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  1. 1. www.projetoderedes.kit.net Sistemas de Telecomunicações (ST) LEEC, Ramo SEC Ano Lectivo 2001/2002 Trabalho de PesquisaAsymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Sexta-feira, 30 de Setembro de 2001 Manuel Martins Pedro Tomás
  2. 2. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 1 de 21ÍNDICEO que é ADSL? ...................................................................2 Aplicações de ADSL......................................................................... 2Aspectos Técnicos de ADSL ................................................3 Arquitectura do sistema ADSL ......................................................... 3 Espectro de frequência ................................................................... 4 ATM ............................................................................................... 5 A trama .......................................................................................... 5 Codificação de erros ....................................................................... 6 Modulação em ADSL ....................................................................... 7 Modulação CAP:.........................................................................................................................7 Modulação DMT: ........................................................................................................................8 CAP vs DMT:...............................................................................................................................9Limitações físicas de ADSL ...............................................10Comparativo: ADSL, ISDN, Cable Modems .........................12 ISDN: ............................................................................................12 Cable Modems: ..............................................................................12 Tecnologia, prós e contras: ............................................................13Fornecimento de acesso de banda larga no mercadoportuguês........................................................................15 ADSL .............................................................................................15 ISDN .............................................................................................16 Cable Modems ...............................................................................16Perspectivas Futuras........................................................18Bibliografia......................................................................20ANEXO I: Breves conceitos de propagação guiada deondas electromagnéticas em linhas bifilares.....................21
  3. 3. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 2 de 21O que é ADSL? www.projetoderedes.kit.net O modem (MOdulator - DEModulator) está a ficar obsoleto. Por de trás deste facto estáuma nova tecnologia genericamente designada por DSL (Digital Subscriber Line). Comapenas um par de fios de cobre consegue-se, simultaneamente, uma ligação à internetcom taxas de elevado débito e a conversação telefónica convencional. O ramo da tecnologia DSL que se destina ao mercado doméstico é o ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) pois foi especialmente desenvolvido para este. Umutilizador doméstico da internet deseja obter informação desta, mais do que enviarinformação para ela. Por este motivo as maiores taxas de fluxo de informação são dedownstream (download) e não de upstream (upload). Por exemplo, uma pequenamensagem de upstream num motor de busca desencadeia uma infindável cadeia de bytescomo resposta. A tecnologia ADSL responde favoravelmente a este tipo de necessidades,reservando uma largura de banda maior para downstream do que para upstream, isto é,existe uma assimetria da distribuição da largura de banda consoante o fluxo deinformação. O acesso a esta tecnologia é possível apenas com um número reduzido de adaptaçõesnas casas dos aderentes. É importante salientar que toda a infra-estrutura que permite oacesso à tecnologia ADSL já existe, o que não acarreta investimentos na criação dasmesmas. Por curiosidade refere-se que o ADSL nasceu em 1989 nos laboratórios da TelcordiaTechnologies, Inc., Morristown, N.J. posteriormente conhecida como Bellcore.Aplicações de ADSL A ADSL foi desenhada com o intuito de fornecer um acesso de banda larga para vídeointeractivo (vídeo on demand, Vídeo games, etc) e comunicação de dados (Internet,acesso remoto a uma LAN1, etc). Contudo, existem muitas outras aplicações que poderão tornar-se usuais com umacesso de banda larga como é o caso. Destacam-se, por exemplo: • Serviços médicos e financeiros através do acesso a bases de dados de informação. • Facilidade na compra e venda de produtos, especialmente aqueles que necessitem de um grande número de imagens ou vídeos de elevada qualidade, como por exemplo a compra de terrenos/habitações/escritórios. É possível ao cliente ver os detalhes de uma casa em diversos ângulos, quer exteriormente quer interiormente. • Vídeo-conferências poderão permitir reuniões de negócios entre pessoas em locais distantes.1 LAN – Local Área Network
