EVOLUZIONE DELLA TRASMISSIONE DATI

                                         TRASMISSIONE DEI DATI

Iniziai a occuparmi della trasmissione dei dati nel 1974 quando lavoravo in SIP (Telecom Italia, e poi TIM), e al mio entusiasmo qualcuno avrebbe potuto obiettare che la trasmissione delle informazioni esisteva da molti anni: ad esempio la telegrafia, la telefonia, la radio, e la televisione. Allora dove stava la novità?

La novità stava nel fatto che l’azienda (SIP) pensò di sfruttare la rete  telefonica capillarmente distribuita su tutto il territorio, per trasferire i dati provenienti da un calcolatore a tutte le persone in qualsiasi zona si trovassero.

Per fare questo era necessario trovare una tecnica economicamente conveniente che fosse in grado di utilizzare al meglio la rete telefonica, costruita per trasportare la voce in ogni parte del mondo, e non una successione di uno e di zero provenienti dai calcolatori.

Se il pregio della rete era la capillarità, non lo era il cono di bottiglia dato dalla banda di trasmissione che andava dai 300 Hz ai 3400, che costrinse ad allocare in tale banda il segnale modulato dell’informazione digitale inviata dall’elaboratore.

L’apparato che interfacciava l’elaboratore con la linea telefonica era il modem che è l’acronimo di: modulazione/ demodulazione.

Il primo che ho visto aveva una velocità di trasmissione di 300 bit/sec., ed era uno scatolotto metallico dalle dimensioni di circa mezzo metro in lunghezza e una ventina in larghezza, al cui interno si trovavano decine di schede elettroniche, più o meno come quello in figura.

 

Poi, con l’avvento di componentistica più evoluta, si passò a una velocità di 600, 1200, 2400, 9600, 14.400 bit/sec, fino a 56 Kbit/sec.,  e le dimensioni si ridussero sensibilmente.

Nelle figure, vediamo due tipi di collegamento dati. Nel primo caso i dati in uscita dall’elaboratore sono inviati a un altro elaboratore.

Nel secondo caso è un terminale che si collega a un elaboratore.

Un tipico elaboratore era l’AS/400 IBM, un sistema centralizzato messo al centro di una rete di terminali.

A quei tempi il Personal Computer non esisteva e il Terminale era un apparato “stupido” senza CPU, RAM, e Disco Fisso.

 

CED (CENTRO ELABORAZIONE DATI ANNI 70)

Come vi avevo accennato in precedenza, per inviare i segnali digitali provenienti dall’elaboratore sulla linea telefonica, era necessario avere un apparato in grado di trasformarli in segnali adatti ad essere trasferiti sulla linea telefonica, e questo si chiamava modem.

I modem erano sostanzialmente di due tipi: Banda-Base, e Banda-Fonica.

Usare l’uno o l’altro dipendeva dalla linea telefonica. Se il segnale non transitava nei centralini telefonici, e la linea non era  pupinizzata, o amplificata, ed era in ambito urbano (massimo una ventina di chilometri): si usava i modem Banda Base, e la banda passante dipendeva solo dall’impedenza tipica della linea a disposizione.

Se invece la linea telefonica superava l’ambito urbano ed era pupinizzata o amplificata, si doveva usare il modem in Banda Fonica: chiamato in questo modo perché lavorava in un campo di frequenze che partivano da 300 Hz fino a 3400 Hz, che è poi la banda usata per la trasmissione vocale. La distanza, in teoria, non aveva limiti.

MODEM BANDA BASE

Il modem Banda Base (BB) è un apparato che traduce il segnale emesso dal DTE con codifica NRZ (senza ritorno a zero),

CODIFICA NRZ

in un segnale digitale codificato, dopo aver subito solo una conversione di codice per meglio adattarsi alla linea. Tali modem, pertanto, non realizzano la modulazione e demodulazione analogica, ma solo una conversione di codice. I modem in banda base risultano più semplici rispetto a quelli fonici e consentono una trasmissione più veloce fino a 72000 bps.

SCHEMA A BLOCCHI DI UN MODEM BANDA BASE

Per questo motivo, viene utilizzato per le trasmissioni dei dati  linee telefoniche dedicate che possono essere a:

4 fili (FD: Full Duplex e in Multipunto),

a 2 fili (HD: Half Duplex),

oppure linee dedicate interne come la LAN.

La velocità di trasmissione dei Modem può partire da 600 fino a 72.000 bit/sec, e li possiamo dividere, fondamentalmente, in due tipi:

con connettori V24/V.28: per velocità a partire da 300, 600, 1200, 4800, 9600, 19600 bit/s.

con connettori V.24/V.35: per velocità a partire da 48, 56, 64, 72 Kbit/s.

Sul lato DTE il modem può lavorare sia in modo sincrono che asincrono, mentre verso la linea lavora sempre in modo sincrono.

I Modem (DCE) attuali di solito utilizzano la codifica bifase differenziale (detta DPSK digitale bifase) tipo CCITT o di tipo invertita con trasmissione sincrona.

La portante, che in questi modem ha la funzione anche di clock, è rappresentata da un segnale a onda rettangolare la cui frequenza è pari alla velocità di trasmissione.

La codifica consiste nell’inviare in linea un’onda rettangolare in fase con la portante (clockquando il segnale dati ha un livello logico 1 (mark –tensione negativa) e di effettuare un salto di fase di 180° gradi tutte le volte che il dato da trasmettere è a un livello logico 0 (Space – tensione positiva).

