CAPÍTULO DÉCIMO
REDE DE ACESSO DIGITAL ASSIMÉTRICO
O termo ADSL (ASYMMETRICAL DIGITAL SUBSCRIBER LINE) foi concebido em 1989 e não se refere a uma linha, mas a modems que convertem o sinal padrão do telefone em um duto digital de alta velocidade. Os modems são chamados assimétricos porque eles transmitem dados da sua casa em uma velocidade menor do que recebe. O sistema ADSL atinge velocidades altíssimas comparadas os sistemas de transmissão de dados atuais. ADSL permite transmissões a 6 Mbps (chegando ao máximo de 9 Mbps) de download por assinante, e chegando à 640 kbps para upload.
Tais taxas ampliam a capacidade do acesso em 50 vezes ou mais. O ADSL pode transformar a rede pública já existente que é limitada à voz, texto e gráficos de baixa resolução para um sistema poderoso, capaz de transportar multimídia, incluindo vídeo em full-motion como, por exemplo, vídeo - conferência.
A linha de assinante digital assimétrica - (ADSL), é uma ótima solução para o acesso a Internet em alta velocidade podendo transmitir a voz e os dados simultaneamente sobre um único par de cobre, existente, com alcance de até 5.500 km.
A base de cabos de cobre instalada possibilita o uso econômico da rede telefônica para aplicações de banda larga e servirá de diferencial competitivo para as operadoras de telefonia fixa. Esta tecnologia exige boa performance dos meios da camada física e usa uma modulação DMT (Discrete Multi-tone). O sistema
ADSL consiste dos seguintes componentes:
ATU-C Transceptor ADSL central - (ADSL Transceiver Unit- Central office)
ATU-R Transceptor ADSL remoto - (ADSL transceiver unit-remote) ou modem ADSL;
SPLITTER Filtro passa baixo para separar o sinal de voz dos dados;
DSLAM Multiplex de acesso de linhas digitais de assinante – (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) – multiplexa varias linhas, ATU-C, em uma única saída ATM (Asynchronous Transfer Mode), sobre fibra ótica.
A arquitetura básica ADSL é ilustrada na figura 1.
Figura 1 – Arquitetura ADSL
Downstream
Figura 2 – Sinais no CPE.
passa alta que seleciona o sinal de dados e elimina o sinal de voz. O sinal resultante, de dados somente, é convertido então para o padrão Ethernet 10 Base T ou para o padrão ATM.25 e conectado a placa de rede do PC. Este processo é ilustrado em figura 2.
Upstream.
Figura 3 – Atenuação versus distancias para diversos métodos de codificação de linha.
O upstream origina-se no CPE do assinante que produz o sinal de dados. O NID combina os sinais de voz e dados e transmite através da linha do assinante. O sinal chega ao splitter da unidade central que separa o sinal de voz, encaminhando para central telefônica e o sinal de dados para a ATU-C situada geralmente no DSLAM. O DSLAM agrupa muitas interfaces ATU-C’s e se conecta ao ISP (Internet Service Provider), que fornece conexão a Internet e a outros serviços tais como o vídeo-on-demand.
A mágica do DSL
Como o DSL aumenta a taxa de bits da linha telefônica que pode somente suportar, no máximo 56 kbps?
A linha telefônica convencional é constituída de um par de fios trançados (twisted pair), e usa a faixa de freqüências abaixo de 4 kHz. Todos os modems "analógicos" usam técnicas de modulação dentro desta região de 4 khz.
Os serviços da POTS (Plain Old Telephone Service) podem operar com linhas locais relativamente longas por causa da baixa atenuação oferecida as baixas freqüências usadas. O DSL porem, utiliza freqüências mais elevadas levando a linha a oferecer uma atenuação consideravelmente maior. A figura 3 mostra a atenuação para diversos métodos de codificação de linha como: o método de codificação 2B1Q - HDSL que pode transportar velocidades até T1 (1.5 Mbps) e E1 (2.0 Mbps) e o método de codificação DMT que se adapta à atenuação da linha e seleciona uma portadora usável dentro da faixa de freqüência de 20 a 1.100khz.
Um modem é colocado na sua casa enquanto um outro modem é colocado na central telefônica. Estes dois modems estão permanentemente conectados. O modem divide digitalmente a linha telefônica em 3 canais separados. O primeiro canal é utilizado para transmissão de voz. O segundo canal é utilizado para o fluxo de informações no sentido usuário Æ rede (upstream) e o terceiro canal para o fluxo de dados no sentido rede Æ usuário (downstream). Esta técnica permite maiores velocidades porque raramente as pessoas fazem ao mesmo tempo uploads e downloads. O canal de downstream é mais largo do que o do upstream, pois quando você clica num link para acessar uma web page, seu computador apenas envia o "click", que é uma pequena quantidade de dados. Em resposta, seu computador recebe um volume de dados maior quando as páginas estão sendo carregadas. Expandindo a banda de downstream aumenta-se a performance do sistema.
A velocidade de dados depende da distância. Por exemplo, se você morar próximo a uma central telefônica que provê seu acesso ADSL, você terá maiores velocidades. A velocidade de recepção de dados será uma média de 4 Mbps até 640 Kbps. A transferência de dados atingirá até 640 Kbps e nunca será inferior a 160 Kbps. Essas velocidades são altíssimas se comparadas com os 56 Kbps desenvolvidos pelos melhores modens convencionais. Uma grande vantagem do ADSL está no fato de que sua velocidade continua a mesma independente no número de usuários conectados, pois cada usuário possui uma linha dedicada e não irá compartilhar essa linha com mais ninguém. Casos em que pode haver redução de velocidade:
9 Grandes distâncias entre o usuário e a central telefônica.
9 Mais de um equipamento acessando Internet na mesma casa.
9 Muitos usuários acessando o mesmo serviço ao mesmo tempo.
Por exemplo, se 500 usuários estão efetuando download da Internet ao mesmo tempo, isso causará uma certa lentidão, não do ADSL, mais sim do servidor que está disponibilizando o aplicativo naquele instante. O sistema também permite a conversa ao telefone ao mesmo tempo em que os dados estão sendo transmitidos através da Internet. Segundo dados coletados, a voz ocupa apenas 1% do canal, os outros 99% são destinados à dados.
Plataformas que suportam o ADSL
Foram testados microcomputadores rodando Windows, Linux e Mac. Outros computadores ou sistemas operacionais podem rodar se atualmente rodarem IP Dial-up e suportarem DHCP (dynamic host configuration protocol) incluindo as seguintes opções de configuração: Endereço IP, máscara de subrede, default gateway e servidores DNS. Seu computador e sistema operacional devem também suportar HTTP.
