Nos últimos anos, os usuários de computadores vêm conseguindo um aumento na velocidade de conexao à Internet. Há algum tempo atrás os modens trabalhavam com linha analógica e atingiam velocidades de 33600 bps (bits por segundo). No início isso era uma velocidade aceitável, mas com o passar do tempo as necessidades dos usuários foram aumentando e novas tecnologias eram esperadas. Com o aparecimento das linhas digitais as velocidades atingidas chegaram até 56000 bps. Com essa tecnologia podia-se enviar e receber arquivos de texto com uma performance bastante aceitável. Mas, com a necessidade de transmissao de dados multimídia as linhas digitais tinham uma performance já nao desejada para grande parte dos usuários que queriam qualidade e rápida transmissao. Entao surgiu uma nova tecnologia, que permite atingir velocidades maiores que as com os modens convencionais, utilizando a mesma rede telefônica. Essa tecnologia se chama ADSL.
O que é ADSL
O termo ADSL, que significa Linha Digital Assimétrica para Assinantes (do inglês, Asymmetric Digital Subscriber Line), foi concebido em 1989 e nao se refere a uma linha, mas a modens que convertem o sinal padrao do fio de telefone par-trançado em um duto digital de alta velocidade. Os modems sao chamados "assimétricos" porque eles transmitem dados do seu computador em uma velocidade menor que os recebe.
O sistema ADSL atinge velocidades altas comparado aos sistemas de transmissao de dados atuais. ADSL permite de mais de 6 Mbps (megabits por segundo) de recepçao de dados para um usuário (atingindo ao máximo, hoje, 9 Mbps), e chegando a 640 kbps (quilobits por segundo) de transmissao de dados para a rede (máximo de 1 Mbps).
ADSL pode transformar a cadeia de informaçao pública já existente que é limitada a voz, texto e gráficos de baixa resoluçao para um sistema capaz de trazer multimídia, incluindo vídeo em full-motion como, por exemplo, vídeo conferência, para o computador de todos.
O sistema ADSL atinge velocidades altas comparado aos sistemas de transmissao de dados atuais. ADSL permite de mais de 6 Mbps (megabits por segundo) de recepçao de dados para um usuário (atingindo ao máximo, hoje, 9 Mbps), e chegando a 640 kbps (quilobits por segundo) de transmissao de dados para a rede (máximo de 1 Mbps).
ADSL pode transformar a cadeia de informaçao pública já existente que é limitada a voz, texto e gráficos de baixa resoluçao para um sistema capaz de trazer multimídia, incluindo vídeo em full-motion como, por exemplo, vídeo conferência, para o computador de todos.
Como funciona o ADSL
Um modem é colocado na casa do usuário enquanto um outro modem é colocado na central telefônica. Estes dois modems estao permanentemente conectados. O modem divide digitalmente a linha telefônica em três canais separados. É como se uma avenida fosse dividida em três faixas para permitir um maior fluxo de veículos. O primeiro canal é utilizado para transmissao de voz. O segundo canal é utilizado para o fluxo de informaçoes no sentido usuário para rede e o terceiro canal para o fluxo de dados no sentido rede para usuário.
Esta técnica permite maiores velocidades porque raramente as pessoas necessitam da mesma taxa de transmissao e recepçao de dados. Isto significa que o canal de recepçao pode ser mais largo sem afetar a velocidade de transmissao de dados. Fazendo este canal mais largo, será possível uma maior velocidade de transmissao pois haverá mais banda disponível. Por exemplo, quando você clica num link para acessar uma página da Internet, seu computador apenas envia o "click", que é uma pequena quantidade de dados. Em resposta, seu computador recebe muito mais volume de dados quando as páginas estao sendo carregadas. Expandindo a banda de recepçao aumenta a velocidade e performance.
Voltando ao exemplo da avenida, você estaria destinando a faixa mais larga da pista para o tráfego de caminhoes pesados, o que evitaria um engarrafamento envolvendo caminhoes e carros de passeio.
Esta técnica permite maiores velocidades porque raramente as pessoas necessitam da mesma taxa de transmissao e recepçao de dados. Isto significa que o canal de recepçao pode ser mais largo sem afetar a velocidade de transmissao de dados. Fazendo este canal mais largo, será possível uma maior velocidade de transmissao pois haverá mais banda disponível. Por exemplo, quando você clica num link para acessar uma página da Internet, seu computador apenas envia o "click", que é uma pequena quantidade de dados. Em resposta, seu computador recebe muito mais volume de dados quando as páginas estao sendo carregadas. Expandindo a banda de recepçao aumenta a velocidade e performance.
