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ADSL: tecnologia e "retroscena". Installazione e configurazione di un router: Netgear DG834G

L'acronimo DSL (Digital Subscriber Line) viene utilizzato per raggruppare tutte quelle tecnologie che permettono di accedere ad Internet ad alta velocità utilizzando, come mezzo trasmissivo, il classico "doppino" in rame.
La tecnologia DSL nacque nel 1988 quando un ingegnere dei laboratori Bell intuì il modo con cui era possibile trasportare un segnale digitale su uno spettro di frequenza rimasto inutilizzato. In questo modo diventò da allora fattibile impiegare una linea telefonica tradizionale per comunicazioni digitali senza bloccare l'accesso alla fonia.
La diffusione della tecnologia DSL iniziò veramente negli anni '90 quando le aziende cominciano a richiedere accessi a "banda larga" (broadband).

ADSL sta per Asymmetric Digital Subscriber Line. Come per le altre tecnologie DSL, si utilizza il doppino tradizionale per la trasmissione e la ricezione di dati con la differenza che in questo caso si ha una connessione di tipo asimmetrico: viene fornito un quantitativo di banda notevolmente maggiore in download (con la possibilità di scaricare più rapidamente i dati dalla Rete) rispetto a quello messo a disposizione per l'upload (invio di dati sulla Rete).


Le peculiarità di una linea ADSL possono essere così riassunte:
- utilizzo di un solo doppino in rame (uso adatto anche per utenze di tipo residenziale)
- possibilità di continuare a fruire del servizio di fonia in banda base (300-3400 Hz)
- trasporto di connessioni ATM tra utente finale e centrale
- capacità trasmissiva (banda disponibile) asimmetrica: maggiore in "downstream", minore in "upstream"
- accesso alla rete di tipo "always-on" ossia sempre attivo e disponibile
- un'utenza viene connessa alla centrale in modo diretto senza necessità di rigenerare il segnale

La frequenza indica il numero di oscillazioni o di cicli di un'onda elettromagnetica nell'unità di tempo. Aumentando il numero di cicli, quindi la frequenza, aumenta il quantitativo di informazioni veicolate nell'unità di tempo (i dati trasmissibili).
Mentre per la fonia sono usate le frequenze comprese tra 300 e 3400 Hz, per ADSL vengono sfruttate quelle sopra ai 4 KHz.
In particolare, quelle comprese tra 25,875 KHz e 138 KHz vengono impiegate per le comunicazioni upstream mentre quelle tra 138 KHz e 1104 KHz per il downstream.
Ciascuna delle due bande (upstream e downstream) vengono poi suddivise in "porzioni" più piccole da 4,3125 KHz ciascuna. Durante la fase iniziale, il modem ADSL verifica quali delle porzioni disponibili hanno un rapporto segnale-rumore accettabile (SNR, Signal to Noise Ratio). La distanza dalla centrale o la presenza di rumore (disturbi) sul doppino telefonico, possono introdurre errori. Mantenendo piccole le varie porzioni di banda, un errore su una frequenza non rende la linea inutilizzabile: la porzione che introduce errori semplicemente resterà inutilizzata riducendo il "throughput" della linea. Il "throughput" è definibile come il numero di byte trasferiti per unità di tempo, misurato ad intervalli stabiliti. C'è una relazione diretta tra il numero delle porzioni dello spettro disponibili e la capacità (throughput) della connessione ADSL.

Il rapporto segnale-rumore (SNR o S/N) è uno dei parametri più importanti per una linea ADSL. Poiché i segnali in gioco possono avere una dinamica molto ampia, l'SNR è solitamente espresso in dB.

Aumentando la banda e la potenza del segnale minimizzando il rumore è possibile massimizzare la capacità in termini di bit al secondo trasmessi.