Principais equipamentos utilizados no ADSL
Figura 4 - Equipamentos utilizados em ADSL
Modem DSL: O modem ADSL é que faz o processamento de dados referente à alocação das informações de dowstrem, upstream e voz em seus respectivos canais.
DSLAM: O DSLAM efetua a conexão do ADSL com a internet. Suporta diversos protocolos e possui a vantagem de está dedicado apenas a um usuário, o que não ocorrem com o serviço de cable modem onde todos os usuários dividem a mesma linha.
A figura 4 mostra equipamentos utilizados em ADSL:
Como os modens ADSL trabalham
Em sua casa
Figura 5a – Modem ADSL e os CI’s Channel Separator e POTS Splitter.
No seu PC o modem ADSL conecta-se a uma linha telefônica analógica padrão. Um modem ADSL tem um chip chamado "POTS Splitter" que divide a linha telefônica existente em duas partes: uma para voz e uma para dados. A voz está limitada a banda de 4 kHz. As freqüências mais altas (até 2MHz, dependendo das condições da linha, diâmetro do fio e distância) são usadas para tráfego de dados. Ver figura 5 a.
Outro chip, chamado "Channel Separator", divide o canal de dados em duas partes: uma para download e uma para upload de dados.
Na Central Telefônica
Na terminação da linha (5,5 km máximo) existe outro modem ADSL localizado na central da companhia telefônica. Este modem também tem um "POTS Splitter" que separa os sinais de voz e de dados.
Figura 5b – Modem ADSL.
As chamadas de voz são roteadas para a rede de comutação telefônica (PSTN - Public Switched Telephone Network) e procede pelo seu encaminhamento normal. Os dados que vem de seu PC passam do modem ADSL para o multiplexador de acesso à linha de assinante digital (DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer). O DSLAM agrupa muitas linhas ADSL em uma única linha ATM (Asynchronous Transfer Mode) de alta velocidade que fica conectada a Internet por linhas com velocidades acima de 1Gbps. Os dados que retornam da Internet são roteados de volta ao assinante através do DSLAM e do modem ADSL da central telefônica chegando novamente ao seu PC. Ver figura 5b.
Parâmetros do ADSL
Na prática, instala-se um modem ADSL em cada uma das pontas de uma linha telefônica e este cria três canais lógicos; um de alta velocidade para download, um canal de média velocidade para upload e um para voz (Plain Old Telephony Services) O canal de voz é separado por filtro digital - 4 khz, o canal de alta velocidade de 256 Kbps a 6.1 Mbps para download e um canal intermediário que vai de 16 Kbps a 640 kbps.
A taxa de bits dos dados depende de vários fatores, tais como o comprimento da linha, o diâmetro do fio, a presença de derivações, e interferência de outros pares. A atenuação da linha aumenta com o comprimento e com a freqüência, e diminui com aumento do diâmetro do fio. Ignorando as derivações, o ADSL terá a seguinte performance:
Taxa Medida do Fio Distância Diâmetro Distância
1.5/2.0 Mbps 24 AWG 18.000 pés 0.5 mm 5.5 Km
1.5/2.0 Mbps 26 AWG 5.000 pés 0.4 mm 4.6 Km
6.1 Mbps 24 AWG 12.000 pés 0.5 mm 3.7 Km
6.1 Mbps 26 AWG 9.000 pés 0.4 mm 2.7 Km
Tecnologia
Técnicas de codificação
2B1Q: Usada para transmissões HDSL possui 2 bits binários e um 1 bit quaternário. Codifica dois bits por transição
AMI - inversão alternada da marcas: Usada para transmissão T1/E1 sobre linha de cobre. O bit zero vale 0 volts e cada bit "1" (marca) causa uma transição alternada positivo / negativo.
A "freqüência" central para o T1 será: T1: 1.544 / 2 = 772kHz
Códigos de linha
QAM Combina variação de amplitude e de fase em uma única portadora.
CAP A CAP usa uma única portadora e é uma variante do QAM.
DMT Foi patenteada, mas não implementada, pelos laboratórios AT&T / Bell há vinte anos atrás, e posteriormente escolhida como o padrão para o ADSL.
O serviço telefônico tradicional (POTS - Plain Old Telephone Service) usa uma banda passante de 4-kHz para transmitir os sinais de voz analógica. Isto significa que mesmo com as atuais técnicas sofisticadas da modulação, os modem conseguem um throughput de no máximo 56 kb/s. Para alcançar um throughput mais elevado de até 8 Mb/s, o ADSL usa uma faixa de freqüência de 4 khz a 1,1 Mhz. A multiplexação por divisão de freqüência (FDM) permite então que o ADSL crie nesta faixa de freqüência múltiplas mini-portadoras para transportar os dados no upstream e no downstream simultaneamente e no mesmo par de cobre que transporta a voz. A faixa de freqüência de 0 a 4-kHz é reservada para POTS, a faixa de freqüência média é usada transmitir dados upstream, e a faixa de freqüência superior é usada para dados downstream (Veja Figura 6).
Figura 6 – Faixas de freqüência do ADSL.
Os princípios da DMT
Figura 7 - Efeito da atenuação em função da freqüência das mini portadoras.
Descreveremos a seguir o processo de conversão de um fluxo de dados em tons:
1. O sinal digital é convertido em um fluxo de bits; 2. Adiciona-se ao fluxo de bits um cabeçalho para
detecção e correção de erros;
3. São alocados os bits por tons medindo-se a qualidade de cada um dos 256 tons e mapeando-se até 15 bits por tom;
4. Cada tom é modulado em QAM;
5. É feita a conversão digital para analógico;
6. O sinal analógico resultante é transmitido através do par à extremidade distante.
A modulação DMT (Discrete Multi-Tone) foi proposta pelo American National Standards Institute (ANSI) como código de linha padrão T1.413. A DMT divide a faixa de freqüência em 256 sub - portadoras ou tons, variando de 20 khz a 1,1 Mhz. O upstream usa, para transferência de dados, a faixa de freqüências de 20 khz a 160 Khz, o downstream usa, para transferência de dados, a faixa de 240 khz a 1.1 mhz. (Veja Figura 8.)
Figura 8 – Faixa de freqüências portadoras ou tons.