  4. 4. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 3 de 21 www.projetoderedes.kit.netAspectos Técnicos de ADSLArquitectura do sistema ADSL A tecnologia ADSL permite transferências de dados desde 64kbps até 8,192 Mbps, nosentido downstream e desde 16kbps até 768kbps no sentido de upstream. Contudo, paraoperar a estas elevadas taxas de débito é necessário que o equipamento electrónico sejasofisticado, nomeadamente filtros de elevada qualidade, o que implica necessariamenteque seja dispendioso tornando-o inviável o alcance real destas taxas no consumodoméstico. É ainda de referir que estas taxas de transferências só são possíveis paradistâncias muito curtas2. O ponto tido como óptimo, nos dias de hoje, no compromisso custo do equipamento /taxa de transferência de dados não excede os 100,000$00 correspondendo a uma taxade 1024kbps de downstream e 256kbps de upstream. Esta tecnologia é genericamentereferida como ADSL Lite, que é uma variante do ramo Assimétrico da DSL. É importantereferir que o custo referido é um máximo, sendo este v alor intrinsecamente dependentedo equipamento. Na figura 1 encontra-se a arquitectura do sistema ADSL. Operadora Cliente Central Telefónica Telefone / Fax Spliter Spliter Internet DSLAM Modem/Router Computador Figura 1 - Arquitectura do sistema ADSL A arquitectura fica completamente transparente com a interiorização da função doSPLITER e do DSLAM3. O spliter resume-se a um filtro/misturador que divide o espectrodo sinal recebido em duas partes: uma para o telefone/fax, baixas frequências e a outra,altas frequências, entrega-as ao modem/router4 ADSL. No sentido de envio de dados, ospliter mistura a informação que vem do telefone/fax com a que vem do modem/routerADSL, e envia o sinal resultante para o spliter que se encontra do outro lado da linha. ODSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) efectua a multiplexagem de váriaslinhas ADSL (entre 500 e 1000) num sinal ATM5 (Asynchronous Transfer Mode). ODSLAM faz também a operação inversa: desmultiplexa um sinal ATM nascorrespondentes linhas ADSL e entrega a cada utilizador os respectivos dados.2 Ver “Limitações físicas”3 O DSLAM também se designa por ATU-C que significa ADSL transceiver unit central office end4 O modem ou o router também se designam por ATU -R que significa ADSL transceiver unit remoteterminal end5 Ver ATM
  5. 5. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 4 de 21 O emprego de modem ou de um router prende-se com a utilização que se pretende darà ligação. Se se deseja que esta esteja disponível em apenas um PC, então a opçãoadequada é um modem; Se a ligação é para partilhar numa rede de computadores orouter é o equipamento indicado. É tecnicamente possível, contudo, efectuar a partilha deuma ligação quando se está a utilizar um modem, mas nesta situação é necessário umequipamento que sirva de interface entre o modem ADSL e a rede local (hub/proxyserver).Espectro de frequência A Largura de Banda utilizada pela ADSL depende de vários factores, contudo é deaproximadamente 1.1MHz. Existem duas variantes para o emprego deste espectro. Asrazões para o facto referido prendem-se com as potencialidades do modem/router que éutilizado. Os menos eficientes, e portanto potencialmente mais sensíveis a erros, têm queceder largura de banda para assegurar a veracidade da informação. Do outro lado temosos mais eficientes que, com um custo superior do equipamento, podem usufruir de toda abanda disponível. Amplitude POTS Upstream Downstream frequência Figura 2 - Espectro ADSL, 1ª alternativa Esta é a forma como é utilizado o espectro de frequência nos modems/routers menoseficientes. Repare-se que as bandas de upstream e downstream estão separadas demodo a evitar a sua sobreposição espectral. Este tipo de modulação denomina-se pormultiplexagem por divisão na frequência (FDM – frequency division multiplexing). A FDMresume-se em dividir o espectro de frequências em várias “fatias” separadas, umas dasoutras, por “fatias de menores dimensões” de modo a possibilitar a utilização de filtrospassa-banda reais e assim “isolar” a banda desejada. POTS Amplitude Upstream Downstream frequência Figura 3 - Espectro ADSL, 2ª alternativa Como é óbvio, com a utilização espectral dos modems/routers mais eficientes, épossível usufruir de toda a banda disponível, i. e., sem ceder banda para evitar asobreposição dos espectros. Assim sendo consegue-se transmitir mais informação com amesma largura de banda. Torna-se crucial introduzir, neste ponto, o conceito decancelamento de eco (echo cancelation), pois é com base nesta tecnologia que é possívelsobrepor os espectros, sem que isso se traduza numa perda de informação. Ofundamento desta tecnologia é de simples compreensão: subtrair ao sinal recebido o sinal
