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O que é ADSL?

Uma das mais conhecidas tecnologias que possibilitam acesso a internet é o ADSL (Assymmetric Digital Subscriber Line, algo como "Linha Digital Assimétrica para Assinante"). 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.

Funcionamento

Um fato que diferencia o ADSL para a conexação discada é a não ocupação da linha telefônica para o uso da internet. Isso ocorre pois 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:

O termo "Assymmetric" no nome do ADSL é devido ao fato de ser 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.

Modens ADSL

Em um acesso à internet via ADSL, a linha telefônica é, na verdade, apenas um meio de comunicação formado por um par de fios metálicos. A conexão em si acaba ocorrendo graças aos equipamentos utilizados tanto do lado do cliente (que solicita a conexão), quanto do lado do provedor (que estabelece a conexão). No lado do cliente, um aparelho popularmente conhecido como modem ADSL é conectado aos fios de uma linha telefônica existente. Tecnicamente, sua denominação é ATU-R (ADSL Terminal Unit - Remote, algo como "Unidade Terminal ADSL - Remoto"). Esta conexão, por sua vez, não raramente é intermediada por um microfiltro de nome splitter, que tem a função de criar um canal para a ligação com o modem e outro canal para a comunicação com o aparelho telefônico.

DSLAM

Se o modem na residência ou escritório do usuário faz o papel de ATU-R, o DSLAM assume o lado oposto, sendo o ATU-C (ADSL Terminal Unit - Central, algo como "Unidade Terminal ADSL - Central"). Cabe a este equipamento concentrar os sinais digitais de várias linhas telefônicas (que atendem a um bairro, por exemplo) como se estas fossem uma só para conectá-las a um link de acesso à internet.

Para isso, cada DSLAM precisa se comunicar com um BRAS (Broadband Remote Access Server). Este equipamento tem entre as suas funções concentrar as conexões oriundas de uma ou mais DSLAMs e alocar endereços IP para cada linha que faz parte da rede. Tipicamente, a comunicação entre DSLAM e BRAS é via conexão ATM (Asyncronous Transfer Mode) ou por tecnologia Ethernet.

É importante frisar que o DSLAM não divide a velocidade do acesso entre as linhas. Em outras palavras, o acréscimo de uma conexão não afeta a velocidade das demais. Por outro lado, cada DSLAM - assim como cada BRAS - possui um limite para o número de conexões, sendo necessário aumentar a infraestrutura da rede para ampliar o número de usuários.

Há ainda uma variação deste equipamento chamada de Mini-DSLAM que tem uma proposta parecida, mas atende a um número menor de conexões. Estes dispositivos são interessantes porque custam menos e evitam desperdício em lugares em que não há grande demanda, como uma rua ou um condomínio residencial.

Limite de distância

Há um fator importante que pode limitar ou até mesmo impossibilitar a assinatura de um serviço de ADSL: a distância física entre o modem do usuário e o DSLAM, ou seja, entre o ATU-R e o ATU-C. Quanto mais longe um estiver da outro, menor qualidade e velocidade a conexão terá.

Por padrão, a distância máxima viável é de aproximadamente 6 quilômetros, podendo ser um pouco menor dependendo das características da região e da qualidade dos equipamentos. De qualquer forma, o ideal é que este intervalo não supere 4 quilômetros. É por isso que lugares com poucos habitantes ou muito afastados, como áreas rurais, não raramente são desprovidos de acesso à internet via ADSL.

Isso acontece porque o sinal que percorre a linha começa a se degradar sensivelmente a partir de um determinado ponto. Em outras palavras, as ondas eletromagnéticas que percorrem os fios perdem potência à medida que se afastam do ponto de origem, fazendo com que a conexão não consiga manter um nível de intensidade suficiente para suportar velocidades altas em distâncias maiores.

Versões do ADSL

ADSL

As especificações do que podemos chamar de "primeiro ADSL" foram ratificadas pela International Telecomunication Union (ITU) em 1999, recebendo a identificação ITU G.992.1 (G.DMT). Também houve padronização pela American National Standards Institute (INSI) sob a identificação ANSI T1.413. Suas principais características incluem downstream de até 8 Mb/s (megabits por segundo) e upstream de até 1 Mb/s.