Os tons restantes são usados como guardas de proteção dividindo a banda passante em três faixas de freqüência. Um tom piloto de sincronismos é usado em cada fluxo (stream) de dados, tanto no upstream como no downstream. Cada tom ou mini-portadora tem um afastamento de 4.3 khz e suporta um número máximo de 15 bits, limitado pela relação sinal / ruído. Como as freqüências ou tons mais elevados estão sujeitas a uma alta atenuação e a um elevado ruído, o número de bits por portadora é geralmente menor do que nas freqüências mais baixas. Adicionado aos bits de dados normais, temos um canal EOC (Embedded Operations Channel) que é parte do protocolo de comunicação ADSL entre o ATU-C e o ATU-R e fornece serviços de manutenção, status de ATU-R e monitora o desempenho do ADSL. O EOC também é usado para monitoração da manutenção e do desempenho.
Modulação em quadratura – QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
O ADSL usa a modulação QAM para conseguir transmitir, no máximo, 15-bit por mini portadora. A QAM é uma técnica que emprega uma combinação de modulação em amplitude e chaveamento do deslocamento de fase.
Por exemplo, um sinal que transmita três bits por baud requer oito combinações binárias para representar este sinal. Este exemplo supõe dois valores de amplitude e de quatro deslocamentos de fase que permitem oito valores do sinal diferentes. A tabela 1 corresponde aos valores possíveis de combinação de amplitude e deslocamentos de fase.
Tabela 1: Valores possíveis da combinação de 2 bits de amplitude e 8 deslocamentos de fase.
O ADSL usa a modulação QAM para codificar até 15 bits por tom. A QAM usa uma combinação da modulação de amplitude (AM) e o chaveamento por deslocamento de fase (PSK) para codificar múltiplos bits em única portadora.
Figura 9 – Exemplo de codificação QAM.
Esta técnica foi usada extensivamente nos modems analógicos e por muitos anos. Um exemplo simples de codificação de três bits por ciclo é mostrado na figura 9. Usando esta técnica, um grande fluxo de bits pode ser seguinte exemplo: 001 - 010 – 100 – 011 – 101 – 000 – 011 - 110.
A Figura 9 ilustra sinais QAM codificados de acordo com os bytes acima. Para representar 15 bits de dados em um único tom, são requeridas 32.768 combinações de amplitude e de deslocamento de fase.
Cancelamento do eco
Os modems ADSL DMT podem usar o cancelamento do eco para utilizar as freqüências mais baixas tanto para upstream como para downstream. Isto permite o uso eficaz que todos os 256 tons ou mini portadoras para downstream enquanto as primeiras 32 mini portadoras também são usadas para o upstream. O padrões T1.413 e o G.992.x do ADSL definem duas categorias de modem:
9 Modems com multiplex por divisão de freqüência (FDM) - modems categoria I.
9 Modems com cancelamento do eco - modems categoria II.
Os fabricantes de modems ADSL podem optar pela implementação do cancelamento de eco, porem como complemento porque o FDM é obrigatório.
O cancelamento de eco sobrepõe a faixa superior na inferior, e separam os dois por meio de cancelamento de eco local, uma técnica conhecida em modems V.32 e V.34. Em ambas as técnicas, o ADSL divide uma faixa de 4 kHz da linha comum até o final da banda. Ver figura 10.
Figura 10 – Cancelamento de eco.
Adaptação da potencia de transmissão
A densidade espectral da potencia (PSD- Power Spectral Density) pode ser usada para controlar a potencia transmissão se for empregado:
9 Mascara espectral: Determinados tons que sofreram interferência de outros serviços compartilhados na mesma linha podem ter uma mascara espectral que impede o seu uso.
9 Linhas longas: Aumenta-se a potencia de determinados tons que sofreram maior atenuação compensando as perdas seletivamente.
Estas características são controladas pelo ATU-C (DSLAM) usando os bits AOC dentro da banda. Veja figura 11.
Figura 11 – Densidade espectral, mascara espectral e controle de atenuação em linhas longas.
Adaptação da taxa de bits (Bit swapping)
O bit swapping ocorre durante o fluxo normal de dados. O modem ADSL ajusta a taxa de bits para compensar os problemas da rede tais como o crosstalk e o ruído.
Figura 12 – Re-locação de 4 bits.
A quantidade de bits de cada sub portadora de 4-kHz é monitorada constantemente, e os ajustes são feitos por distribuição dos bits de um tom ruidoso para um tom normal. Os bits excedentes em um tom de baixa capacidade são removidos para outro tom que têm capacidade adicional. Os comandos para os bits swappings são emitidos pelos ATU-R e ATU-C aos bits que sofrerão mudanças indicando onde serão re-alocados. Isto é transparente para o usuário, desde que a linha permaneça ativa durante o processo.
Figura 13 – Bit swapping.
Superquadro ADSL
No superquadro ADSL temos dois campos padronizados pela ANSI ADSL Spec 992.1:
Fast: designado para banda larga e tem baixa latência.
Interleaved: Usado para o G.Lite, tem um ótimo mecanismo de detecção de erros, alta latência e uma baixa taxa de erros. Usa FEC (frame redundancy check).
Figura 14 – Superquadro ADSL.
Os modems ADSL ATM fazem recuperação de erros e suportam um trajeto de dados por vez (latência única). Um "Superframe" ADSL tem 68 quadros de dados e mais um de sincronismo. O quadro ADSL possui um overhead de:
CRC Checagem de bytes;
OAM Bits indicadores para manutenção;
EOC Canal de operação do sistema. Exemplo "mensagem Dying Gasp do ATU-R" “Comando de autoteste da ATU-R”;
AOC Overhead do canal do controle do ADSL. Usa-se para monitorar a qualidade de cada tom e para o ATU-C controlar o bit de enable / disable de swapps dos tons.
FEC Frame redundancy check.
Quadro da
sincronização Segue o último quadro mas não faz parte do superframe.
A figura 14 mostra a estrutura de um super quadro ADSL.
Interferências no DSL
As fontes de interferências são os principais obstáculos a transmissão do DSL. Estas fontes são: outros serviços digitais (T1, E1, ISDN, HDSL), ruído ambiente como rádio AM e equipamentos elétricos. Os rádios AM transmitem numa freqüência acima de 680 kHz, podendo induzir ruído nos cabos telefônicos. O crosstalk de pares vizinhos é uma ameaça presente. Ver figura 15.
Figura 15 – Fontes de interferências no DSL.
O DSL é sensível a um certo número de fatores elétricos e ambientais que não impactam com o serviço dos POTS. Temos alguns fatores críticos como a distância que quanto maior a distancia maior a atenuação, as derivações (Bridged Taps) que distorcem e reduzem a potencia do sinal, as bobinas de pupinização (Load Coils) que funcionam como filtros passa baixos e o crosstalk ou interferência dos pares vizinhos.
