Métodos de modulação (QAM) e multiplexação (DMT)

Introdução

I - Introdução

O aumento de demanda por serviços que exigem maiores taxas de transmissão de dados, somado a necessidade de se maximizar a relação entre os benefícios que a tecnologia trás e o custo associado, são requisitos que a tecnologia xDSL pretende atender.

xDSL, é uma notação que generaliza a família de protocolos para o Digital Subscriber Line, uma técnica de comunicação projetada para coexistir com os velhos serviços de telefonia, onde a infra-estrutura e os fios de cobre nos pares trançados podem ser aproveitados para a transmissão de dados em altas taxas, sem que voz e dados interfiram mutuamente. Esta é uma tecnologia que poderia ser interpretada como uma extensão para tecnologias mais avançadas como a ATM, onde a tecnologia DSL serviria como um meio de ligar o usuário final a um backbone na central telefônica.

Esta definição é muito pobre, e exige esclarecimento que no decorrer deste trabalho serão obtidas. Serão estudados: primeiramente os membros da família de protocolos de xDSL, as motivações para a sua implementação, a desvantagens ou dificuldades para tal e performance. Em seguida a camada física será apresentada, onde as técnicas de modulação ( QAM ) utilizadas e multiplexação ( DMT ) serão abordados.

Como adendo aos tópicos anteriores, métodos de migração e incorporação de DSL para diferentes redes de telecomunicações serão citadas ao final do trabalho.

Voltar ao Index

DSL

II - DSL

A definição de DSL ( Digital Subscriber Line ) poderia ser aplicada a qualquer transmissão digital pela linha que existe entre o assinante e o local de comutação regional, o que poderia incluir os antigos modems analógicos que utilizam a estrutura do sistema telefônico e os cable modems que utilizam linha própria ( ex. Cabo coaxial compartilhado ) para a transmissão de dados.

Entretanto apenas um número restrito de protocolos que se utilizem das ubiquas linhas de transmissão do antigo sistema de telefone, com a adição de novos métodos ( ex. Fibra ótica ), são considerados como DSL. Este sistema projetado para transmissão de voz e comutação de circuitos apresenta muitas limitações e dificuldades para a transmissão de sinais digitais.

Voltar ao Index

Por que utilizar DSL?

III - Por quê utilizar o antigo sistema telefônico vem sendo construído e desenvolvido desde o início do século passado, uma gigantesca estrutura que serve vem servindo aos usuários com grande eficiência para a transmissão de voz.

Entretanto o projeto desta estruturas leva em consideração não o número máximo de conexões e sim o uso médio desta. A isto chamamos de comutação de circuitos. Um exemplo que ilustrativo : caso tivessemos 10 usuários completamente conectados, necessitaríamos de 44 fios para conexão fim a fim entre os usuários. Se utilizássemos circuitos a comutação, poderiam-se utilizar 10 linhas para o atendimento destes 10 usuários. Se a média de uso indicasse que 6 usuários se comunicam ao mesmo tempo, então seriam necessárias apenas 3 linhas para conexão.

O projeto citado acima, com economia de até 41 linhas de transmissão, necessita do conhecimento do tempo médio de uso, número de usuários, entre outros. O problema é que o cenário de observação vem a sofrer uma severa mudança.

Primeiro com a introdução de novas tecnologias como o facsimile ( fax ) e o BBS ( Bulletin Board System), que não chegaram a alterar o perfil de uso do sistemas telefônico.

Em seguida, o mecanismo de multiplos, a Internet, veio a introduzir um novo cenário, onde o tempo de duração da ligação e número de usuários estariam por sobrecarregar o sistema. Modems de baixa velocidade também viriam a contribuir com extensos tempos de transmissão de dados.

Por último temos a Internet com os modems de 56K e o BRI ISDN ( Basic Rate Interface Integrated Service Digital Network). As linhas se tornam mais frequentemente ocupadas.

A questão agora é como utilizar este sistema, amplo, integrado e de cara substituição sem causar os problemas citados acima. A solução é a reutilização do que é caro para substituir ( ex. Fios de cobre no par trançado ), mudar o que for tangível e utilizar o sistema para transmitir informação da residência ou trabalho para a central de comutação, sem fazer uso ou interferir na rede de transmissão de voz.

Voltar ao Index

PSTN

IV – Algumas informações sobre o PSTN – Public-Switched Telephone Network

Para descrever como o xDSL pretende integrar-se ao PSTN, devemos conhecer melhor alguns aspectos do sistema telefônicos. Uma observação a ser feita é que a maior parte das análises está direcionada a malha local, que utiliza os fios de cobre, enquanto que para rede de longa distância assume-se que estas são essencialmente redes digitais de alta velocidade.

1) Descrição do meio físico da malha local: Fio de Cobre – É o meio físico de transmissão extensivamente utilizado pelo sistema telefônico, da casa ou trabalho para a central de comutação ( malha local). Possui boa condutividade e maleabilidade. Utiliza sinais elétricos para a transmissão da informação. Apresenta problemas decorrentes da interferência entre os fios ( acoplamento capacitivo e indutivo geram o Cross talk ) e atenuação proporcional a distância. A fim de diminuir o Cross talk, os fios de cobre são utilizados em pares trançados, o que reduz a radiação eletromagnética. Entre os fios, poliethileno é mais. Na Europa, os pares trançados são manuseados em quads ( dois pares trançados entrelaçados ). Cada varios quads formam binders. Finalmente vários binders são agrupados em um único cabo. Nos EUA, não existe hierarquia e os pares trançados são agrupados sem formar quads. Para tratar da atenuação, o sinal analógico pode ser tratado por amplificadores, restaurando a potência do sinal ( sem reconhecimento ou correção de erros );já o sinal digital será tratado por repetidores, que regeneram a potência do sinal e detectam erros nos dados.

Muitos desses aspectos são descritos pelos padrões e recomendações. Entretanto motivos econômicos inibem o uso de técnicas que melhorariam o sistema de transmissão, como por exemplo o uso de blindagens entre os