Introduzione
L'Ingegneria delle Telecomunicazioni è una disciplina che si occupa in generale dei sistemi che consentono il trasferimento delle informazioni. è nota a tutti l'importanza nella vita attuale di tali sistemi, tra i quali spiccano, ad esempio, radio, televisione, radar e, soprattutto negli ultimi anni, sistemi di telefonia cellulare (GSM, UMTS e LTE), reti di accesso Wi-Fi, reti distribuite di sensori radio e trasmissione di dati fra calcolatori remoti, per esempio tramite la rete Internet in fibra ottica. Il corso di Ingegneria delle Telecomunicazioni sviluppa in particolare quattro aspetti fondamentali delle telecomunicazioni.
Mezzi per la trasmissione dell’informazione: Un primo aspetto riguarda i mezzi trasmissivi che possono essere linee e cavi metallici (es. la rete telefonica urbana), fibre ottiche, dispositivi radio e fotonici, antenne e collegamenti radio che possono collegare punti fissi oppure mezzi mobili. Da un lato si deve adattare il segnale da trasmettere al mezzo a disposizione, dall'altro è vantaggioso trovare nuovi mezzi e sistemi trasmissivi che facilitino la trasmissione, ovvero che ottimizzino la qualità del segnale e garantiscano la trasmissione in massima sicurezza. Lo studio dei mezzi trasmissivi, sia dal punto di vista fisico sia da quello tecnologico, è quindi di importanza vitale per le telecomunicazioni ed in generale per tutti i settori dell’informazione.
Elaborazione digitale dei segnali: Un secondo aspetto riguarda la modalità con cui avviene la trasmissione sui mezzi di comunicazione. L'informazione che si vuole trasmettere si presenta all'origine in diverse forme (musica, immagini, filmati, files, dati multimediali) che non si prestano immediatamente alla loro trasmissione a distanza, e deve quindi essere tradotta in una sequenza di bit, ovvero in un segnale digitale. Il segnale digitale infatti si presta più facilmente alla trasmissione su più mezzi anche eterogenei, è più semplice preservarne l'integrità, e permette la riduzione ad un solo formato di più fonti diverse (audio, video, dati, etc.). Questo processo di traduzione, che va sotto il nome di codifica di sorgente e che include standard quali MPEG2, MP3, MP4, deve essere efficiente nel senso che si vuole mantenere l’integrità dell’informazione originaria nel minor numero possibile di bit.
Trasmissione digitale dei segnali: La comunicazione attraverso il mezzo radio, la fibra ottica, o quant’altro, richiede un segnale con caratteristiche fisiche specifiche (segnale radio, impulsi di luce, etc.) ed è quindi necessario studiare tecniche per convertire i bit in segnali che possano essere efficientemente trasmessi. Inoltre, si pone il problema di come estrarre le informazioni originali una volta che il segnale trasmesso passa attraverso il mezzo (dove viene normalmente corrotto) e arriva al ricevitore. Anche in questo caso bisogna provvedere all'elaborazione del segnale ricevuto in modo da riottenere l’informazione originaria senza commettere errori. Oggi la maggior parte delle elaborazioni di segnale (dalla traduzione in bit all'adattamento al mezzo alla elaborazione al ricevitore) avvengono operando su bit all'interno di cosiddetti sistemi digitali. In questo senso quindi si parla di trasmissione numerica dell'informazione.