Derivações
Uma derivação é qualquer extensão existente na linha entre o assinante a central telefônica capaz de degenerar o sinal. Ver figura 16.
Figura 16 – Efeito das derivações.
extensão pode excede 600 metros. Por exemplo, oito extensões de 18 metros são aceitáveis, porém uma única extensão de 750 metros é inaceitável. Atenção especial deve ser tomada para as extensões que estão perto do ATU. Quanto mais próxima estiver a extensão do ATU, mais provável será a existência de reflexões que contêm mais energia do que os pulsos entrantes no ATU. Se isto ocorrer, os circuitos são incapazes de distinguir os dados das reflexões indesejadas. Por exemplo, uma extensão distante 30 metros de um ATU-R pode degenerar o sinal do ADSL. Por estas razões, recomenda-se que nenhuma extensão seja colocada a menos de 300 metros dos ATUs.
Bobinas de pupinização (Load Coils)
As Bobinas de pupinização (Load Coils) são instaladas nas linhas longas em intervalos de 1830 metros. A primeira bobina fica situada a 914 metros da central.
A finalidade é filtrar o ruído das altas freqüências e reduzir a atenuação das freqüências na faixa da voz. As bobinas filtram eficazmente e eliminam as freqüências altas inclusive as portadoras do DSL. Estas bobinas devem ser localizadas e removidas para que o DSL funcione. Ver figura 17.
Figura 17 – bobinas de pupinização na linha (Load Coils).
Como o ADSL opera num range de alta freqüência não pode trabalhar com as bobinas de pupinização no enlace. As bobinas de pupinização não permitem que os sinais de alta freqüência sejam transmitidos, pois funcionam como filtros passa baixa.
Comprimento do enlace do ADSL
Um enlace do ADSL típico tem de 3.500 a 5.500 metros, incluindo todas as extensões. O comprimento exato depende do calibre do fio, das mudanças do calibre e das características da linha.
A inicialização do ADSL
Existem 2 tons piloto (um em cada sentido) usados para iniciar e ativar o enlace. Ambas as extremidades do circuito podem iniciar a ativação da ligação. O ATU-R sempre está tentando iniciar a ligação. O ATU-C tenta normalmente duas vezes, e então espera que o ATU-R inicialize.
Na figura 18 são mostras as fases de inicialização de um ADSL. Fases da iniciação (método legado do T1.413i2):
Figura 18 – Fases de inicialização do ADSL.
1. Ativação e reconhecimento: ativa e verifica a partida através de handshake triplo.
2. O transceptor ATU-C mede e ajusta a potencia de transmissão e recebe o AGC de sincronismo do receptor e equaliza o sinal.
3. Análise do canal: o ATU-C envia opções de taxas de bits e os formatos para o ATU-R. O ATU-C emite um tom de "medley" assim que ATU-R define a taxa de bits de downstream em função da relação S/N;
4. Comutação: O ATU-C envia a mínima relação de S/N aceitável, a atenuação do upstream, a quantidade de bit por tom, o ganho por tom...
O término da ligação
Figura 19– Mensagem de “dying gasp".
1. Linha DSL com problema: Gera um sinal de alarme.
2. Desligamento de energia no CPE: emitido sinal “dying gasp”.
Operação “dying gasp”: normalmente somente os ATU-C iniciam as mensagens no canal EOC. A única exceção é a mensagem de “dying gasp" emitida pelo ATU-R até seis vezes quando a alimentação é removida. A mensagem de “dying gasp" tem prioridade de emergência. Diante de algum problema o ATU-R tentará emitir pelo menos seis mensagens “dying gasp". O ATU-C detecta a perda de alimentação depois que recebe pelo menos quatro mensagens “dying gasp". A figura 19 ilustra o “dying gasp".
Padrões xDSL
ITU – International Telecommunications Union (G series for xDSL modems)
G.991.1 (G.hdsl)
G.992.1 (G.dmt) Internationalized T1.413i2 with annexes for full rate ADSL
G.992.2 (G.lite) ADSL Lite standard
G.vdsl VDSL
G.994.1 (G.hs) Handshake procedures for interop of ADSL and ADSL-Lite G.hdsl,
G.996.1 (G.test) Testing Procedures for xDSL modems
G.997.1 (G.ploam) Physical Layer Operations, Admin and Maintenance
ANSI T1.413
T1E1.4 group Working on DSL
T1.413 “mother” ADSL standard using DMT
T1.413i2 Is current ADSL standard (T1.413 Issue 2)
ADSL Metallic Interface Network and Customer Installation Interfaces
ETSI – European Telecommunications Standards Institute
Working Group TM6 focuses on DSL
Adapted ANSI T1.413i2 to European requirements
ADSL Forum: Recommend packet and cell transport over ADSL
ATM Forum: An industry group of ATM vendors that advises on ATM issues
Modelo xDSL – Componentes da rede
Lado do assinante:
B Entrada de dados auxiliar do modulo de serviço. (satélite)
T.E Equipamento Terminal. (microcomputador pessoal)
T Interface entre o Premises Distribution Network e o modulo de serviço.
T-SM Interface entre o ATU-R and Premises Distribution Network
U-R2 Interface entre o POTS splitter e o ATU-R.
U-R Interface entre o POTS Splitter e a linha no lado da central telefônica.
Lado na central:
U-C Interface entre a linha e o POTS Splitter no lado da rede.
U-C2 Interface entre o POTS splitter e o ATU-C
DSLAM:
VA Interface lógica entre o ATU-C e o Access Node
VC Interface entre o Access Node e a rede.
Modelo DSL
Figura 20 – Modelo xDSL
Conexões da rede
O PC do assinante conecta-se diretamente ao modem ADSL através de uma tomada serial universal (USB) ou através de um cartão NIC Ethernet 10 Base T ou através de um cartão de rede ATM-25. O Fax, PC analógico (V90), telefones e URA’s são conectados diretamente ao splitter através da cabeação existente.
Na central telefônica o DSLAM através do splitter separa os sinais encaminhando a voz para a switch POTS e os dados para o ATU-C.
Figura 21– Conexões da rede.
Modems ADSL típico
Os dispositivos de rede como modems ADSL operando no modo bridge têm endereços MAC únicos e por isto podem usar diferentes protocolos (Ethernet, token ring, o FDDI...).
As bridges interpretam o protocolo ADSL, multiplexa os dados de dispositivos diferentes em um único PVC do ATM. Ela adiciona um cabeçalho RFC 1483 a cada quadro tão logo é recebido definindo o protocolo a ser usado. Isto é, adiciona um cabeçalho no formato de LLC/SNAP (Logical Link Control / Subnetwork Access Protocol) no encapsulamento típico de uma bridge na camada 2.
