Newsgroup: it.comp.hardware.modem
Titolo: Line Quality FAQ 2.2

Prego chiunque legga la seguente FAQ di verificarne la correttezza e la
forma segnalandomi i punti poco chiari o incompleti.
Line Quality FAQ - 2.2
1/11/98
Line Quality è un termine utilizzato dai modem equipaggiati con un
chipset Rockwell in risposta a certi comandi specifici per tale chipset.
I modem USR/3Com non forniscono la Line Quality ma dati che veicolano
informazioni analoghe e sono trattati in fondo alla presente.
Il sistema operativo a cui si farà riferimento è MS Windows 95 (o 98)
Variazioni rispetto alla 2.1 (24/10/98):
- Ritocco marginale a Q6.
- Ritocco a Q7
- Aggiunta di Q11.0 e Q11.1.
Q1] Come impartire comandi ad un modem?
Q2] Che comandi usare (Rockwell)?
Q3.0] Quali campi devo osservare (Rockwell)?
Q3.1] Cosa sono i data rate ?
Q3.2] Cos'è il Receive Level?
Q3.3] Cos'è la Line Quality?
Q4] Che comandi usare (USR/3Com)?
Q5] Come interpretare i risultati (USR/3Com)?
Q6] Cosa sono i dBm ?
Q7] Cosa posso fare per migliorare la qualità della linea?
Q8] Come accedere alle proprietà del modem?
Q9] Come ottenere un rapporto sull'attività (log file) del modem?
Q10] Come aggiungere stringhe di comandi AT a quelle utilizzate da W95?
Q11.0] Cos'è il throughput?
Q11.1] Come valuto il throughput?
Q1] Come impartire comandi ad un modem?
Essendo comandi AT ogni riga di comandi deve iniziare con le lettere AT.
Più comandi possono essere accodati in sequenza in un'unica riga.
Non è rilevante usare maiuscole o minuscole né inserire spazi (almeno per
il mio modem).
Le stringhe così composte vanno inviate alla porta seriale a cui è connesso
il modem quando questo è nella modalità comandi ed è quindi predisposto a
trattarle come tali.
I metodi in pratica sono due:
a) utilizzando un emulatore di terminale (e.g. Hyper Terminal)
b) utilizzando una finestra di terminale ottenibile settando le opzioni
   del modem.
a) Hyper Terminal
Questo programma è prodotto dalla Hilgraeve ed è attualmente disponibile
gratuitamente la versione Private Edition 4.0 (solo in inglese) presso
http://www.hilgraeve.com/htpe.html
In dotazione con W95 c'è invece la versione 1.0 (in italiano).
Se è installato lo trovate in Menù Avvio/Programmi/Accessori.
Se non è installato lanciate installazione Applicazioni dal pannello di
controllo e quindi Installazione di Windows95/Comunicazioni/Hyper Terminal
avendo sottomano il CD-ROM di Win95.
Se la lingua non è un problema per voi vi consiglio di procurarvi la
versione più recente in quanto più funzionale.
In particolare la 1.0 non prevede la risposta alla chiamata e vi permette
di arrivare alla modalità comandi (senza iniziare una comunicazione
telefonica) solo seguendo questa procedura:
- fate partire il programma
- date un nome qualsiasi alla sessione, [OK]
- scrivete un numero qualsiasi, [OK]
- premete [Annulla] quando vi chiede conferma per la composizione.
Se si utilizza HT per chiamare il numero del provider si può interrogare il
modem "in diretta" mentre è connesso.
b) finestra del terminale
Tramite proprietà del modem nel Pannello di Controllo o tramite proprietà
della Connessione di accesso remoto/Configura... selezionate la cartella
Opzioni del modem e attivate "Visualizza la finestra del terminale dopo la
connessione".
Così facendo al momento della normale connessione al vostro ISP, dopo
l'autenticazione, vedrete comparire una finestra di testo: la finestra del
del terminale.
In quel momento il modem è in modalità dati (tratta come dati ciò che gli
arriva dalla seriale a cui è connesso) e si porta in modalità comandi se
riceve una sequenza di escape.
