Le reti digitali

Le reti digitali non rappresentano una novità nel campo dell'informatica, tuttavia la nascita e la diffusione di Internet - la rete delle reti - ha impresso una forte accelerazione allo sviluppo e alla diffusione di diversi tipi di reti digitali.

Le reti digitali possono essere suddivise in due grandi categorie: le reti locali e le reti geografiche o Wide Area Network (WAN), mentre Internet può essere considerata la rete geografica più estesa al mondo.

Le reti digitali locali, "Local Area Network" o semplicemente LAN, si sono diffuse tra aziende e istituti di ricerca durante gli anni '80, mentre si lavorava alla standardizzazione dei protocolli di comunicazione e alle tecnolgie di rete più innovative.

Le reti locali servono a collegare tra loro computer nel raggio di un centinaio di metri e anche di più se si utilizzano apparecchiature aggiuntive. Il collegamento tra computer attraverso una LAN consente agli utenti di scambiarsi file e dati in modo pratico e veloce, consente alle applicazioni abilitate di comunicare tra loro (ad esempio per configurare una stampante di rete o interrogare un database centralizzato), consente agli amministratori di sistema di gestire da remoto i permessi e gli aggiornamenti dei computer degli utenti.

Con la diffusione delle LAN si sono diffuse anche le applicazioni "client/server", ovvero sistemi software installati su un computer centrale, il server appunto, che scambia dati con i computer periferici sui quali sono installate le applicazioni client. Questa architettura software che si appoggia alle reti digitali assume particolare importanza per le modalità di utilizzo di numerose applicazioni di uso quotidiano, ovvero app che si collegano a servizi esterni attraverso la rete Internet.

Le reti locali (LAN) hanno acquisito ancora più importanza dopo la diffusione delle reti geografiche (WAN) - ovvero delle reti digitali in grado di coprire ingenti distanze - e in particolare dopo la diffusione della rete Internet che ha determinato un'accelerazione nello sviluppo tecnologico e nella diffusione di reti locali, ad esempio anche all'interno di ambienti domestici.

Infatti, nell'ecosistema generato dalla diffusione di Internet le reti locali possono essere immaginate come grappoli d'uva, dove gli acini sono i dispositivi digitali tra loro connessi mentre il grappolo, non il singolo dispositivo, è connesso alla rete Internet.

Questa modalità di connessione, che presenta una certa variabilità sia in funzione dei luoghi dove si utilizzano i dispositivi digitali che in funzione delle tipologie di rete, genera spesso confusione negli utenti alle prime armi con le opzioni di connessione dei propri dispositivi digitali. Ad esempio quando si passa da una connessione wi-fi a una connessione dati della rete cellulare o a una connessione ethernet via cavo.

Una seconda suddivisione riguarda la distinzione tra reti via cavo e reti wireless (senza cavo). Le reti via cavo costituiscono lo scheletro della rete Internet e prima che si sviluppassero e si diffondessero le reti wireless i cavi erano indispensabili anche per creare reti locali.

I tipi di cavo utilizzati nelle reti digitali geografiche sono generalmente in fibra ottica oppure per la connessione di abitazioni e uffici alle centrali di smistamento - il cosiddetto ultimo miglio - in rame (il doppino telefonico).

Per le reti locali si utilizza invece un apposito cavo, il cosiddetto cavo ethernet, generalmente di tipo UTP - Unshielded Twisted Pair - ovvero un cavo composto da otto fili di rame intrecciati a coppie (pair). Nelle reti locali il collegamento è a stella, ovvero i dispositivi digitali non sono collegati direttamente tra loro ma a speciali dispositivi di rete: hub ethernet, switch e modem-router.

Il modem-router oltre a svolgere la funzione di hub in una piccola rete locale è il dispositivo che connette la rete locale alla rete Internet.

Le reti via cavo hanno generalmente affidabilità e prestazioni migliori rispetto alle reti wireless ma ovviamente la loro pervasività è limitata. Per questa ragione e per consentire connessioni in rete durante la mobilità si è investito molto nello sviluppo di reti wireless.