Reti di telecomunicazione: Nelle reti di telecomunicazione più terminali competono per l’utilizzo di risorse condivise, siano esse il canale radio utilizzato dai moderni sistemi Wi-Fi, quello utilizzato dai sistemi cellulari UTMS e LTE o la fibra ottica che viene utilizzata come mezzo trasmissivo condiviso da terminali di Internet. In ogni caso, si pone il problema di interconnettere i terminali in oggetto nel modo più efficace possibile, ottimizzando l’uso che questi fanno delle risorse trasmissive e cercando di minimizzare l’interferenza che questi terminali creano nel loro utilizzo concorrente. I principali temi di studio includono la modalità con cui i terminali accedono al mezzo trasmissivo, le tecniche di instradamento dell’informazione in reti complesse e composte da tecnologie trasmissive e terminali eterogenei. In aggiunta, il piano di studi include l’analisi di reti di ultima generazione (sistemi cellulari LTE) e sistemi radio di tipo “embedded” (reti di sensori radio con tecnologia radio IEEE 802.15.4), approfondendo tematiche quali la loro integrazione con la rete Internet, lo sviluppo di protocolli software e, soprattutto per le reti di sensori radio, la sperimentazione sui testbed disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione. Infine, poiché per loro natura le reti offrono la possibilità di accesso a informazioni e servizi da parte di un largo numero di utenti e terminali, si pone il problema di rendere sicura la trasmissione dell’informazione al loro interno. Ad esempio, si desidera consentire la riservatezza delle comunicazioni, la garanzia di integrità dei messaggi e di identificazione della loro provenienza, e la costante disponibilità della rete. Ciò è possibile attraverso l’adozione di specifici protocolli di sicurezza che a loro volta possono basarsi su tecniche crittografiche, o sull’identificazione di particolari caratteristiche proprie delle trasmissioni legittime o di quelle non ammesse.
In sintesi, il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni fornirà agli studenti una adeguata conoscenza della propagazione del segnale nei mezzi trasmissivi quali le linee di trasmissione e le fibre ottiche nonché delle tecnologie di trasmissione radio (Wi-Fi, IEEE 802.15.4, UMTS e LTE), cablate (Ethernet) e delle tecnologie di trasmissione a onde convogliate (in inglese “Power Line Communication”, PLC). La conoscenza teorica sarà supportata da esperienze di laboratorio sia per quanto riguarda la propagazione (nella fibra ottica, nei circuiti a microonde, in spazio libero) sia per alcune delle tecnologie di trasmissione (Ethernet, Wi-Fi, IEEE 802.15.4 e PLC).
Le tecnologie ed i sistemi sopradescritti includono sfide tecnologiche di grandissima portata e trovano vasta applicazione in aree applicative estremamente attuali e rapidamente emergenti quali la “smart building automation” e le “energy grids”.
Come si può intuire da questa panoramica, l'Ingegneria delle Telecomunicazioni copre argomenti molto vasti, che vanno dallo studio dei mezzi fisici e dei componenti elettronici più opportuni per realizzare i collegamenti, all'analisi e alla progettazione delle architetture software e dell’hardware per la realizzazione delle reti di comunicazioni, alla ricerca di soluzioni innovative nelle tematiche più specifiche della teoria delle comunicazioni elettriche. 6.2 Obiettivi Si intuisce dagli argomenti di cui si occupa la questa disciplina, che l'ingegnere delle telecomunicazioni è in genere un ingegnere di sistema, per il quale dispositivi e programmi software sono sostanzialmente degli strumenti che egli deve conoscere, e soprattutto utilizzare nella progettazione di sistemi che hanno una notevole complessità. Si tratta quindi di un profilo professionale di grande modernità e di spiccata specializzazione, che deve essere necessariamente fondato su una preparazione di base molto ampia e multidisciplinare. In particolare la sua preparazione deve essere ad ampio spettro nelle discipline di base, matematiche e fisiche, come è tipico di tutti gli ingegneri del settore dell’Informazione. Tuttavia la specificità della sua figura professionale richiede una preparazione più approfondita di discipline diverse fra loro che in altri settori. In particolare, il profilo di ingegnere di sistema richiede la capacità di utilizzare in modo sistematico dispositivi elettronici e pacchetti software con solide conoscenze di base interdisciplinari di Elettronica e di Informatica.
