Quali sono le funzioni dei modem?

I modem sono usati per trasmettere informazioni digitali tramite sistemi analogici. La parola "modem" deriva dal termine "modulatore-demodulatore". Le funzioni essenziali di un modem sono modulare un segnale portante analogico per trasportare informazioni digitali; e demodulare un segnale simile per decodificare le informazioni digitali dal segnale portante analogico.

Segnali modulati

La funzione essenziale di un modem è creare un segnale facilmente trasmesso e decodificato che permetta di inviare dati digitali da un luogo all'altro senza perdita di informazioni. L'uso più familiare dei modem è inviare informazioni su un canale telefonico, ma i modem possono essere usati per trasmettere dati su qualsiasi sistema che fornisca mezzi per trasmettere segnali analogici, incluse reti radio e ottiche.

Compressione dati

Per ridurre il tempo necessario per inviare dati e diminuire gli errori nel segnale, i modem devono impiegare la compressione dati. Questo era particolarmente necessario agli albori della tecnologia modem, poiché i dati dovevano essere inviati via linee telefoniche convenzionali. Non essendo progettate per informazioni digitali, le linee telefoniche ponevano forti limitazioni su dimensioni e velocità dei segnali inviati. Le tecniche di compressione dati riducono la dimensione del segnale necessario per inviare i dati richiesti.

Correzione errori

Quando le informazioni sono trasmesse tra modem, a volte possono essere danneggiate — significando che parti dei dati sono alterate o perse. Per ovviare a questo, i modem usano la correzione errori. Le informazioni sono raggruppate in batch, chiamati frame. Ogni frame è etichettato con un checksum, un piccolo pezzo di dati derivato dalle informazioni nel frame. Un checksum può essere pensato come un'impronta digitale, unica per i dati in un frame particolare. Il modem che riceve le informazioni deriva il proprio checksum dal frame ricevuto, poi confronta i suoi dati checksum con il checksum inviato dal modem trasmittente. Se i checksum coincidono, le informazioni sono intatte. Se non coincidono, i dati sono stati corrotti nella trasmissione; il modem ricevente li rimanda indietro e aspetta che il modem trasmittente rinvii quel frame.

Controllo flusso

I singoli modem inviano informazioni a velocità diverse. È necessario che i modem più veloci rallentino così che quelli più lenti possano stare al passo, altrimenti il modem più lento riceverà più dati di quanti ne possa processare. Se questo inizia ad accadere, il modem più lento trasmette un carattere a quello più veloce. Questo carattere è un segnale per il modem veloce di fare una pausa nell'invio informazioni finché il modem lento non si mette in pari. Quando il modem lento è pronto per più dati, invia un carattere diverso che segnala al modem veloce che può ricominciare a trasmettere. In questo modo, i due modem possono sincronizzare le loro velocità.

Classificazione velocità modem

La velocità di un modem è tipicamente classificata dalla quantità di dati che può inviare in un tempo specifico. Questo è generalmente espresso in bit al secondo (bps). Un modo alternativo di classificare la velocità del modem è il cambiamento nello stato del segnale per unità di tempo — il numero di volte che un modem invia un nuovo segnale in una data lunghezza di tempo. Questo è noto come tasso di simboli ed è misurato in unità chiamate baud (Bd).

Modem interni vs esterni

Un modem esterno è un'unità discreta in un case separato. Tipicamente, un modem esterno sarà connesso alla linea telefonica e al computer via cavi. I modem interni sono schede circuito che si inseriscono nella scheda madre del computer. I modem interni possono essere dial-up o wireless (Wi-Fi). I dial-up usano la rete telefonica per inviare e ricevere segnali. Richiedono autenticazione per connettersi. Il dial-up è marcatamente più lento di altri tipi di connessione modem — alla data di pubblicazione, la velocità massima elencata per un modem dial-up è 56,6 Kbps. I modem Wi-Fi non hanno bisogno di essere connessi alla rete telefonica e non richiedono sempre autenticazione.

Modem broadband: cavo e ADSL

I modem cavo usano la stessa gamma di frequenze radio della televisione via cavo. I modem cavo hanno il vantaggio di usare l'infrastruttura televisiva via cavo esistente, permettendo alle compagnie TV via cavo di fornire servizi Internet. I modem Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) usano linee telefoniche per inviare e ricevere dati ma usano una banda di frequenza diversa dai modem che usano la gamma di frequenze voiceband. I modem ADSL sono molto più veloci dei modem voiceband convenzionali. Modem ADSL e cavo sono usati per fornire Internet broadband, che permette di trasmettere più dati e rende l'uso di Internet più veloce.