Voltando ao exemplo da avenida, você estaria destinando a faixa mais larga da pista para o tráfego de caminhoes pesados, o que evitaria um engarrafamento envolvendo caminhoes e carros de passeio.
A velocidade no ADSL
A exata velocidade de dados sao relativas à distância. Por exemplo, se você morar próximo a uma central telefônica que provê seu acesso ADSL, você terá maiores velocidades. A velocidade de recepçao de dados será uma média de 4 Mbps até 640 kbps, e nunca será inferior a 1 Mbps.
A transmissao de dados atingirá até 640 kbps e nunca será inferior a 160 kbps. Estas velocidades dependem das restriçoes geográficas e da opçao de serviço a ser contratado. Essas velocidades sao altas se comparadas com os 56 kbps desenvolvidos pelos melhores modens convencionais.
Uma grande vantagem do ADSL está no fato de que sua velocidade continua a mesma independente do número de usuários conectados, pois cada usuário possui uma linha dedicada e nao irá compartilhar o mesmo canal ADSL com mais ninguém.
Casos em que pode haver reduçao de velocidade
- Grandes distâncias entre o usuário e a central telefônica.
- Mais de um equipamento acessando Internet na mesma casa.
- Muitos usuários acessando o mesmo serviço ao mesmo tempo. Por exemplo, 500 usuários efetuando o download do Internet Explorer ao mesmo tempo, isso causará uma certa lentidao, nao do ADSL, mais sim do servidor da Microsoft que está disponibilizando o aplicativo naquele instante.
O sistema também permite a conversa ao telefone ao mesmo tempo que os dados estao sendo transmitidos através da Internet. Segundo dados coletados, a voz ocupa apenas 1% do canal, os outros 99% sao destinados à rede. Com todos esses parâmetros o ADSL melhora a utilizaçao de recursos multimídia, vídeo conferência, etc.
A transmissao de dados atingirá até 640 kbps e nunca será inferior a 160 kbps. Estas velocidades dependem das restriçoes geográficas e da opçao de serviço a ser contratado. Essas velocidades sao altas se comparadas com os 56 kbps desenvolvidos pelos melhores modens convencionais.
Uma grande vantagem do ADSL está no fato de que sua velocidade continua a mesma independente do número de usuários conectados, pois cada usuário possui uma linha dedicada e nao irá compartilhar o mesmo canal ADSL com mais ninguém.
Casos em que pode haver reduçao de velocidade
- Grandes distâncias entre o usuário e a central telefônica.
- Mais de um equipamento acessando Internet na mesma casa.
- Muitos usuários acessando o mesmo serviço ao mesmo tempo. Por exemplo, 500 usuários efetuando o download do Internet Explorer ao mesmo tempo, isso causará uma certa lentidao, nao do ADSL, mais sim do servidor da Microsoft que está disponibilizando o aplicativo naquele instante.
O sistema também permite a conversa ao telefone ao mesmo tempo que os dados estao sendo transmitidos através da Internet. Segundo dados coletados, a voz ocupa apenas 1% do canal, os outros 99% sao destinados à rede. Com todos esses parâmetros o ADSL melhora a utilizaçao de recursos multimídia, vídeo conferência, etc.
Principais equipamentos utilizados em ADSL
Modem ADSL
O modem ADSL é colocado no computador do usuário e é ele que faz o processamento de dados referente à alocaçao das informaçoes de recepçao de dados, transmissao de dados e voz em seus respectivos canais.
DSLAM
O DSLAM é colocado na central telefônica e é ele que efetua a conexao do cabo ADSL com a Internet. Suporta diversos protocolos e possui a vantagem de estar dedicada apenas a um usuário, o que nao ocorrem com o serviço de cable modem onde todos os usuários dividem a mesma linha.
Como os modens para ADSL funcionam
No computador de um usuário:
Dentro de Seu PC: O modem ADSL de seu computador conecta a uma linha de telefone analógica padrao.
Voz e Dados: Um modem ADSL tem um chip chamado "POTS Splitter" que divide a linha telefônica existente em duas partes: um para voz e um para dados. Voz viaja nos primeiros 4 kHz de freqüência. As freqüências mais altas (até 2 MHz, dependendo das condiçoes da linha, densidade do arame e distância) é usado para tráfego de dados.
Dividida Novamente: Outro chip no modem, chamado "Channel Separator", divide o canal de dados em duas partes: um maior para download e um menor para o upload de dados.
Dentro de Seu PC: O modem ADSL de seu computador conecta a uma linha de telefone analógica padrao.
