NELSON NOBORU SADOYAMA
TECNOLOGIA xDSL
Londrina 2004
NELSON NOBORU SADOYAMA
TECNOLOGIA xDSL
Monografia apresentada ao Curso de Ps-Graduao, em Redes de
Computadores e Comunicao de Dados, da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de Especialista.
Orientador: Prof. Fbio Sakuray
Londrina 2004
NELSON NOBORU SADOYAMA
TECNOLOGIA xDSL
Monografia apresentada ao Curso de PsGraduao, em Redes de
Computadores e Comunicao de Dados, da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de
Especialista.
COMISSO EXAMINADORA
Prof. Fbio Sakuray
Prof. Adilson Luiz Bonifcio
Prof. Fbio Cezar Martins
Londrina, ____ de _______________ de 2004
Sadoyama, Nelson N. Tecnologia xDSL / Nelson Noboru Sadoyama. -
Londrina, 2004. 45f. Orientador: Prof. Fbio Sakuray. Especializao -
Universidade Estadual de Londrina,UEL, Redes de Computadores e
Comunicao de Dados, 2004 1. xDSL 2. VoDSL 3. VoIP 4. ATM 5. Vdeo
sob Demanda 6. Videoconferncia I. Sakuray, Fbio. II. Universidade
Estadual de Londrina.
AGRADECIMENTOS
minha famlia, pelo apoio e motivao. Ao prof. Fbio Sakuray , pela
sua pacincia e orientao durante todas as etapas deste trabalho. Aos
colegas de trabalho, pelo incentivo. Aos professores e colegas de
curso. A todos que direta ou indiretamente colaboraram para a
realizao deste trabalho.
RESUMO
Este trabalho mostra as caractersticas fundamentais da
tecnologia DSL, apresentando os principais tipos de tecnologias
xDSL. Sero analisados alguns servios implementados sobre DSL, tais
como: a implementao de redes ATM, a transmisso de voz, vdeo e
outras aplicaes de banda larga.
Palavras-chave: tecnologia xDSL, VoDSL, VoIP, ATM, vdeo sob
demanda, videoconferncia.
ABSTRACT
This work shows us the basics characteristics of technology DSL,
presenting the main types of xDSL technologies. Will be analysed
some services implemented on DSL, such as: the implementation of
ATM networks, the transmission of voice, video and others
aplications of broadband.
Key-words: Palavras-chave: xDSL tecnology, VoDSL, VoIP, ATM,
Video ondemand, videoconference.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 Arquitetura de Rede DSL
......................................................................15
Figura 2.2 Modem ADSL
........................................................................................15
Figura 2.3 CAP x DMT
...........................................................................................18
Figura 2.4 Acesso HDSL em 2 Mbps
.....................................................................21
Figura 2.5 Concentrador SDSL
..............................................................................23
Figura 2.6 Rede HDSL2
.........................................................................................23
Figura 2.7 FDM x Cancelamento de Eco
...............................................................25
Figura 2.8 Arquitetura do Sistema ADSL Full Rate
.................................................27 Figura 2.9
Separao de bandas nas linhas RADSL.
............................................28 Figura 2.10
Arquitetura de Rede
VDSL..................................................................29
Figura 3.1 Voz sobre DSL
......................................................................................32
Figura 3.2 Conexo Unicast.
..................................................................................35
Figura 3.3 Conexo
Multicast.................................................................................35
Figura 3.4 ATM sobre
SHDSL...............................................................................37
Figura 3.5 Conexo multiponto utilizando uma MCU.
............................................38 Figura 3.6 Escopo do
H.323...................................................................................39
Figura 3.7 Processo de Transmisso de voz
.........................................................40 Figura
3.8 Pilha de protocolos H.323.
...................................................................42
Figura 3.9 Transmisso de voz sobre IP em uma rede DSL.
.................................42
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Velocidade x Distncia
.........................................................................22
Tabela 2.2 Taxa de Transmisso de Dados ADSL
................................................24 Tabela 2.3 -
Taxa de transmisso de dados do VDSL
..............................................29 Tabela 3.1 Taxa de
transmisso x quantidade de linhas de voz
............................32 Tabela 3.2 Fluxo digital sem
compactao para transmisso de vdeo. ................33 Tabela 3.3
Caractersticas dos protocolos SIP e H.323
.........................................41
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ADSL ANSI ATM ATU-C ATU-R AWG CAP DCN DMT DSL DSLAM ETSI FDM FEC
HDSL HDSL2 HDTV IAD IDSL IETF IP IPX ISDN ISP ITB ITP ITU-T L2F
L2TP LAN MAN MCU
Asymmetric Digital Subscriber Line American National Standards
Institute Asynchronous Transfer Mode ADSL Transmission Unit Central
Office ADSL Transmission Unit Remote Location American Wire Gauge
Carrier-less Amplitude/Phase Data Communications Network Discrete
Multi-Tone Digital Subscriber Line Digital Subscriber Line Access
Multiplexer European Telecommunications Standards Institute
Frequency Division Multiplexing Forward Error Correction High Bit
Rate Digital Subscriber Line High Bit Rate Digital Subscriber Line
2nd Generation High-Definition TV Integrated Access Device ISDN
Digital Subscriber Line Internet Engineering Task Force Internet
Protocol Internetwork Protocol Exchange Integrated Services Digital
Network Internet Service Provider Interface de Taxa Bsica Interface
de Taxa Primria International Telecommunication Union
Telecommunication Standardization Layer 2 Forwarding Protocol Layer
2 Tunneling Protocol Local Area Network Metropolitan Area Network
Multipoint Communications System
MDF MPEG MPLS MSDN ONU OSI PABX PAM PBX PC PDH POTS PPP PPTP QAM
QoS RADSL RDSI RSVP RTCP RTP SDH SDSL SHDSL SNMP SOHO SONET STFC
TCP UA UDP USB UTP VDSL VoD
Main Distribution Frame Motion Picture Experts Group Multi
Protocol Label Switching Multi-Service Data Network Optical Network
Unit Open System Interconnection Private Automatic Branch Exchange
Pulse Amplitude Modulation Private Branch Exchange Personal
Computer Plesiochronous Digital Hierarchy Plain Old Telephone
Service Point-to-Point Protocol Point-to-Point Tunneling Protocol
Quadrature Amplitude Modulation Quality of Service Rate Adaptive
Digital Subscriber Line Rede Digital de Servios Integrados
ReSerVation Protocol Real-Time Transport Control Protocol Real-Time
Transport Protocol Synchronous Digital Hierarchy Symmetrical
Digital Subscriber Line Single-Pair High Bit Rate Digital
Subscriber Line Simple Network Management Protocol Small Office /
Home Office Synchronous Optical Network Sistema de Telefonia Fixa
Comutada Transmission Control Protocol User Agent User Datagram
Protocol Universal Serial Bus Unshielded Twisted Pair Very High Bit
Rate Digital Subscriber Line Video on-Demand
VoDSL VoIP VPN WAN
Voice Over DSL Voice Over Internet Protocol Virtual Private
Network Wide Area Network
SUMRIO
1 INTRODUO
......................................................................................................12
2 TECNOLOGIA XDSL
............................................................................................13
2.1 COMPONENTES DE REDE DSL
...............................................................................14
2.1.1 MODEM DSL REMOTO
....................................................................................14
2.1.2XDSL
SPLITTER
................................................................................................16
2.1.3 EQUIPAMENTOS TERMINAIS
................................................................................16
2.1.4 LINHA DE TRANSMISSO
......................................................................................16
2.1.5 MODEM DSL CENTRAL TELEFNICA
................................................................16
2.1.6 DIGITAL SUBSCRIBER LINE ACCESS MULTIPLEXER (DSLAM)
................................17 2.2 MODULAO DMT E
CAP.....................................................................................18
2.3 TIPOS DE
DSL......................................................................................................19
2.3.1 ISDN DIGITAL SUBSCRIBER LINE (IDSL)
............................................................19
2.3.2 HIGH BIT RATE DIGITAL SUBSCRIBER LINE (HDSL)
..............................................20 2.3.3 SYMMETRIC
DIGITAL SUBSCRIBER LINE
(SDSL)...................................................21 2.3.4
HIGH BIT-RATE DIGITAL SUBSCRIBER LINE (2ND GENERATION) HDSL2
.............23 2.3.5 ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE (ADSL)
.................................................24 2.3.5.1 Como
funciona o ADSL
................................................................................26
2.3.6 RATE ADAPTIVE DIGITAL SUBSCRIBER LINE (RADSL)
..........................................27 2.3.7 ADSL LITE
(G.992.2)........................................................................................28
2.3.8 VERY HIGH BIT-RATE DIGITAL SUBSCRIBER LINE
(VDSL).....................................28 3 SERVIOS
IMPLEMENTADOS SOBRE
DSL......................................................31 3.1 VOZ
SOBRE DSL
(VODSL)....................................................................................31
3.2 VDEO SOBRE DSL
(VODSL).................................................................................33
3.3 ATM SOBRE DSL
.................................................................................................36
3.4 APLICAES DE BANDA LARGA
..............................................................................37
3.4.1 VIDEOCONFERNCIA
..........................................................................................37
3.4.2 VOZ SOBRE IP
(VOIP)........................................................................................40
3.4.3 VIDEO SOB DEMANDA (VOD)
..............................................................................43
4 CONCLUSO
.......................................................................................................44
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
.........................................................................45
12
1 INTRODUO
Desde o surgimento da Internet, a demanda por servios de alta
velocidade vem aumentando, devido popularidade da rede mundial.
