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Sistemas de Telecomunicações (ST)
LEEC, Ramo SEC
Ano Lectivo 2001/2002
Trabalho de Pesquisa
Asymmetric Digital Subscriber Line
(ADSL)
Sexta-feira, 30 de Setembro de 2001
Manuel Martins
Pedro Tomás
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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ÍNDICE
O que é ADSL? ...................................................................2
Aplicações de ADSL......................................................................... 2
Aspectos 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:...............................................................................................................................9
Limitações físicas de ADSL ...............................................10
Comparativo: ADSL, ISDN, Cable Modems .........................12
ISDN: ............................................................................................12
Cable Modems: ..............................................................................12
Tecnologia, prós e contras: ............................................................13
Fornecimento de acesso de banda larga no mercado
português........................................................................15
ADSL .............................................................................................15
ISDN .............................................................................................16
Cable Modems ...............................................................................16
Perspectivas Futuras........................................................18
Bibliografia......................................................................20
ANEXO I:
Breves conceitos de propagação guiada de
ondas electromagnéticas em linhas bifilares.....................21
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
O que é ADSL?
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O modem (MOdulator - DEModulator) está a ficar obsoleto. Por de trás deste facto está
uma nova tecnologia genericamente designada por DSL (Digital Subscriber Line). Com
apenas um par de fios de cobre consegue-se, simultaneamente, uma ligação à internet
com 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. Um
utilizador doméstico da internet deseja obter informação desta, mais do que enviar
informação para ela. Por este motivo as maiores taxas de fluxo de informação são de
downstream (download) e não de upstream (upload). Por exemplo, uma pequena
mensagem de upstream num motor de busca desencadeia uma infindável cadeia de bytes
como 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 de
informação.
O acesso a esta tecnologia é possível apenas com um número reduzido de adaptações
nas casas dos aderentes. É importante salientar que toda a infra-estrutura que permite o
acesso à tecnologia ADSL já existe, o que não acarreta investimentos na criação das
mesmas.
Por curiosidade refere-se que o ADSL nasceu em 1989 nos laboratórios da Telcordia
Technologies, 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 vídeo
interactivo (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 um
acesso 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
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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Aspectos Técnicos de ADSL
Arquitectura do sistema ADSL
A tecnologia ADSL permite transferências de dados desde 64kbps até 8,192 Mbps, no
sentido downstream e desde 16kbps até 768kbps no sentido de upstream. Contudo, para
operar a estas elevadas taxas de débito é necessário que o equipamento electrónico seja
sofisticado, nomeadamente filtros de elevada qualidade, o que implica necessariamente
que seja dispendioso tornando-o inviável o alcance real destas taxas no consumo
doméstico. É ainda de referir que estas taxas de transferências só são possíveis para
distâncias 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 taxa
de 1024kbps de downstream e 256kbps de upstream. Esta tecnologia é genericamente
referida como ADSL Lite, que é uma variante do ramo Assimétrico da DSL. É importante
referir que o custo referido é um máximo, sendo este valor intrinsecamente dependente
do 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 do
SPLITER e do DSLAM3. O spliter resume-se a um filtro/misturador que divide o espectro
do 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, o
spliter mistura a informação que vem do telefone/fax com a que vem do modem/router
ADSL, e envia o sinal resultante para o spliter que se encontra do outro lado da linha. O
DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) efectua a multiplexagem de várias
linhas ADSL (entre 500 e 1000) num sinal ATM5 (Asynchronous Transfer Mode). O
DSLAM faz também a operação inversa: desmultiplexa um sinal ATM nas
correspondentes linhas ADSL e entrega a cada utilizador os respectivos dados.
2
Ver “Limitações físicas”
O DSLAM também se designa por ATU-C que significa ADSL transceiver unit central office end
4
O modem ou o router também se designam por ATU -R que significa ADSL transceiver unit remote
terminal end
5
Ver ATM
3
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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O emprego de modem ou de um router prende-se com a utilização que se pretende dar
à ligação. Se se deseja que esta esteja disponível em apenas um PC, então a opção
adequada é um modem; Se a ligação é para partilhar numa rede de computadores o
router é o equipamento indicado. É tecnicamente possível, contudo, efectuar a partilha de
uma ligação quando se está a utilizar um modem, mas nesta situação é necessário um
equipamento que sirva de interface entre o modem ADSL e a rede local (hub/proxy
server).