A bridge é capaz de aprender o endereço MAC através de filtragem lógica. Suportam protocolo PPPoE, sub rede IP e filtra Broadcasts / multicasts. A figura 22 mostra a bridge ADSL.
Figura 22 – modem ADSL no modo bridge.
Aplicações xDSL
ISP
Always-on web server Assimétrico > 384k upstream
T1 Simétrico 1.5 Mbps
E1 Simétrico 2.0 Mbps
Acesso internet Assimétrico > 384k downstream
High Speed file download Assimétrico > 384k downstream
Vídeo Assimétrico > 1Mbps downstream
Vídeo Conferencia Simétrico > 1Mbps
Voz e data simultaneamente ADSL, VDSL ou VoIP
Multi-user games Assimétrico
CD de áudio com alta qualidade Assimétrico
A figura 23 ilustra estas aplicações.
Figura 23 – Aplicações xDSL.
O Sistema de Gerência da Rede – NMS (Network Management Network)
O sistema de gerência da rede (NMS) é o centro de controle para o sistema ADSL. O NMS é usado para análise da qualidade e do desempenho da rede e contêm parâmetros básicos do sistema como a taxas de bits mínima e máxima. Quando uma linha nova é comissionada, o NMS é usado para ajustar as configurações do usuário, que inclui os ajuste da taxa de bits que limita o throughput. Por exemplo, se o usuário tiver uma opção para pagar $20.00 por mês por um serviço de 1 Mb/s, o NMS ajusta a taxa de bits máxima para 1 Mb/s. Do mesmo modo, se um outro usuário estiver pagando $50.00 por o mês por 3 Mb/s, a taxa de bits é ajustada para o valor acordado. O NMS é usado também para controles como: taxa de bits, margem de ruído e ajuste da potencia.
Adaptação da taxa
Como o ADSL opera sobre uma linha (twisted pair) de cobre normal, deve adaptar-se às várias circunstâncias associadas com a linha telefônica tradicional. A qualidade do enlace local varia drasticamente dependendo da bitola do fio, das condições da rede, da proximidade com outros serviços e de outros fatores inerentes a uma linha de transmissão. Um sistema RADSL (Rate-Adaptive ADSL) tem uma taxa de bits ajustável, tenta entregar o melhor throughput, ajustando-se a conexão e compensando os problemas existentes. Existem três modalidades de RADSL.
para conseguir esta taxa, a sincronização entre os ATUs falhará e será tentado a re-sincronização. Os ATUs deverão manter-se na taxa de bits especificada.
9 Modalidade 2: Taxa de bits selecionada automaticamente na inicialização Æ Na inicialização os ATUs adaptam-se a taxa de bits possível em função das condições da rede mantendo-se abaixo da taxa máxima especificada pelo NMS. Os ATUs tentarão maximizar o throughput até o valor máximo da taxa de bits suportada. Se as circunstâncias não forem satisfatórias para conseguir esta taxa, a sincronização entre os ATUs falhará e será tentado a re-sincronização Uma vez que a taxa de bits foi estabelecida, as condições de operação são as mesmas que a modalidade 1.
9 Modalidade 3: Dinâmico - Taxa selecionada automaticamente na partida e adaptada continuamente Æ
Na adaptação dinâmica da taxa de bits, as circunstâncias de operação são as mesmas da modalidade 2, porém o sistema monitorará a linha continuamente para tentar conseguir a máxima taxa de bits possível limitado apenas pela taxa de bits máxima estabelecida pelo NMS.
ATM sobre ADSL
De acordo com o modelo da referência do Open Systems Interconnect(OSI), o ADSL é uma tecnologia da camada física (1).
Funcionalmente, a camada ascendente é a camada de enlace (2), que na maioria de casos, é executada usando o ATM. O ATM é o método preferido porque é uma tecnologia inerente aos sistemas de banda larga, caracterizada pela universalidade de mídias, pelo throughput elevado e pelo baixo atraso de transmissão.
Durante a sincronização inicial entre o ATU-C e o ATU-R, o sinal do ADSL é transmitido com células ATM’s vazias. A taxa de transferência destas e das células ATM subseqüentes podem ser configuradas em duas modalidades:
9 Dados rápidosÆ Como o nome sugere, o método de transporte rápido tem a latência mais baixa.
9 IntercaladaÆ A modalidade intercalada é mais robusta por causa dos bits adicionais de correção de erro encaixados no sinal. Em conseqüência, a modalidade rápida tem o mais baixo atraso quando comparada à modalidade intercalada.
Conexão Virtual Permanente
Note que a conexão do equipamento ADSL do assinante ao Internet Service Provider é do tipo always on. Não há necessidade de conexão dial-up como no caso do RDSI (ISDN). Quando um usuário liga o ATU-R, a sincronização será estabelecida com o ATU-C imediatamente. As células ATM que estão acima, na camada física do ADSL, contêm todas as informações necessárias para estabelecer uma conexão com o Internet Service Provider. Quando a conexão é feita, uma conexão virtual permanente (PVC) será estabelecida entre o ATU-R e o Internet Service Provider. Em conseqüência, o usuário tem uma ligação direta para a Internet pelo tempo que permanecer com o ATU-R ligado.
Testando o ADSL
Ao testar o ADSL, é importante compreender o que ocorre nas camadas do modelo OSI. Na maioria dos casos, o ATM é usado como o método do transporte na camada superior à camada física do ADSL. Além disso, a camada do ATM pode ser usada transportar os protocolos como:
1. TCP/IP, 2. Frame Relay, 3. X25 e
4. Ethernet.
Estes protocolos requerem primeiramente qualidade e desempenho ótimo na camada física onde ocorrem as maiorias dos problemas.
Figura 24 – Pontos de teste da camada física.
O teste principal de um enlace ADSL é a pré - qualificação da rede.
Pré - qualificação da rede
A pré - qualificação da rede é usada para verificar os pares de fios que serão usados pelo circuito ADSL. Esta procura assegurar-se de que a qualidade do serviço se encontre de acordo com as expectativas do assinante e evita-se reclamações e visitas de manutenção para um serviço recém instalado. As verificações e medidas recomendadas na pré - qualificação do da rede / serviço são:
9 Throughput - Assegurar de que a capacidade de transmissão (taxa de bits) da linha se encontra de acordo com as exigências das camadas do ADSL e do ATM.
