Modem, situazione attuale e sviluppi futuri

Seconda parte: modem voice, winmodem, DSL

Facciamo una panoramica sulle funzionalità voice avanzate dei modem odierni e definiamo con precisione le caratteristiche dei criticabili winmodem; vediamo infine le nuove velocissime tecnologie che stanno comparendo adesso sul mercato e che vanno ben oltre ISDN.

di Andrea Nenni

Vediamo adesso di fare un po' di chiarezza sulle funzionalità voice dei modem che hanno subito un notevole sviluppo in questi mesi, ma, come al solito con diversi standard spesso incompatibili e una spesso insufficiente documentazione tecnica da parte dei costruttori.
I modem voice diffusi già da molto tempo anche fra i 14.4 hanno in realtà tecnicamente solo un chipset con un DAC e un ADC per convertire i segnali audio analogici normali (tipicamente la voce umana) delle conversazioni telefoniche e una maggiore integrazione e controllo con un interfaccia di programmazione standard dei sottosistemi modem e fax. Un esempio tipico di data pump voice è il Rockwell RCV 288Dpi (con la V a distingurlo dal modello normale RC, ormai raro al punto che il Trust Communicator 33.6 impiega l'RCV pur senza implementare le funzioni voice sulla scheda); sul modem in pratica troviamo un ingresso e un'uscita di linea per la voce (sul lamierino esterno della scheda e/o direttamente su di essa per un collegamento più pulito alla scheda audio sui modem interni). Con l'apposito software di gestione questi modem possono quindi funzionare da segreteria telefonica avanzata con caselle vocali multiple e percorsi ramificati con messaggi per le istruzioni e selezione tramite tastiera a toni; tutti i messaggi in ingresso e in uscita vengono salvati digitalizzati sul disco del PC con qualità più che adeguata per la voce umana. è poi possibile usarli con microfono e altopralanti o cuffia come un vero e proprio telefono viva voce avanzato con ricomposizione automatica e memorie e discriminazione per le chiamate in arrivo fra voce, modem e fax.
L'evoluzione successiva è la possibilità di trasmettere alternativamente voce e dati durante la stessa telefonata in modo automatico ed è già molto diffuso sotto forma dello standard Voice View della Radish Communication Systems. Il meccanismo funziona automaticamente (a patto ovviamente di avere modem Voice View ad entrambi i capi) con il telefono che è collegato al modem (oppure usando il PC stesso come viva voce) ed è di implementazione semplicissima; è molto utile nei casi in cui bisogna trasferire piccole quantità di dati integrate da una più comoda e familiare comunicazione a voce, esempi tipici sono l'assistenza tecnica telefonica al PC o futuri scenari di compravendita telefonica.
Il passo seguente è costuito invece dai protocolli SVD (Simultaneous Voice Data), ben più utili e sofisticati, che consentono in varie forme, qualità e velocità la trasmissione simultanea automatica di voce e dati nella stessa comunicazione; esistono due tecnologie SVD distinte fondamentali, ASVD (Analog) e DSVD (Digital). La prima, talvolta chiamata anche semplicemente SVD, è decisamente più semplice e si sta diffondendo rapidamente proprio negli ultimi mesi, sopratutto grazie al nuovo chipset integrato in un unico chip Rockwell RCV336DPFSP (esiste comunque anche il classico data pump separato RCV288DPFSP). La tecnologia su cui si basa è AudioSpan della stessa Rockwell ed è stata già standardizzata dall'ITU-T (http://www.itu.ch/) lo scorso anno come V.61 nella sua prima versione per modem 14.4; tecnicamente il modem non fa altro che trasmettere e ricevere i segnale analogici (non necessariamente solo vocali) in full-duplex su opportune bande di frequenze che vegono sottratte alla trasmissione dati, nel caso dei 14.4 la velocità viene così ridotta a 4800bps. Per controllare che la tecnologia AudioSpan sia implementata sul modem basta dare il comando 'AT-SMS=1' e controllare che la risposta sia 'OK', ci sono poi dei comandi specifici per configurarlo per l'uso del telefono esterno, di una cuffia con microfono oppure di un microfono distante. Questo standard offre quindi una buona qualità di riproduzione sonora e una velocità dati accettabile sui modem 28.8 e 33.6 a un costo contenuto ed è ormai largamente supportata, oltre che dai programmi di comunicazione, dai molti giochi predisposti all'uso del modem ai quali apre una nuova dimensione di interazione fra i giocatori. La tecnologia DSVD è invece più sofisticata in quanto trasforma il segnale analogico audio da trasmettere in forma digitale e lo comprime per fargli occupare meno spazio possibile, il tutto in tempo reale e full duplex ovviamente; i byte del segnale audio vengono poi trasmessi alternativamente a quelli dei dati. La compressione e decompressione simultanea ha generalmente bisogno di un DSP dedicato supplementare e infatti tutti i chipset 33.6 prevedono già un interfaccia per un chip esterno apposito; in futuro sarà possibile usare anche un unico DPS piutosto sofisticato e potente che possa fungere contemporaneamente anche da data-pump. Anche in questo caso l'ITU-T ha recentemente ratificato uno standard, il V.70, e comunque è concessa libertà nell'uso della codifica di compressione che può essere in alcuni casi anche regolata per variare la qualità sonora e la velocità dei dati, i modem faranno una negoziazione all'inizio come accade per i protocolli di comunicazione dei dati scegliendo quella migliore comune se ne esiste una. Un CODEC disponibile è il Rockwell DigiTalk, implementato in un coprocessore dedicato interfacciabile al chipset che usa al massimo 8500 bps scendendo fino a 0 in caso di silenzio con sofisticate tecniche di rimozione di eco e rumori ambientali. Altra più diffusa codifica è invece True Speech del DSP Group, nata in una prima versione sempre da 8.5 Kbps ma esistente anche in versione avanzata maggiormente compressa da 6.5, 5.3 e 4.8 Kbps; le versioni da 5.3 e 6.5 Kbps sono state anche ratificate dall'ITU-T come standard G.723 ed esiste anche una famiglia CT8000 di coprocessori da affiancare ai chipset predisposti.