Espectro de frequência
Amplitude
A Largura de Banda utilizada pela ADSL depende de vários factores, contudo é de
aproximadamente 1.1MHz. Existem duas variantes para o emprego deste espectro. As
razões para o facto referido prendem-se com as potencialidades do modem/router que é
utilizado. Os menos eficientes, e portanto potencialmente mais sensíveis a erros, têm que
ceder largura de banda para assegurar a veracidade da informação. Do outro lado temos
os mais eficientes que, com um custo superior do equipamento, podem usufruir de toda a
banda disponível.
POTS
Upstream
Downstream
frequência
Figura 2 - Espectro ADSL, 1ª alternativa
Esta é a forma como é utilizado o espectro de frequência nos modems/routers menos
eficientes. Repare-se que as bandas de upstream e downstream estão separadas de
modo a evitar a sua sobreposição espectral. Este tipo de modulação denomina-se por
multiplexagem por divisão na frequência (FDM – frequency division multiplexing). A FDM
resume-se em dividir o espectro de frequências em várias “fatias” separadas, umas das
outras, por “fatias de menores dimensões” de modo a possibilitar a utilização de filtros
passa-banda reais e assim “isolar” a banda desejada.
Amplitude
POTS
Upstream
Downstream
frequência
Figura 3 - Espectro ADSL, 2ª alternativa
Como é óbvio, com a utilização espectral dos modems/routers mais eficientes, é
possível usufruir de toda a banda disponível, i. e., sem ceder banda para evitar a
sobreposição dos espectros. Assim sendo consegue-se transmitir mais informação com a
mesma largura de banda. Torna-se crucial introduzir, neste ponto, o conceito de
cancelamento de eco (echo cancelation), pois é com base nesta tecnologia que é possível
sobrepor os espectros, sem que isso se traduza numa perda de informação. O
fundamento desta tecnologia é de simples compreensão: subtrair ao sinal recebido o sinal
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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enviado 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 é
viável 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 de
vários factores, como já referido, como por exemplo a utilização de uma linha digital sobre
a mesma linha ADSL. Apenas a banda reservada ao POTS 7 está bem definida e não se
estende acima dos 4kHz.
ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode) é um padrão de redes que está a beneficiar de
variados avanços tecnológicos recentes pelo que apresenta grandes potencialidades. O
padrão 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 dois
grandes 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 de
bits/s que se podem enviar e devido à sua grande imunidade a erros permite introduzir
mais dados úteis na linha, em detrimento de dados de detecção e correcção de erros. A
tecnologia VLSI permite que os sistemas processem os protocolos de comunicação e a
transmissão 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 as
vantagens do sistema de comutação de pacotes. Deste modo permite estabelecer
ligações 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 por
células. 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 a
nível de hardware, o que torna as transmissões mais rápidas, não introduzindo atraso na
comunicação.
A nível físico o ATM é suportado por circuitos de comutação de elevada velocidade
permitindo elevadas taxas de transmissão de células.
A trama
No transporte de dados é usado uma super-trama11 composta de 69 tramas (68
transportam 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 de
transmissão 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 os
campos eléctricos e magnéticos de cada uma das linhas se confundem. Como é impossível saber que
informação foi enviadas nas linhas adjacentes nenhum equipamento electrónico pode reconstituir o sinal
que foi enviado.
7
Plain Old Telephone Lines
8
Wide Area Network
9
Metropolitan Area Network
10
Very Large Scale Integration
11
Em inglês super-frame
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Super-trama: 17ms
Trama
0
Fast
Byte
Trama
1
Trama
2
Fast data
...
Trama
34
Trama
35
...
Bytes de
redundância FEC
Trama
66
Trama Trama de
67
Sincron.