Linhas de telefone comum comearam a ficar saturadas com o trfego
provocado pelo acesso discado Internet. Aumentar o nmero de linhas
requer grandes investimentos e isso apenas, no resolveria o
problema. Para transmitir sinais analgicos, o modem convencional
utiliza a mesma banda do sinal de voz (4 KHz). A taxa mxima para
transmisso de dados pode chegar a 56 Kbps, isto sem considerar os
atrasos provocados por rudos e condies do fio. A tecnologia DSL
(digital subscriber line) surgiu da necessidade de disponibilizar
altas taxas de dados sobre o fio de cobre do Sistema de Telefonia
Fixa Comutada (STFC). Esta tecnologia possibilita a integrao de
voz, dados, imagens e vdeo. Atualmente o mercado de telecomunicaes
caracterizado pela procura cada vez mais freqente por servios que
requerem uma alta capacidade de banda. Ou seja, os usurios passaram
a exigir servios que necessitam de uma grande capacidade de
transmisso de dados. Comunicao em alta velocidade atualmente uma
necessidade real dos ambientes empresariais, governamentais,
educativos e domsticos. O objetivo do trabalho analisar os
principais aspectos da tecnologia DSL, apresentando os benefcios
obtidos com sua utilizao. As informaes relacionadas ao assunto,
foram obtidas atravs de pesquisas em diversos livros, sites da
internet e monografias. Este trabalho foi dividido em quatro
captulos.O captulo II descreve os aspectos mais importantes da DSL,
seus principais componentes, tipos e formas de transmisso de sinais
sobre o par tranado. O captulo III trata dos servios que podero ser
implementados sobre a DSL. O captulo IV uma concluso de tudo aquilo
que foi estudado.
13
2 TECNOLOGIA xDSL
Os modems convencionais transformam o sinal digital do
computador, em sinal analgico, permitindo o trfego de no mximo 56
Kbps sobre o fio de cobre e utilizando o mesmo espectro de voz,
definido para a rede telefnica, que de 3.4 KHz. Atualmente, essa
velocidade insuficiente para usurios da internet, que necessitam de
qualidade para transmisso de som e vdeo em tempo real. Diversas
tecnologias utilizam os mais variados meios de transmisso hoje
disponveis, como rede eltrica, ondas de rdio, fibras pticas, cabos
coaxiais e pares de fios de cobre. Para atacar o mercado de acesso
em banda larga, destacam-se o Cable-Modem e os equipamentos xDSL,
as armas das operadoras de TV a cabo e das telecomunicaes. So
solues economicamente mais viveis para atingir o mercado de massa
(PALUDETTO, 2001). A tecnologia Digital Subscriber Line ou Linha
Digital de Assinante, lanada em 1989 pela Bellcore Corp., tinha a
finalidade de transmitir vdeo e sinais de televiso sobre o STFC.
Com o seu desenvolvimento, novas verses comearam a surgir, dando a
possibilidade que uma ampla variedade de servios pudessem ser
oferecidos. Na realidade, o que cria uma DSL um par de modems
aplicados a uma linha comum de voz. Um fica geralmente na central
de telefonia e o outro na residncia ou empresa do usurio. O nome
xDSL um termo genrico, onde o x varia de acordo com o tipo de
servio utilizado para transmisso sobre o par tranado. Uma das
vantagens da tecnologia DSL, a possibilidade do uso do telefone
simultaneamente com a transmisso de dados. Isto possvel, devido a
um componente (splitter) que separa os sinais de voz e de dados. A
rede de comutao de circuitos se beneficia, porque no causa a
indisponibilidade do servio, ou seja, linhas ocupadas. Todo o
trfego de dados encaminhado para um concentrador de linhas DSL e da
para um backbone de alta velocidade da rede de dados, normalmente
implementada atravs de uma interface ATM. Tambm possvel fazer o
gerenciamento da rede remotamente utilizando o protocolo SNMP.
14
Para conseguir taxas elevadas, a banda passante dever ser alta.
Tcnicas avanadas de modulao e codificao so empregadas neste
sistema, para garantir maior capacidade e qualidade na transmisso.
Existem diversos fatores que influenciam diretamente no desempenho
do sistema DSL, como espessura dos cabos, rudos e interferncias
eletromagnticas, distncia entre a central e usurio, etc. uma
tecnologia basicamente da camada fsica, que permite o uso de
diversos protocolo como IP, IPX, PPP, Frame Relay, ATM, etc. A
Qualidade de Servio (QoS) um aspecto importante que deve ser
tratado em aplicaes do tipo Vdeo sob Demanda (VoD). A rede ATM leva
vantagem sobre outras tecnologias, porque oferece QoS (SILVA,
1997).
2.1 COMPONENTES DE REDE DSL
Para que a transmisso de dados em alta velocidade sobre o par
tranado do STFC seja possvel, alguns equipamentos situados na
central de telefonia e no escritrio ou residncia do usurio so
necessrios. A Figura 2.1 mostra um multiplexador DSLAM, situado na
central, com capacidade de receber o trfego de dados em alta
velocidade proveniente dos diversos usurios que utilizam a
tecnologia DSL.
2.1.1 Modem DSL Remoto
um modem avanado que fornece alta velocidade de dados sobre o
fio de cobre (UTP) e situa-se na residncia ou escritrio do usurio.
Quando utilizada a tecnologia ADSL, o modem se chamar ATU-R (Figura
2.2). O ATU-R com roteamento oferece a flexibilidade do IP, podendo
ser criadas sub-redes, a fim de segmentar de maneira eficiente a
LAN remota e a identificao de trfego unicast e multicast
(FERNANDES, 1999).