Tale sequenza di escape è solitamente +++ a meno che il modem non sia stato
configurato in modo differente.
Tale sequenza va digitata nella suddetta finestra del terminale e si deve
attendere un secondo o due affinché il modem reagisca con OK (o
semplicemente con il valore zero se è configurato per rispondere solo
con codici numerici).
Non preoccupatevi se non vedete comparire l'echo dei caratteri che
digitate.
A meno che non costringiate il modem remoto a riattaccare i comandi che
darete vi restituiranno valutazioni istantanee sulla connessione.
Per riportare il modem in modalità dati bisogna usare il comando ATO0
(Otranto zero) però da me non sembra funzionare bene.
Q2] Che comandi usare (Rockwell)?
Principalmente i comandi che ci interessano sono: &V1, %L, %Q
Il primo fornisce una serie di statistiche sulla connessione in corso o
sulla sessione appena terminata, ad esempio
TERMINATION REASON.......... LOCAL REQUEST
LAST TX data rate........... 33600 BPS
HIGHEST TX data rate........ 33600 BPS
LAST RX data rate........... 33600 BPS
HIGHEST RX data rate........ 33600 BPS
Error correction PROTOCOL... LAPM
Data COMPRESSION............ V42Bis
Line QUALITY................ 026
Receive LEVEL............... 023
I modem più recenti forniranno ulteriori informazioni come
Highest Rx State............ 67
Highest TX State............ 87
EQM Sum..................... 00BA
Min Distance................ 0000
RBS Pattern................. 00
Rate Drop................... 00
Digital Loss................ 2000
I comandi %Q e %L possono essere usati solo mentre la connessione è attiva
e richiedono specificamente la line Quality ed il receive Level.
Q3.0] Quali campi devo osservare?
I vari data rate, il Receive Level, la Line Quality ed eventualmente i Rate
Drop.
Q3.1] Cosa sono i data rate ?
Sono le velocità con cui vengono trasmessi i dati (i bit) nel segnale
modulato attraverso la linea telefonica e sono espresse in bps (bit al
secondo).
LAST TX data rate........... 33600 BPS
Ultima, in trasmissione.
HIGHEST TX data rate........ 33600 BPS
Massima, in trasmissione.
LAST RX data rate........... 33600 BPS
Ultima, in ricezione.
HIGHEST RX data rate........ 33600 BPS
Massima, in ricezione.
Q3.2] Cos'è il Receive Level?
Il "Receive LEVEL" è una misura della potenza del segnale che arriva al
chip del tuo modem e quindi dipende dalla linea e dalla sezione del modem
che porta il segnale al chip, la quale può introdurre attenuazione e
disturbo. Non dipende invece dalla modulazione adottata.
Quando si ottiene "Receive LEVEL.... N" significa che il segnale ricevuto
ha potenza -N dBm.
Va notato come valori di N più piccoli significano maggiore potenza.
Mi ricordo di aver letto che 1 µW = -30 dBm è il limite inferiore per
avere un connessione accettabile a 33.6 (ma la fonte non era autorevole).
Mi aspetto che per i 56K sia necessaria maggiore potenza, ma soprattutto
un maggiore SNR.
Q3.3] Cos'è la Line Quality?
La "Line QUALITY" dà un'indicazione della qualità relativa del segnale
che arriva al chip ed anche questo parametro dipende, almeno in parte,
dal modem.
In virtù di tale dipendenza può accadere che che due modem basati sullo
stesso chipset e operanti nelle medesime condizioni di linea telefonica
riportino differenti Line QUALITY e funzionino con diverse prestazioni.
La Line QUALITY per la precisione è il byte più significativo dell'EQM (Eye
Quality Monitor), un parametro determinato dal modem elaborando il segnale
ricevuto secondo metodi che differiscono per le varie modulazioni.
Il suo significato dipende inoltre dal tipo di disturbi presenti nel
segnale.
