xDSL: Mais uma Promessa?

Adailton J. S. Silva <adailton@na-cp.rnp.br>

Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP)

Introdução
O que é xDSL
ISDN e IDSL
HDSL e SDSL
ADSL e VDSL
Conclusão
Referências Bibliográficas
Sites relacionados

A abertura da Internet para fins comerciais, com o consequente crescimento de usuários da rede, abriu novos mercados que estão se expandindo vertiginosamente. Um deles é o mercado de Acesso Remoto, onde também se enquadram as aplicações SOHO (Small Office/Home Office).

Para atender à crescente demanda desse mercado, os fabricantes de microprocessadores, de equipamentos de comunicação de dados e as operadoras de telecomunicações estão investindo pesado, desenvolvendo novas tecnologias para melhorar o acesso remoto na última milha (last mile) e possibilitar aplicações que exijam grande largura de banda. Este artigo apresenta algumas dessas principais tecnologias, denominadas xDSL.

Introdução

Na área entre o assinante e a central telefônica, também chamada de local loop, a atual infra-estrutura de transmissão de voz utilizada pelas concessionárias de serviços públicos de telecomunicações é formada por um par de fios metálicos trançados e requer uma largura de banda de 300 a 3.400 Hz.

A tecnologia DSL, termo abreviado de Digital Subscriber Line, ou ainda Linha Digital de Assinante, desenvolvida pela Bellcore, utiliza técnicas digitais de processamento de sinais com frequências de até 2,2 MHz sem interferir na faixa de voz, que são capazes de otimizar a utilização da largura de banda do par metálico com velocidades que, dependendo do comprimento do par e da frequência do sinal, variam de 128 Kbps a 52 Mbps.

Além de melhorar tremendamente o acesso remoto para usuários Internet e disponibilizar serviços de alta velocidade para interconexão de redes locais, estão sendo vislumbradas diversas outras aplicações nas redes xDSL como, por exemplo, videoconferência, home shopping, ensino a distância, sistemas interativos,video sob demanda (incluindo televisão de alta definição), etc.

O que é xDSL

xDSL é um termo genérico utilizado para representar todas as tecnologias DSL . A letra "x" pode representar uma das seguintes implementações:

"I", de ISDN;
"S", de Symmetric ou ainda Single-line-high-bit-rate;
"H", de High-bit-rate;
"A", de Asymmetric;
"V", de Very-high-bit-rate.

Como a tecnologia DSL é basicamente da camada física, as transmissões são transparentes a protocolos. Sendo assim, tem-se funcionalidades multiprotocolo, podendo ser utilizados diversos protocolos como IP, IPX, PPP, Frame Relay, ATM, etc.

Modems de alguns fabricantes até já possuem interface ATM, suporte MPEG-II para aplicações de vídeo sob demanda, gerenciamento SNMP, autenticação por controle de acesso, RADIUS ou TACACS, e outras características de segurança.

Modulação DMT e CAP

Há dois tipos de modulação para transmissões DSL. A modulação DMT (Discrete Multi-Tone) - que foi selecionada como padrão pela ANSI (American National Standards Institute) através da recomendação T1.413 e, posteriormente, pela ETSI (European Telecommunications Standards Institute) - descreve uma técnica de modulação por multi-portadoras, na qual os dados são coletados e distribuídos sobre uma grande quantidade de pequenas portadoras, com cada uma utilizando um tipo de modulação analógica QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Os canais são criados utilizando-se técnicas digitais conhecidas como Discrete Fast-Fourier Transform.

A modulação CAP (Carrier-less Amplitude/Phase) determina uma outra versão de modulação QAM, na qual os dados modulam uma única portadora, que depois é transmitida na linha telefônica. Antes da transmissão, a portadora é suprimida e, depois, é reconstruída na recepção.

Sistema de Acesso em Fio de Cobre

Para utilizar a rede telefônica, os modems comuns atuais operam na faixa de frequência do sinal de voz. Consequentemente, são limitados em velocidade pelas condições impostas pela rede telefônica. Em geral, as limitações de velocidade também não estão relacionadas à linha do assinante (local loop) e sim ao núcleo da rede, que possui filtros que limitam a faixa de voz em 3.4 KHz. Sem esses filtros, os pares metálicos suportam sinais com frequências na faixa de MHz, com atenuação que depende diretamente do tamanho do par metálico e da frequência do sinal. A tabela abaixo apresenta os valores práticos referentes às distâncias e velocidades típicas para um par trançado 24 awg (american wire gauge) padrão.

Tipo de Canal	Velocidade (Mbps)	Distância (m)
DS1/T1	1,544	6.000
E1	2,048	5.333
DS2	6,312	4.000
E2	8,448	3.000
1/4 STS-1	12,960	1.500
1/2 STS-1	25,920	1.000
STS-1	51,980	333

Como a distância de 6 Km atinge, na maioria dos casos, toda a área entre o assinante e as centrais de comutação (local loop), as tecnologias DSL atingirão praticamente todas as áreas servidas pelas atuais infra-estruturas de transmissão de voz. Ainda assim, serão necessários investimentos para que o núcleo da rede suporte as velocidades e demandas exigidas.