15ESCRITRIO
PC Modem DSL/Router
Hub
Workstation
D SL
Rede do Provedor de Servios
Central Telefnica
Rede de Interconexo de Centrais
PC
Central Telefnica RESIDNCIADS L1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 #
Telefone
DSLAM
POTS Splitter
Modem DSL/Router
PC
Trfego de dados digitais de alta velocidade POTS Splitter (se
necessrio)
Rede de Interconexo de Centrais
Sistema de Transporte
Comutador Telefnico MDF Usurios domsticos ou SOHO
Trfego de Dados (modem analgico)
Figura 2.1 Arquitetura de Rede DSL
Se a conexo DSL for compartilhada em uma rede Ethernet, a taxa
de transmisso dividida entre os diversos computadores conectados.
As empresas utilizam este recurso como uma forma de baratear os
custos relacionados ao acesso internet. Existem dois tipos de
modem: o interno, que conectado diretamente no barramento PCI; e o
externo (Figura 2.2), conectado tipicamente a 10Base-T, V.35,
ATM-25 e tambm na USB.
Figura 2.2 Modem ADSL
16
2.1.2 xDSL Splitter
um dispositivo ou componente que divide o sinal de voz do trfego
de dados. tipicamente utilizado em sistemas ADSL e VDSL. Contm um
filtro passabaixa (LPF) que permite que baixas freqncias sejam
entregues ou recebidas do telefone e, ao mesmo tempo, filtra as
altas freqncias.
2.1.3 Equipamentos Terminais
qualquer aparelho conectado ao modem DSL, como um computador,
telefone digital, hub, set top box, TV, cmera de vdeo, etc.
2.1.4 Linha de Transmisso
Normalmente o par tranado (UTP categoria 1) de fios de cobre do
sistema de telefonia fixa comutada (STFC). um meio de transmisso
dirigido (guided) muito susceptvel a erros causados por rudos. Um
tipo comum, crosstalk, causado pelo acoplamento capacitivo ou
indutivo entre dois pares de fios adjacentes em um cabo, fazendo
com que o sinal de um interfira no outro e vice-versa. Em relao a
outros meios dirigidos, como fibra ptica e cabo coaxial, a que
oferece menor qualidade de transmisso, mas tem a vantagem de
possuir um custo menor por metro. As operadoras de telefonia dispem
de toda uma infra-estrutura de fios de cobre, sem a necessidade de
grandes investimentos, pelo menos no sistema de transmisso.
2.1.5 Modem DSL Central Telefnica
um espelho do modem remoto e fica localizado na central
telefnica. Converte os sinais digitais em dados digitais onde sero
roteados atravs do
17
backbone da rede de dados. Quando utilizado com a tecnologia
ADSL, o modem se chamar ATU-C.
2.1.6 Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM)
O Multiplexador de acesso a linha digital de assinante (DSLAM)
um equipamento utilizado normalmente dentro da central telefnica,
que permite a concentrao do trfego de dados dos mltiplos loops DSL
no backbone. O DSLAM fornece uma ampla variedade de servios a
aplicaes baseadas em pacotes, clulas ou circuitos. Possui um painel
traseiro (Backplane) com conexes atravs de um barramento de alta
velocidade, e uma nica sada para interligao com o backbone da rede
de dados, implementada geralmente atravs de uma interface ATM.
Segundo a Paradyne (2000), caso seja necessrio, o DSLAM capaz de
abrir os pacotes de dados, podendo suportar endereamento IP dinmico
utilizando o Dynamic Host Control Protocol (DHCP). O DSLAM poder
situar-se prximo ao site do usurio a fim de aumentar a distncia at
a operadora. Alguns modelos ADSL podem suportar at 700 linhas de
assinantes. Normalmente, alguma inteligncia agregada, ele
implementa algumas funes como traffic shaping, protocolos de QoS,
tunelamento PPP em L2TP, L2F ou PPTP, servios de valor agregado
como firewall, VPN, permite o gerenciamento remoto atravs do
protocolo SNMP e outros. Lanado pela Nokia em 2002, o D500 um
equipamento multiprotocolo que concentra diversas linhas DSL.
Permite o trfego de voz, dados e vdeo, a partir de redes ATM, IP ou
hbridas. Possui em seu backplane um barramento de at 80 Gbps,
podendo suportar at 2.736 portas DSL por rack. Se for configurado
em um site remoto, consegue-se conectar at 250 usurios a uma
velocidade de 3 a 6 Mbps e oferecer servios como VoD, pay-per-view,
videoconferncia, transmisso de TV e udio. O D500 facilita a migrao
de redes ATM para uma infra-estrutura totalmente IP. Com o VDSL,
suporta DiffServ, RSVP, alocao e controle dinmico de banda e QoS
baseado em MPLS (NOKIA, 2002).
18
2.2 MODULAO DMT E CAP
A American National Standards Institute (ANSI) selecionou a
modulao DMT (Discrete Multi-Tone) como padro, atravs da recomendao
T1.413 e, posteriormente, pela ETSI (European Telecommunications
Standards Institute). Foi projetada para adaptar-se s mudanas que
ocorrem na linha, tais como umidade e interferncias (FERNANDES,
1999). Devido a alta tolerncia a rudos na linha e a capacidade de
adaptar-se s condies desta, o DMT mais utilizado pelos principais
fabricantes. Baseia-se na modulao de vrios canais independentes, ou
seja, divide o espectro disponvel em at 256 sub-portadoras, cada
uma com faixa de 4 KHz. A maioria dos sistemas DMT utilizam somente
250 ou 249 canais para informao. Ele cria esses canais usando uma
tcnica digital chamada Discrete Fast-Fourier Transform. Cada
subcanal pode transportar de 0 a 60 Kbps modulados em QAM. A
modulao CAP (Carrier-less Amplitude/Phase) determina uma outra
verso de modulao QAM suprimido. Usada nas primeiras linhas ADSL,
divide a banda da linha telefnica em trs canais. O primeiro, que
ocupa a faixa de at 4 KHz, exclusivo para voz. Os outros so para
envio (upstream) e recebimento de dados (downstream). A CAP usa
menos potncia, dissipa menos calor e com custo de implementao
menor. A figura abaixo mostra o funcionamento das modulaes CAP e
DMT.
Figura 2.3 CAP x DMT
19
2.3 TIPOS DE DSL
Em geral, a maioria dos usurios que acessam a internet
necessitam de velocidade maior no canal de descida (downstream).
Nesse caso, deve-se optar pela tecnologia assimtrica, onde a
velocidade de upstream menor que a de downstream. Na tecnologia
simtrica, as velocidades so iguais nos dois sentidos, sendo de
fundamental importncia em aplicaes como videoconferncia, intranet,
PABX Digital, rede corporativa, etc. Alguns tipos de DSL no
possibilitam a transmisso simultnea de voz analgica e de dados
sobre o mesmo par de fios de cobre.
2.3.1 ISDN Digital Subscriber Line (IDSL)
Opera com os mesmos equipamentos do ISDN, no lado do usurio.