Confrontando il valore di tale grandezza con curve sperimentali è
possibile stimare il rate di ricezione dei bit errati (BER=Bit Error Rate)
ed infatti l'EQM è utilizzato dal modem per decidere quando sia necessario
rinegoziare la connessione ad una differente velocità.
Valori più piccoli di "Line QUALITY" significano una qualità più alta a
parità di tutto il resto.
Ho personalmente notato che osservandone il valore durante una connessione
essa è soggetta a continue fluttuazioni anche a distanza di pochi istanti
per cui si deve cercare di mediarne il valore.
Se il modem non ha a disposizione tale dato risponderà con un NA (Not
Available=non disponibile) o con 255 (o 127 o 0 ?).
Le possibili cause di questo evento sono: reset del modem al termine della
connessione o insufficiente durata della stessa.
Il primo caso si verifica quando il dispositivo viene spento (o viene
spento il PC per i modem interni) e quando viene impartito il comando ATZ.
E da notare che la configurazione di alcuni modem prevede ATZ come comando
impartito al termine di ciascuna connessione.
Per verificarlo tramite regedit aprite la chiave HKEY_LOCAL_MACHINE\System\
CurrentControlSet\Services\Class\Modem\0000\Hangup.
Chi avesse sufficiente confidenza con il Registry di windows 95 può
cambiarne il valore in ATH.
Raccomando sempre di prevenire eventuali disastri conseguenti ad una
maldestra manipolazione del registry provvedendo a fare una copia di
back-up dei due file SYSTEM.DAT e USER.DAT.
Si può anche cambiare la stringa nel file .INF relativo al modem e
reinstallarlo.
Il secondo caso si verifica quando, per un malfunzionamento, la connessione
si interrompe immediatamente al termine dell'handshake.
Il calcolo dell'EQM comprende infatti anche una operazione di filtraggio
per cui vi è un transitorio dopo il quale il valore è disponibile.
Q4] Che comandi usare (USR/3Com)?
Principalmente i comandi che ci interessano sono: I6, I11, Y11.
I primi due riportano statistiche e dettagli della connessione appena
terminata o in corso, ad esempio
ati6i11
U.S. Robotics 56K Voice EXT Link Diagnostics...
Chars sent                 9180      Chars Received            50535
Chars lost                    0
Octets sent                7881      Octets Received           51607
Blocks sent                 417      Blocks Received             645
Blocks resent                 1
Retrains Requested            0      Retrains Granted              0
Line Reversals                0      Blers                        12
Link Timeouts                 0      Link Naks                     0
Data Compression       V42BIS 2048/32
Equalization           Long
Fallback               Enabled
Protocol               LAPM/SREJ
Speed                  50666/31200
V.90 Peak Speed        50666
Last Call              00:00:32
Disconnect Reason is DTR dropped
U.S. Robotics 56K Voice EXT Link Diagnostics...
Modulation                  V.90
Carrier Freq     (Hz)       None/1920
Symbol Rate                 8000/3200
Trellis Code                None/64S-4D
Nonlinear Encoding          None/ON
Precoding                   None/ON
Shaping                     ON/ON
Preemphasis      (-dB)      7/2
Recv/Xmit Level  (-dBm)     18/16
Near Echo Loss   (dB)       11
Far Echo Loss    (dB)       0
Carrier Offset   (Hz)       NONE
Round Trip Delay (msec)     5
Timing Offset    (ppm)      3325
SNR              (dB)       50.0
Speed Shifts Up/Down        0/0
Status :                    aa,5,12N,12.3,-0,0N,0,48.3,16.8
Y11 restituisce alcuni punti dello risposta in frequenza della linea
telefonica, ad esempio (USRobotics Courier V.Everything):
at y11
Freq     Level
150     18
300     18
450     18
600     18
750     18
900     18
1050     18
1200     18
1350     18
1500     19
1650     19
1800     19
1950     19
2100     20
2250     20
2400     20
2550     21
2700     21
2850     21
3000     22
3150     23
3300     24
3450     27
3600     32
3750     38
Q5] Come interpretare i risultati?
Vengono descritti solo i parametri rilevanti per la valutazione delle
condizioni della linea.
