La ADSL (acronimo dall'inglese Asymmetric Digital Subscriber Line; in italiano “Linea Digitale Asimmetrica per l’Abbonato”) è una tecnologia di telecomunicazioni a banda larga della famiglia delle DSL, che tramite un modem collegato al doppino telefonico (facente parte dell'ultimo miglio della rete di accesso telefonica), previa la stipulazione di un contratto con un internet service provider, consente di accedere digitalmente ad Internet.
Panoramica L'ADSL, come le più lente e antecedenti connessioni dial-up, utilizza la banda passante della rete telefonica POTSANSI T1.413-1998 "Network and Customer Installation Interfaces – Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface." (American National Standards Institute 1998) senza però impegnare la linea telefonica durante la navigazione. Per evitare interferenze tra il servizio voce e il servizio dati è necessario un filtro che separi le rispettive frequenze. Questa tecnologia è tendenzialmente impiegata nei casi in cui l'ultimo miglio (la distanza dalla centrale telefonica) non superi i ,Data and Computer Communications, William Stallings, , per evitare un'eccessiva attenuazione del segnale. Dal punto di vista tecnico, la diafonia risulta più evidentemente nell'ultimo miglio — dove i cavi telefonici relativi alle varie utenze sono vicini tra loro — rispetto al tratto più vicino alla centrale, il DSLAM dunque trasmette con un bitrate più elevato rispetto a quanto viene fatto dai modem, senza poi considerare che la maggior parte degli utenti richiede meno banda in upload che in download. Differisce per questi motivi dalla meno comune SDSL perché, sulla ADSL, il downstream è superiore all'upstream:. da 640 kbit/s a diverse decine di Mbit/s in download e da 128 Kbit/s a 1 Mbit/s in upload.
L'idea dell'ADSL, così come di tutte le altre tecnologie DSL, nasce fondamentalmente dalla consapevolezza che la banda passante disponibile del doppino telefonico è di fatto molto maggiore di quella effettivamente utilizzata per il consueto traffico di fonia e dunque potenzialmente sfruttabile per una trasmissione dati efficiente a larga banda.
In Italia la tecnologia ADSL è in uso dal 1º gennaio 2000, quando la Galactica lanciò a Milano «Power Internet»Internet super-veloce parte da Milano, in "Corriere della Sera", 30 novembre 1999. a 640 kb/sRete superveloce prime prove per l'Adsl, in "Corriere della Sera", 9 dicembre 1999.. Dal 26 gennaio 2000 anche Tin.it fece altrettanto per 25 città italiane.
Descrizione Gli accessi a internet ADSL o equivalenti vengono considerati "banda larga" (o broadband), e hanno ormai soppiantato quasi totalmente sia i modem tradizionali analogici di tipo dial-up, che consentono velocità massime di 56 kbit/s in scaricamento e 48 kbit/s in caricamento (standard V.92), sia le linee ISDN che arrivano fino a 128 kbit/s (utilizzando doppio canale a 64 kbit/s) simmetrici.
Il doppino telefonico in rame era stato progettato, e viene tuttora usato, per la comunicazione in voce, che utilizza frequenze tra 300 e 3.400 hertz, perché questa banda viene considerata come limite minimo per l'intelligibilità della voce umana (ed era generabile nativamente dalla "storica" capsula telefonica a granuli di carbone), ma ha in realtà una banda passante di alcuni MHz. Per sfruttare tutta la banda effettivamente disponibile, vengono attualmente utilizzate tecniche di Multiplazione a divisione di frequenza per separare il segnale vocale (sotto i 4 kHz) dal traffico dati (sopra i 25,875 kHz), e il traffico dati in caricamento da quello in scaricamento.
Sin dai primi anni sessanta lo stesso principio è stato utilizzato per la filodiffusione, il cui segnale audio (20 - 15.000 Hz modulato AM), utilizza frequenze portanti crescenti per ciascun canale, fino ai 350 kHz.