9 Capacidade da linha - Verificar que há uma ampla capacidade da linha para aumentar ou manter o throughput através do Bit Swapping caso aumente do ruído.
9 Margem de ruído - Verificar se o nível do ruído é aceitável e que seu aumento não impactará no desempenho.
9 Nível de potencia do sinal - Verificar se o nível de potencia do sinal se encontra dentro de limites definidos nas especificações básicas ANSI T1.413 do ADSL.
9 BERT (Bit error rate test) – Testar a taxa de erro do enlace e comprovar que esta se encontra dentro das especificações.
9 Tom de discar (Dial tone) – Verificar se a taxa de bits do ADSL não está interferindo ou afetando o serviço telefônico (POTS).
Isolação de defeitos
Se a qualificação da rede / serviço falhar o sistema não irá se sincronizar e surgirão problemas sistêmicos. Recomenda-se alguns procedimentos para detectar e isolar os problemas:
1. Teste a sincronização do ATU-R. Substitua o ATU-R por um circuito de teste para executar a simulação e tentar sincronizar com o ATU-C instalado.
1.1. Se você puder sincronizar os ATUs com o circuito de teste, mas não for capaz de fazer o ajuste com o ATU-R, recomenda-se uma verificação da taxa de bits mínima ajustada pelo NMS. Se a taxa mínima ajustada for demasiada alta, o ATU-R não conseguirá se sincronizar.
1.2. Se o ajuste do NMS estiver correto, devemos substituir o ATU-R.
2.1. Se você não puder sincronizar desde o NID, verifique se há o tom de discar na linha. Isto determina se a rede esta conectada a central telefônica.
2.1.1. Se o tom de discar estiver disponível, verifique se existem bobinas de pupinização na linha e as retire se for o caso.
2.1.2. Se nenhuma bobina da pupinização for encontrada, vá para o item 5
2.1.3. Se o tom de discar não estiver presente, provavelmente o par está aberto e pode-se comprovar usando um refletômetro de domínio de tempo (TDR).
2.1.4. Se a sincronização for bem sucedida a partir do NID, é provável que o problema seja na rede interna do cliente, facilmente isolado através da inspeção visual simples e uso de um multímetro digital.
3. Se a sincronização for possível no site do cliente, mas o desempenho é pobre, remova o circuito de teste para o NID para a verificação o desempenho da rede externa. Se o desempenho melhorar, conclui-se que o problema é da rede do cliente.
4. Se a sincronização for possível no NID, mas o desempenho é pobre, é provável que exista problema na rede externa. Execute um teste de varredura em toda a banda de freqüência e observe quantos bits são transportados por portadora ou tom de DMT. Compare os bits por tom com a potência do ruído.
4.1. Se há uma baixa na quantidade bits por tom, com certeza existe sinal AC na linha.
4.1.1. Interferência na transmissão - para verificar a existência de sinal AC induzido na linha, compare os bits por tom e a potência do ruído por tom. Se houver uma interferência de ruído na mesma freqüência onde ocorreu a degradação da taxa de bits-por-tom é bem provável que exista problemas na transmissão. A freqüência ou tom em que esta degradação ocorre ajudará identificar a fonte de interferência ou de crosstalk. Possíveis zonas compartilhadas seriam, por exemplo, se algum serviço operasse na freqüência central do T1 (770 khz) ou no HDSL (196 khz). As causas prováveis são: extensões, problemas de baixa isolação da linha, curto-circuito e/ou aterramento deficiente, da linha.
5. Se a sincronização não for bem sucedida no NID, substitua a linha por uma pré-qualificada que atenda as especificações mínimas.
6. Uma vez que o problema está isolado e/ou identificado, acione a equipe apropriada para a remoção do defeito.
Nos serviços de manutenção assim como na pré-qualificação da rede, para a isolação do problema devemos usar equipamentos de teste específicos para camada física do ADSL, disponibilizados por diversos fabricantes. A qualidade da rede geralmente é questionável o que torna indispensável à qualificação do par. Os testes exigem um técnico no campo (NID+ATU-R) e outro no ATU-C. A pré-qualificação da rede é um fator determinante para o sucesso do ADSL.
Verificação do serviço
As ferramentas de verificação do serviço incluem teste em múltiplas camadas de uma conexão:
Figura 25 – Passos da verificação do serviço.
Camada física:
9 Deteção de bobinas de pupinização
9 Deteção derivações (extensões)
Elétricas:
9 Medir a resistência do loop.
9 Medir a capacitância da linha.
9 Medir as tensões AC e DC.
9 Medir o nível de ruído e fazer identificação do mesmo.
Com o DSL ativo no modulo ATU-R:
9 Medir a margem de ruído
9 Fazer gráfico de bits por tom.
Recomenda - se seguir a seqüência ilustrada na figura 25, para verificação do serviço.
Conexão do usuário ao ISP
O cliente requisitou o DSL para um acesso mais rápido a Internet em substituição ao modem dial - up através da PSTN até o ISP que usa o protocolo TCP/IP e o WEB URL resolve endereços IP’s. O DSL provê uma conexão ATM sobre DSL com VPI/VCI do DSLAM até a central telefônica e uma conexão também ATM entre o ISP e o DSLAM com DSL PVC e ISP PVC. O método de encapsulamento PVC/ATM resolve o endereço IP do gateway do provedor. Ver figura 26.
Figura 26 – Conexão do ISP com modem dial-up e com modem DSL.
Modelos OSI e TCP/IP
O TCP/IP e o Ethernet foram projetados antes do modelo de referencia OSI. O Ethernet foi adaptado ao modelo OSI na camada de enlace. O modelo de OSI tem 7 camadas definidas com cabeçalhos, trailers e interfaces bem definidos para cada uma. Os modelos OSI e TCP/IP são mostrados na figura 27.
Anacronismos comuns do IP:
Figura 27 – Modelos OSI e TCP/IP.
IP: Internet Protocol
TCP:Transmission Control Protocol UDP:User Datagram Protocol
ICMP:Internet Control Message Protocol Ftp: File Transfer Protocol
TFTP:Trivial File Transfer Protocol Ping:Packt Internet Groper
RFC:Request For Comments PPP:Point to Point Protocol
DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol DNS:Domain Name System
Cabeçalho do IP (IPv4)
Cada pacote é precedido de um cabeçalho IP com no mínimo 20 bytes. É importante salientar que no cabeçalho IP temos os endereços de origem e o de destino que vão possibilitar o roteamento da informação. A figura 28 mostra o cabeçalho IP.
Figura 28 – Cabeçalho IP.