Retrains Requested, Retrains Granted
Retrain richiesti, Retrain accordati.
Un retrain è una rinegoziazione dei parametri della connessione che si
rende talvolta necessaria durante la connessione stessa poichè le
condizioni della linea sono variate e di conseguenza la frequenza degli
errori.
Le richieste sono rivolte al modem remoto dal vostro modem. Le concessioni
sono del vostro modem alle richieste del modem remoto.
Blers
Block errors - riporta un conteggio degli errori rilevati nei blocchi (del
protocollo di controllo dell'errore o di dati) ricevuti. Precisamente è il
numero degli intervalli da 50 ms (in cui viene suddiviso il tempo di
connessione) nei quali si è verificato almeno un errore perciò tale valore
dipende sia dalla durata del collegamento che dal numero di blocchi
ricevuti. Gli errori sono dovuti al rumore e ad altri deterioramenti del
canale e in assenza di problemi particolari il campo Blers dovrebbe
assumere un valore molto piccolo. Nel caso di linee la cui qualità sia
seriamente compromessa esso può arrivare all'ordine delle centinaia o delle
migliaia. E' uno degli indicatori chiave della qualità del canale di
ricezione.
Link Timeouts
Indica quante volte il protocollo per il controllo degli errori non ha
ricevuto dal modem remoto una risposta entro il tempo stabilito. Tale
fenomeno è normalmente causato da disturbi nel canale trasmissivo e accade
anche quando è il terminale del ricevitore remoto che provvede al relativo
controllo di flusso.
Link Naks
Indica quante volte il modem remoto ha richiesto che venissero ritrasmessi
uno o più blocchi di dati. Dal momento che è possibile che una singola
richiesta riguardi più di un blocco, questo numero non necessariamente
coincide con la somma effettiva dei blocchi. Il modem remoto richiede una
rispedizione quando un blocco di dati risulta alterato in modo irreparabile
dai disturbi della linea.
Speed                  50666/31200
E' il bit rate (velocità) della connessione (ricezione/trasmissione)
espresso in bps (bit al secondo).
Recv/Xmit Level  (-dBm)     18/16
Sono le potenze dei segnali ricevuti/trasmessi.
Near Echo Loss   (dB)       11
Quando non vi è adattamento di impedenza tra il dispositivo su cui è
terminata una linea telefonica e la linea stessa si generano delle
fastidiose riflessioni del segnale. Il numero riportato è riferito
all'estremità vicina della linea (ovvero al modem locale) ed esprime in dB
il rapporto tra la potenza trasmessa (transmit level) e la potenza
dell'echo e quindi che attenuazione presenta l'echo rispetto alla
trasmissione (valori più grandi indicano un migliore adattamento di
impedenza del modem locale). In condizioni normali le riflessioni presso
l'estremità vicina dovrebbero essere di almeno 30 dB sotto il livello del
segnale trasmesso.
Far Echo Loss    (dB)       0
E' riferito alle riflessioni che arrivano dal modem remoto del segnale
trasmesso dal modem locale e comprende le perdite che caratterizzano sia il
canale di andata che di ritorno. Tale echo è solitamente di ampiezza molto
piccola. Il valore visualizzato è il rapporto tra la potenza del segnale
ricevuto (che ingloba le perdite del canale di ritorno) e la potenza delle
riflessioni dall'estremità remota (comprese le perdite del canale di
andata). Numeri più grandi indicano un migliore adattamento di impedenza
del modem remoto. I valori tipici per Far Echo Loss sono attorno a 30 dB.
SNR              (dB)       50.0
Signal to Noise Ratio=rapporto segnale/disturbo.
Valuta in che proporzione sono la potenza del segnale ricevuto e la potenza
del disturbo (segnale indesiderato). Va notato come un basso SNR non
necessariamente significhi che il livello del rumore è troppo alto:
potrebbe essere troppo debole il segnale ricevuto. E' uno dei fattori di
maggiore importanza nel determinare le prestazioni di un modem: bassi
valori di SNR generalmente danno luogo a basse velocità di connessione per
cui le condizioni operative migliori corrispondono a SNR più grande.
