Tecnologia ADSL– Parte II

Os padrões ADSL2 e ADSL2+ surgiram devido à experiência no uso e manutenção da tecnologia ADSL, tendo em vista a necessidade de aumento das taxas de downstream e upstream, além de possibilitar uma maior qualidade de serviço e abrangência.

Em 2002 o ITU (International Telecommunication Union) publicou as seguintes recomendações:

  • G.992.3 – Assymmetric digital subscriber line transceivers 2 – ADSL2 (G.dmt.bis).
  • G.992.4 – Splitterless assymmetric digital subscriber line transceivers 2splitterless ADSL2 (G.lite.bis).

Estes dois novos padrões para a tecnologia ADSL foram denominados de ADSL2. Em 2005, no mesmo ano que a ADSL ultrapassava a marca de 30 milhões de usuário, o ITU publicou a recomendação:

  • G.992.5 – Assymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) transceivers – Extended bandwidth ADSL2.

    Este padrão ficou conhecido como ADSLplus, ou ADSL2+ como é usualmente conhecido.

O ADSL2 apresenta melhorias no desempenho e interoperabilidade, na qual podemos destacar as melhorias na taxa de bits e na distância do enlace, o ajuste adaptativo de taxa de bits, as novas facilidades de diagnóstico e a nova modalidade stand-by para o controle do uso de energia.

No caso do ADSL2+ a largura de banda de downstream é duplicada, possibilitando taxas de bits de até 20 Mbit/s em linhas telefônicas com distâncias de até 1,5 km entre a central e o usuário final. Outra vantagem que podemos destacar para o ADSL2+ é que este permite a operação conjunta na mesma infra-estrutura, do ADSL e do ADSL2. Desta maneira, permite que as operadoras possam fazer uma transição de forma gradual de ADSL para ADSL2+.

Alcance
O aumento da distância entre a central e o usuário foi um dos fatores que motivou o desenvolvimento do ADSL2. Esse aumento na distância é conseguido devido ao aumento da largura de banda. Assim, para uma mesma taxa de transmissão, o alcance passa a ser maior. Para exemplificar, uma operadora de banda larga que ofereça conexões com taxa de 4Mbits/s pode chegar até a 3,5 km de distância de um usuário usando ADSL e cerca de 4 km se a tecnologia adotada for ADSL2.

A figura a seguir mostra a taxa de bits e o alcance do ADSL2 em comparação com o ADSL.

Figura 7: Comparação do alcance entre ADSL e ADSL2

Os ganhos de uma tecnologia em relação à outra são citados por Bernal Filho (2007):

“Em linhas telefônicas com enlaces longos, o ADSL2 permite um aumento da taxa bits de 50 Kbit/s para os fluxosupstream e downstream, o que representa um aumento significativo para os assinantes. Este aumento da taxa de bits resulta num aumento no alcance de aproximadamente 180 m, que se traduz num aumento na área da cobertura de aproximadamente 6%, ou de 6,5 km2.”

Taxa de Bits
Outro fator que motivou o desenvolvimento do ADSL2 foi o aumento da taxa de bits, principalmente para downstreamonde a taxa de transmissão chega a 12 Mbits/s. Para upstream a taxa de 1 Mbits/s é a mesma do ADSL, já que o grupo de desenvolvedores considerou essa taxa suficiente de acordo com o perfil de tráfego típico desses usuários. Com isso, o ganho de banda que se obtém é utilizado para aumento da taxa de download.

Uma forma de se aumentar a taxa de bits de transmissão utilizada no ADSL2 é a redução do tamanho dos cabeçalhos, que são bits utilizados para sinalização e ocupam o início de um quadro utilizado para troca de informações. No sistema ADSL esse número de bits por quadro é fixo e consome 32 kbits do total de bits transmitidos. Já no ADSL2 o número de bits utilizado para cabeçalho é programável e varia de 4 a 32 kbits. Isso pode representar um ganho de 21,875% ao se considerar, por exemplo, a transmissão de um quadro de 128 kbits de tamanho, em um enlace longo.

Nesse caso, os 32 kbits de cabeçalho alocados de forma fixa representam 25% do tamanho total do quadro, enquanto que, com a alocação de forma variável utilizando 4 kbits para essa função, restam 28 kbits que podem ser utilizados para transmissão de dados e representam o ganho citado anteriormente. Complementando, os 4 kbits de cabeçalho passam a representar apenas 3,125% do total do quadro de transmissão, de onde nota-se de forma clara um aumento de eficiência, já que tem-se mais informação útil sendo transmitida em um mesmo intervalo de tempo.