Analizziamo la struttura di rete ADSL partendo dall'utente finale (NT). Il suo modem remoto (indicato con ATU-R) è collegato al modem di centrale (ATU-C) mediante il doppino telefonico. Sul mezzo trasmissivo (doppino in rame) possono essere veicolati contemporaneamente (vengono multiplati a divisione di frequenza) sia il segnale in banda base (quello tra 300 e 3400 Hz; detto anche POTS) sia il segnale dati ADSL.
Perché la separazione tra le due bande sia netta, è indispensabile servirsi di un filtro (POTS splitter) da collegarsi in ogni presa alla quale si intende connettere un telefono (esistono filtri sia in versione tripolare sia dotati di connettori "plug" RJ-11).

Un disponitivo analogo viene installato in centrale per separare il segnale in banda stretta verso l'autocommutatore da quello ADSL vero e proprio raccolto dal modem ATU-C. DSLAM (o MUX-ADSL) è l'acronimo di Digital Subscriber Line Access Multiplexer: si tratta di un dispositivo multiplatore di linea di accesso numerica che viene installato nelle centrali telefoniche con l'obiettivo di fornire, alle utenze collegate, il servizio ADSL. I DSLAM raccolgono diversi canali di comunicazione provenienti dalle singole utenze (trasportati, di solito, mediante il classico doppino) ragguppandoli assieme in un canale di comunicazione di gerarchia superiore nella struttura della rete. Il MUX-ADSL o DSLAM si compone di diversi modem ADSL e ricopre una funzione di adattamento tra la rete di accesso e quella di transito (di solito ATM).

ATM (Asynchronous Transfer Mode) è un protocollo usato nelle reti di telecomunicazione che "incapsula" il traffico in celle di lunghezza fissa (53 byte) anziché in pacchetti a lunghezza variabile come avviene nelle reti a commutazione di pacchetto (IP od Ethernet).

Nella tecnologia ADSL, quindi, si cerca di sfruttare il più possibile la capacità di banda del doppino telefonico che collega l'utente alla prima centrale telefonica e qui inviare il flusso dati su una rete ad alta capacità di banda (ATM) separandolo dal canale telefonico sottostante. Sebbene ATM sia in realtà una rete a "commutazione di cella", il suo funzionamento è molto simile ad una rete "a commutazione di pacchetto" (come IP): questo permette di realizzare collegamenti virtuali permanenti tra centrali e Internet Service Provider, risolvendo così brillantemente il problema della persistenza della connessione. L'instradamento dei dati su rete ATM è molto rapido: tutti i "pacchetti" trasmessi seguono la stessa strada e sequenza anche se non è garantita la ricezione.


Quando si dice che una centrale telefonica "non è ancora coperta", significa che il gestore non ha ancora provveduto all'installazione ed alla configurazione, essenzialmente, degli apparati DSLAM (oppure quando la centrale non è servita dalla rete ATM). Oltre al costo degli apparati DSLAM (quantificabili in circa 15.000 Euro anni cadauno), il gestore telefonico deve sostenere anche le spese per portare banda ATM in centrale.

Verifica della copertura

Per verificare se, sulla propria utenza telefonica, è possibile attivare una connessione ADSL, è possibile far riferimento a questa pagina.
La lista delle centrali coperte e di quelle di prossima copertura, è consultabile sul sito Wholesale di Telecom Italia (ved. questo indirizzo) cliccando, in sequenza, sui link Accesso a larga banda, ADSL Wholesale flat ad accesso singolo - Tutte le velocità -, Copertura geografica infine selezionando la regione di interesse lo stato (servizio ADSL attivo o pianificato).
Per conoscere la centrale alla quale è collegata la propria utenza, è possibile ricorrere al servizio disponibile su questo sito web.

POTS splitter, comunemente detto "filtro"