Il collegamento ADSL è terminato da un modem ADSL a casa dell'utente (spesso incorporato in un router ma anche interno nel computer), e da un DSLAM nella centrale telefonica: essi hanno sostanzialmente le stesse funzioni lavorando in maniera duale in una stessa trasmissione dati dalla centrale all'utente o dall'utente verso la centrale.
La separazione tra il segnale vocale e quello dati viene effettuato tramite appositi filtri denominati "splitter" posizionati presso il domicilio dell'utenza e nella centrale telefonica. La parte a bassa frequenza del segnale, cioè la fonia, viene inviata rispettivamente ai telefoni e ai commutatori telefonici preesistenti, preservando il servizio telefonico; la parte in alta frequenza, cioè la parte dati, ai DSLAM o al modem/router a casa dell'utente.
Un altro vantaggio della tecnologia ADSL è la separazione delle bande dedicate allo scaricamento e quelle dedicate al caricamento, a differenza ad esempio del collegamento mediante protocollo V.90 che essendo molto vicino al limite teorico di un canale telefonico non permette un sistema duplex alla massima velocità.
Modulazione La banda del canale trasmissivo viene suddivisa in vari sottocanali (detti "frequency bin") spaziati tra loro di 4,3125 kHz. I canali tra 25,875 kHz e 138 kHz vengono usati per i canali di caricamento, mentre quelli dai 138 kHz ai 1,1 MHz (2,2 MHz per ADSL 2+) per i canali in scaricamento.
La modulazione utilizzata è di tipo OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing): i canali vengono utilizzati in parallelo, e sono modulati con un codice in modo da minimizzare l'interferenza tra loro. Questa architettura permette di sfruttare al meglio canali trasmissivi "problematici" ovvero soggetti a disturbi sotto forma di rumore e interferenza, adattando la modulazione alle caratteristiche dei singoli canali e scartando i canali inutilizzabili. Questa adattabilità è necessaria perché vengono utilizzate linee di trasmissione con caratteristiche eterogenee e soggette a varie forme di interferenza come ad esempio la diafonia da crosstalk. La velocità di connessione non è dunque costante e dipende dallo stato del canale di comunicazione oltre che dalla multiplazione statistica a domanda delle risorse trasmissive di rete disponibili al variare del numero di utenti connessi.
Sincronizzazione Ciascun canale, in base alla sua qualità (attenuazione, rapporto segnale/rumore), può essere utilizzato a diverse frequenze di bit utilizzando costellazioni più o meno ampie di simboli.
Al momento di stabilire la connessione, il modem ADSL e il DSLAM analizzano la qualità della linea su ciascun canale e decidono come utilizzare ciascun canale ("bits-per-bin allocation"). Questa operazione è detta "sincronizzazione" del modem e può richiedere anche alcune decine di secondi. Durante questa fase normalmente il led "link" del modem lampeggia e diventa fisso quando la sincronizzazione è stata ottenuta.
Nella scelta della costellazione da usare per ciascun canale viene scelto un compromesso tra velocità di trasmissione e affidabilità: utilizzando una costellazione più ampia, cioè a maggior numero di simboli, si ottiene infatti una velocità maggiore, ma aumenta al contempo il rischio di disconnessione in caso di peggioramento della qualità della linea.
La somma delle capacità negoziate su ciascun canale è la velocità di connessione riportata dal modem.
I modem sono normalmente in grado di adattarsi al mutare delle condizioni della linea "spostando" bit tra canali ("bit swapping"), ma se le condizioni della linea peggiorano troppo questa misura non è più sufficiente e avviene una disconnessione.
Protocolli utilizzati Sopra il collegamento di livello trasmissione così stabilito, deve essere utilizzata una pila di protocolli piuttosto complessa per supportare IP che è la seguente (in ordine a partire dal basso): Sul collegamento tra il modem e il DSLAM, e dal DSLAM al server di accesso, viene creato un circuito virtuale ATM. Per selezionare il protocollo trasportato in ATM, è necessario usare un metodo di incapsulamento, VC-MUX o LLC. nel circuito virtuale viene trasportato PPPoA oppure PPPoE. nel circuito PPP, viene finalmente trasportato IP.
