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LA TECNOLOGIA ADSL

Sono tecniche nate negli anni '80 per consentire connessioni digitali a banda larga sul classico filo del telefono: il doppino di rame. L'esigenza di questa tecnologia sorge dalla necessità di raggiungere le utenze domestiche con linee a banda larga per la fornitura di servizi come il video on demand, il commercio elettronico, e-learning. Quello che viene definito accesso BTTH (Broadband To The Home).

Per garantire le prestazioni necessarie a fornire questi servizi e per non dover affrontare la spesa di ricablare tutte le utenze con linee in fibra ottica si è trovato il modo si sfruttare le potenzialità ancora inutilizzate delle connessioni già presenti sulla rete telefonica. DSL infatti significa "abbonamento con linea digitale" (Digital Subscriber Line).

Sono state pensate varie soluzioni xDSL: HDSL, SHDSL, ADSL, VDSL, ... Tra tutte ricordiamo:

HDSL - High data rate DSL.
Garantisce un collegamento simmetrico ad alta velocità. Un collegamento si dice simmetrico quando la velocità di trasmissione e la velocità di ricezione dei dati sono uguali. Le velocità raggiunte in questo caso sono entrambe dell'ordine dei 2Mbps. Il limite maggiore è che richiede due o tre linee per funzionare. Viene usata per reti private o per collegamenti dedicati, intranet aziendali, per elevati volumi di messaggistica o videoconferenza.

SHDSL - Single line High data rate DSL.
E' una semplificazione di HDSL e usa una sola linea telefonica fornendo un collegamento simmetrico. In genere viene in applicazioni dove è richiesto un flusso simmetrico.

ADSL - Asymmetric DSL.
E' invece ottimale per tutte quelle applicazioni che richiedono una capacità di download molto più grande di quella di upload. Applicazioni come la navigazione, il video e l'audio on-demand, ecc. sono tra le più usate nelle utenze domestiche. E' proprio la differenza di velocità che definisce l'asimmetria di questa soluzione. Inoltre ADSL usa una parte della banda della linea telefonica che non si sovrappone con quella vocale. Il che consente la coesistenza del servizio telefonico e del servizio dati. Le velocità raggiunte sono 8Mbps in ricezione e 640Kbps in emissione. La distanza massima che si può coprire dalla centrale Telecom all'utente finale è di circa 3-4Km.

ADSL 2.
La tecnologia ADSL2 incrementa la velocità di ricezione dati fino a 12Mbps contro gli 8Mbps dell’ADSL e quella in trasmissione fino ad 1Mbps contro i 640Kbps della precedente. Inoltre ne estende il raggio d’azione.

ADSL 2+.
Con ADSL2+, il flusso dati arriva a 25Mbps in ricezione ed 1Mbps in trasmissione su cavo telefonico fino a 1520 metri.

Il doppino telefonico

Nelle reti telefoniche pubbliche PSTN (Public Switched Telephone Network) il collegamento tra le utenze (le nostre abitazioni) e la centrale telefonica più vicina è chiamato local loop. Il local loop è nato inizialmente per trasportare un segnale analogico vocale e la scelta del mezzo di trasmissione è caduta sul doppino intrecciato: un cavo composto di due fili di rame con guaina di plastica intrecciati tra loro detto anche twisted pair. La scelta è dovuta al costo contenuto ed al fatto che la trasmissione vocale non richiede una banda elevata.

La diffusione delle trasmissioni digitali a banda larga trova il collo di bottiglia proprio su questo tratto terminale. Infatti le comunicazioni tra centrali sono già ad altissima velocità. Molto spesso infatti queste giunzioni sono realizzate in fibra. In ogni casa dunque arriva un doppino ed anche il fatto che sia uno solo è tra i motivi del successo dell'ADSL tra i componenti della famiglia xDSL. HDSL, per esempio, richiede l'uso di più linee.

La caratteristica centrale da considerare nell'uso di un mezzo di trasmissione è l'ampiezza di banda ovvero l’intervallo di frequenze che esso consente di trasmettere. Il segnale vocale trasmesso sul local loop copre l’intervallo da 0 a 4KHz. La banda disponibile sul doppino è più ampia ma dipende a sua volta dalla sua lunghezza, più un terminale è distante dalla propria centrale, più il cavo è lungo e il segnale subisce un deterioramento.

