Siamo ormai giunti al Volume III della rubrica dei Dispositivi di Rete e, dopo aver spiegato cosa sono e come funzionano l’Access Point e il Router, adesso è la volta del Modem.

Anche qui non scenderemo troppo nel dettaglio perché rischieremmo di confondere ancora di più le idee, ma prima di tutto cerchiamo di fare chiarezza su due punti fondamentali che, troppo spesso, vengono mal spiegati e interpretati.

MOdulare… DEModulare…

La parola “Modem” è l’acronimo di “MOdulation/DEModulation” e, ovviamente, si tratta di un apparecchio di ricetrasmissione che permette a un terminale generico (ad esempio un computer) di collegarsi alla rete telefonica. All’atto pratico, quando avviene la trasmissione il modem converte (modula) i segnali digitali in segnali analogici e, in fase di ricezione, riconverte (quindi demodula) il segnale analogico in segnale digitale.

Se ancora non fosse chiara la funziona del Modem all’interno di una rete, immaginate di ritrovarvi in un paese straniero dove non conoscete assolutamente la lingua. La prima cosa da fare, è cercare un interprete che traduca la vostra lingua nell’idioma locale e compia l’operazione inversa per permettervi di capire ciò che gli abitanti del posto vi stanno dicendo. Il Modem fa esattamente questa tipologia di lavoro: prende i segnali elettrici del doppino telefonico e li converte in segnali digitali comprensibili ai dispositivi che sono collegati ad esso.

 

 

Oltre al Modem, componente assolutamente necessario per il funzionamento della rete internet, occorre la presenza dell’ISP. L’ISP è l’Internet Service Provider, ovvero un fornitore di servizi internet che mediante il pagamento di un abbonamento, offre il background fisico e software necessario perché il segnale possa essere trasmesso. In poche parole: Tim, Fastweb, Vodafone ecc. vi consentono di navigare previo pagamento di una quota bimestrale (bolletta). il Modem interpreta e trasmette il segnale ai dispositivi di rete collegati. Quando i dispositivi inviano segnali verso l’esterno, il Modem li re-interpreta in segnali elettromagnetici e, così facendo, avviene lo scambio di informazioni.

La storia del Modem

Adesso che abbiamo capito come funziona il Modem, possiamo dedicarci a un po’ di storia. Sì, perché i Modem attuali sono decisamente differenti da quelli che nacquero ai primordi di questa tecnologia. L’esplosione del mondo di internet come lo intendiamo oggi, infatti, è un fenomeno relativamente recente che ha origine (aìmeno per l’Italia) intorno al 1986, con McLink, Agora ed i BBS pubblici. Prima, questo tipo di telecomunicazione era riservata quasi esclusivamente a multinazionali o ad agenzie governative di sicurezza. Non esisteva l’idea della persona di tutti i giorni collegata h24, figuriamoci l’Internet Of Things e altre amenità. L’esigenza di arrivare a concepire l’invenzione del modem risiede nella necessità di poter collegare le telescriventi alle linee telefoniche tradizionali. Sì, perché dispositivi come loop o telegrafi automatizzati necessitavano di linee dedicate che venivano noleggiate dalle compagnie telefoniche direttamente a chi le richiedeva, peccato che avessero costi di gestione e nolo totalmente folli.

Vent’anni prima dello scoppio della Seconda Guerra Mondiale, la comunicazione avveniva tramite tecnologia multiplex. Il problema è che tutte le trasmissioni avvenivano per mezzo della radiofonia con sistema scrambler A-3. Benché tutti lo usassero a livello civile, quando esplose la Seconda Guerra Mondiale i britannici si accorsero che i tedeschi erano in grado non solo di interrompere ma di intercettare le loro comunicazioni grazie a una stazione scrambler posizionata sul Mare del Nord. Questo problema poteva seriamente mettere a rischio l’esito della guerra, pertanto gli alleati corsero ai ripari sviluppando il sistema SIGSALY, noto con i nomi in codice “Project X” e “Green Hornet“. Tra gli scienziati che lavorarono al progetto, troviamo il matematico britannico Alan Turing. Il primo prototipo nacque nei Bell Laboratories di Murray Hill, nel New Jersey. Il sistema venne finalizzato nel 1942 e fu determinante per la vittoria alleata.

 

 

La grandezza di questa innovazione fu tale che venne immediatamente trasferita all’ambito civile. Il fulcro del cambiamento risiede nel principio OTP, acronimo di “One Time Pad”. Basandosi sul cifrario di Vernam (evoluzione del Cifrario di Vigenère”, pone due condizioni necessarie alla sua applicazione:

• la chiave di cifratura dev’essere lunga tanto quanto il testo.
• la chiave in questione non può essere riutilizzabile (One Time Pad).

