ADSL - Serviço ou Tecnologia? Este tutorial tem por
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1. Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas robustez da informa o dado um simbolo codificado em um ponto da constela o o pr ximo s mbolo s poder ser codificado em um valor de um conjunto de valores predefinidos Se no receptor o ponto sofreu deslocamento devido ao ru do ele dever ser encaixado em um ponto v lido de um dos pontos na rea A resili ncia a raz o porque trellis uma op o para a constela o de 256 pontos uma grande constela o incrementa o potencial para erro que reduzida pela codifica o trellis 3 4 10 Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol gicas ADSL Considera es Finais As redes locais compostas de pares tran ados podem ser consideradas ambientes controlados no que diz respeito s suas caracter sticas f sicas No caso do sistema ADSL quem transporta estes sinais a rede telef nica das operadoras Sendo a rede uma personagem din mica e sujeita a degrada es m ltiplas a transmiss o e recep o satisfat rias do sinal devem ser garantidas por um eficiente sistema de controle A codifica o modula o e corre o de erro do sinal ADSL s o itens fundamentais e complementares entre si para este objetivo bem como para aproveitamento m ximo da capacidade de transmiss o do meio met lico O presente trabalho procurou abordar de forma l gica e sequencial estes itens e apresent los d2. do exemplo dado do bit Amplitude Pee fase 000 1 Nenhum 001 2 Nenhum 010 1 7 011 2 Yu 100 1 7 101 2 7 110 1 y 111 2 7 Tabela 2 Quadrature Amplitude Modulation QAM Usando se a t cnica descrita uma stream de dados de grande tamanho pode ser quebrada em palavras de tr s bits como por exemplo 001 010 100 011 101 000 011 110 A figura 3 ilustra a codifica o do sinal descrito acima demonstrando a varia o de amplitude e deslocamento de fase de cada onda em rela o anterior Teleco FiTec Inova es Tecnol gicas Intelig ncia em Telecomunica es Amplitude Frequency Figura 3 Exemplo de QAM No caso particular do DMT para transmitir 15 bits de dados em um nico tom s o necess rias 32 768 combina es de amplitude e deslocamento de fase Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas O c digo de Reed Salomon uma forma de FEC Forward Correction Error e utilizada no ADSL para trazer resili ncia adicional contra o ru do da linha 3 4 6 8 O c digo de Reed Solomon um subtipo do c digo c clico BCH Bose Chaudhuri Hocquenghem que foi desenvolvido para executar corre o de erros m ltiplos n o bin rio muls mbolo Tome se como exemplo um s mbolo b bit onde tem se q 2b simbolos poss veis codewords palavras c digo Atribuindo um valor para b 8 bits da literat
3. Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas ADSL Servi o ou Tecnologia Este tutorial tem por objetivo abordar aspectos de codifica o modula o e corre o de erro utilizados na tecnologia ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Inicialmente apresentam se conceitos fundamentais da tecnologia ADSL familiarizando o leitor e criando um background de conhecimento que ser necess rio para compreens o dos assuntos abordados na seq ncia Gianfranco Muncinelli Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Santa Catarina em 1995 Recebeu o t tulo de Especialista em Engenharia El trica concentra o em Concep o e An lise de Dispositivos Eletromagn ticos na mesma Universidade em 1999 Especialista em Moderna Gest o Empresarial tamb m pela Universidade Federal de Santa Catarina em 2000 Especialista em Telecomunica es pela Pontif cia Universidade Cat lica do Paran em 2002 Mestre em Ci ncias pela Universidade Tecnol gica Federal do Paran ex CEFET PR rea de concentra o em Telem tica cujo tema da disserta o foi Aplica o do M todo das Linhas de Transmiss o TLM no Estudo de Dist rbios N o Cont nuos em Linhas Digitais Assim tricas de Assinante ADSL em 2006 Trabalhou na NET Florian polis operadora de TV a Cabo com aspectos t cnicos relacionados TV a Cabo e Cable Modem Trabalhou na Brasil Telecom no in cio da implanta o de sis