Difere do ISDN, pois trata-se de um servio dedicado, pagando apenas
uma tarifa mensal fixa (DOOD, 2000). Integrated Services Digital
Network (ISDN) ou Rede Digital de Servios Integrados (RDSI) uma
tecnologia que antecede os sistemas xDSL, mas que permite integrar
servios de voz, dados e imagens numa mesma rede, completamente
digital, com servios de conexo por comutao de circuitos e/ou de
pacotes. A estrutura de transmisso RDSI utiliza trs tipos de
canais. Cada canal de uma dada interface aloca um slot de tempo
onde so alojados os bits do fluxo de informaes de um determinado
usurio: B (duplex) so canais digitais de 64 Kbps que podem ser
usados para o transporte de dados digitais e/ou voz digital
codificada; D (duplex) so canais digitais de sinalizao de 16 Kbps
ou 64 Kbps; H (duplex) so canais digitais faixa larga com taxas de
384 Kbps at 1.920 Kbps. Dois tipos de interfaces de acesso so
definidos para a rede RDSI. A primeira a Interface de Taxa Bsica
(ITB), voltada para pequenos assinantes,
20
consiste de 2 canais B e 1 canal D, totalizando 144 Kbps. E a
segunda a Interface de Taxa Primria (ITP), voltada para mdios
assinantes. Na Amrica do Norte e Japo, consiste de 23 canais B e 1
canal D, totalizando 1.544 Kbps, o que equivale a uma linha T1. E
na Europa, consiste de 30 canais B e 1 canal D, totalizando 2.048
Kbps, o que equivale a uma linha E1. O IDSL utiliza a mesma
codificao 2B1Q do ISDN com interfaces ITB compatveis. A comunicao
simtrica e atinge uma distncia mxima de 5,5 Km. Pode ser utilizado
para conexo com a internet, escritrios remotos a redes
corporativas, entre outros. Segundo Fernandes (1999), IDSL usa os
repetidores do loop U da ISDN para duplicar a distncia a partir da
central telefnica (5,5 para 11 Km).
2.3.2 High Bit Rate Digital Subscriber Line (HDSL)
uma tecnologia simtrica, desenvolvida no final da dcada de 80,
como alternativa s linhas T1 (E1 na Europa). Neste tipo de linha
digital de assinante, pode-se transmitir dados em modo full-duplex
a taxas de 1.544 Kbps (T1) ou 2.048 Kbps (E1). Utiliza menor
largura de banda (80 KHz a 240 KHz), com isso, consegue-se atingir
uma distncia maior, evitando o uso de repetidores. A transmisso
full-duplex possvel devido ao uso de uma tcnica de cancelamento de
eco. Segundo Comer (1999), Uma das vantagens do HDSL advm de sua
tolerncia a modificaes no loop local feitas para o sistema
telefnico. Em particular, o HDSL pode ser usado em um loop que
inclui uma bridge tap telefnica. Uma outra vantagem a sua adaptao a
falhas. Caso ocorra algum problema com um dos pares tranados, o
modem consegue operar com a metade da taxa mxima, evitando a
indisponibilidade do servio. O alcance sobre linhas de dimetro 0,51
mm est por volta de 3.640 metros e o sistema exige 02 (duas) linhas
para trfego T1 e 03 (trs) linhas para trfego E1, cada uma delas
operando com metade ou um tero da velocidade (TOLEDO, 2001).
21
A Figura 2.4 mostra um esquema de funcionamento da tecnologia
sobre trs pares de fios de cobre.
3 pares de cobre 784 kbps G.703 784 kbps
3 pares de cobre 784 kbps
HDS
784 kbps
N de HDS Comutao HDS
784 kbps 784 kbps
HDS
G.703
1,544 2,048 Mbps
1,544 2,048 Mbps
Figura 2.4 Acesso HDSL em 2 Mbps
O HDSL utiliza a codificao de nvel fsico 2B1Q, que implementa 2
bits por baud. J, os sinais T1 e E1 tradicionais (ISDN) usam a
codificao AMI bipolar que implementa 1 bit por baud, necessitando
cerca de 1,544 (2,048) MHz de largura de banda em cada sentido.
Sendo assim, necessrio repetidores a cada 2 Km aproximadamente,
para regenerao do sinal, devido a alta freqncia. A transmisso da
telefonia tradicional (0 a 4 KHz) ou ISDN (0 a 80 KHz) no so
possveis no mesmo par de cabos, pois o HDSL utiliza o espectro a
partir de 0 Hz (BERNAL, 2002). Aplicaes tpicas do modem HDSL
incluem a interligao entre centrais celulares e estaes rdio base
(ERBs), conexes de PBX, servidores de internet e redes de dados
privadas (NASCIMENTO, 2002).
2.3.3 Symmetric Digital Subscriber Line (SDSL)
Segundo Nascimento (2002), o SDSL utiliza um par tranado e
permite a transmisso simtrica de dados a aproximadamente 7 Km de
distncia entre o usurio e a central. Suporta velocidades da ordem
de T1 e E1. Utiliza codificao de linha 2B1Q, a mesma utilizada pelo
HDSL, IDSL e ISDN, e avanadas tcnicas de cancelamento de eco e
equalizao adaptativa. A vantagem desta codificao que no causa
interferncia (crosstalk) em canais T1.
22
No possibilita o trfego simultneo de voz e dados, dispensando o
uso de separadores POTS (Plain Old Telephone Service). POTS um
termo referente ao servio de telefonia convencional usado pela
maioria dos domiclios. As velocidades e distncias mais comuns
suportadas pelo SDSL so mostradas na Tabela 2.1.
Tabela 2.1 Velocidade x Distncia Taxa de Dados (Kbps) 128 256
384 768 1.024 Distncia Mxima (Km) 6,71 6,56 4,42 3,97 3,51
Pode ser utilizado para aplicaes que exigem transmisso
full-duplex simtrico, tais como: Videoconferncia; Aplicaes
multimdia; Correio eletrnico com grandes anexos; Voz sobre DSL
(VoDSL). Intranets Extranets Virtual Private Network (VPN) Comrcio
eletrnico Web hosting
23
Um exemplo de concentrador SDSL mostrado na figura abaixo.
Figura 2.5 Concentrador SDSL
2.3.4 High Bit-Rate Digital Subscriber Line (2nd Generation)
HDSL2
a segunda gerao do HDSL e foi desenvolvida em 1998. Essa nova
verso, possibilitou a diminuio de interferncias em outras linhas. A
utilizao de um par de fios de cobre uma das principais diferenas em
relao primeira verso. A codificao de linha usada pelo HDSL2 o Pulse
Amplitude Modulation (PAM). Em fios de bitola 24 AWG possvel
atingir uma distncia mxima de 3,7 Km. Consegue uma velocidade mxima
de 1.552 Kbps ou 2,0 Mbps em um par tranado. No permite o uso do
servio de telefonia convencional (POTS), sendo necessrio uma
segunda linha. Um exemplo de arquitetura bsica do HDSL2 mostrado na
Figura 2.6.
2 PARES
2-PAM/16-TCPAM (sobre 1 par at 3,7 Km) H2TU-C T1(1,5 Mbps) ou
E1(2,0 Mbps) Figura 2.6 Rede HDSL2 H2TU-C
2 PARES
24
2.3.5 Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)
Linha Digital Assimtrica do Assinante (ADSL) uma tecnologia de
comunicao em banda larga que possibilita o acesso internet e a
redes remotas em alta velocidade, utilizando um nico par tranado do
STFC. Clulas ATM podem ser transportadas pelo ADSL, bem como
datagramas IP. A taxa mxima de downstream (da rede para o usurio)
para transmisso digital pode variar de 1,5 Mbps 8 Mbps (ver Tabela
2.2). E a taxa de upstream (do usurio para rede) varia de 16 Kbps a
aproximadamente 800 Kbps. Existem diversos fatores que influenciam
na taxa mxima de transmisso dos dados, como por exemplo a distncia
entre o modem ADSL do usurio e a central prestadora de servios,
nveis de interferncia, presena de pontes, qualidade do fio de cobre
e a configurao do modem.