Le reti wireless sono di tanti tipi e generalmente utilizzano le onde radio (analogiche) per far viaggiare il segnale digitale. Una rassegna delle diverse tecnologie wireless esula dal focus di questo articolo, tuttavia occorre distinguere almeno tre categorie di reti wireless che supportano la connessione a Internet dei dispositivi digitali:
  1. reti a corto e medio raggio;
  2. reti a lungo raggio;
  3. reti cellulari.
Rientrano nella prima categoria le reti locali senza fili o wi-fi, ovvero le reti che si avvalgono di una tecnologia che attualmente funziona con frequenze di trasmissione radio a 2.4 e/o a 5 Gigahertz. Ormai questo tipo di connettività è integrata sia nei modem-router che nei dispositivi digitali. Generalmente quando ci si riferisce a una connessione "wireless" si intende questo tipo di rete locale, più propriamente definita "Wi-fi". Questa tecnologia wireless è grado di coprire una distanza di circa 20 metri al chiuso e 100 metri all'aperto (senza l'utilizzo di dispositivi aggiuntivi in grado di estenderne la portata).

Sono reti digitali a corto raggio - normalmente intorno ai 10 metri - anche le connessioni wireless "Personal Area Network" ovvero le connessioni effettuate attraverso la tecnologia Bluetooth, usata sia per connettere tra loro i dispositivi digitali che per connettere a questi accessori senza filo.

Infine, possiamo includere in questa categoria anche le connessioni wireless RFID - Radio Frequency IDentification o identificazione a radiofrequenza. Si tratta di connessioni digitali via radio tra speciali etichette elettroniche, chiamate tag o transponder, e appositi dispositivi fissi o portatili (reader) in grado di ricevere e/o inviare dati. Un'evoluzione di questa tecnologia ma che funziona a cortissimo raggio (fino a un massimo di 10 cm) è la connettività NFC - near-field communication o comunicazione di prossimità - che consente una connessione bidirezionale a distanza (contactless), ad esempio per i pagamenti elettronici.

Le reti wireless a lungo raggio, invece, sono connessioni definite Broadband Wireless Access o BWA - accesso a larga banda senza fili - effettuate attraverso ponti radio che emettono un segnale in grado di coprire distanze fino a circa 50 Km e di garantire una consistente larghezza di banda, ovvero di trasmettere una grande quantità di dati ogni secondo. Si tratta di una tecnologia molto utile per far arrivare la rete Internet anche in quei luoghi dove non è conveniente o opportuno utilizzare i cavi. Questa connettività è generalmente gestita da organizzazioni o aziende (Wireless Internet Service Provider o WISP) che stipulano contratti di servizio con privati, imprese, enti pubblici e organizzazioni umanitarie. In Italia si utilizza lo standard tecnico di trasmissione WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access.

Le reti di telecomunicazione cellulare, definite anche reti mobili, non sono state inventate per connettersi a Internet, tant'è vero che le prime reti (TACS, ETACS) erano in grado di veicolare solamente segnali analogici, ma con l'evoluzione tecnologica e la diffusione delle reti 5G - dove 5G indica la quinta generazione e non va confuso con i 5 GigaHertz del Wi-fi - le reti mobili stanno per diventare la principale infrastruttura di connessione a Internet, ovvero una rete digitale talmente potente e pervasiva che renderà realizzabile l'Internet of Things.

Infatti, lo sviluppo delle reti di telecomunicazione mobile è stato molto rapido e dopo il passaggio al digitale con l'adozione dello standard GSM - detto anche 2G ovvero seconda Generazione - si è passati piuttosto rapidamente alle generazioni successive 3G e 4G, attraverso l'adozione di diversi standard che hanno progressivamente migliorato le prestazioni delle linee dedicate alla trasmissione dati ovvero le connessioni a Internet: GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, LTE.

Una rete mobile è composta da un insieme di stazioni radio base - una per ogni porzione di territorio definita cella - che consentono la connessione radio automatica dei dispositivi che si trovano o transitano in quella cella, ovviamente se abilitati (registrati) a usare quella determinata rete.

La connessione del dispositivo digitale - più comunemente smartphone e tablet ma qualsiasi dispositivo predisposto come eBook Reader, smartwatch, modem 4G e dispositivi IoT - a una determinata rete cellulare avviene previo inserimento nel dispositivo di una smart card, meglio conosciuta come SIM (Subscriber Identity Module ovvero modulo d'identità dell'abbonato).

La SIM identifica in modo univoco l'abbonato, il numero di telefono e il dispositivo mobile in cui è inserita, per mezzo di una chiave segreta memorizzata nella scheda e che corrisponde a quella memorizzata nel database del sistema informativo dell'operatore telefonico.

Le reti digitali e i dispositivi digitali costituiscono l'infrastruttura di base della rivoluzione digitale che stiamo vivendo, ma per riuscire a comprendere le implicazioni e gli aspetti culturali dei cambiamenti in atto occorre prima passare in rassegna un'altro elemento fondamentale di questa rivoluzione: il software.

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