L'effettiva potenza del rumore (in dBm) può essere calcolata a partire dal
Receive Level e dall'SNR. Un canale che presenti un rumore inferiore ai -60
dBm può essere considerato in pratica "privo di rumore".
Speed Shifts Up/Down        0/0
Riporta quante volte durante la connessione il modem ha variato la velocità
della connessione aumentandola/calandola. In questo caso è stata sempre
mantenuta la velocità iniziale (quella segnalata al termine
dell'handshake).
La serie di valori che si ottengono tramite Y11 risulta utile per
determinare la larghezza di banda del proprio collegamento telefonico.
In particolare la USR/3Com suggerisce che un calo superiore ai 25 dB
passando da 3300 Hz a 3750 Hz è indicativo del fatto che il segnale è stato
sottoposto ad almeno una conversione D/A in più rispetto all'unica prevista
per raggiungere le massime prestazioni con le tecnologie a 56K. In ogni
caso, anche se tale abbassamento non è dovuto a conversioni D/A, tale
configurazione (banda ristretta) rende difficile ottenere buone prestazioni
con tale tecnologia o può renderne impossibile l'utilizzo. A ciò si
aggiunga che se il valore in corrispondenza ai 3750 Hz è superiore a 50-55
potrebbe essere impossibile adottare una tecnica a 56K o comunque le
prestazioni saranno scadenti.
Q6] Cosa sono i dBm ?
Sono mW espressi in dB e quindi sono una unità di misura per esprimere la
potenza in scala logaritmica.
Se P è la potenza del segnale espressa in Watt si ha
X dBm = 10log[P/(1 mW)]  (logaritmo in base 10)
Ad esempio -23 dBm = 5 µW (microWatt)
Q7] Cosa posso fare per migliorare la qualità della linea?
Solitamente l'utente finale può intervenire solo sul tratto di linea che
collega il doppino portato in casa dalla telecom al modem.
E' altresi vero che molti dei problemi nelle prestazioni dei modem derivano
proprio dalle precarie condizioni di tale tratta.
Nei limiti del possible andrebbero seguite le seguenti norme:
- Evitare assolutamente di collegare in parallelo al modem altri
  apparecchi.
- Far si che il modem sia il primo dispositivo utilizzatore di una
  eventuale cascata: esso è infatti il dispositivo più sensibile.
  I modem hanno una presa RJ11 (LINE) in cui (solitamente) i due conduttori
  esterni ripresentano all'esterno il segnale di ingresso quando tale
  dispositivo non occupa la linea. Si può utilizzare questo segnale per
  servire gli altri apparecchi.
- Limitare il numero di connettori (giunzioni).
- Evitare collegamenti inutilmente lunghi: maggiore è la lunghezza maggiore
  sarà l'attenuazione introdotta e i disturbi "catturati" dall'ambiente.
- Evitare assolutamente di avvolgere in matasse l'eccesso di cavo: ne
  esalta la capacità di accoppiarsi induttivamente con i disturbi presenti
  nell'ambiente.
- Utilizzare preferibilmente doppino ritorto: è meno suscettibile ai
  disturbi e presenta perdite inferiori rispetto alla piattina sottile.
- Stendere il cavo lontano dalle sorgenti di rumore elettromagnetico
  (attraverso i cavi  dell'impianto elettrico solitamente si propagano
  disturbi condotti. i motori elettrici e i ruttori delle lampade a
  fluorescenza sono altre tipiche sorgenti domestiche).
Q8] Come accedere alle proprietà del modem?
Vi sono tre strade:
- Pannello di controllo\ Modem\ Proprietà
- Pannello di controllo\ Sistema\ Gestione periferiche\ Modem\ Proprietà
- Accesso remoto\ proprietà di una connessione\ Configura...
Q9] Come ottenere un rapporto sull'attività (log file) del modem?
W95 permette la registrazione (logging) in un apposito file delle
comunicazioni che avvengono tra il sistema ed il modem.