Tabela 2.2 Taxa de Transmisso de Dados ADSL Taxa 1,5 ou 2,0 Mbps
1,5 ou 2,0 Mbps 6,1 Mbps 6,1 Mbps Fonte: DSL Frum Bitola do Fio 0,5
mm 0,4 mm 0,5 mm 0,4 mm Distncia Mxima (Central-Usurio) 5,5 Km 4,6
Km 3,7 Km 2,7 Km
uma tecnologia que permite a transmisso de filmes digitais,
televiso, imagens, udio com qualidade de CD, jogos em rede, links
para rede corporativa de alta velocidade e internet para pequenas
empresas e residncias. Segundo Fernandes (1999), o modem ADSL foi
projetado para entregar mais dados do que o usurio pode enviar, em
uma proporo de 10:1. A internet um exemplo disto, pois o trfego
gerado pelos usurios tem uma natureza
25
assimtrica. Diferentemente do modem convencional e da ISDN,
possvel acessar a internet e realizar ligao telefnica
simultaneamente sem a degradao da velocidade de acesso. Isso
possvel devido a um componente que separa o sinal de voz do trfego
de dados, chamado splitter. Caso ocorra algum problema com o modem,
o servio telefnico convencional continuar funcionando normalmente,
no importando o estado de conexo. Com o aumento do uso da Internet,
a rede pblica de telefonia tende a ficar congestionada, devido ao
trfego analgico discado e ISDN. Atualmente existem dois padres
ADSL: Full Rate (G.dmt ou ITU G.992.1) e Lite (splitterless, G.
Lite ou G.992.2). Para possibilitar a transmisso simultnea de voz e
dados, os modems ADSL utilizam duas tcnicas para separao de canais:
Multiplexao por Diviso de Freqncia (FDM) ou Cancelamento de Eco. Na
multiplexao, diversos sinais so agregados em um nico enlace. O FDM
divide a banda passante em vrios canais de comunicao e em faixas de
freqncia distintas. Cada um desses canais pode ser usado
individualmente como se fosse uma linha separada. Na telefonia
tradicional a faixa de freqncia utilizada para a transmisso de voz
de 4 KHz (Figura 2.7).
FDM
Cancelamento de Eco
POTS
Canal de subida
Canal de descida
POTS
Canal de subida
Canal de descida
Freqncia
1 MHZ
Freqncia
1 MHZ
Figura 2.7 FDM x Cancelamento de Eco
Segundo Comer (1999) Em particular, a ADSL usa um esquema
conhecido como modulao Discrete Multi Tone (DMT), que combina
multiplexao por diviso de freqncia e tcnicas de multiplexao
inversa. O FDM separa uma banda para envio e outra para recebimento
de dados.
26
Da mesma forma em que ocorre com os modems analgicos atuais, o
cancelamento de eco viabiliza a utilizao do espectro reservado para
a transmisso de upstream, tambm para downstream. Neste esquema, a
atenuao menor, pois grande parte da transmisso acontece nas
freqncias mais baixas, conseqentemente atingindo distncias maiores.
Devido a utilizao de circuitos adicionais nas extremidades do
enlace ADSL e tambm da complexidade, poucos fabricantes
implementaram este mtodo.
2.3.5.1 Como funciona o ADSL
O modem ADSL ligado ao computador do usurio conectado a uma
linha de telefone analgica padro. Dentro dele, existe um chip
chamado POTS Splitter que divide a linha em duas partes: uma para
voz e outra para dados. As freqncias acima de 4KHz, so utilizadas
para o trfego de dados. O Channel Separator divide o canal de dados
em duas partes, um maior para download e um menor para o upload de
dados. Na outra ponta do fio, existe tambm um outro modem ADSL que
vai separar as chamadas de voz e de dados atravs do POTS Splitter
(Figura 2.8). As chamadas de voz so roteadas para a rede de comutao
de circuitos da companhia telefnica (STFC). Os dados que vem do
usurio passam do modem ADSL ao multiplexador de acesso linha
digital de assinante (DSLAM). O DSLAM une diversas linhas ADSL a
uma nica linha ATM, que fica conectada Internet em linhas com
velocidades acima de 1Gbps. Os dados requeridos anteriormente
retornam da internet e so roteados de volta atravs do DSLAM e o
modem ADSL da central da companhia telefnica chegando novamente ao
computador do usurio.
27
Figura 2.8 Arquitetura do Sistema ADSL Full Rate
2.3.6 Rate Adaptive Digital Subscriber Line (RADSL)
A tecnologia RADSL, muito semelhante ADSL, tem a capacidade de
adaptao, ou seja, o modem ajusta dinamicamente a largura de banda
de acordo com a qualidade da linha e a distncia em relao central.
Tambm, poder ser configurado manualmente pelo provedor de servios.
A tcnica de modulao utilizada a CAP. De acordo com a figura abaixo,
na medida em que as condies da linha variam, o limite superior da
banda de upload deslocado, com isso, tambm deslocado o limite
inferior da banda de download. Quanto maior a banda de upload,
menor ser a de download e vice-versa (ver Figura 2.9) (FERNANDES,
1999).
28CAP
Voz
Upload
Download
Ajustvel
Figura 2.9 Separao de bandas nas linhas RADSL.
2.3.7 ADSL Lite (G.992.2)
Tambm conhecido como ADSL Splitterless ou G. Lite, uma verso
mais simples de ADSL que no utiliza o splitter para separao do
canal de 4 KHz destinado telefonia tradicional, embora permita a
transmisso dos sinais dela. Por ter uma instalao simplificada e
custo reduzido, o ADSL Lite mais atraente para a grande maioria dos
consumidores. Como o fluxo de dados menor, h possibilidade de
gerenciar as interferncias e rudos. Utiliza um nico par tranado e
permite uma taxa mxima de upstream de 384 Kbps / 512 Kbps e
downstream de 1,5 Mbps / 2 Mbps. Em ambientes comerciais, onde o
uso do telefone constante, existe uma degradao no desempenho,
principalmente no canal de subida. Para possibilitar a utilizao
simultnea de voz e dados sem o uso do POTS splitter, os modems G.
Lite utilizam tcnicas como Power Back-Off e Fast Retrain.
2.3.8 Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line (VDSL)
a tecnologia DSL que permite a mais alta taxa de dados sobre o
fio de cobre do STFC. Utiliza apenas um par de fios e tem sua
capacidade limitada pela distncia. A taxa de downstream suporta
derivados de submltiplos do SONET e SDH, ou seja, 51,84 Mbps, 25,92
Mbps e 12,96 Mbps. A taxa de upstream pode chegar a 19,2 Mbps
(Tabela 2.3). As primeiras verses do VDSL utilizavam o FDM
29
para separar os canais de upstream e downstream, assim como os
canais de telefonia e RDSI.
Tabela 2.3 - Taxa de transmisso de dados do VDSL Upstream 1,6
2,3 Mbps 19,2 Mbps 52,84 55,2 Mbps Fonte: DSL Forum Downstream
12,96 13,8 Mbps 25,92 27,6 Mbps 52,84 55,2 Mbps Distncia Mxima 1500
metros 1000 metros 300 metros
O VDSL apresenta uma topologia de rede urbana hbrida (Figura
2.10), ou seja, para alcanar alta velocidade necessrio, alm do par
tranado, o uso de fibras pticas. Estas fibras permitem que os dados
trafeguem a velocidades bem mais altas que nos pares tranados.
Pontos de concentrao intermedirios so necessrios (por exemplo um em
cada bairro), com fibra ptica conectando esses pontos, de volta
para a central de comutao local. Em terminologia VDSL, um ponto de
concentrao chamado de Optical Network Unit (ONU) (COMER, 1999).
TVMenos de 1500 metros ANEL DE FIBRA (REDE)
ATU-C Filtro
Filtro
ATU-R
Set Top Box
Central TelefnicaFigura 2.10 Arquitetura de Rede VDSL
30
Segundo Bernal (2002), da mesma forma que o ADSL, o VDSL tem que
transmitir vdeo comprimido, pois o par tranado muito susceptvel a
erros, devido baixa qualidade dos fios metlicos. O VDSL incorpora o
esquema de Forward Error Correction (FEC) com intercalao de quadros
suficiente para corrigir os erros gerados por rudos impulsivos.
