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Introdução xDSL

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Introdução geral à tecnologia xDSL.

Introdução geral à tecnologia xDSL.

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  • 1. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Glauco Gonçalves [email_address] UFPE – 2007 – Redes de Computadores
  • 2. Redes de Acesso
    • Principais Tecnologias
      • Acesso via Par Metálico (Dial-up, xDSL)
      • Acesso via Fibra Óptica (FTTx)
      • Acesso via cabo coaxial (HFC)
      • Acesso via rádio (wireless)
      • Acesso via Satélite
      • Acesso via Rede Elétrica (PLC – Power Line Communication)
  • 3. Redes de Acesso Backbone Carrier Rede Metropolitana DSL Cable Dial Broadband Cable (HFC) Dial Access (56K, ISDN) Broadband Fiber Access (FTTB,FTTC,FTTH) Broadband Wireless Access Satellite Access Broadband DSL Access
  • 4. xDSL
    • Tecnologia de camada física que permite transporte de informações digitais sobre a fiação telefônica de cobre
    • Surgiu da evolução de sistemas ISDN
      • Integrated Services Digital Network
    • Capacidade dos pares de cobre não era totalmente aproveitada
  • 5. Porquê DSL?
    • Re-utilização eficiente da infra-estrutura de cobre existente
    • Requisitos dos usuários finais
      • Maior largura de banda
      • Facilidade de acesso a novos serviços
    • Novas aplicações
  • 6. Serviços Inovadores em Banda Larga
    • Entretenimento Residencial
      • Significa novos e estimulantes serviços para usuário final
      • Significa retorno adicional para os provedores de serviço
        • Web e E-mail na TV
        • Video-on-Demand
        • Personal Video Recorder
        • TV Interativa
        • T-Commerce
        • Jogos
  • 7. Família DSL
    • IDSL = ISDN Digital Subscriber Line
    • HDSL = High Bit-Rate Digital Subscriber Line
    • SDSL = Symmetric Digital Subscriber Line
    • ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line
    • RADSL = Rate-Adaptive Digital Subscriber Line
    • HDSL2 = High Bit-Rate Digital Subscriber Line, 2nd generation
    • SHDSL = Single-pair High Bit-Rate Digital Subscriber Line
    • VDSL = Very High-Speed Digital Subscriber Line
    Digital Subscriber Line Tecnologia de camada física permitindo transporte de informações digitais sobre rede metálica (par de cobre). Forma de modulação e codificação de linha, utilização do espectro, taxa de bits, simetria, número de pares, e modelos de aplicação e serviços variam entre as diferentes tecnologias xDSL DSL (or xDSL) =
  • 8. A família xDSL 800 Kbps
  • 9. ADSL
    • Assimétrico = upstream ≠ downstream
      • DS: 8Mbit/s – sentido provedora  assinante
      • US: 800 kbit/s – sentido assinante  provedora
    • Alta taxa de transmissão utilizando a rede metálica existente
    • Serviço digital dedicado: não é partilhado por outro assinante
    • Serviço disponível continuamente – o mesmo par de cobre é utilizado para transmissão de voz e dados.
  • 10. ADSL
    • Banda de freqüência
      • Voz
      • Dados
    • Máxima distância é 5.5km
    • Velocidade de transmissão decresce quando a distância aumenta
    • Melhor taxa é conseguida com 3-4 km ou menos
  • 11. Componentes ADSL Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM)
  • 12. Separação dos canais (Up e Down)
    • Duplexing (Duplexação)
    • Para dividir a largura de banda disponível
      • FDM ou FDD
      • EC
    • As freqüências acima dos 4Khz estão disponíveis para o DSL
  • 13. Técnicas de transmissão ADSL
    • Processo de modulação digital
      • Mapeia bits em sinais, modificando as propriedades da onda
      • Cada grupo de bits é mapeado em uma forma de onda (símbolo)
        • Onda quadrada?