Il segnale si deteriora per vari motivi: per esempio per effetto della diafonia (interferenza tra più linee poste una vicino all’altra) oppure per interferenza dei segnali radio AM, in ogni caso più si accorciano le distanze, migliore è la resa. Ci sono tecniche per assicurare il segnale vocale anche a lunghe distanze dell'ordine di poche decine di Km, ma per poter usare ADSL, che sfrutta più a fondo la banda del doppino, non ci si può allontanare che per alcune centinaia di metri (3,5Km circa).

Questo significa che non tutti i local loop sono uguali. È stato sviluppato allora un sistema di modulazione che si adatta alle caratteristiche della linea. DMT (Discrete Multitone Modulation) è una modulazione pensata per adeguare il carico di informazione alle condizioni della linea grazie ad un algoritmo chiamato “bit loading”. Sul canale viene eseguito un rapido test all’inizio della connessione per misurare la capacità del mezzo, a seconda della quale verrà poi dimensionata la velocità di trasferimento.

La suddivisione delle frequenze

Come dicevamo, ADSL è nata per sfruttare a fondo la banda del local loop. Sullo stesso mezzo fisico, che in telefonia trasportava solo il segnale vocale, si trovano a viaggiare tre flussi di segnale separati:

• canale Voce da 0 a 4KHz
• canale ADSL di trasmissione verso la rete da 25 a 200KHz
• canale ricezione dalla rete da 200KHz a 1,1GHz circa.

È significativo notare come la banda vocale rimane intatta, questo consente l’utilizzo contemporaneo di telefonia e internet. La suddivisione viene effettuata da circuiti a filtri passivi detti splitter. Un filtro è un circuito che taglia alcune frequenze nello spettro e ne fa “passare” altre. Si dice passivo quando per funzionare non ha bisogno di alimentazione. In questo caso è utile che siano passivi perchè in mancanza di corrente viene comunque garantito il servizio di fonia.

Da uno splitter o da un filtro si diramano 2 linee. Una porta il segnale telefonico analogico (in banda base a 4 KHz) e l’altra porta il segnale digitale modulato. Alla prima viene collegato il telefono, alla seconda invece un modem capace di trasformare il segnale digitale modulato nel segnale digitale per il computer.

In circolazione si trovano due tipi di splitter. Per splitter in genere si intende un circuito posto a monte della rete telefonica casalinga che separa il segnale prima che arrivi alle prese del telefono, può essere integrato nel router o nel modem. Invece viene detto microfiltro (o semplicemente filtro) uno splitter che si applica a ciascuna presa del telefono separando da quel punto i canali. Questi ultimi seguono lo standard G.Lite.

Con ADSL2+, infine, si raddoppia la frequenza massima utilizzata per la trasmissione dei dati, da 1.1 a 2.2 MHz, questo consente di poter modulare più informazioni nella stessa unità di tempo, quindi di portare un flusso dati di 25Mbps su cavo telefonico. In questo caso bisogna fare ancor più attenzione alle distanze. Infatti una buona resa di questa tecnologia è assicurata per poche centinaia di metri (1,5-2 Km).

Gli standard CAP e DMT

La modalità in cui la banda viene suddivisa è chiamata Carrierless Amplitude/Phase o semplicemente CAP. Essa rappresenta uno dei due standard possibili per l'ADSL. L'altro è il discrete multitone o DMT.

Lo standard CAP è più recente e più semplice da realizzare ed è quello più usato nelle nuove installazioni ADSL. Nel CAP la banda è divisa in 3 parti: Voce, Upstream e Downstream.

Lo standard DMT

Anche lo standard DMT prevede la suddivisione della banda ma non in 3 parti come nel CAP. Nel DMT la banda viene divisa in 247 canali da 4 KHz! Per meglio comprendere lo standard DMT, immaginate che la vostra compagnia telefonica divida il vostro doppino telefonico in 247 linee separate e su ogni linea connetta un modem. Il vostro computer sarebbe collegato con 247 modem contemporaneamente!

Il vantaggio di questo standard è che ogni linea viene costantemente monitorata e nel caso ci siano problemi di qualità (tenete presente che la linea non ha una qualità costante ma è soggetta a rumori/interferenze di vario genere), i dati vengono spostati su una linea migliore. In questo modo ogni ricezione o trasmissione passa attraverso le migliori linee disponibili al momento.

Distanza dalla centrale

Una delle debolezze di questa tecnologia risiede nel fatto che le prestazioni sono direttamente proporzionali alla vicinanza di una centrale. Più la distanza dalla centrale aumenta e più la qualità (e quindi la velocità) della linea diminuisce. Il limite massimo stabilito dallo standard per una connessione ADSL è di 5,5 Km dalla centrale.