  6. 6. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 5 de 21enviado e deste modo processar apenas os dados de interesse. Este processo é possível,apenas, porque o modem/router sabe o que foi enviado, sendo esta a razão pela qual éviável a implementação desta tecnologia. Note-se que, qualquer um dos tipos de modems/ routers referidos apresentam as mesmas limitações em relação ao “cross-talk”6. Os limites superiores e inferiores das bandas acima representadas, dependem devários factores, como já referido, como por exemplo a utilização de uma linha digital sobrea mesma linha ADSL. Apenas a banda reservada ao POTS 7 está bem definida e não seestende acima dos 4kHz.ATM ATM (Asynchronous Transfer Mode) é um padrão de redes que está a beneficiar devariados avanços tecnológicos recentes pelo que apresenta grandes potencialidades. Opadrão ATM pode ser implementado para todos os tipos de redes, nomeadamente LAN’s,WAN8’s e MAN9’s, bem como B-ISDN e entre servidores a grandes distâncias. Os doisgrandes pilares do ATM são a fibra óptica e a tecnologia de integração em larga escala(VLSI10). A fibra óptica, com a sua grande largura de banda aumenta a quantidade debits/s que se podem enviar e devido à sua grande imunidade a erros permite introduzirmais dados úteis na linha, em detrimento de dados de detecção e correcção de erros. Atecnologia VLSI permite que os sistemas processem os protocolos de comunicação e atransmissão de dados só a nível de hardware, i. e. sem o controlo por software. O padrão ATM reúne as vantagens do sistema de comutação de circuitos e asvantagens do sistema de comutação de pacotes. Deste modo permite estabelecerligações cujo atraso é um ponto crítico, nomeadamente conversações telefónicas,simultaneamente com ligações com débitos de dados variáveis no tempo. Os dados digitais, no ATM, são divididos em grupos de 53 bytes, designados porcélulas. A cada célula acrescenta-se um cabeçalho com o destino, antes da transmissão.O facto de as células terem um tamanho predefinido permite o seu tratamento apenas anível de hardware, o que torna as transmissões mais rápidas, não introduzindo atraso nacomunicação. A nível físico o ATM é suportado por circuitos de comutação de elevada velocidadepermitindo elevadas taxas de transmissão de células.A trama No transporte de dados é usado uma super-trama11 composta de 69 tramas (68transportam informação e 1 transporta o símbolo de sincronização) de período 17ms. Para o utilizador a frequência de símbolo é de 4000 baud (período de 250ìs), contudo,devido ao símbolo de sincronização inserido no final de cada super-trama a taxa detransmissão real é de 69/68*4000 baud.6 O efeito de “cross-talk” existe quando duas linhas de dados se situam tão perto uma da outra, que oscampos eléctricos e magnéticos de cada uma das linhas se confundem. Como é impossível saber queinformação foi enviadas nas linhas adjacentes nenhum equipamento electrónico pode reconstituir o sinalque foi enviado.7 Plain Old Telephone Lines8 Wide Area Network9 Metropolitan Area Network10 Very Large Scale Integration11 Em inglês super-frame
  7. 7. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 6 de 21 www.projetoderedes.kit.net Super-trama: 17ms Trama Trama Trama Trama Trama Trama Trama Trama de 0 1 2 ... 34 35 ... 66 67 Sincron. Fast Bytes de Fast data Interleaved data Byte redundância FEC Trama: 69/68*250ìs Figura 4 – Estrutura da trama em ADSL O fast byte transporta bits de controlo, manutenção administração e sincronização12. Durante a inicialização da comunicação são enviados dados de controlo paraestabelecimento da ligação e análise do estado do canal (atenuação e ruído).Codificação de erros Devido às más condições da linha especialmente quando a frequência se aproxima de1.1Mhz, são geralmente usados códigos de detecção e correcção de erros (FEC -Forward Error Correction). Um dos códigos que apresenta maiores vantagens e sendoportanto usado em ADSL é o Trellis Code. O funcionamento deste método de detecção de erros consiste em permitir apenas umconjunto de transições entre estados trelling. Se a mudança de estado não for permitidasignifica que houve um erro na transmissão. Este código é especialmente usado em sistemas em que a largura de banda detransmissão é limitada (como é o caso de ADSL) e, embora exija um aumento do númerode níveis de modulação, é bastante eficaz introduzindo um ganho de codificaçãosignificativo (ver tabela 1). Número de Ganho de estados Codificação Trelling [dB] 2 1.1 4 3.54 8 4.01 16 4.44 32 5.13 64 5.33 128 5.33 256 5.51 Tabela 1 - Ganho de codificação usando Trellis Code12 Transporta os seguintes códigos: OAM (Operations, Administration and Maintenance), CRC (CyclicRedundancy Check), EOC ou sincronização