Posteriormente, houve uma versão chamada de ITU G.992.2 (G.Lite), que ficou conhecida também como ADSL Lite. Como o nome sugere, trata-se de uma versão simplificada da tecnologia. Sua principal característica é a de, pelo menos teoricamente, não exigir splitters ou semelhantes. Por outro lado, suas taxas de download e upload são de até 1,5 Mb/s e 512 Kb/s, respectivamente.

ADSL2 e ADSL2+

Em 2002, foram ratificadas as especificações do que ficou conhecido como ADSL2 (ITU G.992.3 / ITU G.992.4). Este padrão tem praticamente os mesmos princípios do ADSL, mas foi otimizado em vários aspectos: a modulação, por exemplo, é mais eficiente; além disso, o ADSL2 consegue melhorar o fluxo de dados trabalhando com cabeçalhos para sinalização com tamanho de 4 KB, sendo que no ADSL este parâmetro é fixado em 32 KB; existe ainda a possibilidade de uso da tecnologia IMA (Inverse Multiplexing for ATM), que permite o aumento da capacidade de tráfego com o acréscimo de uma ou mais linhas à conexão. Estas e outras características fazem com que esta versão consiga atingir até 12 Mb/s no downstream mantendo o upstream em até 1 Mb/s.

Outros dos fatores que contribuem para o aspecto da velocidade são o uso de uma técnica de "canalização", que permite a utilização de canais distintos da conexão para uso exclusivo de uma aplicação (por exemplo, para streaming, isto é, transmissão de vídeo e áudio) e a constante supervisão da comunicação, que ajusta as taxas de transmissão para evitar erros e perda de pacotes de dados.

O ADSL2 também se destaca por possuir melhor gerenciamento de potência, gerando economia de energia. Neste sentido, conexões do tipo podem contar com três modos de operação, podendo alternar entre eles automaticamente:

• Modo L0 (Full On): neste, a conexão funciona à sua totalidade;
• Modo L2 (Low Power): aqui, o nível de energia diminui, deixando a transmissão mais lenta. Útil para quando o usuário está baixando dados em quantidades pequenas;
• Modo L3 (Idle): este modo funciona como uma espécie de "descanso" - a conexão permanece ativa, mas não transmite dados.

Em 2003, surgiram as especificações do ADSL2+ (ITU G.992.5), que por utilizar uma faixa de frequência maior, indo até a 2.200 KHz, pode alcançar até 24 Mb/s de downstream, mantendo, novamente, o upstream em até 1 Mb/s, existindo também uma variação (ADSL2+ M - ITU G.992.5 Annex M) que aumenta este último para até 3 Mb/s. O problema aqui é que velocidades altas só são alcançadas em distâncias de até 1,5 quilômetro. Mais do que isso a velocidade máxima cai consideravelmente, ficando em torno dos 4 Mb/s em distâncias de 3,5 quilômetros, aproximadamente.

RADSL

O RADSL ou Rate Adaptative Digital Subscriber Line, é uma versão não tão conhecida do ADSL. A sua principal característica é o fato de o modem ajustar automaticamente as taxas de download e upload, dependendo de critérios como distância da central e qualidade da transmissão em determinados momentos.

Por padrão, os limites de downstream e upstream também são respectivamente 8 Mb/s e 1 Mb/s. Graças a essa capacidade de ajuste automático, seu uso é mais comum em conexões que não estão perto da central telefônica, respeitando a distância de raio de, no máximo 6 quilômetros, tal como no ADSL.

HDSL

O ADSL sem duvida é a tecnologia DSL mais conhecida no mercado. Porém, a primeira a surgir, por volta do final dos anos 1980, foi o HDSL (High Bit Rate digital Subscriber Line), cuja identificação é ITU G.991.1.