Dopo aver stipulato un abbonamento ADSL con il provider prescelto, bisognerà provvedere ad adeguare l'impianto. Nel caso in cui si possieda una linea tradizionale, l'installzione è immediata. E' sufficiente collegare, ad ogni presa (tripolare o RJ-11) alla quale sia connesso un apparecchio telefonico, un apposito "POTS splitter", comunemente detto "filtro".
Tale dispositivo si incarica di "catturare" i primi 14 KHz in frequenza che transitano sulla linea indirizzandoli verso il normale uso telefonico; le frequenze superiori vengono invece trasmesse a modem o router ADSL dell'utente.
Nel caso si utilizzino centralini non c'è bisogno di usare splitter anche se generalmente si sente dire il contrario. Il centralino, infatti, viene "visto" dalla linea telefonica come un singolo telefono: un POTS filter da collegarsi prima del centralino risolve quindi elegantemente il problema. Il segnale ADSL non può però, ovviamente, essere prelevato dalla presa telefonica a monte del centralino ma deve essere portato su un doppino a sé stante che esce dal filtro comune.
Esistono poi splitter impiegati negli impianti particolari dotati di sistemi di allarme, telegestione e così via.
I veri "splitter" - che hanno costi decisamente più elevati rispetto ai comuni "POTS splitter" - hanno il vantaggio di non variare la frequenza di taglio in base al carico sulla linea telefonica così come invece fanno i "POTS splitter" (se ne usa uno per telefono).


Parametri di linea e portante ADSL

Per la modulazione del segnale a larga banda ADSL si utilizza la tecnica DMT (Discrete MultiTone). La banda viene suddivisa in 256 "sottocanali": ciascuno di essi viene usato per la trasmissione di una porzione del flusso informativo.

Le prestazioni di una connessione ADSL dipendono da diversi parametri. Molti importanti sono la lunghezza del doppino telefonico che collega l'utente con la centrale (o, più in generale, l'attenuazione della linea), il rumore per diafonia e le distorsioni in frequenza causate da derivazioni in parallelo sul doppino ("bridged tap").
La tecnologia ADSL offre la possibilità di configurare le velocità dei flussi downstream ed upstream sia in modo prefissato, sia in maniera che questi vengano automaticamente adattati alle caratteristiche del mezzo trasmissivo. In questo secondo caso (definito "allocazione dinamica"), viene privilegiato l'uso dei "sottocanali" per i quali il rapporto tra segnale e rumore (SNR) è maggiore.

I valori relativi ad attenuazione, SNR (margine di rumore) e velocità di connessione relativi alla propria linea telefonica, possono essere desunti facendo riferimento al pannello di stato accessibile servendosi della configurazione driver del modem in uso oppure visionabili accedendo al pannello amministrativo del router.
Se si è molto distanti dalla centrale il valore relativo all'attenuazione sarà molto elevato (più basso è, meglio è) mentre il valore mostrato accanto a SNR è bene sia il più alto possibile e comunque superiore ai 12-15 dB. Valori inferiori agli 8 dB possono comportare perdite (continue o sporadiche) della portante ADSL (per "portante" si intende un'onda elettromagnetica a frequenza fissa e ben determinata, utilizzata come base per codificare i dati) con conseguenti disconnessioni dalla rete.

Va comunque rimarcato come alcuni dispositivi siano decisamente più sensibili rispetto ad altri e permettano l'uso di una connessione ADSL anche in situazioni "drammatiche" (grande distanza dalla centrale e SNR molto basso).
Più avanti presentiamo il Netgear DG834G, un router wireless che - nel corso dei nostri test - ha evidenziato un eccellente comportamento anche in situazioni limite.


Non appena si collega un modem od un router ADSL ad una linea telefonica sulla quale si è provveduto ad attivare un abbonamento ADSL, l'apparecchio - per prima cosa - tenta di allinearsi con l'apparato in centrale (viene ricercata la presenza della portante ADSL sul mezzo trasmissivo). Se si è certi che la portante sia stata attivata in centrale dal gestore telefonico sulla propria utenza, il suggerimento è quello di riprovare a connettere modem/router ADSL alla linea telefonica distaccando preventivamente tutti i filtri e telefoni. Un nuovo mancato allineamento potrebbe dipendere dal fatto che si è molto distanti dalla centrale o che la linea è molto rumorosa. In questi casi è bene effettuare un tentativo con modem o router alternativi (altri produttori), spesso più abili in condizioni di linea più critiche.
Se invece, distaccando filtri e telefoni, il proprio modem/router rileva la portante, è probabile che sia un "POTS splitter" difettoso ad introdurre disturbi e ad abbassare pericolosamente il rapporto segnale-rumore.

