Tecnologia ADSL

Introdução

Há várias tecnologias que possibilitam acesso à internet. Uma das mais conhecidas é o ADSL. Sigla para Assymmetric Digital Subscriber Line (algo como "Linha Digital Assimétrica para Assinante"), este padrão é bastante popular porque aproveita a infraestrutura da telefonia fixa, permitindo conexões velozes a preços relativamente baixos. Neste texto, você saberá o que é ADSL, entenderá como este padrão funciona, assim como conhecerá brevemente suas variações, como ADSL2, ADSL2+ e VDSL.

O que é ADSL?

Quando a internet começou a se popularizar, a maioria das pessoas usava conexões dial up, conhecidas como "conexões discadas" no Brasil. Para isso, era necessário conectar o computador a um modem e este, por sua vez, a uma linha telefônica. Em seguida, o usuário tinha que utilizar um programa específico para discar ao número de um provedor de forma a estabelecer a conexão.

O problema é que conexões discadas oferecem muitas desvantagens: são lentas - por padrão, suportam até 56 Kb/s (kilobits por segundo) -, deixam a linha telefônica ocupada, estão sujeitas à tarifação convencional por minuto de uso e podem apresentar instabilidade, fazendo com que uma nova conexão tenha que ser estabelecida de tempos em tempos.

A tecnologia ADSL, cujo surgimento se deu em 1989, se mostra como uma alternativa viável porque também utiliza a infraestrutura da telefonia convencional (tecnicamente chamada de POTS, de Plain Old Telephone Service), mas o faz sem deixar a linha ocupada. Além disso, o padrão é capaz de oferecer velocidades de transferência de dados altas e a sua tarifação é feita de maneira distinta das chamadas telefônicas.

Na verdade, o ADSL não é um padrão único, mas sim parte de uma "família" de tecnologias chamada DSL (Digital Subscriber Line) ou apenas xDSL. Entre as especificações "irmãs" estão padrões como HDSL e VDSL, que também serão abordados neste texto.

Como serviços ADSL funcionam?

Ao utilizar uma linha telefônica comum, você sabe que, se alguém tentar te ligar naquele momento, a pessoa receberá um aviso dizendo que o seu número está ocupado. Da mesma forma, você não poderá utilizar esta linha para realizar uma nova chamada enquanto não sair da ligação que está em andamento. Sendo assim, como é que as tecnologias DSL conseguem estabelecer conexões à internet sem deixar a linha ocupada?

Na verdade, não há nenhuma "mágica" nisso. O que acontece é que, quando o telefone está sendo utilizado para uma chamada de voz, esta utiliza apenas uma pequena parte da capacidade de transmissão da linha. O que algumas tecnologias DSL fazem é justamente aproveitar a parte não utilizada.

Isso acontece porque, normalmente, uma chamada de voz - a parte POTS - utiliza uma frequência de onda muito baixa, entre 300 Hz e 4000 Hz. Trata-se de um intervalo que corresponde a uma faixa muita pequena da capacidade da linha. O restante pode então ser utilizado para aplicações que funcionam em frequências maiores. É neste ponto que as tecnologias DSL entram em cena.

A utilização do espectro livre, isto é, da parte não utilizada para POTS, geralmente é feita com a técnica FDM (Frequency Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão de Frequência) ou com a técnica de Echo Cancellation (Cancelamento de Eco).

Com o FDM, parte do espectro livre é destinada ao envio de dados (upstream) e outra ao recebimento de dados (downstream), sendo esta última maior e dividida em canais menores mais e menos rápidos para melhor desempenho.

Já com o Echo Cancellation, as partes para upstream e downstream se sobrepõem no espectro, mas o uso de cancelamento de eco, procedimento que remove a "distorção" do sinal durante a transmissão a partir de cálculos de subtração, consegue "separá-las".

Como as tecnologias DSL são sistemas de transmissão e recebimento de dados que utilizam meios analógicos, faz-se necessário o uso de modulação, processo que, em poucas palavras, transforma dados e voz em sinais para tráfego em ondas de radiofrequência. Para este fim, o ADSL conta, essencialmente, com duas técnicas: a mais antiga é chamada de CAP (Carrierless Amplitude/Phase); a mais atual e mais utilizada comercialmente é denominada DMT (Discrete Multitone).

A modulação CAP, que normalmente utiliza a técnica FDM, "divide" a linha telefônica em três partes: uma que corresponde às chamadas de voz, outra que é destinada ao envio de dados (upstream) e uma terceira que é reservada ao recebimento de dados (downstream), sendo que as duas últimas formam a conexão à internet em si.

Por padrão, a faixa de voz vai de 0 a 4 KHz (4000 Hz), enquanto que o upload fica com a parte entre 25 e 160 KHz. A faixa do download, por sua vez, ocupa a maior faixa, começando em 240 KHz e chegando, no máximo, até a 1.550 KHz (normalmente indo até 1.100 KHz). Observe a imagem abaixo para compreender melhor:

Modulação CAP

Neste ponto, você já pode compreender o porquê do termo "Assymmetric" no nome do ADSL: este tipo de tecnologia é considerado assimétrico porque a taxa de download é comumente maior que a taxa de upload, uma vez que entende-se que a maioria das conexões mais recebe dados do que os envia.

Mas, como já informado, a modulação DMT é a mais utilizada, podendo usar tanto a técnica FDM quanto a técnica de Cancelamento de Eco. Nela, a linha telefônica também é usada tanto para voz quanto para dados, obviamente, com a diferença de a faixa de frequência - de 0 a 1.100 KHz, aproximadamente - ser dividida em até 256 canais, cada uma com largura de 4 KHz e espaçamento entre elas de 4,3125 KHz. A parte inicial desta divisão - os seis primeiros canais, normalmente - é destinada para chamadas de voz, ficando também um grupo responsável pelo upstream (geralmente, os canais de 6 a 30) e outro, maior, pelo downstream. No entanto, havendo uso de Cancelamento de Eco, os canais de upstream também podem ser utilizados para downstream, obviamente.

A técnica DMT ganhou preferência no mercado por oferecer melhor desempenho e maior resistência a ruídos (interferências) na transmissão. Um dos motivos para isso é o fato de cada canal ser monitorado. Os canais que estiverem, por algum motivo, operando com baixa qualidade, perdem prioridade na transmissão do sinal, trabalhando com menor quantidade de bits que os canais em melhor situação.

Modems ADSL

Em um acesso à internet via ADSL, a linha telefônica é, na verdade, apenas um meio de comunicação