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Come funziona il modem

Per poter comunicare, uno smartphone utilizza le frequenze radio che vengono successivamente convertite in impulsi elettrici dalle antenne. Il responsabile di questo processo di modulazione e demodulazione dei segnali è il modem, senza il quale la comunicazione dello smartphone tramite rete mobile, WiFi, Bluetooth o NFC non potrebbe avvenire. In questa guida ti mostriamo come funziona il modem e come gli ingegneri siano riusciti a integrare così tante funzionalità in un chip piccolissimo.

A cosa serve il modem

Il modem degli smartphone è un componente hardware che gestisce le funzioni di comunicazione dello smartphone, come la connessione a Internet e la ricezione e l’invio di chiamate e SMS.

Il modem è responsabile della gestione del segnale radio ricevuto dall’antenna del telefono e della codifica e decodifica delle informazioni trasmesse attraverso questo segnale. Inoltre, gestisce la connessione a Internet attraverso il protocollo di trasmissione dati utilizzato dal provider di servizi di telefonia mobile, come il protocollo GSM o il protocollo LTE.

Il modem degli smartphone è in genere integrato nella scheda di sistema del telefono, insieme ad altri componenti come la CPU, la memoria flash, la batteria e il touchscreen. Tuttavia, in alcuni casi, il modem può essere un componente separato che viene inserito nello smartphone attraverso uno slot per schede SIM o attraverso una porta di espansione.

Le componenti di un modem

Il modem degli smartphone utilizza una serie di circuiti elettronici e chip di elaborazione per svolgere le sue funzioni. Questi circuiti e chip includono:

  • Un ricevitore RF (radiofrequenza): riceve il segnale radio dall’antenna del telefono e lo converte in un segnale digitale.

  • Un modulatore e demodulatore: codifica il segnale digitale in modo da poter essere trasmesso attraverso il segnale radio e decodifica il segnale ricevuto dall’altra parte per estrarne le informazioni.

  • Un processore di segnale digitale: elabora il segnale digitale ricevuto dal ricevitore RF e lo prepara per la trasmissione o la ricezione.

  • Un chip di interfaccia: gestisce la comunicazione tra il modem e il resto del sistema del telefono, come il processore e la RAM.

Protocolli di comunicazione

Per poter parlare la stessa lingua degli altri smartphone, un modem deve utilizzare anche una serie di protocolli di comunicazione comuni per trasmettere e ricevere informazioni attraverso il segnale radio. Questi protocolli includono il protocollo GSM (Global System for Mobile Communications) per la trasmissione di chiamate e SMS e il protocollo LTE (Long-Term Evolution) per la connessione a Internet ad alta velocità.

Allo stesso modo, esistono altri protocolli utilizzati costantemente dai modem degli smartphone come il WiFi, il Bluetooth e l’NFC.

Antenne

Il compito di captare e inviare i segnali wireless in uno smartphone è affidato alle antenne.

Una delle antenne più importanti è l’antenna di ricezione, che viene utilizzata per ricevere il segnale radio dalle torri di trasmissione del provider di servizi di telefonia mobile. Questo segnale viene poi elaborato dal modem del telefono e utilizzato per effettuare chiamate, inviare SMS e accedere a Internet.

Altri tipi di antenne presenti negli smartphone sono:

  • Antenna GPS: utilizzata per ricevere il segnale dai satelliti GPS e determinare la posizione del telefono.

  • Antenna Bluetooth: utilizzata per la comunicazione wireless con dispositivi compatibili, come cuffie senza fili e altoparlanti Bluetooth.

  • Antenna Wi-Fi: utilizzata per la connessione a reti wireless locali, come quelle presenti in casa o in ufficio.

Gli smartphone possono avere anche antenne multiple per ognuno di questi scopi, in modo da garantire una ricezione ottimale del segnale in tutte le situazioni.

Inoltre, alcuni smartphone utilizzano tecnologie di antenne multiple per migliorare la qualità del segnale, come la tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) che utilizza più antenne per trasmettere e ricevere informazioni contemporaneamente.

Le antenne degli smartphone sono generalmente integrate nella scocca del telefono, ma in alcuni casi possono essere presenti anche antenne esterne che vengono utilizzate per migliorare la ricezione del segnale in determinate situazioni, come in zone con una copertura debole o in ambienti con interferenze elettromagnetiche.