Tale opzione è attivabile nel pannello Impostazioni di connessione avanzate
delle proprietà del modem, settando la casella Crea file registro.
Un file (di testo) viene quindi creato nella cartella Windows ed il suo
nome è ModemLog.txt (in W98 invece di "Modem" comparirà il nome per esteso
del modem). Le informazioni vengono aggiunte di volta in volta in coda a
quelle già presenti fino a che non viene raggiunta la dimensione di 256 KB,
oltre la quale il sistema smette di aggiornare il file (che deve quindi
essere ridimensionato o rimosso).
Tra i dati che è possibile ricavare da tale file vi sono:
- con quale file .INF è stato installato il modem
- quali comandi AT vengono impartiti per configurare il dispositivo
- le caratteristiche della connessione stabilita
- il motivo della disconnessione
Q10] Come aggiungere stringhe di comandi AT a quelle utilizzate da W95?
Scrivendole nella casella Impostazioni addizionali situata nel pannello
Impostazioni di connessione avanzate delle proprietà del modem.
Non è necessario premettere AT alla stringa ivi inserita.
Q11.0] Cos'è il throughput?
Due modem connessi tramite la rete telefonica costituiscono un sistema di
trasmissione punto-punto che congiunge due calcolatori.
Il throughput è la quantità di dati che è possibile far transitare da
un'estremità all'altra del sistema nell'unità di tempo e si esprime quindi
in Byte/s (o KByte/s con K=1024). Tale parametro è essenziale per valutare
le prestazioni globali del sistema di trasmissione (guarda i modem
dall'esterno). Il bit rate impostato dai due modem è solo uno dei fattori
che concorrono a determinare il throughput. Altri fattori sono la capacità
dei modem di comprimere i dati prima della trasmissione, la probabilità di
errore del canale numerico e la capacità di rivelare ed eventualmente
correggere gli errori che fossero presenti nei dati ricevuti.
Q11.1] Come valuto il throughput?
Secondo la definizione trasmettendo dei dati e dividendo il loro ammontare
per il tempo impiegato dalla trasmissione: si ottiene in tal modo il
throughput medio in tale periodo. Solitamente è preferibile ottenere il
throughput minimo rispetto alla comprimibilità dei dati per cui questi
devono essere non ulteriormente comprimibili (come un file ZIP). Per
ridurre l'errore relativo nella misura dei tempi è consigliabile utilizzare
file di almeno 300 KB.
Anche il Monitor di sistema di Windows 95 permette di visualizzare il
throughput istantaneo: le voci da aggiungere (operazione possibile solo
mentre il segnale DTR della porta seriale del modem è attivo) sono "Byte
ricevuti/secondo" e "Byte trasmessi/secondo" appartenenti alla categoria
con il nome del modem.
Si può misurare il throughput anche scaricando dei file tramite FTP.
Si noti però che tale protocollo aggiunge ai dati trasmessi altre
informazioni proprie della struttura a pacchetti utilizzata per cui il
throughput effettivo risulta stimato per difetto.
Affinchè con quest'ultimo metodo la misura sia significativa
- il file o i file devono essere compressi
- la loro dimensione deve essere di almeno 300 KB per minimizzare il peso
  delle fasi che precedono e seguono la trasmissione vera e propria.
- l'FTP server da cui vengono prelevati deve essere sufficientemente veloce
  da non costituire un limite al throughput: è meglio usare quello del
  proprio provider nel caso ne fosse dotato.
Ciao,
Lorenzo Colò.

(...)
Lorenzo, pensi di poter un giorno posizionare nella tua Faq anche la
tipologia Winmodem? (io sono interessato a LT Winmodem, mi sembra che
ci sia buona somiglianza con USR/3Com ... ma con qualche pecuiarita'. 
Grazie e buon lavoro
--
Roby
(delete NOSPAM from email address)

ci sia buona somiglianza con USR/3Com ... ma con qualche pecuiarita'.
Se mi capita a tiro della documentazione specifica sono disponibilissimo
a farlo (analogo discorso per i modem "software" Rockwell).
Ciao,
Lorenzo Colò.