  8. 8. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 7 de 21 No gráfico 1 representa-se a taxa de transferência simulada com a variação dadistância a que o utilizador se encontra e do ganho de codificação para um par de cobrede 24 AWG13. Gráfico 1 - Taxa de transmissão simulada em ADSL vs Distancia 2500 Características das Upstream curvas: Downstream Margem de Segurança: 2000 6 dB Diâmetro dos fios: Taxa de Transmissão [Kbps] 26 AWG 1500 Ruído de cross-talk: 24 ISDN Ganho de codificação com técnicas de FEC: 1000 3 dB 8 dB 8 dB Cancelamento de eco: 500 Não Não Sim Fonte: DSL Forum 0 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 Distancia [kft ≡ 304.8m] É de realçar o ganho de taxa de transferência quer com um maior ganho de codificaçãoquer com técnicas de cancelamento de eco. Note-se ainda que o uso de técnicas de FEC obriga a implementação de electrónicamais avançada e portanto encarece quer os ATU-C quer os ATU-R.Modulação em ADSL Sendo a transmissão de dados em ADSL feita sobre um meio analógico é necessário ouso de um código de canal que transforma um sinal digital num outro analógico. Estatransformação pode ser feita de duas formas: Discrete Multi-Tone (DMT) e CarrierlessAmplitude-Phase (CAP).Modulação CAP: O sistema CAP baseia-se numa modulação QAM (Quadrature Amplitude Modulation),no qual a sinusóide enviada no canal, para além de poder tomar diversas amplitudes(sistema ASK14) pode também variar de fase, tornando-se num sistema composto entreASK e PSK15.13 AWG – American Wire Gauge.14 ASK: Amplitude-shift Keying15 PSK: Phase-Shift Keying
  9. 9. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 8 de 21 Nos seguintes diagramas no plano complexo são representados quatro codificações decanal diferentes usando QAM: Diagramas de codificação de linha QAM Diagrama 1 – 4 fases, 1 amplitude: Diagrama 2 - 4 fases, 2 amplitudes: 4 níveis de modulação. 8 níveis de modulação Diagrama 3 - 8 fases, 2 amplitudes: Diagrama 4 - 8 fases, 4 amplitudes: 16 níveis de modulação 32 níveis de modulação Em sistemas ADSL o número total de níveis modulados pode variar entre 4 e 1024conforme as condições de linha. Num sistema de modulação CAP só as bandas laterais transportam informação. Afrequência de transporte é suprimida (daí o termo carrierless) e só as bandas laterais sãotransmitidas.Modulação DMT: Num sistema modulado por DMT a banda de frequência usada para a transmissão édividida em 256 fatias (tons) de aproximadamente 4.3kHz, sendo usados: • 6 tons para o sistema telefónico normal • 24 tons para upstream • 222 tons para downstream (248 com cancelamento de eco). Os tons são modulados em QAM, suportando entre 2 a 15 bits de informação, tendo avariação do número de bits a ver com a atenuação da linha e o ruído. Na figura 5 é possível verificar a variação do número de bits usados na transmissão.
  10. 10. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 9 de 21 Figura 5 - Variação do número de bits por tom com a atenuação, ruído ou cross-talk. Note-se como no caso do ruído se tornar muito forte o sistema tem a capacidade de abandonar um canal completamente. Note-se que, sendo o ruído um sinal variável no tempo, i. é., a sua amplitude evariância não são constantes ao longo do tempo (por exemplo a temperatura pode fazervariar a atenuação do canal), o sistema necessita de ser capaz de se ajustarautomaticamente. Para executar esta operação são regularmente trocados bits decontrolo entre o emissor (ATU16-Central) e o receptor (ATU-Receiver). A modulação DMT foi padronizada pela American National Standards Institute (ANSI),em 1995, e denominado por T1.413.CAP vs DMT: O sistema CAP é mais barato e o tempo de codificação é menor. Contudo, “segundoespecialistas independentes, o sistema DMT é superior ao CAP em diversos aspectos. Émais flexível, apresenta maior imunidade ao ruído e é capaz de optimizar o ritmo detransmissão em incrementos mais pequenos: 32kbps em DMT contra 340kbps emCAP”17. De facto, uma publicação18 da ANSI em 1994 descrevia já uma aplicação ADSLusando modulação DMT.16 ADSL Transceiver Unit. Ver arquitectura de sistemas ADSL17 Amitava Dutta-Roy, “A second wind for wiring” – IEEE Spectrum de Setembro de 1999, volume 36número 9.18 ANSI/T1E1.4/94-007, “Asymetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface”.
  11. 11. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 10 de 21 www.projetoderedes.kit.netLimitações físicas de ADSL Uma das grandes limitações da tecnologia ADSL, e talvez a mais relevante, traduz-sena distância19 que pode separar o modem do cliente ADSL com o respectivo DSLAM (vergráfico 2) que não pode exceder os 6km. Este valor é um máximo absoluto nos dias dehoje e admite que a qualidade das linhas telefónicas é boa, i. e., que a qualidade dos fiosde cobre que sustentam a propagação das ondas é boa. No caso em que as linhas POTSnão verifiquem essa condição a distância máxima pode ser drasticamente reduzida,podendo ser inferior a 1 km. Gráfico 2 - Atenuação do sinal com a frequência 0 20 40 Atenuação (dB) 60 80 100 120 140 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 12 kft (≈368m) 26 AWG Frequência (kHz) 15 kft (≈457m) 26 AWG 18 kft (≈549m) 26 AWG Um dos factores que pode diminuir a atenuação dos cabos com a frequência é odiâmetro dos mesmos. Na tabela seguinte ilustram-se velocidades de transmissãopossíveis em função da distância e do diâmetro do fio. Velocidade de Comprimento Diâmetro da linha transferência da linha 1.5 a 2 Mbps 6 km 0.5 mm 1.5 a 2 Mbps 5 km 0.4 mm 6 Mbps 4 km 0.5 mm 6 Mbps 3 km 0.5 mm Tabela 2 – Comparativo: velocidade de transferência, comprimento e diâmetro das linhas19 Ver Anexo 1: “Breves conceitos de propagação guiada de ondas electromagnéticas em lin hasbifilares”.
