MODEM
LAVORO DI APPROFONDIMENTO DI
TRAVAGLIA ALBERTO
Definizione
• Il modem è un dispositivo elettronico che rende
possibile la comunicazione di più sistemi
informatici (ad esempio dei computer)
utilizzando un canale di comunicazione a banda
acustica (tipicamente una normale linea
telefonica).
ETIMOLOGIA
• Questo dispositivo permette la MOdulazione e la
DEModulazione dei segnali contenenti le informazioni, dal
nome di queste due funzioni principali il dispositivo prende
appunto il nome di MODEM. In altre parole, sequenze di bit
vengono ricodificate come segnali acustici, che appaiono
come dei fischi.
Strutturazione SISTEMA con MODEM
MICROPROC
USART (DTE)
Bus linea
parallela
MODEM (DCE)
Linea
seriale
RS323
Linea
telefonica
(comm o
dedicata)
TIPI DI MODEM
MODEM
IN BANDA BASE
IN BANDA TRASLATA
MODEM FONICI
MODEM A BANDA LARGA
MODEM IN BANDA BASE
Per le applicazioni industriali, professionali, di sicurezza,
si può disporre di linee telefoniche private o noleggiate e,
di solito, queste linee sono linee in rame dirette. In
questo caso può essere usato o, a volte, deve essere
usato un modem in banda base. Esso può essere sia di
tipo sincrono che di tipo asincrono ma oggi, anche se
l'interfaccia verso il DTE (Data Terminal Equipment o
terminale dati, ovvero il computer) è di tipo asincrono i
modem (DCE), essendo dotati di un microprocessore
interno, instaurano fra di loro una connessione di tipo
sincrono con l'eliminazione e rigenerazione automatica
dei bit di start e di stop (in generale accettano un solo bit
di stop).Nei modem in banda base la velocità di
trasmissione comporta un maggior uso della banda
passante . In pratica useranno sempre un baud per bit.
MODEM IN BANDA TRASLATA
Nei modem in banda traslata c’è una effettiva traslazione di
frequenza ottenuta tramite modulazione , la quale rende
possibile la trasmissione a lunga distanza sui mezzi non adatti
ad una trasmissione diretta dei segnali digitali (cioè in banda
base)
MODEM FONICI
• Questi tipi di modem sono adatti ad essere connessi su una
linea telefonica commutata, e devono rispettare tutte le
normative relative alle comunicazioni telefoniche. Per questo
motivo la banda di frequenze adoperata ed il livello del
segnale dovrà rispettare dei valori standard. Per la banda di
frequenza essa è compresa fra i 300 e i 3300 Hz. Questa
banda permette un passaggio di un massimo di 1200 Baud.
I primi Modem, infatti, potevano instaurare delle connessioni half
duplex a questa velocità massima e, attraverso i segnali di controllo
dell'interfaccia fisica poteva essere instaurata una connessione di
tipo semiduplex a 1200 bit/sec o Full Duplex a 600 bit/sec. In altri
casi, ove c'era la necessità, venivano usate connessioni a 600/300 e
sottocanale di servizio a 75 bit/sec. La tecnica di trasmissione si è
evoluta permettendo da prima ad avere connessioni Full Duplex a
2400 e, successivamente a 4800, 9600 ed ora fino agi attuali 56
kbit/sec con lo standard V.90. È da notare però che comunque i
baud trasmessi sono sempre 1200 ma le informazioni che ogni
singolo baud oggi è in grado di trasferire passa da un bit alle origini
fino a raggiungere i teorici 46,6 bit per baud. In pratica questo non è
vero perché intervengono altri fattori come la compressione dei dati,
la soppressione dei bit di Start e di stop e l'uso di protocolli
particolari fra i Modem o, per meglio dire, fra i microprocessori dei
Modem.
La maggior parte dei Modem in Banda Fonica attuali sono tutti
Asincroni, full duplex, a chiamata automatica (cioè possono
chiamare un altro modem e stabile una connessione sotto il
controllo di un programma) e a risposta automatica (cioè possono
rivelare quando il telefono collegato suona e possono rispondere
per stabilire una connessione).