Interleaved data
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 para
estabelecimento 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 de
1.1Mhz, são geralmente usados códigos de detecção e correcção de erros (FEC Forward Error Correction). Um dos códigos que apresenta maiores vantagens e sendo
portanto usado em ADSL é o Trellis Code.
O funcionamento deste método de detecção de erros consiste em permitir apenas um
conjunto de transições entre estados trelling. Se a mudança de estado não for permitida
significa que houve um erro na transmissão.
Este código é especialmente usado em sistemas em que a largura de banda de
transmissão é limitada (como é o caso de ADSL) e, embora exija um aumento do número
de níveis de modulação, é bastante eficaz introduzindo um ganho de codificação
significativo (ver tabela 1).
Número de
estados
Trelling
Ganho de
Codificação
[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 Code
12
Transporta os seguintes códigos: OAM (Operations, Administration and Maintenance), CRC (Cyclic
Redundancy Check), EOC ou sincronização
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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No gráfico 1 representa-se a taxa de transferência simulada com a variação da
distância a que o utilizador se encontra e do ganho de codificação para um par de cobre
de 24 AWG13.
Gráfico 1 - Taxa de transmissão simulada em ADSL vs Distancia
2500
Características das
curvas:
Upstream
Downstream
Margem de Segurança:
6 dB
2000
Taxa de Transmissão [Kbps]
Diâmetro dos fios:
26 AWG
1500
Ruído de cross-talk:
24 ISDN
Ganho de codificação
com técnicas de FEC:
3 dB
8 dB
8 dB
1000
Cancelamento de eco:
Não
Não
Sim
500
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 codificação
quer com técnicas de cancelamento de eco.
Note-se ainda que o uso de técnicas de FEC obriga a implementação de electrónica
mais 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 o
uso de um código de canal que transforma um sinal digital num outro analógico. Esta
transformação pode ser feita de duas formas: Discrete Multi-Tone (DMT) e Carrierless
Amplitude-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 entre
ASK e PSK15.
13
14
15
AWG – American Wire Gauge.
ASK: Amplitude-shift Keying
PSK: Phase-Shift Keying
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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Nos seguintes diagramas no plano complexo são representados quatro codificações de
canal diferentes usando QAM:
Diagramas de codificação de linha QAM
Diagrama 1 – 4 fases, 1 amplitude:
4 níveis de modulação.
Diagrama 3 - 8 fases, 2 amplitudes:
16 níveis de modulação
Diagrama 2 - 4 fases, 2 amplitudes:
8 níveis de modulação
Diagrama 4 - 8 fases, 4 amplitudes:
32 níveis de modulação
Em sistemas ADSL o número total de níveis modulados pode variar entre 4 e 1024
conforme as condições de linha.
Num sistema de modulação CAP só as bandas laterais transportam informação. A
frequência de transporte é suprimida (daí o termo carrierless) e só as bandas laterais são
transmitidas.
Modulação DMT:
Num sistema modulado por DMT a banda de frequência usada para a transmissão é
dividida 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 a
variação 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.
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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 e
variância não são constantes ao longo do tempo (por exemplo a temperatura pode fazer
variar a atenuação do canal), o sistema necessita de ser capaz de se ajustar
automaticamente. Para executar esta operação são regularmente trocados bits de
controlo 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, “segundo
especialistas independentes, o sistema DMT é superior ao CAP em diversos aspectos. É
mais flexível, apresenta maior imunidade ao ruído e é capaz de optimizar o ritmo de
transmissão em incrementos mais pequenos: 32kbps em DMT contra 340kbps em
CAP”17. De facto, uma publicação18 da ANSI em 1994 descrevia já uma aplicação ADSL
usando modulação DMT.
16
ADSL Transceiver Unit. Ver arquitectura de sistemas ADSL
Amitava Dutta-Roy, “A second wind for wiring” – IEEE Spectrum de Setembro de 1999, volume 36
número 9.
18
ANSI/T1E1.4/94-007, “Asymetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface”.