Modem o router?

Il modem ADSL è certamente oggi più a buon mercato rispetto ad un router sebbene le differenze in termini di prezzo non siano così marcate come in passato: fatta eccezione per i modem interni (sempre meno diffusi), gran parte dei dispositivi oggi in commercio utilizza USB come interfaccia di collegamento con il personal computer. Per poter utilizzare un modem ADSL è necessario installare i relativi driver come per qualsiasi altra periferica e seguire la procedura passo-passo che generalmente guida l'utente nelle fasi di configurazione della connessione ADSL. La configurazione di alcuni modem ADSL va effettuata da browser web.

Il router è un dispositivo che permette, come suggerito dal nome, di "instradare" pacchetti di dati tra reti. Esso opera al terzo livello (rete) del modello ISO/OSI, uno standard definito dall'International Organization for Standardization nel 1979 e che stabilisce una pila di protocolli composta da 7 livelli. Il modello ISO/OSI fissa la complessità implementativa di un sistema di comunicazione di rete. Il livello 1, quello più "in basso", è il livello fisico (definizione dei meccanismi per l'attivazione di un collegamento fisico); seguono il livello di collegamento dati o "data link" (livello 2) che effettua operazioni di controllo di errore sui pacchetti dati e sulle perdite di segnale; il livello di rete (livello 3) che si occupa di stabilire e mantenere una connessione (responsabile dell'instradamento dei pacchetti); il livello di trasporto (livello 4) che si occupa della trasmissione di dati trasparente ed affidabile tra due terminali (il livello di trasporto "vede" solo l'host da cui si è originato l'invio di informazioni e quello di destinazione); il livello di sessione (livello 5); il livello di presentazione (livello 6) che "trasforma" i dati veicolati in un formato standard (offerti servizi di compressione, crittografia, riformattazione); il livello di applicazione (livello 7).
L'ultimo livello, quello più alto (il settimo), permette di far comunicare senza difficoltà utente e macchina.
A mero titolo esemplificato, i servizi HTTP ("navigazione" sul web), SMTP (invio posta elettronica), POP3 (ricezione e-mail), FTP (trasferimento file), sono tutti protocolli di livello 7 (applicazione). TCP e UDP sono invece protocolli di livello 4 (trasporto).


Operando a livello 3, i router non utilizzano "MAC address" (come ad esempio i "bridge" che operano al sottostante livello "data link") ma indirizzi IP, non sono dispositivi "plug and play" e necessitano di configurazione.

Sia per un'utenza aziendale che per un utente "home" sono numerosi i vantaggi derivanti dall'utilizzo di un router.
Questi dispositivi, infatti, non dipendono dai sistemi collegati e si connettono in modo autonomo alla rete (rilevando la presenza della portante ADSL) negoziando automaticamente la connessione con il provider Internet. Il router, utilizzato sia in ambiente aziendale che "casalingo", permette di esaltare il concetto "always on" delle connessioni ADSL.
Come già evidenziato, infatti, ADSL è una tecnologia nata per fornire all'utente un accesso sempre disponibile, 24 ore su 24, alla rete Internet: il router, una volta collegato all'alimentazione ed alla presa telefonica, attiva immediatamente la connessione ADSL restando sempre connesso, a tempo indeterminato. La stragrande maggioranza dei router non dispone nemmeno di un pulsante per lo spegnimento (possibile solo disconnettendo il trasformatore dalla rete elettrica): questo proprio perché il dispositivo è stato concepito per restare sempre collegato.
L'uso di router è quindi da scartare a priori nel caso in cui si siano attivate offerte commerciali ADSL che prevedano la fatturazione in base al tempo di connessione (e non offerte di tipo "flat").