O HDSL surgiu como uma opção de transmissão de dados em linhas telefônicas digitais dos tipos T1 e E1. Tendo como principais características:

• Modo de operação full duplex: Envio e recebimento de dados ao mesmo tempo;
• Transmissão simétrica: 784Kb/s para downstream e upstream, totalizando cerca de 1,5 Mb/s. Podendo chegar a 2 Mb/s em linhas E1.

Porém em todos os casos, a distância do raio máximo é de 5 quilômetros.

Essa tecnologia não se popularizou tanto quanto o ADSL por exigir dois pares de fios trançados (ou até três em linhas E1), quer dizer, de duas linhas telefõnicas simultaneamente, e também pelo fato de não permitir chamadas de voz durante a conexão com a internet, haja vista que as faixas de frequência reservadas para isto estariam sendo utilizadas pelo processo de trasmissão de dados

Mais tarde surgiu o HDSL2, uma variação do HDSL que matinha praticamente as mesmas taixas de velocidade, porém utilizando apenas um par de fios.

SDSL

O SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) é bem parecido com o HDSL, suas caracteristicas são:

• Transmissão de dados de maneira simétrica: taxas máximas de 1,5 Mb/s (T1) ou 2 Mb/s (T2);
• Não permite o uso de voz e dados ao mesmo tempo;
• Possui a vantagem de exigir apenas um par de fios.

Além disso, a distância do raio máximo para as conexões é um pouco menor que no HDSL.

SHDSL

SHDSL é a sigla para Single Pair High Speed Digital Subscriber Line, foi ratificado em 2001, recebendo a identificação ITU G.991.2. Possui as seguintes características:

• Transmissão de dados de maneira simétrica: caso utilize apenas um par de fios, conexões do tipo podem ter velocidade de até 2,3 Mb/s, com dois pares, este limite aumenta para até 4,6 Mb/s;
• Não permite o uso de voz e dados ao mesmo tempo.

VDSL e VDSL2

VSDL é a sigla para Very High Bit Rate Digital Subscriber Line, identificado como ITU G.993.1 e reconhecido em 2004. Essa tecnologia se assemelha ao ADSL, trabalhando de maneira assimétrica, utilizando de forma mais frequente a técnica DMT e assim permitindo uso de voz e dados ao mesmo tempo.

O diferencial está na velocidade, sendo capaz de atingir taxas de transferência mais altas de até 52 Mb/s no downstram e 16 Mb/s no upstream. Podendo ainda ser ajustada para trabalhar de maneira simétrica.

Em 2006 foi ratificado o VDSL2, recebendo a identificação ITU G.993.2. Esta versão se destaca também na velocidade podendo atingir 100 Mb/s no downstream e 30 Mb/s no upstream. Essas velocidades mais altas permitem que tanto o VDSL quando o VDSL2 sejam utilizados em comunicação por voz, acesso à internet e assinatura de TV (IPTV) por meio de uma única linha telefônica.

Essas taxas mais elevadas são possíveis por uma série de fatores, como o uso de frequências elevadas na linha telefônica - cerca de 12MHz no VDSL e até 30 MHz no VDSL2 - e a combinação com outas tecnologias, como fibra óptica.

A grande desvantagem destas duas tecnologias é a distância entre a central e o usuário, normalmente o limite do raio de distância é de até 1,5 quilômetro e para garantir a totalidade da velocidade, o raio deve ser de no máximo 300 metros.

Conclusão

As tecnologias DSL aproveitam a infraestrutura de telefonia e por isso, permitem valores de assinaturas razoáveis e são utilizadas amplamente no mundo inteiro. Estas características tornam essa tecnologia interessante em locais que não contam com outro tipo de acesso.

Por isso, mesmo com o surgimento de novas tecnologias que ofereçam velocidades maiores e coberturas melhores, ainda vemos e veremos por um bom tempo padrões DSL no mercado. Destacando segundo Emerson Alecrim, cientista da computação e criador do site http://www.infowester.com, versões como o ADSL2+ e VDSL2 como propostas para atender à demanda de taxas de transmissão de dados cada vez maiores.

Referências

http://www.infowester.com/adsl.php