In funzione della sua preparazione specifica, orientata ai sistemi di telecomunicazioni, il curriculum prevede importanti corsi caratterizzanti relativi allo studio, all’analisi e alla realizzazione:
Obiettivi
Si intuisce dagli argomenti di cui si occupa la questa disciplina, che l'ingegnere delle telecomunicazioni è in genere un ingegnere di sistema, per il quale dispositivi e programmi software sono sostanzialmente degli strumenti che egli deve conoscere, e soprattutto utilizzare nella progettazione di sistemi che hanno una notevole complessità. Si tratta quindi di un profilo professionale di grande modernità e di spiccata specializzazione, che deve essere necessariamente fondato su una preparazione di base molto ampia e multidisciplinare. In particolare la sua preparazione deve essere ad ampio spettro nelle discipline di base, matematiche e fisiche, come è tipico di tutti gli ingegneri del settore dell’Informazione. Tuttavia la specificità della sua figura professionale richiede una preparazione più approfondita di discipline diverse fra loro che in altri settori. In particolare, il profilo di ingegnere di sistema richiede la capacità di utilizzare in modo sistematico dispositivi elettronici e pacchetti software con solide conoscenze di base interdisciplinari di Elettronica e di Informatica.
In funzione della sua preparazione specifica, orientata ai sistemi di telecomunicazioni, il curriculum prevede importanti corsi caratterizzanti relativi allo studio, all’analisi e alla realizzazione:
A questi si integrano svariati laboratori, nonché corsi di supporto in settori affini.
Profilo professionale
La Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazionisi propone di formare una figura di alta professionalità rispetto sia agli standard nazionali sia a quelli internazionali, con spiccate attitudini alla progettazione e alla organizzazione di sistemi e reti di telecomunicazioni. Si tratta di una figura professionale che può proficuamente inserirsi in diversi contesti lavorativi nel settore delle telecomunicazioni, tutti caratterizzati da sicure prospettive di sviluppo sia a medio sia a lungo termine. La sua collocazione nel mondo del lavoro, con capacità di svolgere mansioni di grande responsabilità, con particolare riferimento alla progettazione di sistemi, di servizi e di reti di telecomunicazioni, può essere rivolta a settori quali:
I risvolti interdisciplinari della preparazione dell’ingegnere delle telecomunicazioni lo rendono inoltre capace di affrontare con grande flessibilità le rapide evoluzioni che l’innovazione tecnologica introduce nel mondo del lavoro. Inoltre, la marcata preparazione fisico-matematica e l’ampio spettro di conoscenze scientifico-tecnologiche, fa sì che l’ingegnere delle telecomunicazioni costituisca una figura idonea alle attività di ricerca sia in campo industriale sia in campo scientifico.
Percorso formativo
Nell’ambito della Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni sono previsti più profili professionali (Dispositivi, Elaborazione di segnali, Sistemi Digitali, Telematica) con opportuni percorsi formativi.
Il profilo Dispositivi è orientato allo studio dei mezzi di propagazione e dei dispositivi elettronici e fotonici; corsi specifici caratterizzanti l’indirizzo sono Propagazione e Antenne, <>Progetto di Antenne e Dispositivi a Microonde, Sistemi in Fibra Ottica e Laboratorio e Dispositivi Fotonici.
Il profilo Elaborazione di segnali è orientato verso l’analisi e l’elaborazione di immagini e video; corsi specifici caratterizzanti l’indirizzo sono Elaborazione numerica dei segnali, Analisi di immagini e video, Codifica di sorgente e Visione computazionale e grafica 3D.
Il profilo Sistemi Digitali è orientato verso lo studio dei sistemi di comunicazione con particolare attenzione alle tecniche di modulazione e di codifica; corsi specifici caratterizzanti l’indirizzo sono Trasmissione Numerica, Codifica di canale, Trasmissione con mezzi mobili e Comunicazioni ottiche e quantistiche.
Il profilo Telematica è orientato verso le reti di telecomunicazioni e le reti di calcolatori; corsi specifici caratterizzanti l’indirizzo sono Reti di Telecomunicazioni, Modelli per le Reti, Analisi e simulazione di reti, Sistemi e Reti Wireless, Sicurezza delle Reti.
Per garantire la completezza della preparazione, il curriculum comprende anche corsi specifici degli altri indirizzi, con l’ulteriore possibilità di estendere le proprie conoscenze di base nei campi dell’Elettronica, dell’Informatica e dell’Automazione.
Scheda completa del corso
