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Introdução xDSL

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

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