Il “Pad” non era altro che il taccuino affidato alle spie dislocate in territorio nemico. Ogni pagina di questo taccuino presentava una chiave di cifratura valida una volta soltanto. Questo sistema venne ulteriormente evoluto dai Sovietici durante la Guerra Fredda. Il SIGSALY usava un vocoder per digitalizzare il parlato, quindi crittografava il contenuto in OTP e codificava i dati digitali come toni usando il key shift di frequenza. I primi modem per uso civile, si basano esattamente su questa tipologia di funzionamento. Sì, perchè quello che in pochi sanno, è che la parola “Modem” venne usata per la prima volta nel 1958, quando l’America iniziò a produrre questo tipo di dispositivi per formare la rete di difesa aerea SAGE (Semi Automatic Ground Environment).

Questi modem, per scambiare informazioni, utilizzavano il sistema FSK (frequency-shift keying) inviando, lungo la linea telefonica, un impulso sonoro (Tone) avente una frequenza basata sul valore che assumeva ogni singola informazione binaria (bit) da trasmettere. Il processo di “modulazione” è dato dalla trasformazione di un valore binario in un impulso sonoro. Inviando 8 toni successivi, era possibile trasmettere tutto il codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Il modem ricevente, una volta ricevuti gli 8 toni, ne riconosceva la frequenza e la trasformava nuovamente in dati digitali. Il processo inverso, prende il nome di “demodulazione”.

 

 

I sistemi si sono chiaramente evoluti nel corso degli anni, passando ad altri standard come il PSK o il QAM. Il primo, ovvero il “phase-shift keying” (PSK) è un processo di modulazione digitale che trasmette i dati modulando la fase di un segnale di riferimento a frequenza costante (l’onda portante). Il secondo, “quadrature amplitude modulation“, è un sistema di modulazione sia analogica che digitale, dove le portanti sono solitamente delle sinusoidi. Il termine quadratura indica che le due forme d’onda differiscono di un angolo di 90°. Sia nel caso analogico che in quello digitale, il segnale in ingresso viene suddiviso e modula l’ampiezza delle portanti. Tale operazione si chiama “modulazione di ampiezza” (AM nel caso analogico, ASK nel caso digitale). Nel caso di segnali digitali, si sommano i segnali modulati e si ottiene una forma d’onda che risulta una combinazione della modulazione di fase (PSK Phase Shift Keying) e della modulazione d’ampiezza (ASK Amplitude Shift Keying).

Negli anni 2000 l’evoluzione è letteralmente esplosa con l’arrivo dell’ADSL (Asimmetrical Digital Subscriber Line). Questa nuova tecnologia risolve il problema dell’impossibilità di navigare in internet ed effettuare/ricevere telefonate contemporaneamente. Vi siete mai chiesti perché, al telefono, la vostra voce risulta parzialmente diversa rispetto a quando parlate dal vivo? Adesso ve lo spieghiamo e vi spiegheremo il perché con l’ADSL è possibile navigare e telefonare allo stesso tempo.

 

 

Una linea telefonica costituita da un filo di rame è progettata per trasportare la voce umana da un capo all’altro del doppino telefonico attraverso la copertura di un intervallo di frequenze sonore che vanno, di solito, dai 300 ai 4000 hertz. Il doppino telefonico, tuttavia, è in grado di trasportare tante altre frequenze sonore aventi una frequenza che non viene udita dagli esseri umani ma che viene rilevata dagli apparecchi tecnologici specifici. La tecnologia ADSL impiega tali frequenze non utilizzate del filo di rame per far passare le informazioni digitali ma, allo stesso tempo, lasciando libere le frequenze che sono invece coperte dalla voce per la semplice comunicazione. Per questo motivo una linea ADSL permette, contemporaneamente, di effettuare una telefonata e connettersi a internet perché le due cose avvengono in diverse e separate frequenze sonore.

Come per gli altri articoli potremmo fare una classificazione dei vari tipi di Modem, ma preferiamo evitare perché, ormai, a parte gli ADSL sono del tutto obsoleti. L’unica eccezione ormai valida, è quella data dal Modem Satellitare: questo modem riceve i segnali dalle stazioni NOC che rielaborano i segnali satellitari e li inviano alle dorsali. Per poter utilizzare questa tecnologia, occorre avere un’antenna satellitare (parabola) e un Modem. Questa soluzione è particolarmente indicata per quelle località poco servite dal segnale ADSL.

Cosa guardare per l’acquisto di un Modem

Ora che abbiamo concluso il capitolo di storia, possiamo subito capire che il Modem è un dispositivo assolutamente necessario per poter navigare su internet. Ma, allo stato attuale, nel 90% dei casi viene fornito direttamente dall’ISP o in soluzioni “all in one” assieme al Router, allo Switch e all’Access Point. A questo proposito, vale lo stesso discorso che abbiamo fatto nel capitolo inerente al Router. Se però, volete avventurarvi a livello più alto, esistono ancora dei Modem veri e propri che andranno poi accoppiati con un Router e con un Access Point (nel caso vogliate una linea wireless). Diciamo subito che i costi sono più elevati e la configurazione potrebbe risultare più difficoltosa. Se non avete esigenze particolari, vi consigliamo di adottare una soluzione “all inclusive”.

Se volete dare un’occhiata al precedente articolo sull’Access Point, potete trovarli a questi indirizzi:

• Access Point
• Router

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