MODEM IN BANDA FONICA

 

I primi modem usavano la banda fonica ( 300 a 3400 Hz) per trasmettere i dati. Tale banda permetteva un passaggio di 1200 baud. Poi con l’evoluzione della tecnica si è passati a 2400, 4800, 9600, fino agli attuali 56 Kbit/sec con lo standard V90, anche se i baud trasmessi sono sempre 1200. Il risultato si è ottenuto aumentando le informazioni di ogni singolo baud che è passato da un bit fino a raggiungere i teorici 46,6 bit per baud.

Nei modem fonici il segnale digitale viene filtrato per ridurre la potenza e poi traslato all’interno della banda fonica. Questo si ottiene modulando una portante analogica.

Il segnale dati trasmesso dall’apparato dati modula la portante analogica generata dal modem, producendo un segnale analogico di frequenze comprese nella banda fonica e aventi forme dipendenti dalla tecnica di modulazione utilizzata.

Alcune delle modulazioni sono:

FSK: Modulazione a spostamento di frequenza  

PSK: Modulazione a spostamento di fase

ASK: Modulazione a spostamento di ampiezza

QAM: Modulazione Numerica di Ampiezza in Quadratura

Un altro tassello importante per far sì che le informazioni residenti nell’elaboratore arrivino ai terminali delle sedi periferiche: è la linea telefonica dedicata. Si tratta di una linea telefonica in rame a due o quattro fili che viene utilizzata solo per il collegamento dati richiesto dal cliente.

 

Questa linea deve avere delle peculiarità ben precise come un basso livello di rumorosità, e di diafonia. Inoltre deve rispettate dei valori di attenuazione ben precisi, e senza entrare nei particolari tecnici: possiamo dire che la linea doveva essere perfetta, e questo era compito del reparto “rete” (tecnici addetti alla predisposizione e installazione dei cavi fino al cliente).

Dopo di che interveniva il reparto di trasmissione dati, e lo specialista, dopo aver verificato che la linea rispettava le caratteristiche per funzionare correttamente, installava il modem in collaborazione con il responsabile del centro elaborazione dati (CED).

I segnali più importanti per il collaudo del modem erano:

Pin 2 = C103 Dati in trasmissione.

Pin 3 = C104 Dati in ricezione.

Pin 4 = C105 Richiesta di trasmissione.

Pin 5 = C106 Pronto a trasmettere.

Pin 6 = C107 DCE pronto.

Pin 8 = C109 Portante in ricezione presente.

Ma non i soli: vedere tutti i segnali tra MODEM ed ELABORATORE.

Se la trasmissione è half duplex (trasmissione dei dati alternata), l’attivazione del segnale C105 deve essere effettuata alternativamente,

se invece la trasmissione fosse full duplex (contemporanea nei due sensi) il C105 può essere tenuto sempre attivo.

A chi poteva servire questa nuova tecnologia? Sicuramente a chi aveva sedi sparse per il paese. Prendiamo per esempio le banche che hanno una miriade di filiali. Queste si possono collegare alla sera con il cervellone centrale e scaricare tutto il lavoro fatto, oppure sapere in tempo reale la situazione del cliente. Per non parlare della cassa bancaria automatica, chiamata impropriamente “Bancomat” dal nome del primo e più grande circuito di prelievo che usava ATM: un programma informatico che interagisce con il cliente e con la rete bancaria.

Lo sportello automatico, una volta che il cliente ha digitato il PIN, cripta il codice segreto e lo invia attraverso la rete al calcolatore centrale che verifica se corrisponde a quello in memoria, e se è lo stesso: prosegue nell’operazione.

Serve alle aziende con più sedi che possono avere in tempo reale le scorte in magazzino, inviare ordini, stampare bolle di consegna, fatture, ecc.

Alle forze di polizia, all’esercito, alle compagnie aeree, per il telelavoro, e anche alla stessa SIP che la utilizzò per la fatturazione automatica del traffico telefonico dei clienti, e per l’informatizzazione dei processi aziendali.

Una era la TGU (Telegestione dell’Utenza Telefonica), che fu utilizzata dagli operatori tecnici, e dai commerciali che gestivano gli abbonati.

Nel 1988 i server che gestivano il sistema TGU erano dislocati presso i centri di elaborazione dati (CED) di Roma, di Milano, di Bologna, e di Napoli. I terminali collegati erano circa 11.000 e le linee di trasmissione dati erano circa 900.

Un altro sistema informativo era il SIAMA, che fu introdotto poco tempo dopo. Un supporto indispensabile per i venditori, in quando conteneva tutte le informazioni sui prodotti e servizi acquisiti dai clienti.

Una delle nuove tecnologie, che affiancò i collegamenti Punto-Punto, fu un sistema di trasmissione più versatile rispetto ai collegamenti dati precedenti, e si chiamava: ITAPAC. Che fu presa in gestione dalla SIP negli anni novanta, dall’Azienda di Stato.

Ancora oggi si possono trovare dei POS collegati alla rete ITAPAC attraverso il canale D della linea ISDN.

Altri tipi di collegamento sono: l’Hyperway, e il DatawanReti di Telecom Italia entrate in funzione dopo il 2000, che  permettono di personalizzare le prestazioni in funzione delle esigenze, e utilizzano sia collegamenti diretti come CDN, sia linee XDSL.  E con l’ XDSL si entra nei COLLEGAMENTI a INTERNET.