17
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Limitações físicas de ADSL
Uma das grandes limitações da tecnologia ADSL, e talvez a mais relevante, traduz-se
na distância19 que pode separar o modem do cliente ADSL com o respectivo DSLAM (ver
gráfico 2) que não pode exceder os 6km. Este valor é um máximo absoluto nos dias de
hoje e admite que a qualidade das linhas telefónicas é boa, i. e., que a qualidade dos fios
de cobre que sustentam a propagação das ondas é boa. No caso em que as linhas POTS
não 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
12 kft (≈368m) 26 AWG
15 kft (≈457m) 26 AWG
18 kft (≈549m) 26 AWG
400
500
600
700
800
900
1000
Frequência (kHz)
Um dos factores que pode diminuir a atenuação dos cabos com a frequência é o
diâmetro dos mesmos. Na tabela seguinte ilustram-se velocidades de transmissão
possíveis em função da distância e do diâmetro do fio.
Velocidade de
transferência
1.5 a 2 Mbps
1.5 a 2 Mbps
6 Mbps
6 Mbps
Comprimento
da linha
6 km
5 km
4 km
3 km
Diâmetro da linha
0.5 mm
0.4 mm
0.5 mm
0.5 mm
Tabela 2 – Comparativo: velocidade de transferência, comprimento e diâmetro das linhas
19
Ver Anexo 1: “Breves conceitos de propagação guiada de ondas electromagnéticas em lin has
bifilares”.
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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De modo a facilitar o uso desta tecnologia e diminuir a atenuação existem também
cabos de baixa atenuação.
O uso de loading coils (filtros passa-baixo que melhoraram a resposta dos fios nas
comunicações telefónicas) são também um factor relevante pois tendem a bloquear o
sinal transmitido, inviabilizando ADSL sobre estas linhas.
Outro dos factores que podem influenciar a qualidade e consequentemente a
velocidade da comunicação é a presença de bridged-taps. Estas traduzem-se por
extensões do par de cabos em paralelo com a linha que foram deixadas abertas quando
na instalação ou alteração da mesma.
Podem também ocorrer problemas de ruído devido ao cross-talk entre cabos dispostos
paralelamente. O cross-talk em conjunto com o ruído proveniente de outras fontes pode
levar à diminuição da velocidade da transmissão (diminuindo o número de bits por tom ou
interrompendo mesmo a comunicação nessa frequência20).
20
Ver “Aspectos técnicos de ADSL”: “Modulação em ADSL”
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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Comparativo: ADSL, ISDN, Cable Modems
ISDN:
A ISDN21 constitui mais um padrão de redes de (tele)comunicações para substituir a
rede de telefónica convencional (POTS). Contrariamente ao que acontece actualmente,
uma ligação ISDN não se limita ao sistema de comutação de circuitos mas, não obstante
ser uma ligação ponto-a-ponto, também pode ser implementado por comutação de
pacotes. Um computador com ligação ISDN e ligado a outros, quer por LAN, quer por
WAN, permite a todos os computadores da rede o acesso aos serviços ISDN.
As redes ISDN têm capacidades de transferências dadas por n . 64 kbps22 com
n∈[2,30]. Contudo, por questões de índole prática e financeira, só estão disponíveis no
mercado dois tipos de acesso. O acesso básico, BRI23, destinado ao mercado doméstico,
disponibiliza dois canais de 64kbps que podem ser utilizados independentemente (o
equivalente a duas linhas) ou podem ser adicionados de modo a oferecer uma ligação
com uma taxa de transferência de dados de 128 kbps.
O acesso primário, PRI24, disponibiliza 30 canais, o que equivale a 1920 kbps, que se
destina 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 acesso
permite obter velocidades de transferência até 622,08Mbps.