Voz e Dados: Um modem ADSL tem um chip chamado "POTS Splitter" que divide a linha telefônica existente em duas partes: um para voz e um para dados. Voz viaja nos primeiros 4 kHz de freqüência. As freqüências mais altas (até 2 MHz, dependendo das condiçoes da linha, densidade do arame e distância) é usado para tráfego de dados.
Dividida Novamente: Outro chip no modem, chamado "Channel Separator", divide o canal de dados em duas partes: um maior para download e um menor para o upload de dados.
Na Central Telefônica:
Pelo Fio: Na outra ponta do fio (18000 pés de distância no máximo) existe outro modem ADSL localizado na central da companhia telefônica. Este modem também tem um "POTS Splitter" que separa os chamados de voz e de dados.
Chamadas de Telefone: Chamadas de voz sao roteadas para a rede de comutaçao de circuitos da companhia telefônica (PSTN - Public Switched Telephone Network) e procede pelo seu caminho como de costume.
Pedidos de Dados: Dados que vem de seu PC passam do modem ADSL ao multiplexador de acesso à linha de assinante digital (DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer). O DSLAM une muitas linhas de ADSL em uma única linha ATM (Asynchronous Transfer Modem) de alta velocidade que fica conectada a Internet por linhas com velocidades acima de 1 Gbps.
De Volta ao Usuário: Os dados requeridos anteriormente retornam da Internet e sao roteados de volta através do DSLAM e o modem ADSL da central da companhia telefônica chegando novamente ao seu PC.
Chamadas de Telefone: Chamadas de voz sao roteadas para a rede de comutaçao de circuitos da companhia telefônica (PSTN - Public Switched Telephone Network) e procede pelo seu caminho como de costume.
Pedidos de Dados: Dados que vem de seu PC passam do modem ADSL ao multiplexador de acesso à linha de assinante digital (DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer). O DSLAM une muitas linhas de ADSL em uma única linha ATM (Asynchronous Transfer Modem) de alta velocidade que fica conectada a Internet por linhas com velocidades acima de 1 Gbps.
De Volta ao Usuário: Os dados requeridos anteriormente retornam da Internet e sao roteados de volta através do DSLAM e o modem ADSL da central da companhia telefônica chegando novamente ao seu PC.
Parâmetros do ADSL
Na prática, um circuito ADSL conecta um modem ADSL em cada ponta de uma linha de telefone de par-trançado comum e cria três canais lógicos de alta velocidade para recepçao de dados, um canal dúplex de média velocidade (dependendo do implementaçao da arquitetura de ADSL na companhia telefônica), e uma POTS (Plain Old Telephony Services ou linha de voz comum utilizada hoje pelas companhias telefônicas). O canal de POTS é dividido do modem digital por filtros, garantindo canal de voz ininterruptos, até mesmo se houver falhas com o ADSL. As faixas de capacidade do canal de alta velocidade podem ir de 256 kbps a 6,1 Mbps, enquanto a faixa de capacidade das taxas dúplex vao de 16 kbps a 640 kbps. Cada canal pode ser submultiplexado para formar canais de múltiplas taxas mais baixos dependendo do sistema utilizado.
Os modems ADSL provêem dados de acordo com os padroes norte-americanos e europeus de hierarquias digitais e pode ser comprado com vários alcances de velocidade e capacidades. A configuraçao mínima provê 256 kbps para recepçao de dados e um canal duplex de 16 kbps. Outros provedores oferecem taxas de 6,1 Mbps para recepçao e 256 kbps para transmissao de dados. Produtos com taxas acima dos 8 Mbps de recepçao e 640 kbps de transmissao já existem. Os modems ADSL acomodarao transporte de redes ATM com taxas variáveis e compensaçao de overhead gerados nestas redes, bem como redes baseadas nos protocolos IP.
A taxa de passagem dos dados depende de vários fatores, tais como o comprimento da linha de cobre, diâmetro, presença de derivaçoes, e interferência de outros pares. A atenuaçao da linha aumenta com o comprimento e a freqüência, e diminui com aumento do diâmetro do fio.
Enquanto a medida varia conforme a empresa, estas capacidades podem cobrir até 95% da planta dependendo da taxa de dados desejada. Os clientes além destas distâncias podem ser atendidos com um sistema digital baseado em fibras óticas. Enquanto estes sistemas de cabeamento ficam comercialmente disponíveis, as companhias de telefone podem oferecer acesso virtualmente presente em um tempo relativamente pequeno.