4. do independentemente para os canais de downstream e upstream Por m quando a resili ncia resiliency incrementada o pre o pago em lat ncia como ser explicado a seguir Durante a sincroniza o inicial entre ATU C ADSL Termination Unit Central Office ou Unidade de Termina o do ADSL Central Telef nica e ATU R ADSL Termination Unit Remote ou Unidade de Termina o do ADSL Remota Assinante o sinal ADSL transmitido via c lulas ATM Asyncronous Transfer Mode vazias A taxa de transfer ncia das pr ximas c lulas ATM pode ser configurada de dois modos fast data e interleaved Como os pr prios nomes indicam fast data um m todo de transporte com lat ncia mais baixa entenda se por lat ncia o tempo de comunica o entre os dois dispositivos conceito comumente utilizado quando o assunto comunica o de roteadores enquanto que o m todo interleaved mais robusto com corre o adicional de bits errados embutida no sinal Em compara o o m todo fast data sem o c digo de Reed Salomon tem atraso delay menor do que o interleaved Codifica o Trellis Trellis Encoding A largura de banda total de uma comunica o pode ser reduzida utilizando se a codifica o trellis um m todo que incrementa a resili ncia do sinal transmitido pela linha Em oposi o codifica o direta da informa o em dos pontos da constela o a codifica o trellis introduz um passo adicional que incrementa a 9
5. e forma a estabelecer um racioc nio pr tico do funcionamento do sistema completo Refer ncias 1 AG COMMUNICATION SYSTEMS Asymmetric Digital Subscriber Line ADSL P gina da WEB IEC International Engineering Consortium Web ProForum Tutorials http www iec org Setembro 2002 2 ANSIT1 413 1998 Network and Customer Installation Interfaces Asymmetric Digital Subscriber Line ADSL Metallic Interface Norma do American National Standards Institute 1998 3 ASH ROBERT B Information Theory New York Dover Publications Inc 1965 4 GINSBURG DAVID Implementing ADSL Massachusetts Addison Wesley Longman Inc 1999 5 GODOY JR WALTER Esquemas de Modula o Codificada com C digos de Bloco Curitiba Cefet PR 1991 6 KAILATH THOMAS Applied Coding and Theory Information for Engineers New Jersey Prentice Hall Inc 1999 7 LANE JIM Personal Broadband Services DSL and ATM New York Virata 1998 8 LIN SHU COSTELO JR DANIEL J Error Control Coding Fundamentals and Applicattions New Jersey Prentice Hall Inc 1983 9 MUNCINELLI GIANFRANCO Qualifica o de Linha para Servi o ADSL Anais do CININTEL 2001 IV Congresso Internacional de Infraestrutura para Telecomunica es Foz do Igua u 2001 10 PAIRGAIN DSL The Technology Guide Series http www pairgain com Setembro 2002 11 RAUSCHMAYER DENNIS J ADSL VDSL Principles A practical and precise study of asymme
6. mada de enlaces de dados esta camada prov acesso controlado camada f sica Especifica como os dados transitam entre um comutador de pacote e um host ao qual est conectado Define o formato dos quadros e especifica como as duas m quinas reconhecem os limites do quadro J que a transmiss o de erros pode destruir os dados o protocolo de n vel inclui a detec o de erro permitindo que as duas saibam quando a transfer ncia de um quadro foi bem sucedida Camada de rede prov a conectividade fim a fim atrav s de endere amento e roteamento O foco aqui o IP Camada de transporte Garante que o destino recebe os dados exatamente da forma que eles tenham sido mandados Com a camada de transporte poss vel rodar v rios programas de aplica o sobre redes diferentes uma vez que se utilizam primitivos padr es da camada de transporte Camada de sess o permite que os usu rios estabele am uma sess o ou seja um ambiente iniciado a partir de uma conex o e que permite a transfer ncia organizada de dados Al m disso gerencia os di logos ou seja o controle de quem deve ser a vez de conversar Existem conex es full duplex onde os dados se movem nos dois sentidos simultaneamente e half duplex onde h comunica o de um lado de cada vez Camada de apresenta o fica um tanto escondida do usu rio final e cuida dos problemas 3 Teleco FiTec Imeligendia em Telecomunica es Inova es Tecnol gicas relacionados com a