Cable Modems25:
Os cabos coaxiais tradicionais permitem operar até uma frequência de
aproximadamente 450MHz, limite este que é superado pelos novos cabos híbridos de
fibra óptica e coaxial que permitem frequências acima dos 750MHz. Esta vantagem é
explorada na construção de redes de cable modems. A taxa de transferência de dados
máxima de uma rede destas pode atingir os 4500Mbps. Apesar deste valor tão elevado de
bits/s um utilizador nunca atingirá estas taxas. Quer a qualidade dos modems, quer o
número de utilizadores a partilhar uma rede HFC26 intervêm para a queda abrupta da
referida taxa. Uma rede HFC suporta, tipicamente, 500 a 2000 utilizadores e utiliza uma
codificação de canal menos potente, i.e., não permite velocidades de transferência tão
21
Integrated Services Digital Network – Rede digital com Integração de serviços (RDIS)
64kbps = 4kHz (> 3,4kHZ) . 2 (Teorema de Nyquist de Amostragem) . 8 bits (codificação PCM)
23
Basic Rate Interface
24
Primary Rate Interface
25
Sendo a tradução literal desta designação, modems para cabo, pouco “feliz”, utilizar-se-á sempre a
designação anglo -saxónica
26
hybrid fiber/coax
22
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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elevadas. Na prática um utilizador doméstico obtém velocidades de downstream entre
500kbps 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 é
partilhada. Se vários utilizadores não estão a utilizar uma grande banda, um outro
utilizador 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 é
possível saber qual é a tecnologia que melhor se adequa a determinadas necessidades. É
esta 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;
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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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
ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line
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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
Upstream
kbps
Downstream
kbps
Oninet
Speed
256
Netfast
256
NOVIS
Oninet
Speed
768
Netfast
768
NOVIS
Oninet
Speed
1024
Netfast
1024
64
64
64
128
128
128
256
128
256
256
256
768
768
768
1024
1024
9.000
44,89
490
2,44
12.900
64,35
acesso
ilimitado
16.000
79,80
490
2,44
18.900
94,28
acesso
ilimitado
Limite
Preço
Taxa 100 Mb
Adicionais
2 GB
$
€
$
€
9.500
47,39
490
2,44
-
5 GB
15.000
74,82
490
2,44
-
20 GB
25.000
124,70
490
2,44
25.000
124,70
490
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
Modem Alcatel USB - POTS
Modem Alcatel Home - POTS
Modem Alcatel Home - RDIS
Modem Ericsson HM220di - RDIS
Router SpeedStream 5660 - POTS
Modem Alcatel Pro - RDIS
* Não disponibilizado pela empresa
$
35.000
45.000
51.000
Telepac
€
174,58
224,46
254,39
*
*
*
$
33.700
43.700
49.900
49.900
79.000
€
168,09
217,97
248,90
248,90
394,05
*
Novis
$
33.700
43.700
49.900
€
168,09
217,97
248,90
*
*
95.000
473,86
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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 de
gama da segunda permite velocidades de upstream duas vezes superiores ao pacote
equivalente da PT, e ao mesmo preço.
No que diz respeito aos modems\routers a Oni apresenta um leque inferior de escolhas
e todas elas a preços superiores aos das concorrentes; A Telepac e a Novis não
apresentam diferenças quanto ao custo do equipamento sendo a diferença do leque de
opções entre as duas empresas de uma unidade.
ISDN
O acesso à ISDN é apenas disponibilizada pela Portugal Telecom. O preço do
modem/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 a
Oni, disponibilizarem o serviço integral de ISDN, permitem aos seus clientes a adesão ao
serviço ISDN da Portugal Telecom.
A Novis permite aos seus clientes de voz aceder ao serviço ISDN da PT bem como a
aquisição 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, mas
acresce à sua factura um valor de 1.900$00 (€9,48).
Cable Modems
Duas grandes empresas concorrem nesta área. São elas a Netcabo e a Netvisão. Estas
empresas são “descendentes” de empresas de serviço de Televisão por cabo, porque,
como já tinham a infra-estrutura da rede implementada, rentabilizam, deste modo, o
investimento feito. Existem, contudo, mais operadoras, mas dada a sua abrangência
regional não serão abordadas.