Winmodem

Passiamo adesso a definire i cosidetti Winmodem, dispobili solamente come scheda interna e del tutto privi di una UART e del controller con relativa ROM i cui compiti vengono svolti dalla CPU del PC che lo governa attraverso il bus ISA e le comuni porte di I/O. Il problema fondamentale è che servono appositi driver per il sistema operativo con il codice per gestire il data pump e creare una porta seriale virtuale via software per le applicazioni che debbono usarlo (così come si fa con una parallela per i fax) e sono presenti ad oggi solamente per Windows 3.1 e 95; in qualsiasi altro sistema operativo in assenza di questi il modem è assolutamente inesistente visto che manca del tutto la porta com fisica.
Oltretutto la gestione del modem carica inutilmente la CPU, sopratutto nel caso di trasmissione di file comprimibili in quanto deve occuparsene in prima persona (in pratica in questo caso è come se si avesse un PKZip sempre attivo in background) e oltretutto con il multitasking limitato di Windows usando altre applicazioni si vede il transfer rate calare spesso paurosamente. Gli unici vantaggi sono il minor costo e la possibilità di upgrade del codice di gestione del modem aggiornando semplicemente i driver; in realtà però il risparmio su materiali e assemblaggio è di pochi dollari e l'upgrade del codice si ottiene a basso costo anche sui modem standard grazie alle Flash ROM. In definitiva è un tipo di prodotto che mi sento di sconsigliare a chiunque e che non ha proprio alcuna ragione d'essere; oltretutto sono allo studio anche dei modem totalmente software in cui anche il data pump viene simulato dalla CPU, il carico è enorme ma almeno il risparmio è consistente e può aver senso su macchine ultra economiche.
La maggioranza di modem economici di questo tipo sono basati su due chipset predisposti per lo scopo e venduti sia in versione completa che ridotta senza il controller: Lucent (ex AT&T) HSM336 della serie V.flex con data pump costituito dai chip DSP1634 e VALV34 e con il microcontroller opzionale C88x e Cirrus Logic CL-MD34XX con data pump costituito dai chip CL-MD34XX e CL-MD1724 e dal controller opzionale CL-MD44XX (ecco i diagrammi di sistema a blocchi delle versioni completa e controllerless). Esistono comunque anche implementazioni basate sui data pump Texas Instruments, come lo USR Sportster Winmodem, e Rockwell, come alcuni modem Supra (Diamond); si riconoscono comunque a vista dalla mancanza di ROM e controller e spesso da indizi nei dati tecnici che non menzionano una porta seriale UART di tipo 16550 ma bensì 'virtual' o 'smart' o altri termini sospetti.