7. nsporte de dados em cada canal A t cnica prev uma detec o de integridade dos dados transmitidos em cada um destes canais Se um dos canais estiver danificado o dano detectado e os dados deixam de ser transmitidos por aquele canal e s o repassados para os outros canais Cada canal monitorado individualmente na rela o sinal ru do e dependendo desta rela o ser alimentado com mais ou menos bits Dessa forma apenas os melhores canais s o utilizados O modem pode modular cada um destes canais com uma densidade de bit diferente at um m ximo de 15 bits segundo Hz ou 60 kbit s 4kHz tom dependendo do ru do da linha Em baixas fregii ncias onde existem menos interfer ncias a linha pode suportar 10 bits segundo Hz enquanto que em altas frequ ncias este valor pode cair de 10 para 4 bits segundo Hz devido a um decr scimo correspondente de largura de banda Este uso de subportadoras bem mais complexo do que as solicita es de processamento do CAP Este fato torna DMT mais robusto que CAP POTS Upstream Downstream of Bits 4 20 160 240 1100 kHz Frequency Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas Figura 2 Canais da Modula o DMT Dentro do DMT a freq ncia de 0 kHz n o usada pois encontra se na faixa utilizada pela voz Al m disso a subportadora de n mero 256 na freq ncia de Nyquist n o usada para transporte de dados O limite mais baixo para
8. representa o dos dados transmitidos como convers o criptografia e compress o e Camada de aplica o cont m os programas com os quais o usu rio interage como por exemplo correio eletr nico transfer ncia de arquivos acessos a arquivos remotos entre outros Especificamente sobre ADSL a camada f sica manuseia a codifica o b sica incluindo standards taxas de dados e compatibilidade com outras tecnologias da rede met lica Entre os standards inclua se Discrete Multitone DMT e Carrierless Amplitude and Phase CAP Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas ADSL Codifica o do Sinal A abordagem da t cnica de codifica o se restringir ao Discrete Multitone DMT pois a t cnica mais usada em aplica es comerciais Na literatura em geral encontram se tamb m informa es sobre a modula o CAP 13 16 A t cnica de modula o DMT de banda passante pois sua frequ ncia limite inferior um valor diferente de zero Sistemas RDSI ADSL e HDSL utilizam a banda base frequ ncia limite inferior zero Isto explica porque o ADSL pode conviver com a transmiss o de voz anal gica no mesmo par pors Transmiss o de Dados Transmiss o de Dados Upstream Downstream D 4K 20K 1 1M Figura 1 Bandas do Sistema A t cnica DMT divide o espectro em 256 canais de 4 3125 kHz de largura cada chamados bins Utiliza se modula o de amplitude e fase para o tra
9. s Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas Comumente chama se ADSL de servi o por m se um pouco mais de purismo requerido pode se afirmar que ADSL uma tecnologia de modem muito sofisticada ou seja uma tecnologia de codifica o que pode desenvolver encapsulamentos de camadas mais altas como ATM e IP Dessa forma uma abordagem por camadas talvez seja mais apropriada para descrever a tecnologia Camada Funcionalidade 7 Aplica o 6 Apresenta o 5 Sess o 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 F sica Tabela 1 Modelo OSI Open System Interconnect de Refer ncia A base do modelo OSI a divis o da complexidade do projeto organizando a rede em camadas com n veis de abstra o diferentes definindo uma pilha de protocolos Ele cont m sete camadas sendo cada uma respons vel por oferecer servi os s camadas superiores de uma forma transparente ou seja as demais camadas n o precisam saber de detalhes da implementa o do servi o implementado nesta camada Relembrando um pouco sobre cada camada do modelo OSI Camada f sica a camada que fornece a infra estrutura para todas as camadas acima dela ADSL e SDH s o exemplos de tecnologia de camada f sica Especifica um padr o para a interconex o fisica entre hosts e comutadores de pacote de rede e tamb m os procedimentos usados para transferir pacotes de uma m quina para outra Ca
10. temas ADSL em Curitiba PR na opera o da planta Ainda em Curitiba atuou como Coordenador do Centro de Opera o e Manuten o de Comunica o de Dados falha desempenho configura o e seguran a de redes de Comunica o de Dados IP determin sticas frame relay X 25 e internet do Paran Atualmente continua na Brasil Telecom como Coordenador do Grupo de Suporte N vel 1 First Call Resolution de clientes Corporativos de Comunica o de Dados no Centro Nacional de Opera o em Florian polis SC Professor Titular na UnC Funda o Universidade do Contestado ministrando aulas para Engenharia de Telecomunica es e Instrutor III no Centro de Tecnologia em Automa o e Inform tica CTAI SENAL ministrando aulas para a Especializa o em Redes Corporativas Ger ncia Seguran a e Converg ncia IP e para a Gradua o em Tecnologia em Sistemas de Telecomunica es Publicou diversos artigos relacionados a TV a Cabo ADSL Teoria da Informa o e Comunica o de Dados em revistas especializadas nacionais e em confer ncias de mbito nacional e internacional Interesses Comunica o de Dados Teoria da Informa o ADSL Cable Modem TV a Cabo ITIL Project Management e Gest o de Empresas de Telecomunica o Teleco e Intelig ncia em Telecomunica es Categoria Banda Larga N vel Introdut rio Dura o 20 minutos Enfoque T cnico Publicado em 16 10 2006 FiTec Inova es Tecnol gica