    • Single Carrier Modulation
      • Símbolos alteram os parâmetros de uma senóide
      • Amplitude (ASK), freqüência (FSK), e fase (PSK)
      • QAM é obtido pela modulação em amplitude e fase
  • 14. Técnicas de transmissão ADSL
    • QAM
      • Dados são divididos em grupos de M bits
        • Cada grupo é mapeado em um símbolo
        • Número de símbolos é 2 M
  • 15. Técnicas de transmissão ADSL
    • Quanto mais símbolos
      • Maior a taxa de transmissão
      • Maior o dano causado por ruídos
  • 16. Técnicas de transmissão ADSL
    • Interferência Inter-símbolos (ISI)
    An electrical impulse is transmitted on a channel. The response is different from the original impulse. For multiples impulses
  • 17. Técnicas de transmissão ADSL
    • Interferência Inter-símbolos
  • 18. Técnicas de transmissão ADSL
    • Discrete Multitone (DMT)
      • Sistema multi-portadora
      • Separa a largura de banda disponível em subcanais
      • Divide o espectro em até 256 sub-portadoras com largura de banda de 4,3125Khz
      • Dados transmitidos em paralelo
    • DMT e ISI
      • Cada portadora envia símbolos com período longo
  • 19. ADSL2 e ADSL2+
    • ADSL2
      • Aprovado em Julho de 2002
      • Down: 8 Mbps, Up: 800 Kbps
      • Taxa mantida mesmo em distâncias maiores
      • Maior proteção à ruídos
    • ADSL2+
      • Aprovado em Janeiro de 2003
      • Down: 24 Mbps, Up: 1 Mbps (3.5 Mbps)
      • Permite serviços de voz e vídeo
  • 20. Padrões Novos Padrão ITU Ratified Maximum Speed capabilities ADSL G.992.1 1999 8 Mbps down 800 Kbps up ADSL2 G.992.3 2002 8 Mbps down 800 kbps up ADSL2+ G.992.5 2003 24 Mbps down 1 Mbps up (3.5 Mbps) VDSL G.993.1 2004 55 Mbps down 15 Mbps up VDSL2 -12 MHz long reach G.993.2 2005 55 Mbps down 30 Mbps up VDSL2 - 30 MHz Short reach G.993.2 2005 100 Mbps up/down
  • 21. DMT
    • A DSL
      • NSC ds =256
      • Δ f=4.3125kHz
      • f s =2208kHz
    • ADSL2
      • NSC ds =256
      • Δ f=4.3125kHz
      • f s =2208kHz
    • ADSL2+
      • NSC ds =512
      • Δ f=4.3125kHz
      • f s =4416kHz
    • VDSL
      • NSC ds =8192
      • Δf=4.3125kHz
      • f s =35.328MHz
    NSC ds número de sub-portadoras (down) Δ f largura de banda de cada portadora f s freqüência de amostragem
  • 22. Uso de DSL
  • 23. Sumário
    • As tecnologias xDSL permitem a transmissão de dados a Mbps e podem ser usadas nas linhas telefônicas existentes
    • Utiliza diversas técnicas para evitar os problemas do meio
      • DMT
    • Novos padrões
      • Velocidades mais elevadas podem ser conseguidas quando DSL é usado para fazer a ligação do último quilometro ( last mile )
      • Distâncias mais curtas
      • Permite o uso de aplicações que demandam QoS
  • 24. Simulador xDSL
    • Simula vários aspectos de uma linha de transmissão xDSL
    • Parâmetros de entrada
      • Tecnologia DSL
      • Margem de ruído
      • Freqüência do canal
      • Impedância de saída
      • Atenuação
      • Fext/Next
      • Tipo do cabo
      • Entre outros
  • 25. Simulador xDSL
    • Saídas
      • Bit rate de upstream e d ownstream estimados
      • Resposta impulsiva
      • Função de transmissão
      • Atenuação da linha
    • Disponível em:
      • http://matlab.feld.cvut.cz/en/view.php?cisloclanku=2006020701
  • 26. Referências
    • [GOL,2005] GOLDEN, P. et al. Fundamentals of DSL technology. Auerbach Publications. 2005.
    • [STA,1999] STARR, T. et al. Understanding Digital Subscriber Line Technology. Pretience Hall, 1999.
    • www.dslforum.org
    • Empresas
      • Ericsson
      • Alcatel
      • Thomson (modems)
  • 27. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Glauco Gonçalves [email_address] UFPE – 2007 – Redes de Computadores