Muitas aplicaçoes previstas para o ADSL envolvem vídeo comprimido digital. Com um sinal em tempo real, o vídeo digital nao pode ter o nível de erro comumente encontrado em sistemas de comunicaçoes de dados. O modem ADSL incorpora um sistema de correçao que dramaticamente reduz os erros causados por ruídos elétricos, além dos presentes nos pares trançados.
Os modems ADSL provêem dados de acordo com os padroes norte-americanos e europeus de hierarquias digitais e pode ser comprado com vários alcances de velocidade e capacidades. A configuraçao mínima provê 256 kbps para recepçao de dados e um canal duplex de 16 kbps. Outros provedores oferecem taxas de 6,1 Mbps para recepçao e 256 kbps para transmissao de dados. Produtos com taxas acima dos 8 Mbps de recepçao e 640 kbps de transmissao já existem. Os modems ADSL acomodarao transporte de redes ATM com taxas variáveis e compensaçao de overhead gerados nestas redes, bem como redes baseadas nos protocolos IP.
A taxa de passagem dos dados depende de vários fatores, tais como o comprimento da linha de cobre, diâmetro, presença de derivaçoes, e interferência de outros pares. A atenuaçao da linha aumenta com o comprimento e a freqüência, e diminui com aumento do diâmetro do fio.
Enquanto a medida varia conforme a empresa, estas capacidades podem cobrir até 95% da planta dependendo da taxa de dados desejada. Os clientes além destas distâncias podem ser atendidos com um sistema digital baseado em fibras óticas. Enquanto estes sistemas de cabeamento ficam comercialmente disponíveis, as companhias de telefone podem oferecer acesso virtualmente presente em um tempo relativamente pequeno.
Muitas aplicaçoes previstas para o ADSL envolvem vídeo comprimido digital. Com um sinal em tempo real, o vídeo digital nao pode ter o nível de erro comumente encontrado em sistemas de comunicaçoes de dados. O modem ADSL incorpora um sistema de correçao que dramaticamente reduz os erros causados por ruídos elétricos, além dos presentes nos pares trançados.
Tecnologia
O ADSL depende de um processo digital avançado de sinal e algoritmos criativos para comprimir a informaçao para linhas de telefone com pares-trançados. Além disso, foram necessários muitos avanços em transformadores, filtros analógicos, e conversores de A/D. As linhas de telefone longas podem atenuar sinais a 1 MHz (a extremidade inferior da faixa usada pelo ADSL) por 90 dB, forçando as seçoes analógicas do modem ADSL a trabalhar muito para atingir faixas largas e dinâmicas, canais separados, e manter baixas figuras de ruído.
No lado de fora, o ADSL parece um simples duto de dados síncrono transparente com várias taxas de dados em cima de linhas de telefone comuns. No lado de dentro, onde todos os amplificadores trabalham, há um milagre da tecnologia moderna.
Ao criar canais múltiplos, os modems ADSL dividem a largura de banda disponível de uma linha telefônica em uma das suas duas formas: Multiplexaçao por Divisao de Freqüência (FDM) ou Cancelamento de Eco. O FDM determina uma faixa inferior de dados e outra faixa superior. A inferior é dividida entao através de multiplexaçao por divisao de tempo em um ou mais canais de alta velocidade ou em um ou mais canais de baixa velocidade. A faixa superior está também multiplexada em canais correspondentes de baixa velocidade. O cancelamento de eco sobrepoe a faixa superior na inferior, e separa os dois por meio de cancelamento de eco local, uma técnica conhecida em modems V.32 e V.34. Em ambas as técnicas, o ADSL divide uma faixa de 4 kHz da linha comum até o final da banda.
Um modem de ADSL organiza o fluxo de dados agregado, criado por multiplexaçao de canais, canais dúplex, e manutençao de canais agregados em blocos, prendendo um código de correçao de erro a cada bloco. Os receptores, entao, corrigem erros que acontecem durante a transmissao até os limites indicados pelo código e extensao do bloco. A unidade pode, por opçao do usuário, criar também superblocos de dados intercalando páginas em branco dentro dos subblocos; isto permite ao receptor corrigir qualquer combinaçao de erros dentro de um pedaço específico de bits. Isto permite a transmissao efetiva de dados e vídeo com sinais semelhantes.
No lado de fora, o ADSL parece um simples duto de dados síncrono transparente com várias taxas de dados em cima de linhas de telefone comuns. No lado de dentro, onde todos os amplificadores trabalham, há um milagre da tecnologia moderna.