Outro fator que contribui para o aumento da taxa de transmissão no ADSL2 é a maior eficiência de modulação, devido ao uso de uma técnica de modulação em 4 dimensões, com codificação em treliça 16 estados e modulação em amplitude e quadratura BPSK. Tal modulação oferece taxas de bits mais elevadas em linhas telefônicas com enlaces longos, onde a relação sinal-ruído é baixa.

Ainda citando o aumento da taxa de transmissão para o ADSL2, uma outra forma de se obter um ganho nesse fator é o agrupamento de multipares em linhas telefônicas. Isso significa que os chipsets ADSL2 podem conectar dois ou mais pares de fios de cobre em uma mesma conexão ADSL, fazendo com que a taxa de downstream aumente consideravelmente e caracterizando uma opção interessante para o mercado corporativo, ou ainda assinantes residenciais com acordos de nível de serviço mais exigentes.

O padrão que permite várias conexões físicas em uma única conexão ADSL foi desenvolvido pelo ATM Forum e é denominado Inversing Multiplexing for ATM (IMA – af-phy-0086.001) [1]. Para que o funcionamento seja adequado, o padrão citado especifica uma nova camada entre a camada física do ADSL e a camada ATM, sendo que, no lado do transmissor, essa camada recebe um fluxo de dados da camada ATM e o distribui para múltiplos fluxos físicos. Já na recepção, os múltiplos fluxos físicos recebidos são reconstituídos em um único fluxo de dados antes de serem entregues à camada ATM. Problemas de atraso, erros de bit, bem como modificações e adaptações para que essa tecnologia funcione corretamente, ou ainda seja compatível com os atuais padrões ADSL também são funções dessa subcamada.

A figura 8 compara a taxa de bits entre conexões ADSL2 e ADSL2 utilizando multipares, o que é chamado de ADSL2 agrupado, em função da distância:

Figura 8: Comparação ADSL2 e ADSL2 Agrupado

Nota-se que o fato de se utilizar multipares só pode ser considerado uma vantagem em distâncias de até 2 km da central. Após isso as atenuações e as interferências entre os condutores passam a prejudicar a taxa e transmissão.

Serviços e Benefícios Adicionais

Além de incremento na taxa de transmissão, outros serviços foram incluídos no ADSL2 com o intuito de melhorar o desempenho do sistema e fornecer subsídios para um melhor gerenciamento do mesmo. Alguns desses itens são citados a seguir, bem como suas descrições:

Controle de Potência
Diferentemente dos transceptores ADSL que operam em um único nível de potência durante todo o período em que estão ligados, os transceptores ADSL2 conseguem economizar potência de acordo com o modo em que estão operando. Isso gera economia de energia que, embora seja mínima para um único usuário, assume proporções consideráveis ao se considerar a população crescente de usuários dos serviços de banda larga. Para atender essa demanda o ADSL2 apresenta dois modos de gerenciamento de potência.

Em termos práticos, o modo de potência L0 representa o funcionamento normal do transceptor, suportando altas taxas de transmissão de dados.

Já o modo L2 apresenta uma inovação importante nesse cenário. Esse modo permite que o transceptor altere a potência utilizada entre os níveis L0 e L2 de acordo com tráfego gerado pelo usuário. Isso significa que, em uma situação de navegação em páginas de Internet, pode-se dizer que quando a página estiver carregando o transceptor opera no modo L0 e quando o usuário estiver lendo o conteúdo de uma página já carregada o transceptor pode operar com taxas de transmissão de bits mais baixas, no modo L2. Assim que o trafego voltar a subir o transceptor volta a operar no modo L0. Essas transições entre modos de potência são feitas rapidamente e de forma imperceptível para o usuário.

Por fim, o modo de operação L3 deixa a conexão inativa, semelhante ao modo de hibernação de um computador. Nesse caso, a economia de potência é maior porém o transceptor leva cerca de 3 segundos para voltar a operar normalmente quando o fluxo de dados volta a exigir a mudança para os outros modos de potência.

A figura 9 mostra o resultado da comparação entre os níveis de potencia no ADSL com os modos existentes no ADSL2 citados anteriormente.

Canalização
O ADSL2 permite a divisão da banda total em partes que podem ser utilizadas por aplicações especificas. Tal operação é chamada de canalização.

A figura 10 exibe a banda total utilizada pelo par trançado do canal telefônico, onde parte desse canal aloca a comunicação telefônica (POTS) e parte é alocada para transmissão de dados. Na banda de freqüências para a transmissão de dados, são apresentados um canal de subida e outro canal de descida separados para utilização de uma aplicação especifica. Tais canais podem ser utilizados, por exemplo, para transmissão de voz e permitem que uma aplicação que exige taxa de erro mais alta possa compartilhar o mesmo meio de uma outra aplicação com exigência mais branda para a taxa de erros.