31
3 SERVIOS IMPLEMENTADOS SOBRE DSL
Vrios servios podero ser implementados sobre uma rede DSL, tais
como: Voz sobre DSL, Vdeo sobre DSL, ATM sobre DSL, etc.
3.1 VOZ SOBRE DSL (VODSL)
Segundo Harte (2001), Voz sobre DSL requer converso de sinal
analgico para o formato digital. Sendo assim, a voz no trafega pelo
STFC e pode ser roteado atravs da rede com o mtodo similar ao de
dados. Entretanto, sinais digitais de voz so usualmente codificados
com uma qualidade de servio (QoS) diferente. O atraso mximo
aceitvel entre fonte e destino de 100 milissegundos. Baseada em
pacotes, a rede DSL permite que aplicaes VoDSL utilizem
dinamicamente a largura de banda da conexo (PARADYNE, 2000). A
Figura 3.1 mostra um exemplo bsico de servio VoDSL. Diversos
componentes podero ser conectados a um dispositivo de acesso
integrado (IAD), tais como: telefone convencional, FAX, PBX, PC,
LAN, Router, etc. O IAD situa-se no escritrio ou residncia do
usurio e possibilita a substituio do modem e a central telefnica
privada do assinante. Ele integra servios de voz e de dados e os
transporta por meio de uma linha xDSL para o DSLAM. A partir da, os
pacotes so enviados para a rede ATM, atravs de Plesiochronous
Digital Hierarchy (PDH) ou Synchronous Digital Hierarchy (SDH). Um
switch ir rotear os pacotes de dados para o provedor de servios de
internet ou para a rede de dados. Se forem de voz, sero
encaminhados para um gateway de voz para convert-los em interfaces
V5.2 padronizadas (NASCIMENTO, 2002). Segundo SILVA, E. (2001),
possvel o trfego de vrios canais de voz e de dados sobre o mesmo
par de fios. A velocidade de transmisso de pacotes de dados vai
depender do nmero de canais de voz utilizados.
32
ISP INTERNET
Para outros Clientes DSL
Para outros Computadores ROTEADOR DSL + DIDSPOSITIVO DE ACESSO
INTEGRADO (IAD) BACKBONE DA REDE DSL DSLAM2
HUB * Opcional
PROVEDOR DE ACESSO INTERNET (ISP)
1
FAX
GATEWAY DE VOZ
STFC
Figura 3.1 Voz sobre DSL
Na tecnologia Multi-Service Data Network (MSDN) ou Rede de dados
Multi-Servio, a voz transmitida sobre o Internet Protocol (IP),
funcionando o IAD como um gateway de acesso. A Tabela 3.1 mostra a
quantidade de linhas de voz implementadas sobre uma conexo DSL:
Tabela 3.1 Taxa de transmisso x quantidade de linhas de voz Taxa da
linha DSL 384 Kbps 768 Kbps 1,1 Mbps 1,5 Mbps N de circuitos sem
compresso 6 12 18 25 N de circuitos com compresso At 40 At 80 At
110 At 150
33
Basicamente, existem trs tipos de configuraes VoDSL: Computador
para Computador; Computador para Telefone: requer um gateway de voz
para converso DSL -> STFC; Telefone para Telefone.
3.2 VDEO SOBRE DSL (VODSL)
Diversos tipos de servios de vdeo podero ser oferecidos atravs
da tecnologia xDSL . A qualidade est diretamente relacionada com a
largura de banda disponvel. Em uma videoconferncia, por exemplo, os
participantes devero assegurar que a taxa de transmisso de dados
seja alta nos dois sentidos (upstream e downstream). Para Vdeo sob
Demanda (VoD), alta velocidade somente necessrio no canal de
downstream, pois o canal de upstream ser utilizado para o envio de
sinais de controle. Como VoD tem natureza assimtrica, o uso da ADSL
e VDSL so mais apropriados para este tipo de servio (HARTE, 2001).
possvel obter vdeo ocupando um quarto da tela e som estreo de boa
qualidade com a velocidade de 384 Kbps. Para vdeo em tela cheia com
imagem razoavelmente aceitvel e som com qualidade de CD, necessrio
uma taxa de 1,2 Mbps (LU, 1999). Segundo Gomes (2003), o processo
de digitalizao do sinal de vdeo gera um fluxo digital com elevada
taxa de bits por segundo, exigindo alta largura de banda. De acordo
com a Tabela 3.2, podemos observar a inviabilidade de transmisso de
vdeo digital sem compactao, devido a alocao de canais de altssima
velocidade.
Tabela 3.2 Fluxo digital sem compactao para transmisso de
vdeo.Resoluo NTSC 720 pixels(H) X 480 pixels (V) N Quadros/Segundos
X 30 qps X N de Gradao de Cores 24 bits/pixel (16 milhes) Total =
248 Mbps
Fonte: Gomes, 2003.
34
Para que o fluxo digital seja vivel para a transmisso, alguns
aspectos importantes devero ser analisados, tais como: a resoluo da
imagem, profundidade da cor e nmero de quadros por segundo (frame
rate). Dependendo do tipo de aplicao a ser utilizado, uma taxa de
30 quadros por segundo, utilizada no padro televisivo, no
necessria. Um exemplo disto, so sistemas de vigilncia. O processo
de transmisso de vdeo em meios digitais requer a captura,
processamento, compresso e codificao das imagens. O sistema mais
comum de compresso de vdeo digital o Motion Picture Experts Group
(MPEG). A taxa de compresso obtida pelo MPEG-1 varia de 50:1 a
100:1, porm requer um alto processamento da CPU na decodificao. Foi
desenvolvido para permitir o armazenamento de clips de vdeo em
CDROM a uma taxa de 1,5 Mbps. A segunda verso, o MPEG-2, foi
desenvolvida para suportar fluxos de vdeo com uma largura de banda
de 2 Mbps a 20 Mbps, podendo ser utilizado para TV de alta definio
ou HDTV (1920 x 1080 pixels). A tecnologia streaming surgiu da
necessidade de se transmitir contedo multimdia sobre uma rede de
pacotes com pouca largura de banda e com reproduo em tempo real. A
maioria das aplicaes de streaming utilizam o protocolo TCP/IP.
Existem diferentes tipos de tecnologias de codificao (denominada
encoder), decodificao (denominada player) e distribuio de vdeo
streaming, sendo os produtos da Microsoft, Real Networks e Apple,
os mais utilizados. Quando um usurio da rede solicita um arquivo de
vdeo em um servidor (Streaming on Demand), o buffer armazena os
pacotes de dados (frames) com quantidade suficiente para iniciar a
apresentao. Este processo permite que o buffer seja atualizado com
novos pacotes at que o arquivo seja transferido completamente.
Neste caso, uma conexo ponto-a-ponto (peer-to-peer) foi
estabelecida, gerando um trfego unicast (ver Figura 3.2). Este tipo
de conexo gera um fluxo de dados elevado, podendo comprometer
seriamente o desempenho da rede.
35
1
Terminal
1 2 3Roteador
1 2 3Nuvem DCN
2
Terminal Servidor
3
Terminal
Figura 3.2 Conexo Unicast.
Streaming Live uma forma de distribuio de contedo, veiculado de
forma contnua, e geralmente utilizando uma topologia multicast (ver
Figura 3.3). Funciona de maneira semelhante a sintonizao de um
canal de rdio ou de TV. O cliente inicia um processo de escuta de
um endereo da classe D na rede. O fluxo recebido e decodificado
para a reproduo no terminal do cliente. A economia da largura de
banda uma das vantagens do trfego multicast.