Ao criar canais múltiplos, os modems ADSL dividem a largura de banda disponível de uma linha telefônica em uma das suas duas formas: Multiplexaçao por Divisao de Freqüência (FDM) ou Cancelamento de Eco. O FDM determina uma faixa inferior de dados e outra faixa superior. A inferior é dividida entao através de multiplexaçao por divisao de tempo em um ou mais canais de alta velocidade ou em um ou mais canais de baixa velocidade. A faixa superior está também multiplexada em canais correspondentes de baixa velocidade. O cancelamento de eco sobrepoe a faixa superior na inferior, e separa os dois por meio de cancelamento de eco local, uma técnica conhecida em modems V.32 e V.34. Em ambas as técnicas, o ADSL divide uma faixa de 4 kHz da linha comum até o final da banda.
Um modem de ADSL organiza o fluxo de dados agregado, criado por multiplexaçao de canais, canais dúplex, e manutençao de canais agregados em blocos, prendendo um código de correçao de erro a cada bloco. Os receptores, entao, corrigem erros que acontecem durante a transmissao até os limites indicados pelo código e extensao do bloco. A unidade pode, por opçao do usuário, criar também superblocos de dados intercalando páginas em branco dentro dos subblocos; isto permite ao receptor corrigir qualquer combinaçao de erros dentro de um pedaço específico de bits. Isto permite a transmissao efetiva de dados e vídeo com sinais semelhantes.
Padroes e Associaçoes
O American National Standart Institute (ANSI), trabalhando no grupo T1E1.4, aprovou recentemente um padrao de ADSL a taxas de até 6,1 Mbps (ANSI Padrao T1.413). O European Technical Standart Institute (ETSI) contribuiu com um anexo a T1.413 refletindo as exigências européias. T1.413 incorpora uma única interface terminal. A Ediçao II ampliará o padrao para incluir uma interface de multiplexaçao nos terminais, protocolos para configuraçao e administraçao de cadeia, entre outras melhorias.
O ATM Fórum e DAVIC, ambos reconheceram o ADSL como um protocolo de transmissao de camada física para pares trançados sem blindagem.
O ADSL Fórum foi formado em dezembro de 1994 para promover o conceito de ADSL e facilitar o desenvolvimento de arquiteturas de sistema ADSL, protocolos, e interfaces para as principais aplicaçoes ADSL. O Fórum tem aproximadamente 300 membros que representam os provedores de serviço, fabricantes de equipamento, e companhias de semicondutores de todo o mundo.
Foram testados, com êxito, modems ADSL em mais de 100 companhias de telefone nos EUA, operadoras de telecomunicaçoes, e milhares de linhas foram instaladas com tecnologias variadas na América Norte, Europa e Asia. Algumas companhias telefônicas planejam diversas alternativas de mercado que usam o ADSL, principalmente porque têm acesso a dados, mas também incluindo aplicaçoes em vídeo compras on-line, jogos interativos, e programaçao educacional.
As companhias de semicondutores introduziram transceptores de chipsets que já estao sendo usados como alternativa de mercado para os modems. Estes chipsets combinam os componentes comuns, processadores digitais programáveis e costumizaçao da ASICS. O investimento efetuado pelas companhias de semicondutores aumentou a funcionalidade, reduziram custos, baixou o consumo de energia, possibilitando o desenvolvimento em massa de serviços baseados em ADSL.
O ATM Fórum e DAVIC, ambos reconheceram o ADSL como um protocolo de transmissao de camada física para pares trançados sem blindagem.
O ADSL Fórum foi formado em dezembro de 1994 para promover o conceito de ADSL e facilitar o desenvolvimento de arquiteturas de sistema ADSL, protocolos, e interfaces para as principais aplicaçoes ADSL. O Fórum tem aproximadamente 300 membros que representam os provedores de serviço, fabricantes de equipamento, e companhias de semicondutores de todo o mundo.
Foram testados, com êxito, modems ADSL em mais de 100 companhias de telefone nos EUA, operadoras de telecomunicaçoes, e milhares de linhas foram instaladas com tecnologias variadas na América Norte, Europa e Asia. Algumas companhias telefônicas planejam diversas alternativas de mercado que usam o ADSL, principalmente porque têm acesso a dados, mas também incluindo aplicaçoes em vídeo compras on-line, jogos interativos, e programaçao educacional.
As companhias de semicondutores introduziram transceptores de chipsets que já estao sendo usados como alternativa de mercado para os modems. Estes chipsets combinam os componentes comuns, processadores digitais programáveis e costumizaçao da ASICS. O investimento efetuado pelas companhias de semicondutores aumentou a funcionalidade, reduziram custos, baixou o consumo de energia, possibilitando o desenvolvimento em massa de serviços baseados em ADSL.
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