  12. 12. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 11 de 21 De modo a facilitar o uso desta tecnologia e diminuir a atenuação existem tambémcabos de baixa atenuação. O uso de loading coils (filtros passa-baixo que melhoraram a resposta dos fios nascomunicações telefónicas) são também um factor relevante pois tendem a bloquear osinal transmitido, inviabilizando ADSL sobre estas linhas. Outro dos factores que podem influenciar a qualidade e consequentemente avelocidade da comunicação é a presença de bridged-taps. Estas traduzem-se porextensões do par de cabos em paralelo com a linha que foram deixadas abertas quandona instalação ou alteração da mesma. Podem também ocorrer problemas de ruído devido ao cross-talk entre cabos dispostosparalelamente. O cross-talk em conjunto com o ruído proveniente de outras fontes podelevar à diminuição da velocidade da transmissão (diminuindo o número de bits por tom ouinterrompendo mesmo a comunicação nessa frequência20).20 Ver “Aspectos técnicos de ADSL”: “Modulação em ADSL”
  13. 13. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 12 de 21Comparativo: ADSL, ISDN, Cable ModemsISDN: A ISDN21 constitui mais um padrão de redes de (tele)comunicações para substituir arede de telefónica convencional (POTS). Contrariamente ao que acontece actualmente,uma ligação ISDN não se limita ao sistema de comutação de circuitos mas, não obstanteser uma ligação ponto-a-ponto, também pode ser implementado por comutação depacotes. Um computador com ligação ISDN e ligado a outros, quer por LAN, quer porWAN, permite a todos os computadores da rede o acesso aos serviços ISDN. As redes ISDN têm capacidades de transferências dadas por n . 64 kbps22 comn∈[2,30]. Contudo, por questões de índole prática e financeira, só estão disponíveis nomercado dois tipos de acesso. O acesso básico, BRI23, destinado ao mercado doméstico,disponibiliza dois canais de 64kbps que podem ser utilizados independentemente (oequivalente a duas linhas) ou podem ser adicionados de modo a oferecer uma ligaçãocom uma taxa de transferência de dados de 128 kbps. O acesso primário, PRI24, disponibiliza 30 canais, o que equivale a 1920 kbps, que sedestina ao mercado empresarial. Os serviços oferecidos pela ISDN são: 1) Voz; 2) Atendedor e gravador de chamadas; 3) Faz; 4) Internet, 5) Videofone; 6) Videoconferência; 7) Televisão Existe ainda outro tipo de acesso, o B-ISDN, em que o prefixo B determina Banda larga(em inglês Broadband), que necessita de fibra óptica como suporte físico. Este acessopermite obter velocidades de transferência até 622,08Mbps.Cable Modems25: Os cabos coaxiais tradicionais permitem operar até uma frequência deaproximadamente 450MHz, limite este que é superado pelos novos cabos híbridos defibra óptica e coaxial que permitem frequências acima dos 750MHz. Esta vantagem éexplorada na construção de redes de cable modems. A taxa de transferência de dadosmáxima de uma rede destas pode atingir os 4500Mbps. Apesar deste valor tão elevado debits/s um utilizador nunca atingirá estas taxas. Quer a qualidade dos modems, quer onúmero de utilizadores a partilhar uma rede HFC26 intervêm para a queda abrupta dareferida taxa. Uma rede HFC suporta, tipicamente, 500 a 2000 utilizadores e utiliza umacodificação de canal menos potente, i.e., não permite velocidades de transferência tão21 Integrated Services Digital Network – Rede digital com Integração de serviços (RDIS)22 64kbps = 4kHz (> 3,4kHZ) . 2 (Teorema de Nyquist de Amostragem) . 8 bits (codificação PCM)23 Basic Rate Interface24 Primary Rate Interface25 Sendo a tradução literal desta designação, modems para cabo, pouco “feliz”, utilizar-se-á sempre adesignação anglo -saxónica26 hybrid fiber/coax