11. tr fego de dados na dire o upstream para o ATU C determinado pelos filtros de POTS Isto tamb m determina a freq ncia de divis o entre up e downstream Ainda um tom piloto modulado e transportado pela portadora 64 276 kHz DMT utiliza uma IDFT Inverse Discrete Fourier Transform para modula o dos dados em cada portadora sendo que a largura de banda disponivel em cada portadora uma fun o do n mero de simbolos resultando em um tipo de constela o de modula o de complexidade vari vel de at 256 pontos 10 A modula o DMT Discrete Multi Tone foi escolhida pelo American National Standards Institute ANSI como padr o pela norma T1 413 2 Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas ADSL Modula o O ADSL utiliza a Quadrature Amplitude Modulation QAM como t cnica de modula o de sinal para poder atingir a transmiss o de at 15 bits em cada subcanal formado pela codifica o DMT QAM uma t cnica que emprega uma combina o de modula o de amplitude e deslocamento de fase Por exemplo um sinal que transmite tr s bits por baud necessita de oito combina es bin rias para represent lo Este exemplo demonstra as duas medidas de amplitude e os quatro deslocamentos de fase poss veis que permitem a representa o dois oito tipos de onda necess rios para a representa o do sinal A tabela II detalha as combina es de amplitude e deslocamento de fase
12. tric digital subscriber line and very high speed digital subscriber lines Indianapolis MacMillan Technical Publishing 1999 11 Teleco FiTec Intelig ncia em Telecomunica es Inova es Tecnol g icas 12 TTC ADSL Basics DMT Technical Note www ttc com Dezembro 2000 IX 12 Teleco e z Intelig ncia em Telecomunica es In ova 0 S Te cn ol 0gIcasS ADSL Teste seu Entendimento 1 Pelo exposto no artigo o ADSL encontra se em qual is camada s do modelo OSI incluindo o ATM O 1 O 2 le2 2 Assinale o coment rio correto acerca da afirma o ADSL significa Asymmetric Digital Subscriber Line por m a modula o QAM anal gica C QAM n o modula o anal gica e sim digital C A modula o anal gica mas a informa o digital C O acr nimo ADSL est errado 3 A linha telef nica convive com o ADSL no mesmo par tran ado Como C DMT banda passante C DMT banda base C N o convive no mesmo par tran ado 13
13. ura um c digo comum o que apresenta 256 simbolos poss veis Um c digo de Reed Solomon n k tamb m um c digo de bloco onde em k s mbolos de informa o que est o inseridos no codificador n simbolos de palavra c digo aparecem na saida Neste tipo de c digo os simbolos de palavra c digo est o limitados como sendo em sua maioria n lt q 1 simbolos de comprimento apesar desta rela o de n lt q 1 ser normalmente usada como premissa de projeto Obs C digos Reed Solomon podem ser estendidos para n q e n q 1 em comprimento m dio 5 Por exemplo se forem utilizados grupos de 6 bits 64k c digos de Reed Solomon podem ser gerados Um c digo Reed Solomon 64 40 consistiria de palavras c digo de 64 X 6 384 bits cada uma contendo 240 bits de informa o tratados como 40 s mbolos de 6 bits No c digo 64 40 descrito anteriormente temos comprimento de palavras c digo de q 26 64 bit A fra o de poss veis palavras c digo de 64 simbolos de comprimento utilizada como palavra c digo se 64 24 2 144 O que demonstra a grande capacidade de detec o e corre o de erro neste caso particular pode se corrigir erros de at 12 s mbolos Primeiro as palavras c digo s o formadas code words ent o s o passadas por um interleaver para uma prote o melhorada contra ru do A a o do interleaver ajust vel pode ser programada para sem interleaving e para 2 4 8 ou 16 code words Ainda pode ser ajusta
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