1
Terminal
1Roteador
1
Nuvem DCN
1
Terminal Servidor
1
Terminal
Figura 3.3 Conexo Multicast
36
3.3 ATM SOBRE DSL
Asynchronous Transfer Mode (ATM) ou Modo de Transferncia
Assncrono uma tecnologia de rede em nvel de enlace e fsico do
modelo OSI (Open System Interconnection), baseada na transmisso de
pequenos pacotes de tamanho fixo (53 bytes) denominados clulas. O
ATM suporta servios de voz, dados, imagem e vdeo sobre uma mesma
rede de alta velocidade, utilizando tcnicas de multiplexao e
comutao. uma tecnologia de comutao de pacotes baseada em circuitos
virtuais e pode ser utilizado em redes locais (LAN), metropolitanas
(MAN) e de longa cobertura (WAN) (BLACK, 1998). De acordo com a
Paradyne (2001), a placa de linha ATM SHDSL Hotwire 8385 pode
oferecer vrios servios baseados em ATM (ATM, IP, Frame Relay, e
linha arrendada). Utiliza a tecnologia G.shdsl (ITU G.991.2) padro,
e possibilita a implementao de diversas aplicaes avanadas como
VoDSL, Frame Relay gerenciado de nvel de servio em DSL (FRoDSL). A
adaptao do servio nativo s clulas ATM, permite que vrios tipos de
trfego sejam processados simultaneamente. Prioriza o trfego das
aplicaes que exigem um maior grau de QoS e disponibilizando, na
medida do possvel, a largura de banda para as aplicaes que requerem
menor QoS. Com a utilizao de clulas ATM em linhas DSL, possvel
oferecer quatro nveis primrios de QoS, permitindo que o servio de
acesso seja personalizado de acordo com os requisitos de acesso e
largura de banda da aplicao do usurio final. De acordo com a Figura
3.4, o trfego de voz do IAD enviado a um gateway de voz, enquanto
que o trfego de dados vai para um roteador baseado em ATM. A
tecnologia DSL utilizada neste exemplo o SinglePair HDSL (SHDSL) ou
HDSL2, para transmisso de voz e dados atravs de clulas ATM.
37Escritrio do ClienteGateways de Voz Interopervel
IP/DADOS
STFCIAD Interopervel de Voz/DadosCI SCO S YSTEMS
Central Telefnica
SHDSL1 4 7 * 2 5 8 8 3 6 9 #
DS-3
VOZ
1 4 7 *
2 5 8 8
3 6 9 #
ATMSHDSL Hotwire GranDSLAM
CI SCO S YSTEMS
Roteador DSL InteropervelCISCOS YST E MS
InternetRoteador de Dados
IP/DADOS
Figura 3.4 ATM sobre SHDSL
3.4 APLICAES DE BANDA LARGA
Alguns aspectos importantes quanto a largura de banda e o tipo
de transmisso (assncrona ou sncrona) a serem utilizados por uma
determinada aplicao devero ser analisados, tendo em vista a
qualidade e o custo/benefcio.
3.4.1 Videoconferncia
Segundo Gomes (2003), um sistema de videoconferncia permite que
duas ou mais pessoas, situadas em diferentes pontos geogrficos, se
comuniquem em tempo real, atravs de udio e vdeo. Tambm possvel
compartilhar programas de computador, dialogar atravs de canais de
bate-papo, apresentar slides, vdeos, fazer desenhos e anotaes em um
quadro branco eletrnico compartilhado. Servios de videoconferncia
podem operar a uma taxa mnima de 56 Kbps e a taxas superiores a 2
Mbps, dependendo da aplicao e da qualidade requerida. Redes que
apresentam latncia e jitter elevados, ou ainda,
38
congestionamentos freqentes, no so adequadas para uma
videoconferncia. Comprometimento de banda necessrio, sob pena de
prejuzo da qualidade. Diversos canais de comunicao de dados podero
ser utilizados em uma videoconferncia, tais como: Linhas privadas
de comunicao de dados; ISDN; Canais particionados n x E1; LAN, MAN
e WAN.
Para que trs ou mais terminais participem de uma mesma
conferncia, necessrio uma Unidade de Controle Multiponto (MCU), que
tem a funo de fazer o processamento dos fluxos de udio e vdeo,
utilizando uma conexo multiponto (ver Figura 3.5). Uma outra
entidade denominada gatekeeper necessria para efetuar o
gerenciamento da conferncia.
HUB/MAU
NIC
% UTILIZAT ION TAB GD JA M7 GD BNC 4Mb/s GD V0 RE KB N8 I F LC
O9 PR INT HELP ALPHA SHIF T ENTER RUN
GD G D T2 U3
WX Y Z .
MCU
NUVEM DCN Gatekeeper
Terminal H.323 Terminal H.323 Terminal H.323
Terminal H.323
Figura 3.5 Conexo multiponto utilizando uma MCU.
39
Na conexo ponto-a-ponto a comunicao realizada entre dois
terminais com recursos de udio, vdeo e dados. A chamada,
estabelecimento da conexo, a negociao de capacidades e os demais
procedimentos so efetuados pelos prprios terminais (GOMES, 2003).
Sendo assim, no necessrio a presena do gatekeeper. O padro adotado
mundialmente, o protocolo TCP/IP, possibilitou o desenvolvimento de
diversas tecnologias baseadas em udio e vdeo. Ferramentas de
videoconferncia de diferentes fabricantes, como o Microsoft
Netmeeting, CuSeeMe, entre outras aplicaes proprietrias, utilizam o
padro H.323 da International Telecommunication Union
Telecommunication Standardization (ITUT). So solues de baixo custo
e com qualidade aceitvel para aplicaes do tipo SOHO (Small Office /
Home Office). A Figura 3.6 mostra o escopo da recomendao H.323.
Equipamentos de Vdeo
Codecs de Vdeo H.261, H.263 Codecs de udio G.711, G.722 G.723,
G.728 G.729 Receive Path Delay
Equipamentos de udio
Aplicaes de Dados, T.120, etc. Sistema de Controle Controle
H.245 Interface de Usurio para Controle do Sistema Controle de
chamada H.225.0 Controle RAS H.225.0
Camada H.225.0
Interface de Rede
Figura 3.6 Escopo do H.323
40
A recomendao H.323 descreve terminais e outras entidades que
provem servios de comunicao multimdia sobre redes de pacote, sem
garantia de QoS. O Real Time Transport Protocol (RTP) o protocolo
utilizado para o encapsulamento das mdias de udio e vdeo em uma
conexo H.323 (GOMES, 2003). utilizado em aplicaes que necessitam de
transmisso em tempo real (live) ou em mdia sob demanda. O RTP e o
protocolo de controle RTCP utilizam o UDP para envio das informaes
pela rede.
3.4.2 Voz sobre IP (VoIP)
VoIP significa transmitir voz digital sobre uma rede de comutao
de pacotes, especialmente a internet, utilizando o protocolo IP.
Link de alta velocidade, conexo permanente e baixo custo fazem da
DSL um importante meio de transmisso para voz digital. A
digitalizao inevitvel, visto os diversos benefcios que ela
proporciona. Entretanto, aspectos importantes relacionados a QoS
devem ser analisados, pois este tipo de servio sensvel a atrasos,
mas pode suportar pequenas perdas de pacotes de voz. A Figura 3.7
mostra o processo de transmisso de voz em uma rede digital.Origem
Conversor A/D Rede DSL Conversor D/A Destino
Sinal analgico
Amostras digitais
Voz comprimida Rede
Voz descomprimida
Amostras digitais descomprimidas
Sinal analgico
Aplicao/terminal
Aplicao/terminal
Atraso de captura, digitalizao e compresso
Atraso de transmisso
Atraso de descompresso, converso analgica e reproduo
Sentido do fluxo de comunicao
Figura 3.7 Processo de Transmisso de voz
41
Segundo Gomes (2003), existem dois padres que disputam a
hegemonia da telefonia IP: ITU-T H.323 e o SIP, proposto pela
Internet Engineering Task Force (IETF). O SIP mais flexvel e sua
aderncia com padres genuinamente Internet e arquitetura aberta, tem
atrado a ateno de muitos fabricantes da rea de telefonia e de
dados. A Tabela 3.3 faz uma comparao entre os dois padres.