  14. 14. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 13 de 21elevadas. Na prática um utilizador doméstico obtém velocidades de downstream entre500kbps e 1.5Mbps e não mais de 256kbps de upstream. A razão que sustenta a variação de velocidades de acesso, para um mesmo utilizador,prende-se com a quantidade de informação que está a ser utilizada em toda a linha que épartilhada. Se vários utilizadores não estão a utilizar uma grande banda, um outroutilizador tem acesso a uma largura de banda maior.Tecnologia, prós e contras: Qual destas tecnologias é a melhor? Não existe resposta para esta pergunta, contudo épossível saber qual é a tecnologia que melhor se adequa a determinadas necessidades. Éesta a pergunta que deve ser formulada antes de optar por qualquer destes serviços. ADSL: • Utiliza uma infra-estrutura já existente, pelo que não existem custos acrescidos na implantação da rede; • Linha exclusiva o que permite uma elevada segurança na informação que veicula na linha; • Ligação dedicada o que evita o tempo de espera no estabelecimento da ligação, que está sempre disponível; • Apesar de utilizar as linhas telefónicas não interfere com a possibilidade de telefonar/utilizar fax em simultaneamente com a ligação à rede; • A ligação não permite uma conversação telefónica convencional; • Velocidades de downstream até 1024kbps e 256kbps de upstream; • Distância máxima entre o cliente ADSL e a central ADSL mais próxima varia entre 1 a 6 km; ISDN: • Também se sustenta na rede telefónica já existente; • Linha exclusiva, tal como ADSL; • A ligação não é dedicada pelo que se pode obter um sinal de ocupado, e é preciso esperar pelo estabelecimento da ligação; • Pode-se optar por ter uma ligação de 128kbps ou duas de 64kbps, no acesso básico; • No acesso primário a velocidade de transferência máxima é de 1920 kbps; • Os canais podem ser utilizados por vários tipos de dados: voz, fax, Internet, videoconferência, videofone e televisão; Cable Modems: • Uma vez que não é sustentada numa rede já existente é preciso implantar uma rede nova; • Sendo a linha não exclusiva a segurança dos dados é posta em causa, tendo que existir processos para evitar a violação da privacidade dos clientes; • A ligação é dedicada, com as vantagens que daí advêm; • As velocidades de transferência de dados oscilam, tipicamente, entre os 500kbps e 1.5Mbps em downstream e em upstream não passa os 256kbps;
  15. 15. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 14 de 21 Sendo estes valores típicos não se exclui a possibilidade de usufruir de taxas superiores a 1.5Mbps nem a possibilidade de ficar aquém dos 500kbps; As oscilações dependem do número de utilizadores a transferir dados
  16. 16. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 15 de 21 Fornecimento de acesso de banda larga no mercado português Para o acesso em banda larga coexistem, tal como foi abordado atrás, várias tecnologias. Segue-se uma análise de custos entre os serviços disponibilizados pelas tecnologias concorrentes. ADSL Em Portugal existem três empresas que fornecem o serviço ADSL. São elas a Telepac, com o Netfast; a Oni com o ONINET SPEED e a Novis. SERVIÇOS FORNECIDOS PARA CONSUMO DOMÉSTICO Oninet Oninet Oninet Netfast Netfast Netfast Speed NOVIS Speed NOVIS Speed 256 768 1024 256 768 1024Upstream 64 64 64 128 128 128 256 128 kbpsDownstream 256 256 256 768 768 768 1024 1024 kbpsLimite 2 GB - 5 GB - 20 GB $ 9.500 9.000 12.900 15.000 16.000 18.900 25.000 25.000Preço € 47,39 44,89 64,35 74,82 79,80 94,28 124,70 124,70Taxa 100 Mb $ 490 490 acesso 490 490 acesso 490 490Adicionais € 2,44 2,44 ilimitado 2,44 2,44 ilimitado 2,44 2,44 • A taxa de activação de qualquer um dos pacotes oferecidos quer pela Oni quer pela Telepac fixa-se nos 23.400$00 ( €116,72). A Novis fixou o custo nos 27.000$00 (€134,68). Nem a Telepac nem a Oni fazem distinção de preços entre o mercado doméstico e o mercado empresarial, ao passo que a Novis faz. Pelo que, esta última, não disponibiliza as taxas 1024/128 kbps para o mercado doméstico. Qualquer das empresas afirma que demora cerca de 3 semanas a disponibilizar a ligação, nas zonas já abrangidas por este serviço. EQUIPAMENTO DISPONÍVEL Oni Telepac Novis $ € $ € $ € Modem Alcatel USB - POTS 35.000 174,58 33.700 168,09 33.700 168,09 Modem Alcatel Home - POTS 45.000 224,46 43.700 217,97 43.700 217,97 Modem Alcatel Home - RDIS 51.000 254,39 49.900 248,90 49.900 248,90 Modem Ericsson HM220di - RDIS * 49.900 248,90 * Router SpeedStream 5660 - POTS * 79.000 394,05 * Modem Alcatel Pro - RDIS * * 95.000 473,86 * Não disponibilizado pela empresa