Un router si rivela invece una scelta eccellente nel caso in cui si debbano collegare ad Internet più sistemi facenti parte di una stessa rete locale: molti router sono dotati di alcune porte LAN per connettere direttamente il cavo RJ-45 proveniente dalle varie macchine. In alternativa, qualora si dovesse collegare un numero di sistemi maggiore rispetto a quello delle porte LAN disponibili sul router, è possibile risolvere con un normale hub di rete.
Alcuni router fungono anche da access point Wi-Fi. Ciò significa che oltre alle connessioni tradizionali tramite cavo Ethernet (RJ-45), è possibile accedere ad Internet, attraverso il router, da dispositivi wireless compatibili (ad esempio dispositivi Wi-Fi 802.11b o 802.11g).


Wi-Fi è l'abbreviazione di "Wireless Fidelity": con questo termine si indicano reti ed apparecchiature senza fili basate sulle specifiche IEEE 802.11. Questa tecnologia permette, appunto, di collegarsi ad Internet da sistemi (personal computer, generalmente portatili, palmari o smartphone) dotati di schede Wi-Fi, utilizzando "access point" (o "hotspot") situati nelle vicinanze. Il router wireless può fungere quindi da "access point" per i sistemi senza fili aziendali o situati nella propria abitazione. E' bene accertarsi di adottare tecniche che permettano di impedire accessi non autorizzati alla rete Internet, tramite il proprio router Wi-Fi, da parte di sistemi wireless vicinori (uso di protezioni basate su crittografia e/o autenticazione: WEP, WEP-PSK, WPA-802.1x).

Specifiche Wi-Fi


Velocità (Mb/s)banda (GHz)compatibile con
802.11a545
802.11b112,4
802.11g542,4b
802.11n1002,4b, g

Un altro vantaggio derivante dall'uso di un router è che questo "cela" al mondo esterno (Rete Internet) i sistemi collegati in rete locale. La funzionalità NAT (Network address translation) del router provvede a modificare sorgente/destinazione dei pacchetti IP che transitano al suo interno. Al router viene assegnato sia un indirizzo IP privato (ad esempio 192.168.0.1), sia - al momento della connessione, da parte del provider Internet - un indirizzo IP "pubblico" (singolo o multiplo). L'IP privato viene impostato di default dal produttore e generalmente può essere modificato dall'utente. Ai sistemi della rete locale LAN dovranno essere assegnati IP dello stesso spazio di indirizzamento (ad esempio, 192.168.x.x oppure 10.x.x.x).
Non appena attraverso il router transitano pacchetti diretti verso la rete Internet, gli indirizzi IP sorgente vengono istantaneamente tradotti da IP privati a IP pubblici. Il router mantiene traccia dei dati fondamentali riguardanti ogni connessione attiva (in particolare, indirizzo e porta dell'host di destinazione) e, non appena un pacchetto di risposta torna al router, questo utilizza le informazioni memorizzate per decidere verso quale host, collegato alla rete locale, instradare il pacchetto ricevuto.
L'aspetto cruciale è che per un qualunque sistema esterno collegato ad Internet, è il router ad apparire sempre come sorgente o destinazione dei dati.
Sebbene l'utilizzo della funzionalità NAT impedisca l'instaurazione di vere comunicazioni dirette tra host sorgente ed host destinazione ("end-to-end"), il router permetterà di proteggere la rete locale da tentativi di attacco provenienti dall'esterno o dall'infezione di worm come gli storici Blaster o Sasser.
Molti router integrano anche funzionalità firewall evolute per la protezione dei sistemi della LAN da diverse tipologie di attacco sferrate da parte di aggressori remoti.


Nella pagina seguente illustriamo le principali fasi della configurazione di un router Wi-Fi: abbiamo scelto il Netgear DG834G.


  1. Avatar
    Tyrsus
    14/08/2015 10.47.19
    Perché non colleghi un'altrettanto esauriente spiegazione/impostazione della Wi-Fi WG1111 sempre presa a corredo del router Netgear 834G Grazie
  2. Avatar
    iker
    28/08/2011 14.34.48
    la tenuta del modem in condizioni critiche avveniva in modo automatico o impostando valori di snr o attenuazione di linea sotto ai quali il modem doveva agire?
    grazie
  3. Avatar
    utente10
    22/09/2010 10.11.28
    grazie per le illustrazioni! molto utile!!
ADSL: tecnologia e