Tabela 3.3 Caractersticas dos protocolos SIP e H.323 SIP
Codificao Topologia Textual (HTML) Agentes e clientes (UAS e UAC)
H.323 Binrio (ASN.1) Entidades H.323 (Gatekeeper, Gateway, etc.)
Troca de capacidades Roteamento de chamadas Protocolo de transporte
Registro Autenticao Encriptao Via protocolo SDP Topologia
hierrquica (DNS) UDP e TCP Via UA HTTP O SIP possui trs mtodos de
encriptao Fonte: Gomes, 2003. H.245 Estatstica (Anexo G) UDP e TCP
Gatekeeper H.235 H.235
O padro H.323 define quatro pilhas de protocolos (vdeo, udio,
controle e dados), mas para aplicaes de VoIP so utilizadas apenas
as partes de udio e controle, como mostra a Figura 3.8.
42
Video H.261 H.263
RTP
R T C P
Audio G.711 G.722 G.723 G.728 G.729 RTP R T C P UDP
H.225 Terminal to gatekeeper signaling
Control H.225 Call signaling
H.245
Data T-120 (Multipoint data transfer)
TCP IP XDSL
Figura 3.8 Pilha de protocolos H.323.
A diminuio dos custos relativos a chamadas de longa distncia,
uma das principais vantagens de VoIP em relao telefonia
tradicional. De acordo com a Figura 3.9, a rede DSL pode ser
utilizado para a transmisso de pacotes de voz, com o uso do
protocolo IP.
1 4 7 *
2 3 5 6 8 9 8 #
GATEWAY
REDE DSL
PABX1 2 4 5 7 8 * 8 3 6 9 #
1 2 4 5 7 8 * 8
3 6 9 #
TERMINAL H.323
TERMINAL H.323
Figura 3.9 Transmisso de voz sobre IP em uma rede DSL.
43
3.4.3 Video sob Demanda (VoD)
Video on Demand ou Vdeo sob Demanda um servio assimtrico que
envolve diversas conexes (unicast), transferindo informaes de
vdeo digital, comprimido e codificado, de um servidor de vdeo, para
um usurio (Set Top Box ou PC). No destino, o vdeo descomprimido,
decodificado, convertido de digital para analgico e apresentado em
um monitor. Neste sistema, o usurio faz uma pesquisa de filmes
disponveis em uma base de dados, seleciona o filme de sua
preferncia e comea a assisti-lo imediatamente (transmisso em tempo
real). O sistema deve permitir o uso de funes tpicas de um
equipamento de vdeo cassete, ou seja, pausar, retornar, ir para
frente, sem perder a caracterstica de sincronizao e de tempo real.
Este tipo de servio tem como caracterstica a transmisso assimtrica,
ou seja, a taxa de downstream maior que a taxa de upstream. Sendo
assim, as tecnologias mais adequadas ao VoD so: ADSL e VDSL.
44
4 CONCLUSO
A DSL utiliza os fios de cobre do STFC para transportar voz,
dados, imagens e vdeo em alta velocidade, possibilitando uma
diminuio dos custos relativos ao acesso internet, principalmente
para os pequenos escritrios. Em algumas tecnologias xDSL, a linha
telefnica permanece disponvel, mesmo mantendo a conexo permanente
com a rede. A alta velocidade proporcionada pela tecnologia xDSL,
melhorou a qualidade dos servios disponibilizados, possibilitando o
desenvolvimento de diversas aplicaes baseadas no protocolo IP.
Facilidade de instalao e manuteno so fatores fundamentais que
tornaram a DSL um meio de transmisso em banda larga, bastante
utilizada pelos diversos setores, mas principalmente por usurios
residenciais que no estavam satisfeitos com a limitada velocidade
de 56 Kbps, proporcionada pelos modems convencionais para acesso
internet.
45
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
BLACK, Uyless. ATM: Foundation for Broadband Networks. 2. ed.
Prentice Hall, 1998. 446 p. BERNAL, Paulo Sergio Milano; FALBRIARD,
Claude. Redes banda larga. So Paulo: rica, 2002. 291 p. DODD,
Annabel Z..O guia essencial para telecomunicaes. 2. ed. Rio de
Janeiro: Campus, 2000. 399 p. FERNANDES, Eduardo Almeida. Estudo
comparativo: DSL Cable Modem. 1999. Monografia (Curso de
Bacharelado em Cincia da Computao) Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, Porto Alegre. Disponvel em: . Acesso em: 10 jul.
2003. GALLO, Michael A.; HANCOCK, William M.. Comunicao entre
computadores e tecnologias de rede. So Paulo: Pioneira Thompson
Learning, 2003. 673 p. GOMES, Fbio Lcio Soares. Videoconferncia:
Sistemas e Aplicaes. Florianpolis: Visual Books Editora, 2003. 328
p. GORALSKI, Walter J. ADSL & DSL Technologies. 2. ed.
Berkeley: McGraw-Hill, 2002. 413 p. HARTE, Laurence; KIKTA, Roman.
Delivering xDSL. New York: McGraw-Hill, 2001. 284 p. LU, Cary.
Largura de banda: conhea o funcionamento da transmisso de dados. So
Paulo: Berkeley Brasil, 1999. 194 p. MTTAR NETO, Joo Augusto.
Metodologia cientfica na era da informtica. So Paulo: Saraiva,
2002. MORAES, Alexandre Fernandes de; CIRONE, Antonio Carlos. Redes
de computadores: da Ethernet Internet. So Paulo: rica, 2003. 332 p.
NASCIMENTO, Marcelo Brenzink do; TAVARES, Alexei Correa. Tecnologia
de acesso em telecomunicaes. So Paulo: Berkeley Brasil, 2002. 114
p. NOKIA. Nokia lana equipamento multiprotocolo para conexes DSL:
Multiplexador de segunda gerao Nokia Broadband Systems D500
facilita a migrao de redes ATM para infra-estrutura totalmente IP.
2002. Disponvel em: . Acesso em: 04 nov. 2003. PALUDETTO, Laerte
Junior. Introduo ao padro xDSL.2001. Disponvel em: . Acesso em: 15
out. 2003. PARADYNE. The DSL Sourcebook - third edition: the
comprehensive resource on digital subscriber line technology. 2000.
Disponvel em: . Acesso em: 26 jan. 2004.
46
_________. Placa de linha SHDSL para ATM - Hotwire 8385. 2001.
Disponvel em: . Acesso em: 26 jan. 2004. ROESLER, Valter. Curso de
ATM: Asynchronous Transfer Mode. 1998. Disponvel em: . Acesso em: 8
dez. 2003. SILVA, Adailton J. S. xDSL: mais uma promessa?.1997.
Disponvel em: . Acesso em: 16 out. 2003. SILVA, Elaine da. Chega ao
Brasil a tecnologia de Voz sobre DSL da Siemens. 2001.Disponvel em:
. Acesso em: 04 nov. 2003. TOLEDO, Adalton Pereira de. Redes de
acesso em telecomunicaes. So Paulo: Makron Books, 2001. 167 p.