  17. 17. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 16 de 21 O serviço de banda larga de qualquer uma das empresas só se encontra disponível nas zonas da Grande Lisboa e do Grande Porto, embora exista um plano de expansão deste serviço para o resto do território nacional até finais de 2002. A primeira distinção a apontar é o acesso ilimitado oferecido pela Novis à custa de um ligeiro acréscimo no preço dos serviços face aos apresentados pela Telepac e pela Oni. Entre a Telepac e a Oni, que impõem limites máximos de download, o pacote topo degama da segunda permite velocidades de upstream duas vezes superiores ao pacoteequivalente da PT, e ao mesmo preço. No que diz respeito aos modemsrouters a Oni apresenta um leque inferior de escolhase todas elas a preços superiores aos das concorrentes; A Telepac e a Novis nãoapresentam diferenças quanto ao custo do equipamento sendo a diferença do leque deopções entre as duas empresas de uma unidade.ISDNO acesso à ISDN é apenas disponibilizada pela Portugal Telecom. O preço domodem/serviços pretendidos oscila entre os 39.800$00 ( €198,76) e os 59.990$00(€299,23). A mensalidade fixa-se nos 5.160$00 (€27,75). Apesar de, nem a Novis, nem aOni, disponibilizarem o serviço integral de ISDN, permitem aos seus clientes a adesão aoserviço ISDN da Portugal Telecom.A Novis permite aos seus clientes de voz aceder ao serviço ISDN da PT bem como aaquisição de um modem Novis por 19.900$00 (€99,29).O ONI também permite que os seus clientes de voz acedam ao serviço ISDN da PT, masacresce à sua factura um valor de 1.900$00 (€9,48).Cable ModemsDuas grandes empresas concorrem nesta área. São elas a Netcabo e a Netvisão. Estasempresas são “descendentes” de empresas de serviço de Televisão por cabo, porque,como já tinham a infra-estrutura da rede implementada, rentabilizam, deste modo, oinvestimento feito. Existem, contudo, mais operadoras, mas dada a sua abrangênciaregional não serão abordadas. Netcabo Netvisão Instalação 15.000$00 (€74,82) 10.000$00 (€49,90) Compra: 50.000$00 (€249,47) Equipamento Compra: 54.900$00 (€273,84) Aluguer: 2.250$00 (€11,23) Taxa extra Internacional: 600$00 (€2,99) Download: 300$00 (€1,50) (por 100 Mb) Nacional: 50$00 (€0,25) Upload: 500$00 (€2,49) Modalidades Netcabo: Por 30 minutos: 123$00 (€0,61) Sem limite de tempo (p/ mês): 6.900$00 (€34,42)Os limites de download são de 20 GB, para sites nacionais, e de 1 GB para sitesinternacionais, independentemente da modalidade escolhida. Em qualquer das opções astaxas de transferência são 640kbps de download e de 128kbps de upload.
  18. 18. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 17 de 21 www.projetoderedes.kit.net Modalidades Netvisão: Taxa de transferência Download Upload Custo Até 512 kbps Até8GB Até 2GB 8.750$00 (€43,66) Até 256 kbps Até 5GB Até 1,5GB 6.750$00 (€33,68) Até 128 kbps Até 3GB Até 1GB 5.250$00 (€26,20)A taxa de upload é independente da modalidade escolhida e limitada a 128kbps.Para acessos esporádicos à Internet o plano de “pay what you use” da netcabo é oindicado.A Netvisão será potencial preferível apenas quando o tempo de transferência de dados éde pouca importância para o utilizador e assim o plano mais modesto é a opçãoadequada.Nas restantes situações o plano da netcabo que não limita o tempo de acesso é opreferível.