Cabeçalho ICMP (Internet Control Message Protocol)
Os pacotes Ping são mensagens ICMP e tem o seguinte conteúdo:
Tipo: 8: Echo request; 0: Echo reply.
Data: Gerado no terminal de destino. É o Echo reply, o seu comprimento e a quantidade de ecos. A figura 29 mostra o ICMP.
Figura 29 – Mensagem ICMP.
Ping padrão:
>ping 10.1.2.3
Pinging 10.1.2.3 with 32 bytes of data
Reply from 10.1.2.3: bytes=32 time<10ms TTL=128
Operação ICMP - Ping
O Ping usa mensagens do ICMP como o Echo Request / Echo Reply. O exemplo mostrado na figura 30 temos um ping através de um roteador que interliga duas redes Ethernet.
Figura 30 – Ping.
O primeiro dispositivo (10.1.2.2) emite o pedido de eco via porta Ethernet 10.1.2.1 do roteador. O roteador transfere o pacote para a segunda subnet 10.1.1.1 até o dispositivo de destino. Este dispositivo processa o pacote, observa que é um protocolo do ICMP, e gera uma resposta de eco. A resposta de eco atravessa a rede e chega até a origem como ping bem sucedido.
Existe uma diferença entre o Ping IP e o ping sobre DSL. Os dispositivos DSL não estão conectados diretamente aos meios Ethernet e roteadores. Um Ping IP é encapsulado em DSL e enviado até o DSLAM. Este converte o emcapsalamento do Ping para ATM sobre o DSL e envia para o roteador do ISP. Um Ping DSL atinge apenas o primeiro roteador.
Relação entre os protocolos do PC e o DSL
Existem algumas configurações típicas entre os PC’s e os modems DSL. Todas as aplicações compartilham o TCP/IP, mas podem usar maneiras diferentes de emitir pacotes IP ao modem DSL. A figura 31 mostra as interfaces dos protocolos do PC com o DSL.
Figura 31 - Interfaces dos protocolos do PC com o DSL.
Ethernet: Nenhuma mudança é necessária tanto no software como no hardware do seu PC se a placa de rede instalada for Ethernet. Muitos PC’s podem compartilhar o mesmo modem DSL através do uso de hub.
USB: Nenhuma mudança é necessária no hardware. O software, porém terá de segmentar e encasular a informação em AAL5/ATM.
PCI (interno no PC): Requer a instalação de hardware para conectar-se ao modem DSL.
ATM-25: O PC com a placa ATM-25 interna conecta-se direto ao modem DSL via Jack Rj 45. Salientamos que nem todo modem DSL tem entrada ATM-25.
Protocolos de encapsulamento
RFC 1483
Nos Modens (LLC/SNAP) Æ Foi bem aceita e é largamente utilizado. Nos Routers Æ Disponível nos roteadores DSL.
PPPoA - RFC 2364 " PPP sobre AAL5 "
PPPoE - RFC 2516 "PPP sobre Ethernet"
Projetado para meios compartilhados. Não tem nenhuma autenticação antes de enviar os quadros. O PPPoE cria um "túnel" Ethernet entre dois dispositivos.
Modens e Roteadores DSL
Qual é a diferença entre um modem DSL e um roteador DSL? Quando um usuário requisita o serviço do DSL, podem ser oferecidos um modem ou um roteador DSL. Sem entrar em detalhes do roteador, estão aqui as diferenças chaves:
O modem (camada 2 - camada de enlaces) olha o endereço "MAC" Ethernet filtra ou envia os quadros para outra porta sem olhar os quadros internamente.
O roteador (camada 3 - camada de rede) olha os dados internamente e lê o endereço IP de destino roteando o pacote até o endereço IP de destino. O roteamento está baseado no endereço lógico IP e não no endereço físico MAC.
Figura 32 - Encapsulamento dos modens e roteadores DSL.
Benefícios do roteador DSL:
1. O roteador DSL faz roteamento lógico e é mais caro do que modem. 2. O roteador DSL suporta mais usuário por SOHO/Small Business.
3. O roteador DSL simplificam a pilha de protocolo dentro do PC do usuário.
Na figura 32 temos o encapsulamento dos modens e roteadores DSL.
Suporte de multi-usuários
Há dois lugares onde os usuários podem compartilhar os recursos da rede:
O compartilhamento de um modem ou roteador DSL e o compartilhamento de uma conexão do DSLAM para um ISP.
Figura 33 – Suporte a múltiplos usuários.
No compartilhamento de um modem DSL devemos lembrar que este modem foi projetado para suportar empresas de pequeno porte e os usuários residenciais com um único PC. Múltiplas conexões são possíveis através de Hub Ethernet comprometendo o through. A maioria dos modems DSL pode suportar o ATM com múltiplos PVC’s. Neste caso o modem DSL identifica os dados dos usuários baseado nos endereços MAC Ethernet. O DSLAM pode rotear diferentes PVC’s ATM para diferentes ISPs. O DSL pode também suportar múltiplos usuários que compartilham o mesmo ISP.
No compartilhamento de um DSLAM os modens DSL encapsulam quadros Ethernet que depois vão se transfor em células ATM. Elas são misturadas com outras células de outros usuários no DSLAM que as envia ao ISP num único PVC compartilhado. Os ISP remontam as células e as transforma em quadros.
Pilhas de protocolos de encapsulamento
Pacotes IP e Quadros Ethernet sobre o ATM - EthoA
Pacotes IP sobre o ATM - IPoA
Os pacotes são encapsulados diretamente em células ATM. Infelizmente, a maioria dos dispositivos esperam receber o IP dentro de um quadro Ethernet (LAN) ou PPP (WAN). É necessário neste caso o uso de um dispositivo intermediário chamado de router ATM para transformar os pacotes do IP em quadros.
Point to Point Protocol (PPP) sobre o ATM - PPPoA
O PPP é usado atualmente para conexões dial-up. Fornece compatibilidade de extremidade a extremidade entre DSL CPE e o ISP. Como nos casos precedentes usa-se a camada de adaptação AAL5 do ATM. Uma vez conectado o PPP estabelece procedimentos de autenticação e de faturamento. Tais características do PPP e a atribuição dinâmica de endereços IP, a rotas default e o servidor de DNS ajudam a simplificar a gerência remota.
Point to Point Protocol (PPP) sobre Ethernet (PPPoE) e sobre o ATM
Este método foi projetado para residências e pequenos negócios multi-PC. O PPPoE permite usuários múltiplos conectarem a destinos múltiplos através do compartilhamento de um único PVC /ATM. Infelizmente, o PPPoE não é incluído nos sistemas operacinais padrão dos PC’s.
