prodotti di intermodulazione.
• Dispersione (cromatica, modale, modalità di polarizzazione) diffonde gli impulsi nel tempo.

3. Accumulo di Rumore

• Rumore Termico (Johnson-Nyquist) da elementi resistivi.
• Rumore di Scatto in fotodettori e dispositivi attivi.
• Interferenza Esterna (EMI/RFI, diafonia, rumore impulsivo).

4. Multipath & Fading (Wireless/Spazio Libero)

I riflessi creano copie ritardate multiple del segnale, causando interferenza costruttiva/destruttiva (fading) e spread di ritardo (ISI).

Contromisure

• Amplificatori / ripetitori / EDFAs per superare l'attenuazione.
• Equalizzatori / DSP (FFE, DFE, MLSE) per annullare la distorsione.
• Correzione di errore in avanti (FEC) per recuperare da errori indotti dal rumore.
• Diversità (spaziale, frequenza, polarizzazione) per combattere il fading.
• Budget di collegamento adeguato con margine per invecchiamento, temperatura e perdite impreviste.

I moderni sistemi coerenti ottici e wireless 5G/6G impiegano modulazione avanzata (QAM, OFDM), shaping probabilistico ed equalizzazione adattativa in tempo reale per spingere la capacità vicino al limite di Shannon nonostante queste menomazioni.