Instalação
Netcabo
15.000$00 (€74,82)
Equipamento
Compra: 54.900$00 (€273,84)
Taxa extra
(por 100 Mb)
Internacional: 600$00 (€2,99)
Nacional: 50$00 (€0,25)
Netvisão
10.000$00 (€49,90)
Compra: 50.000$00 (€249,47)
Aluguer: 2.250$00 (€11,23)
Download: 300$00 (€1,50)
Upload: 500$00 (€2,49)
Modalidades Netcabo:
Por 30 minutos:
Sem limite de tempo (p/ mês):
123$00 (€0,61)
6.900$00 (€34,42)
Os limites de download são de 20 GB, para sites nacionais, e de 1 GB para sites
internacionais, independentemente da modalidade escolhida. Em qualquer das opções as
taxas de transferência são 640kbps de download e de 128kbps de upload.
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Modalidades Netvisão:
Taxa de transferência
Até 512 kbps
Até 256 kbps
Até 128 kbps
Download
Até8GB
Até 5GB
Até 3GB
Upload
Até 2GB
Até 1,5GB
Até 1GB
Custo
8.750$00 (€43,66)
6.750$00 (€33,68)
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 o
indicado.
A Netvisão será potencial preferível apenas quando o tempo de transferência de dados é
de pouca importância para o utilizador e assim o plano mais modesto é a opção
adequada.
Nas restantes situações o plano da netcabo que não limita o tempo de acesso é o
preferível.
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Perspectivas Futuras
Sendo as vantagens desta tecnologia bastante elevadas e a pressão por parte das
operadoras telefónicas elevada para o melhoramento desta tecnologia, estão actualmente
a 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 um
maior ganho de codificação e consequentemente permitir estender o uso de ADSL em
distâncias superiores.
Outro factor que poderá tornar o produto mais atractivo para os clientes é a
transmissão de voz juntamente com os dados e, possivelmente a dedicação total das
linhas para ADSL. Desta forma será possível um melhor aproveitamento das baixas
frequências 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, a
implementação desta tecnologia obriga a grandes investimentos por parte dos
fornecedores de serviços que teriam de instalar regeneradores de sinal entre o
consumidor e a central telefónica.
Estudam-se ainda possibilidades de usar esta tecnologia através de fibra óptica sendo
nesse caso possíveis velocidades de transferência muito superiores.
Entretanto as velocidades de transferência de dados proporcionadas pela ADSL farão
com que, num futuro próximo, o serviço pay-per-view video seja uma realidade acessível
à grande maioria dos utilizadores da World Wide Web, bem como o serviço de vídeoconferência. Contudo este último serviço padece da limitação nas velocidades de
upstream.
As figuras 6 e 7 reflectem a evolução e perspectivas futuras de desenvolvimento do
número de bases de linhas DSL, quer no mercado residencial quer no mercado
empresarial e as perspectivas de crescimento das linhas de serviços broadband em todo
o mundo.
Milhares de linhas instaladas
25
Mercado residencial nos EUA
20
Mercado residencial na Europa
Mercado empresarial nos EUA
15
Mercado empresarial na Europa
10
5
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Gráfico 3 - Crescimento do número de linhas instaladas na Europa e nos EUA
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30
ADSL
Cable modems
25
Fibra optica
Milhões de linhas
Broadband wireless
20
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)
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Bibliografia
•
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
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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 as
condições de propagação de uma onda EM numa linha bifilar.
∂2 H
∂H
∂ 2H
=
σµ
+
εµ
∂Z 2
∂t
∂t 2
∂2 E
∂E
∂ 2E
=
σµ
+
εµ
∂Z 2
∂t
∂t 2
É com base nestas equações que se elaboram os estudos mais completos e
complexos da Teoria das Linhas.
O desenho seguinte mostra a configuração base do modelo de uma linha. Este modelo
permite 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 da
linha, Z0, menor a potência entregue à carga.
Define-se Z0 como:
Z0 =
R + j ωL
G + jωC
As quantidades R, L, G e C são definidas por unidade de comprimento pelo que o
aumento do comprimento de uma linha implica o aumento das quantidades referidas.
Verifica-se experimentalmente que quanto maior o comprimento da linha maior é a
impedância, Z0, pelo que este é um factor preponderante no dimensionamento de um
sistema 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 que
empreguem este meio de comunicação.
*
“Propagação e Radiação de Ondas Electromagnéticas”, António S. Carvalho Fernandes – IST - LEEC
2000/2001.