  19. 19. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 18 de 21 www.projetoderedes.kit.netPerspectivas Futuras Sendo as vantagens desta tecnologia bastante elevadas e a pressão por parte dasoperadoras telefónicas elevada para o melhoramento desta tecnologia, estão actualmentea ser estudadas diversas soluções para tornar o produto mais atractivo e mais eficaz. Entre elas encontra-se o uso de melhores técnicas de FEC de forma a garantir ummaior ganho de codificação e consequentemente permitir estender o uso de ADSL emdistâncias superiores. Outro factor que poderá tornar o produto mais atractivo para os clientes é atransmissão de voz juntamente com os dados e, possivelmente a dedicação total daslinhas para ADSL. Desta forma será possível um melhor aproveitamento das baixasfrequências de modo a tornar as taxas de transferência de dados superiores. São também possíveis velocidades de transmissão muito superiores às indicadas(52Mbps a 155Mbps para distâncias correspondentes a 1 milha e um quarto de milha,respectivamente) se as distâncias entre ATU-R e ATU-C forem inferiores. Contudo, aimplementação desta tecnologia obriga a grandes investimentos por parte dosfornecedores de serviços que teriam de instalar regeneradores de sinal entre oconsumidor e a central telefónica. Estudam-se ainda possibilidades de usar esta tecnologia através de fibra óptica sendonesse caso possíveis velocidades de transferência muito superiores. Entretanto as velocidades de transferência de dados proporcionadas pela ADSL farãocom que, num futuro próximo, o serviço pay-per-view video seja uma realidade acessívelà grande maioria dos utilizadores da World Wide Web, bem como o serviço de vídeo-conferência. Contudo este último serviço padece da limitação nas velocidades deupstream. As figuras 6 e 7 reflectem a evolução e perspectivas futuras de desenvolvimento donúmero de bases de linhas DSL, quer no mercado residencial quer no mercadoempresarial e as perspectivas de crescimento das linhas de serviços broadband em todoo mundo. 25 Milhares de linhas instaladas Mercado residencial nos EUA 20 Mercado residencial na Europa Mercado empresarial nos EUA Mercado empresarial na Europa 15 10 5 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Gráfico 3 - Crescimento do número de linhas instaladas na Europa e nos EUA
  20. 20. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 19 de 21 30 ADSL Cable modems 25 Fibra optica Broadband wireless 20 Milhões de linhas 15 10 5 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Gráfico 4 - Número de linhas de serviços Broadband instaladas em todo o mundo. (Fonte: The future of local loop: market strategies)
  21. 21. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 20 de 21 www.projetoderedes.kit.netBibliografia • ADSL; Kedar A. Dhuru • ADSL; Kimmo K. Saarela; 17 de Setembro de 1995. • ADSL – Technical Info; Andrews & Arnold, Lda; 23 de Setembro de 2001, http://aa.nu/adsl/tech.html • ADSL Application Notes; Conferências NetWorld + Interop 98 Las Vegas; 5 – 7 de Maio de 1998 • Assymmetric Digital Subscriber Line; Hugh Hamil, Catherine Delaney, Emily Furlong, Kieran Gantley, Keith Gardiner • A second wind for wiring; Amitava Dutta-Roy; IEEE Spectrum, Setembro de 1999 Volume 36, nº 9 • DSL Anywhere; Michael Zimmerman, Keith Atwell, Moshe Oron, Gary Bolton, Shyed Abbas, Scott Harris, Gene Cárter, Bob Scott, Tom Starr, James Davis, Barry Dropping, Wayne Lloyd, Ramon Chea, Tony Mosley; DSL Forum • Propagação e Radiação de Ondas Electromagnéticas; António S. Carvalho Fernandes; IST - LEEC 2000/2001 Websites: • ADSL Forum, www.adsl.com • DSL Forum, www.dslforum.org • Institute of Electrical and Electronics Engineering, www.ieee.org • World of ADSL, www.world-of-adsl.com • Portugal Telecom, http://www.portugaltelecom.pt/ • Telepac, www.netfast.telepac.pt • Netvisão, www.netvisao.pt • Netcabo, www.netcabo.pt • IP, www.ip.pt • ONI, www.oni.pt • ZDNet, www.zdnet.pt/redes • Point-Topic, www.point-topic.com • Speed Guide, www.speedguide.net • Cable DataCom News, www.cabledatacomnews.com Contactos: • Pedro Carmo Veríssimo • Bruno Pereira
  22. 22. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Pág. 21 de 21 ANEXO I*: Breves conceitos de propagação guiada de ondas electromagnéticas em linhas bifilares Omitindo como se determinam as equações seguintes afirma-se que elas regem ascondições de propagação de uma onda EM numa linha bifilar. ∂2 H ∂H ∂ 2H ∂2 E ∂E ∂ 2E = σµ + εµ 2 = σµ + εµ 2 ∂Z 2 ∂t ∂t ∂Z 2 ∂t ∂t É com base nestas equações que se elaboram os estudos mais completos ecomplexos da Teoria das Linhas. O desenho seguinte mostra a configuração base do modelo de uma linha. Este modelopermite um estudo superficial da propagação de ondas em linhas. Vi Z0 ZCarga Vo Com apenas uma análise intuitiva pode-se concluir que quanto maior a impedância dalinha, Z0, menor a potência entregue à carga. Define-se Z0 como: R + j ωL Z0 = G + jωC As quantidades R, L, G e C são definidas por unidade de comprimento pelo que oaumento do comprimento de uma linha implica o aumento das quantidades referidas.Verifica-se experimentalmente que quanto maior o comprimento da linha maior é aimpedância, Z0, pelo que este é um factor preponderante no dimensionamento de umsistema de comunicações que empregue uma linha bifilar. Também, experimentalmente,se verifica que o aumento da frequência leva a um aumento da impedância, Z0, pelo que,também a frequência, constitui uma limitação a todos os sistemas de comunicação queempreguem este meio de comunicação.* “Propagação e Radiação de Ondas Electromagnéticas”, António S. Carvalho Fernandes – IST - LEEC2000/2001.

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