Standard ADSL Standard Nome comune Velocità massimain downstream Velocità massimain upstream ANSI T1.413-1998 Issue 2 ADSL 8 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.1 ADSL (G.dmt) 8 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.1 Annex A ADSL over POTS 10 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.1 Annex B ADSL over ISDN 10 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.1 Annex C ITU G.992.2 ADSL Lite (G.lite) 1.5 Mbit/s 0,5 Mbit/s ITU G.992.3 ADSL2 (G.bis) 12 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.3 Annex J ADSL2 12 Mbit/s 3,5 Mbit/s ITU G.992.3 Annex L RE-ADSL2 6 Mbit/s 1,2 Mbit/s ITU G.992.3 Annex M ITU G.992.4 ADSL2 (G.bis.lite) 12 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.4 Annex J ADSL2 12 Mbit/s 3,5 Mbit/s ITU G.992.4 Annex L RE-ADSL2 6 Mbit/s 1,2 Mbit/s ITU G.992.5 ADSL2+ 24 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.5 Annex L RE-ADSL2+ 24 Mbit/s 1 Mbit/s ITU G.992.5 Annex M ADSL2+M 24 Mbit/s 3,5 Mbit/s
Lo standard non-Annex ADSL2 e ADSL2+ supporta un'ulteriore larghezza di banda di 256 kbit/s in upstream se viene usata normalmente per chiamate vocali POTS.
Una nuova tecnologia, Dynamic Spectrum Management, promette di elevare la banda del tradizionale doppino telefonico dagli attuali 25 Mbit/s a 250 Mbit/s, grazie a modelli matematici più avanzati di correzione del segnale, e a una modulazione intelligente della potenza elettrica trasmissiva fra le varie bande.
In questo modo si riuscirebbero a eliminare gran parte delle interferenze generate dalla distanza di trasmissione e dal mezzo metallico. La tecnologia è brevettata da John Papandriopoulos, PhD all'Università di Melbourne, Australia, e necessita di alcuni anni per divenire commerciale.
ADSL e VDSL2 Una ADSL, in quanto asimmetrica (cioè velocità di caricamento diverse da quelle di scaricamento) è adatta ad esempio allo scaricamento via web, streaming audio/video, ecc. Sono invece penalizzate le applicazioni per la comunicazione di fonia (è infatti il caso del VoIP) e la condivisione dati (file sharing in reti P2P) a causa della generale bassa velocità di caricamento cioè di trasmissione attualmente (2007) offerta dai vari gestori.
In Francia dal 2005, e in Germania è stata introdotta la tecnologia VDSL2 che fornisce una velocità simmetrica di 50 Mbit/s sia in scaricamento sia in caricamento.
ADSL con IP statico e privacy Le connessioni ADSL pongono un problema di privacy, se l'indirizzo IP è configurato staticamente. In questi casi, poiché l'IP assegnato all'utenza è lo stesso a ogni connessione, risulta facile identificare il traffico dati generato dalla navigazione di questi utenti e associarlo a quello relativo alle sessioni precedenti. Il numero telefonico e il nominativo del titolare della linea utilizzata nella connessione restano dati protetti (disponibili solo su richiesta della magistratura), ma l'indirizzo IP viene registrato nei di log di qualunque sito visitato ed è trasmesso continuamente durante qualsiasi tipo di trasferimento dati. Anche nel caso in cui si scelga di non fare mai uso esplicito di nome e cognome le informazioni raccolte possono essere aggregate in base all'indirizzo IP per risalire a informazioni di carattere personale. L'uso di programmi, come Tor o Privoxy, e di trucchi per rendere anonima la connessione può aiutare a rendere più difficile la tracciatura; tuttavia il provider che fornisce il servizio di connettività ha sempre potenziale accesso a tutte le operazioni effettuate. Fatto, quest'ultimo, altrettanto valido per le tradizionali connessioni dial-up PSTN.
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