DSL, Cable Modems, ricezione satellitare

Esistono poi delle nuove tecnologie estremamente più veloci ed adatte per trasmettere filmati e fungere da dorsali sempre sul solito doppino telefonico ma con dei limiti sulle distanze con la centrale telefonica; sono collettivamente riunite sotto il nome di DSL (Digital Subscriber Line) e stanno cominciando ad apparire adesso negli USA. Tutte richiedono ovviamente il cambiamento delle apparecchiature di centrale con un transceiver apposito che va installato anche presso l'utenza, sono poi tutte basate su tecniche di trasmissione digitali e hanno transfer di qualche Mbps. Il tipo più popolare è ADSL (Asymmetric) che offre un transfer molto più elevato in download rispetto all'upload, pensato per le esigenze di servizi di video on demand o semplice navigazione su internet; generalmente con distanze massime che variano dai 3 ai 6 Km i transfer vanno dai 6 agli 8 Mbps in download e da 200 a 700 Kbps in upload, in condizioni limite di distanza e qualità dei doppini si può scendere fino a 1.5 Mbps down e 16 Kbps up. C'è poi SDSL (Symmetric) che sulle stesse distanze offre fra 500 e 800 Kbps in entrambe le direzioni e HDSL (High bit rate) con prestazioni di 1.5 o 2 Mbps in entrambi i sensi su distanze leggermente più ridotte, utili per sostituire le attuali tratte T1 o E1. Gli sviluppi futuri sono potenzialmente enormi (già si parla di VDSL da 50 Mbps) e le più economiche forme di ADSL rischiano di rendere obsoleto ISDN prima ancora che riesca ad ottenere una buona penetrazione. C'è poi anche la tecnologia dei cable modem, legata al fenomeno principalmente statunitense della enorme diffusione della televisione via cavo; sfruttando i cavi coassiali già in uso si possono ottenere fino a 30 Mbps in download e fino a 4 in download oppure 10 Mbps in entrambi i sensi; anche in questo caso l'implementazione sta apparendo adesso negli USA ma le compagnie via cavo stanno già mettendo in opera gli ingenti investimenti necessari. Attualmente non è pero possibile ottenere comunicazioni punto-punto come sulla linea telefonica ma solamente ricevere dati da un fornitore di servizi internet centralizzato e ci sono problemi temporanei su alcuni network che non permettono per niente l'upload necessitando quindi dell'uso contemporaneo di un modem standard telefonico. Quest'ultima è la condizione obbligatoria dell'ultima tecnologia attualmente presente, quella satellitare, già implementata anche da noi da alcuni fornitori internet, che può fornire fino a 2 Mbps ovviamente in solo download e che va accoppiata ad un modem per l'altro senso di comunicazione.

Potete trovare gli indirizzi dei siti Internet dei principali costruttori di chipset e modem alla pagina curata da me su http://www.comune.roma.it/COMUNE/bbs/vip/links-hw.html