Figura 10: Canais separados para aplicações especificas dentro da banda total ADSL2

Outras Vantagens
O ADSL2 ainda apresenta vantagens como detecção de falhas e medição de desempenho da conexão. Os transceptores apresentam estruturas necessárias para fornecer medidas de ruído de linha, atenuação do enlace e de relação sinal-ruído em ambas as extremidades do enlace. Também são incluídas funções de monitoração da conexão, permitindo-se gerenciar a qualidade do serviço prestado, melhorando o serviço ao cliente final e tratando possíveis falhas futuras.

Outras vantagens operacionais ainda são citadas por Bernal Filho (2007), tais como:

  • Interoperabilidade aprimorada: aperfeiçoamentos realizados na maquina de estados de inicialização do ADSL2 permitem obter ganhos de desempenho e interoperabilidade ao conectar transceptores ADSL2 de fornecedores de chipsets distintos;
  • Partida Rápida: o ADSL2 permite que o tempo de inicialização de mais de 10 segundos do ADSL seja reduzido pra menos de 3 segundos;
  • Modo Digital Completo: o ADSL2 provê um modo opcional que permite a transmissão de dados também na banda de Voz, adicionando 256 kbits/s na banda upstream. Esta é uma opção interessante para usuários corporativos que têm seus serviços de voz e dados atendidos por linhas telefônicas distintas, e que podem usufruir de uma banda adicional para o fluxo upstream;
  • Suporte a serviços baseados em pacotes: o ADSL2 inclui uma camada do suporte a aplicações baseadas em comutação de pacotes (Packet Transfer Mode and Transmission Convergence – PTM – TC), e que permite que serviços baseados em pacotes, tal como o Ethernet, sejam transportados sobre o ADSL2.

ADSL2+
Em janeiro de 2003, o ITU finalizou o padrão ADSL2+, incrementando assim a família dos padrões ADSL2 através da recomendação G.992.5 Assymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) transceiverExtended bandwidth ADSL2 (ADSL2+). Esse padrão especifica que a ADSL2+ duplica a largura de banda downstream, vide figura 11, aumentando desse modo a taxa de bits downstream em linhas telefônicas com um alcance máximo de 1,5 km entre o cliente e central telefônica.

Figura 11: Fluxo Duplicado de Dowstream no ADSL2+

Comparando o ADSL2+ com o ADSL2, pode-se observar através da figura 12 que o novo padrão passa a banda dedownstream de 1,1 MHz (552 kHz para ADSL2 Lite) para 2,2 MHz. O resultado é um aumento significativo nas taxas de bits downstream em linhas telefônicas mais curtas. A taxa de bits upstream do ADSL2+ é aproximadamente 1 Mbit/s, dependendo das condições do enlace.

A figura 12 compara a velocidade de transmissão entre o ADSL2 e o ADSL2+. Assim como citado anteriormente na comparação entre o ADSL2 e ADSL2 Agrupado, aqui também percebe-se que as taxas de transmissão, pelos mesmos motivos anteriores, são afetadas pela distância entre o assinante e a central.

Figura 12: Comparativo Velocidade Transmissão ADSL2 e ADSL2+

Outra novidade trazida pelo ADSL2+ é que ele permite reduzir o crosstalk entre pares telefônicos, pois permite o uso de tons piloto, como sendo uma seqüência de treinamento, somente na faixa entre 1,1 MHz e 2,2 MHz, mascarando assim as freqüências abaixo de 1,1 MHz no fluxo de bits downstream. Este fator é considerado uma vantagem por ser particularmente útil quando serviços ADSL provenientes tanto da estação telefônica ADSL2 quanto de um terminal remoto ADSL2+ utilizam pares telefônicos de um mesmo cabo, vide figura 13, à medida que se aproximam das instalações dos usuários finais [2][9].

Com isso, o crosstalk dos serviços ADSL entregues a partir do terminal remoto sobre os serviços entregues a partir da estação telefônica podem reduzir significativamente a taxa de bits na linha telefônica do usuário do serviço ADSL2.

Figura 13: Redução do Crosstalk no ADSL2+

Para se resolver então este problema com o uso do ADSL2+, é necessário configurar o serviço ADSL para o uso de freqüências abaixo de 1,1 MHz, e o serviço ADSL2+ para o uso de freqüências entre 1,1 MHz e 2,2 MHz, eliminando assim a maior parte do crosstalk e preservando a taxa de bits do serviço ADSL2.

Vá para a parte I

Fonte: Teleco

Anúncios

Tags:

About Desmonta&CIA

Somos um blog que busca informar aos apaixonados por tecnologia tudo sobre o mundo de TI.

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: