1
CURSO CCNA – SENAC SP
TECNOLOGIAS xDSLpara pares de cobre
Por: Aldo G. Jardim
2
Tecnologias xDSL
I. INTRODUÇÃO
1. O investimento no cobre
2. Introdução às técnicas de transmissão digital
3. Serviços RDIS
4. A família xDSL
II. TECNOLOGIAS AVANÇADAS PARA PARES DE COBRE
1. Conceitos básicos sobre transmissão digital
2. Cancelamento de eco e Equalização
III. HIGH-SPEED DSL (HDSL)
1. Requisitos para a tecnologia HDSL
2. Técnicas de operação HDSL
3. Desempenho dos sistemas HDSL
3. Standards para transmissão HDSL
IV. ADSL e VDSL1. Objectivo da tecnologia ADSL2. Técnicas ADSL3. Serviços ADSL4. Limitações de operação do ADSL5. Very-High-Speed Digital Subscriber Loop (VDSL)
V. SUMÁRIO
VI - BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
3
Tecnologias Avançadas para Pares de Cobre
As novas tecnologias estão mudando o meio de acesso tradicional aos serviços de comunicação.
Cabo de cobre
4
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Evolução da transmissão de dados sobre pares de cobre:
Modems – Atualmente os modems V.90 conseguem 56 Kbps no sentido descendente e 33.6 Kbps no sentido ascendente. Mas há vinte anos a taxa de transmissão era de apenas 1200 bit/s.
Fax - Velocidades entre 9600 bps e 28.8 Kbps.
RDSI – Rede Digital de Serviços Integrados.
A tecnologia DSL atinge 160 Kbps Duplex sobre a maioria dos pares de cobre.
Técnicas similares de cancelamento de eco e Equalização usadas tanto por modems como para transmissão digital.
5
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Rede Digital Integrada de Serviços Transmissão bidireccional sobre pares de cobre. Definições do acesso à rede Permite acesso a múltiplos serviços através de um único
acesso. Standards
Recomendação ITU Implementações Proprietárias
6
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Nome Descrição Débito Modo Aplicações
V.22 V.34 V.90
Modems Banda Voz
1200 bps 28,800 bps 56 Kbps
Duplex Comunicação de dados
DSL
Digital Subscriber Line
160 Kbps Duplex Serviços RDIS Voz e comunicação de dados
HDSL High data rate Digital Subscriber Line
1.544 Mbps 2.048 Mbps
Duplex Duplex
Serviços T1/E1 Acesso a LANs, WANs
SDSL Symmetric DSL 1.544 Mbps 2.048 Mbps
Duplex Duplex
Os mesmos que o HDSL
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
1.5 a 9 Mbps 16 a 640 Kbps
Down Up
Acesso À Internet, Video on-demand, acesso a LANs, Multimédia interactiva.
VDSL Very high data rate Digital Subscriber Line
13 a 52 Mbps 1.5 a 2.3 Mbps
Down Up
Os mesmos que o HDSL + HDTV
Tecnologias de acesso sobre pares de cobre
7
Conceitos Básicos sobre Transmissão digital
Técnica de Transmissão TCM
Ping-Pong ou Time Compression Multiplexing (TCM)
Vantagem: Simplicidade de implementação
Limitações: Atraso de transmissão Atenuação
8
Conceitos Básicos sobre Transmissão digital
Atraso na transmissão: Um Burst de dados demora cerca de 5 s por Km para
chegar de um extremo ao outro da linha.
Atenuação: A principal limitação da operação ping-pong é a atenuação e
interferências que surgem da operação em frequências elevadas.
Devido a estas limitações, só é viável para operação em linhas curtas.
9
Conceitos Básicos sobre Transmissão digital
FDM - Frequency Division Multiplexing
FDM atribui uma banda para dados Upstream e outra banda para dados Downstream.
10
Conceitos Básicos sobre Transmissão digital
Cancelamento de eco
A técnica de cancelamento de eco permite que o sinal recebido seja calculado por subtracção, se as características da linha e o sinal transmitido forem conhecidos.
11
Conceitos Básicos sobre Transmissão digital
A utilização de canceladores de eco permite utilizar a mesma banda para os dois sentidos de transmissão.
12
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Sistemas de Transmissão de Sinal
Um sistema de transmissão é um canal elétrico ou óptico entre uma fonte de informação e o destino. Pode ser um par de fios de cobre ou uma ligação por fibra óptica.
Todos os canais de transmissão têm dois atributos físicos no que diz respeito à transmissão: Dissipação interna de potência. Armazenamento de energia.
13
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Sistemas de Transmissão de sinal
Quais os principais factores que limitam a transmissão digital sobre cabos de cobre?
As limitações nos cabos de cobre surgem devido a:
Atenuação do sinal elétrico devido à resistência eléctrica do cobre. Distorção do sinal devido à capacidade indesejada dos cabos Crosstalk (diafonia) devido à radiação dos cabos adjacentes Fraca imunidade ao ruído exterior
14
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Ruído e Distorção
Os problemas nas linhas de cobre são: Atenuação; CrossTalk (NEXT); Distorção.
Perdas de transmissão por atenuação: Qualquer meio de transmissão tem perdas em vez de ganho (Pout < Pin).
CrossTalk (NEXT) É definido como a indução de uma porção de sinal de um par para
outro adjacente. Medido em cada extremidade Medido em dB
15
Conceitos Básicos sobre Transmissão Digital
Códigos de Linha para Transmissão sobre pares de cobre
16
Técnicas de modulação
Técnicas de modulação/codificação Técnicas de modulação clássicas utilizadas nos primeiros
modems : FSK - Frequency shift keying ASK - Amplitude Shift Keying PSK - Phase Shift Keying
Mais recentemente os modems passaram a utilizar: QAM - Quadrature Amplitude Modulation.
É uma combinação de modulação de amplitude e de fase de modo a se conseguir transmitir o máximo de símbolos por baud.
17
Técnicas de Modulação
Técnica de transmissão QAM
Quantos mais pontos forem utilizados mais bits poderão ser transmitidos por unidade de sinal (baud).
Coseno
Seno
Coseno
Seno
4 QAM 16 QAM
18
Técnicas de Modulação
Outras técnicas de modulação/codificação de linha
CAP (carrierless amplitude modulation/phase modulation)---Uma versão de QAM sem portadora.
DMT (discrete multitone)---Um sistema multi-portadora que usa transformada discreta de Fourier para modular e demodular portadoras individuais.
19
O que significa XDSL?
XDSL = Diversos Digital Subscriber Line
DSL é uma tecnologia avançada de transmissão analógica, que permite transportar informação digital a altas velocidades, por pares telefônicos comuns, mediante sistemas de modulação-demodulação complexos.
O “x” utiliza-se para diferenciar os tipos de serviços e/ou tecnologias DSL (ex.: HDSL, ADSL, SDSL, RADSL, VDSL,...)
20
Tecnologias DSL
Porquê DSL?
Requisitos dos utilizadores finais de maior largura de banda e maior facilidade de acesso a novos serviços.
Novas aplicações.
Re-utilização eficiente da infra-estrutura de cobre existente.
Resposta face ao débito das linhas de longa distância.
21
Múltiplos Serviços - Múltiplas Tecnologias
RADSLRADSL
Rate Adaptive DSL -
CAP
G.lite
G.lite
Splitterless A
DSL - DMT
MVLMVLMultiple Virtual Lines
ADSLADSLAsymmetric DSL - DMT
IDSLISDN DSL - 2B1Q HDSLHigh bit rate DSL - 2B1Q
SDSLSDSLSymmetric DSL - CAP
M/HDSLM/HDSL
Multirate HDSL - C
AP
MSDSLMSDSLMultirate SDSL - CAP
HDSL2HDSL2
Emerging 2 Wire HDSL
SDSLSDSLSymmetric DSL - 2B1Q
SHDSLSHDSLEmerging multirate SDSL
VDSLVDSL
Emerging Very High Speed DSL
22
A família xDSL
Tipo DSL Descrição Modula-ção
Atributos do Serviço Normas/ Standards
ADSL G.Lite
Asymmetric DSL DMT 1.5 Mbps Downstream, 512 Kbps Upstream, operação sobre um par, Distribuição de services IP ou ATM.
ITU G.992.2
ADSL G.DMT
Full Rate Asymmetric DSL
DMT 8 Mbps Downstream, 1.024 Mbps Upstream, operação sobre um par, Distribuição de services IP ou ATM.
ITU G.992.1, ANSI T1.413 Issue 2
RADSL Rate Adaptive DSL CAP 8 Mbps Downstream, 1.024 Mbps Upstream, operação sobre um par, IP ou ATM
ANSI T1 TR-59
MVL Multiple Virtual Line DSL
Variante QAM
768 Kbps Symmetric, operação sobre um par, Ponto-Ponto ou Multi-Ponto, IP
FCC Part 68
SDSL, MSDSL
Symmetric DSL 2B1Q ou CAP
1.544 / 2.048 / 2.3 Mbps Symmetric, 2B1Q:, um par, TDM, IP ou ATM.
ANSI T1 TR-28, ETSI TS 101 135 Anexo B, G.991.1
IDSL ISDN DSL 2B1Q 128 Kbps ou 144 Kbps Symmetric, operação sobre um par, distribuição de serviços IP
ANSI T1.601
HDSL, MHDSL
High-bit-rate DSL 2B1Q or CAP
Taxa fixa 1.544 Mbps / 2.048 Mbps, 2B1Q: 2/3 pares, CAP:2 pares, serviços TDM
ANSI T1 TR-28, ETSI TS 101 135 Anexo B
HDSL2 Single Pair High-bit-rate DSL
PAM Taxa fixa 1.544 Mbps / 2.048 Mbps, operação sobre um par, serviços TDM
ANSI Draft
G.SHDSL Single Pair High-bit-rate DSL
PAM 1.544 Mbps / 2.048 Mbps Symmetric, um par, Serviços TDM, IP ou ATM
ITU Draft
VDSL Very High Speed ADSL
DMT or QAM
52 Mbps Downstream, 6 Mbps Upstream, um par, IP ou ATM
Draft
A família xDSL
23
DSLProdutos
e Serviços
Video Conferencia e Multimédia
Rede de Acesso de alta velocidade e Nova Geração
de Serviços QoS
Integração de Dados, Voz e Fax
Video-On-Demand
Novas Aplicações
24
Soluções de Acesso em Banda Larga
Classe deServiços
Classe 1(VLB-S)S/ limite
Classe 2(LB-S)TBD
Classe 3(MB-S)
9 kft
Classe 4(HB-S)9 kft
Classe 5(HB-A)18 kft
Classe 7(VHB-S)
7kft
MVL(QAM) 784 Kb
SDSL (CAP)336 Kb 720 Kb 1.168 Mb 2.332 Mb
SDSL (2B1Q)256 Kb 512 Kb 784 Kb * 1.168 Mb
HDSL-2(OPTIS) 1.544Mb *
RADSL (CAP)7.2/1.1 Mb
ADSL (DMT)6.1/.64 Mb
Classificação dos serviços em 7 classes
25
Tecnologia HDSL
HDSL= High-Speed Digital Subscriber Line
Objectivos do HDSL?
Transmitir a 1.544 Mb/s sobre linhas telefônicas até 5,5 Km de comprimento.
Operação simétrica e full-duplex. Utiliza dois pares de cobre (i.e. 4 fios).
26
Tecnologia HDSL
Técnicas para a operação HDSL
A transmissão Downstream e Upstream utilizam a mesma banda de frequência
O HDSL usa cancelamento de eco
Utiliza operação duplex em ambos os pares que tradicionalmente operam a 1.544 Mbps nas linhas T1.
A taxa de operação em cada par é aproximadamente metade. Menor Atenuação Menor NEXT
27
Tecnologia HDSL
High-Speed Digital Subscriber Loop
Clientes
NMS
Multirate SDSL
DSLAM
V.35/EIA-530A
DSX-1/G.703
64K-2M1 par cobre
HDSLT1 ou E1
2-pares cobre
Interfaces Comuns
Serviços em canais TDM Simétrico
HDSL: 2B1Q / CAP MSDSL: Multirate Single pair DSL
baseado em CAP HDSL2 / SHDSL: No futuro
28
Tecnologia HDSL
Requisitos para a tecnologia HDSL.
Taxa HDSL Nº Pares Taxa por par
1,544 Mbps 2 784 Kbps
3 784 Kbps
2,048 Mbps2 1176 Kbps
29
Tecnologia ADSL
ADSL= Asymmetric Digital Subscriber Line Características:
A tecnologia ADSL é assimétrica. Permite utilizar em simultâneo e sobre a mesma linha, o
serviço telefônico normal, RDIS e transmissão de dados a alta velocidade, ex. vídeo.
Aplicações típicas: Acesso Internet/Intranet Video on Demand Acesso remoto a LANsOs utilizadores destas aplicações normalmente fazem mais
download de informação do que aquela que enviam.
30
Tecnologia ADSL
ADSL
A tecnologia ADSL cria 3 canais de informação separados: Um canal downstream de alta velocidade Um canal duplex de média velocidade Um canal para serviços telefônicos básicos
O canal para serviços telefônicos básicos é separado do modem digital por filtros.
O canal de alta velocidade varia de 1,5 - 6,1 Mbps.
A velocidade no canal duplex varia de 16 - 640 Kbps
Cada canal pode ser sub-multiplexado para formar vários canais com taxas de transmissão menores.
31
Tecnologia ADSL
As taxas de transferência downstream dependem de vários factores: O comprimento das linhas; A secção das linhas; Presença de bobines de carga; Crosstalk
Taxa Transferência(Mbps)
Diâmetro fio(mm)
Distância(Km)
1.5 ou 2 0.5 5.5
1.5 ou 2 0.4 4.6
6.1 0.5 3.7
6.1 0.4 2.7
Performance vs meio físico
Capacidade de Transporte do ADSL
32
Tecnologia ADSL
Separação dos canais
A tecnologia ADSL utiliza FDM ou cancelamento de eco para dividir a largura de banda disponível pelos serviços.
O processo de separação os sinais de Upstream e Downstream é transparente.
As frequências acima dos 4Khz estão disponíveis para o DSL
33
Tecnologia ADSL
Técnicas de transmissão ADSL Discrete Multitone (DMT)
A ideia básica do DMT é separar a largura de banda disponível num número grande de subcanais. O DMT é capaz de alocar dados de forma a que o débito em cada subcanal seja maximizado.
Gestão da Largura de Banda no ADSL
34
Arquitectura da Tecnologia ADSL
Diagrama de blocos de um transceiver ADSL.
35
Arquitectura da Tecnologia VDSL
VDSL = Very-High-Data-Rate Digital Subscriver Line
Objectivos do VDSL? A transmissão VDSL pode ser usada no fim de uma ligação
de fibra óptica, para fazer a ligação final do último Km em par de cobre. Nos sistemas (FTTC - Fiber-to-the-curbe) o comprimento da ligação VDSL pode ter até 500m, e taxas entre 25 e 51 Mbps.
Nos sistemas (FTTCab - fiber-to-the-cabinet) o comprimento pode ser superior a um quilómetro e taxas de 25 Mbps.
36
Arquitectura da Tecnologia VDSL
VDSL - Separação dos canais
As primeiras versões de VDSL devem usar FDM para separar os canais downstream e upstream e ambos dos serviços telefónicos básicos e do RDIS, como este exemplo mostra.
37
Tecnologia VDSL
Capacidade de Transporte ADSL vs VDSL
38
SUMÁRIO
As tecnologias xDSL permitem a transmissão de dados a alguns megabits por segundo e podem ser usadas na maioria das linhas telefónicas existentes.
Os pares de cobre podem também ser usados em sistemas de transmissão assimétrica onde um canal upstream de baixa velocidade é usado para controlar os serviços downstream de alta velocidade.
Transmissão a velocidades mais elevadas pode ser conseguida quando um par de cobre é usado só para fazer a ligação do último quilómetro, entre o cliente e uma ligação de fibra óptica
39
Bibliografia Consultada
Bibliografia Alex Gillespie, “Access Networks, Technology and V5 Interfacing,” Artech House
Publishers, pp. 5-70
Artigos Internetworking Technology Overview: Digital subscriver Line, Cisco Systems, Junho
1999, pp. 15
Passband HDSL and ADSL Circuits and Systems, David Johns, University of Toronto
Links
http://www.3com.com/solutions/dsl/dsl_guide.html
40
Obrigado pela Atenção
Uma cópia desta apresentação pode ser encontrada em:
www.herainfra.com
Questões ?