MODEM A BANDA LARGA
Si tratta di modem che utilizzano i 48 KHZ della banda 60108KhZ del multiplexer primario telefonico per implementare
collegamenti i banda traslata ad alta velocità . La
modulazione impiegata è di tipo SSB e per questo motivo , al
fine di poter effettuare la demodulazione , viene trasmesso
anche un segnale pilota che contiene le informazioni di
frequenza e fase della portante
Velocità di trasmissione : 48000-144000 bit/s
Come già detto in precedenza la modulazione all’interno del trattamento
delle informazioni da parte dei modem ha un importanza assoluta e
primaria ; andiamo ora a vedere in dettaglio cos’è e in quali rami si
divide.
Per modulazione si intende la tecnica di trasmissione di un segnale
elettromagnetico (eventualmente rappresentante un'informazione) per
mezzo di un altro segnale elettromagnetico detto portante.
I segnali da modulare possono rappresentare le informazioni più diverse:
audio, video, dati. In generale, il motivo per cui si utilizza la modulazione
risiede nel fatto che i segnali rappresentanti le informazioni da
trasmettere sono in prevalenza di natura passa-basso (il loro contenuto
spettrale è concentrato per lo più a basse frequenze), mentre i canali
trasmissivi che più comunemente si utilizzano (come canali hertziani e
fibre ottiche) sono di natura passa-banda. Occorre quindi convertire in
frequenza, mediante tale operazione, lo spettro del segnale
elettromagnetico rappresentante l'informazione; inoltre, l'impiego di
questa tecnica permette di trasmettere segnali elettrici (e quindi le
informazioni che essi rappresentano) a grande distanza.
Nelle slide successive affronteremo i vari tipi di modulazione :
AM - (Amplitude Modulation) modulazione di ampiezza;
FM - (Frequency Modulation) modulazione di frequenza;
PM - (Phase Modulation) modulazione di fase.
MODULAZIONE DI AMPIEZZA
La modulazione di ampiezza è uno dei sistemi utilizzati per
trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza.
Spesso viene abbreviato in AM (dall'inglese Amplitude Modulation).
Consiste nel modulare l'ampiezza del segnale radio che si intende
utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera
proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere
(modulante). Il segnale modulato ha la stessa frequenza della
portante.
È piuttosto semplice da realizzare ed è perciò stata utilizzata agli
albori delle trasmissioni radio. Nel caso della trasmissione binaria,
così come in telegrafia, ad una potenza bassa corrisponde lo zero
mentre ad una potenza alta corrisponde l'uno. I principali
inconvenienti sono l'estrema sensibilità ai disturbi ed alle condizioni
di propagazione, in quanto qualsiasi disturbo si va di fatto a
sommare direttamente al segnale che si sta trasmettendo, e la poca
efficienza che richiede l'uso di potenze maggiori per coprire le stesse
distanze
MODULAZIONE DI FREQUENZA
La modulazione di frequenza è uno dei sistemi utilizzati per
trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza.
Spesso viene abbreviato in FM (dall'inglese Frequency Modulation).
Consiste nel modulare la frequenza del segnale radio che si intende
utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera
proporzionale alla frequenza del segnale che si intende trasmettere.
Rispetto alla modulazione di ampiezza ha il vantaggio di essere
molto meno sensibile ai disturbi e di permettere una trasmissione di
miglior qualità. Il difetto principale è la necessità di circuiti molto più
complessi sia per la generazione del segnale da trasmettere che per
la sua ricezione. L'attuale tecnologia ha reso facilmente superabili
tali problematiche con il risultato che le trasmissioni in modulazione
di ampiezza sono sempre meno usate soprattutto in ambito
broadcasting.
In Italia la modulazione di frequenza è usata per le trasmissioni
radiofoniche nella banda di frequenze che va dagli 87,5 ai 108 MHz.
MODULAZIONE DI FASE
La modulazione di fase, abbreviata come PM (dall'inglese Phase
Modulation), è una tecnica di modulazione di un segnale e si ottiene
variando la fase della portante rispetto al suo valore in assenza di
modulazione, proporzionalmente al valore istantaneo dell'ampiezza
del segnale.
A differenza di altri metodi di modulazione come modulazione
d'ampiezza e modulazione di frequenza, la modulazione di fase non
è molto usata (eccetto per l'inappropriata denominazione FMsynthesis, introdotta dalla Yamaha nel 1982). La modulazione di fase
infatti tende a richiedere apparati riceventi più sofisticati e possono
esservi problemi di ambiguità nel distinguere un segnale a fase 0° o
a fase 180°
Approfondimento di TRAVAGLIA ALBERTO
Contenuti , parte di testi e immagine tratte da :
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-- dispense prof Massimo Brusa