ISDN e IDSL

Desde 1973, começaram os estudos para planejamento de sistemas digitais e serviços integrados, mas só em 1984 o então CCITT publicava as primeiras recomendações para ISDN - Integrated Service Digital Network (Rede Digital de Serviços Integrados - RDSI), com especificações para a integração de serviços de voz, dados e imagens numa mesma rede, completamente digital, com serviços de conexão por comutação de circuitos e/ou de pacotes.

A estrutura de transmissão ISDN utiliza três tipos de canais:

canais B duplex, de 64 Kbps;
canais D duplex, de 16 ou 64 Kbps;
canais H duplex, de 384 Kbps (H0), 1536 Kbps (H11) e 1920 Kbps (H12).

As especificações definem dois tipos de interfaces de acesso para uma rede ISDN. A primeira é a interface BRI (Basic Rate Interface) e a segunda é a interface PRI (Primary Rate Interface). A interface BRI é definida da seguinte forma:

BRI = 2 canais B mais um canal D (2B+D), com o canal D de 16 Kbps.

Há duas versões para a interface PRI. Uma utilizada na América do Norte e Japão, que opera na velocidade T1 de 1,544 Mbps, definida como:

PRI = 23 canais B mais um canal D (23B +D), com o canal D de 64 Kbps, ou ainda 24 canais B (24B);

e outra utilizada nos outros países, que opera na velocidade E1 de 2,048 Mbps:

PRI = 30 canais B mais um canal D (30B +D), com o canal D de 64 Kbps.

IDSL - ISDN Digital Subscribe Line, utiliza as mesmas técnicas de codificação ISDN com interfaces BRI compatíveis, mas apenas para dados. Assim, os atuais usuários ISDN podem ter os serviços IDSL sem a necessidade de nenhum equipamento adicional.

A comunicação é duplex (simétrica) a 128 Kbps, com distâncias que atingem até 6 Km em apenas um par de fios metálicos, e que pode ser estendida utilizando-se repetidores de loop ISDN.

HDSL e SDSL

HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line), possibilita comunicação simétrica a velocidades T1 (1,544 Mbps) com dois pares de fios metálicos ou E1 (2,048 Mbps) com três, a distâncias de até 4 Km. Muitos fabricantes já apresentaram modems HDSL E1 para uma distância máxima de 5,5 Km e, dependendo do hardware e das características elétricas do fio, pode chegar até uns 7 Km sem repetidores.

SDSL (Symmetric ou Single-line-high-bit-rate Digital Subscriber Line), é uma versão do HDSL que opera nas mesmas velocidades (T1 ou E1), mas requer apenas um par metálico de até 3,4 Km.

ADSL e VDSL

A tecnologia ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) opera com transmissões assimétricas a velocidades downstream (sentido rede/assinante) que variam de 1,5 a 9 Mbps, e upstream (sentido assinante/rede) de 16 a 640 Kbps, atingindo distâncias de até 6 Km com apenas um par metálico.

Já a tecnologia VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line), também opera com transmissões assimétricas a velocidades downstream variando de 13 a 52 Mbps, e upstream de 1,5 a 2,3 Mbps em apenas um par metálico de até 335 metros, podendo ir até 1,5 Km para as velocidades mais baixas. Há fabricantes anunciando modems VDSL para 26 Mbps a uma distância de até 1 Km ( http://www.orckit.com/vdsl.html ), incluindo suporte para interfaces ATM e MPEG-II.

Conclusão

As tecnologias DSL são bastante promissoras justamente pelo fato de disponibilizarem alta largura de banda para o assinante, sem requerer grandes investimentos em nova infra-estrutura de telecomunicações, já que toda a atual infra-estrutura de transmissão de voz é completamente aproveitada.

Assim como os serviços ISDN, que são bastante comuns em vários países, algumas operadoras de telecomunicações já estão disponibilizando serviços IDSL e ADSL, com esta sendo a tecnologia que mais se sobressai no mercado devido à vasta gama de aplicações que ela permitirá. Assim, pelos menos para os usuários desses países mais avançados, as tecnologias xDSL já não são apenas uma promessa.

No Brasil, nem o ISDN, que é mais antigo, é uma realidade amplamente difundida. Algumas operadoras, como a TELEMIG por exemplo, já disponibilizam serviços RDSI. Outras, em situações especiais, já utilizam conexões HDSL a nível corporativo, quer seja para acomodar até trinta canais digitais de voz, ou para implementar conexões dedicadas de até 2 Mbps, pois fica bem mais barato que instalar um canal de rádio ou um enlace de fibra ótica.

Mas, para os usuários brasileiros, acessos xDSL continuam sendo uma promessa. Em benefício desses usuários, espera-se que a quebra do monopólio das telecomunicações brasileiras mude drasticamente este cenário.

Referências Bibliográficas

McDysan, David E. e Spohn, Darren L., ATM - Theory and Application, McGraw-Hill Inc., EUA, 1995.

Packet: Speed, More Speed and Applications -- 2nd Edition
1997, ARRL Publications

Stalling, William, Data and Computer Communications, 4ª. Edição, Macmilan Publishing Company, EUA, 1994.

Kessler, Gary C. e Train, David A., Metropolitan Area Networks - Concepts, Standards and Services, McGraw-Hill Inc., EUA, 1992.

Sites relacionados

http://www.adsl.com
http://www.xdsl.com
http://www.adsl.com/faq.html
http://www.sna.com/sna/p&s/xdsl.html
http://www.teleport.com/~samc/cable5.html