Figura 34 – pilhas de protocolos de encapsulamento.
Encapsulamento - RFC 1483
Todos dispositivos de rede têm um endereço MAC único, e este pode ser usado em quadros de protocolos diferentes (Ethernet, Token Ring, FDDI…). As bridges precisam interpretar os quadros de cada protocolo.
Figura 35 – Encapsulamento RFC 1483.
Um modem de DSL operando no modo “Bridge” multiplexará os dados de diferentes dispositivos em um único PVC / ATM. Adiciona-se um cabeçalho RFC 1483 a cada quadro, definindo o protocolo usado. Isto é um cabeçalho “LLC / SNAP” característico das bridges. A figura 35 mostra o encapsulamento RFC 1483.
Modem típico – modo bridge
1. Bridge multiporta self-learning transparente IEEE 802.1D com encapsulamento RFC 1483 multi-protocolo usando a sub camada de adaptação 5 do ATM (AAL5).
2. Bridge para rede dial-up (PPP) com protocolo ponto-para-ponto - RFC 2364 de sobre o ATM - PPPoA. São formados múltiplos túneis PPTP, um para cada usuário final, permitindo conexões VPN’s simultâneas para múltiplos destinos e autenticação PAP, CHAP e MSCHAP.
RFC 1483 - Bridged (Modem DSL externo)
Este modelo é usado nos modems DSL externos com o protocolo de encapsulamento RFC 1483. Atualmente tem uso em aplicações residenciais e empresariais. Ver figura 36.
Figura 36 – RFC 1483 – Bridged.
Vantagem: O protocolo de encapsulamento RFC1483 pode multiplexar várias sessões em um único PVC /ATM.
Desvantagem: O modem DSL tem que reformatar os quadros para Ethernet. Freqüentemente usado com IP Estático.
RFC 1483 - Routed (Modem DSL externo)
Figura 37 - RFC 1483 – routed.
Este modelo também é usado nos modems DSL externos com o protocolo de encapsulamento RFC 1483. Atualmente tem uso em aplicações residenciais e empresariais. Ver figura 37.
Vantagem: O protocolo de encapsulamento RFC1483 pode multiplexar várias sessões em um único PVC /ATM.
Desvantagem: O modem DSL tem que re-formatar os quadros para Ethernet. Freqüentemente usado com IP Estático.
Figura 38 – PPPoA – RFC 2364.
Configuração de usuário: Placa de rede Ethernet , VPI/VCI para DSL PVC e password para ISP no PC.
Encapsulamento - RFC 2364 – PPPoA (Modem DSL interno, modem USB ou roteador DSL)
Esta é a popular placa modem DSL interna incluída na motherboard ou adicionada em slot. Ver figura 38.
Vantagem: Uso mais eficiente de bandwidth, pré-instalado nos PC’s, possibilidade de uso de IP dinâmico e autenticação PAP/CHAP devido o uso do protocolo PPP.
Figura 39 – PPPoE.
Desvantagem: Único usuário por conexão DSL. Configuração de usuário: VPI/VCI para DSL PVC. Id do usuário e paasword para NSP.
Encapsulamento - RFC 2516 –PPPoE: Point to Point over Ethernet
O PPPoE é usado pela maioria dos protocolos de encapsulamento. O PPP no PC provê a segurança do roteador do ISP. O PPPoE do PC para o modem e RFC 1483 do modem para o roteador do ISP. Ver figura 39.
Figura 40 – endereçamento IP dinâmico.
antagem: O PPPoE pode multiplexar várias sessões
esvantagem: Uso ineficiente de bandwidth. O PC tem
onfiguração de usuário: Placa de rede Ethernet, VPI/VCI para DSL PVC no modem e password para ISP
ndereço IP dinâmico
V
de PPP sobre um único PVC / ATM. O PPP provê segurança pelo uso da autenticação (PAP/CHAP).
D
que instalar PPPoE protocolo não padrão e o PPPoE exige software adicional, não provê QoS e não suporta chamadas entrantes.
C no PC.
Uso do DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Todo dispositivo de rede tem um único endereço de “hardware” (MAC) na placa de rede. Temos que nomear endereços IP manual ou automaticamente. O DHCP foi projetado para designar dinamicamente endereços IP tanto para intranet como para internet.
Um dispositivo CPE, qualquer, ao fazer uma solicitação de endereço IP emite uma mensagem, em broad-cast, que é recebida pelo servidor DHCP. O servidor de DHCP procura um IP disponível e responde ao host. O servidor de DHCP empresta o endereço IP tempora-riamente ao dispositivo do usuário. Os servidores de DHCP têm limitações em virtude dos roteadores não propagarem broadcast.
Desde que os broadcasts não atravessam roteadores, o servidor de DHCP, tem que está no mesmo lado do roteador e do usuário. A figura 40 mostra o processo de designação de IP dinamicamente.
Protocolos de autenticação
Componentes: B-RAS = Broadband Remote Access Server e/ou RADIUS = Remote Authentication Dial In User Service.
Protocolos de autenticação: Existem vários protocolos de autenticação usados com conexões PPP:
PAP = Password Authentication Protocol
Protocolo simples: O usuário envia a password para o servidor de autenticação RAS verificar se é valida. A password não criptografada.
CHAP = Challenge Handshake Authentication Protocol
A password é sempre criptografada, a autenticação é feita com handshake triplo e o RAS gera um desafio para o usuário.
MSCHAP = Microsoft CHAP - Requerido quando está sedo usado o MS Windows NT no servidor de RAS.
Figura 41 – Protocolos de autenticação
Medições no ADSL
Os equipamentos de teste portáteis para medições em ADSL se dividem basicamente em duas categorias:
Analisadores da rede física Æ este tipo de testador tem como objetivo averiguar todos os parâmetros físicos do par disponibilizado para uso de circuito ADSL. Neste momento, normalmente o ATU-C ainda não está conectado ao lado do par situado na central, o que implica no uso de um par de equipamentos de teste, para que todos os testes bidirecionais possam ser efetuados. A aplicação deste tipo de produto está comumente voltada à pré-qualificação das linhas de assinante, e posterior manutenção das mesmas. Vinculado à análise física do cabo, o equipamento deve permitir também o levantamento das taxas de
upstream e downstream suportadas pelo par, simulando o comportamento de equipamentos R e
ATU-C. No caso da WWG, o equipamento existente é o SLK. Ver figura 42.
Figura 42 – Equipamento de teste ADSL da WWG.
Emulador de ATU Æ Este tipo de equipamento, apesar de também executar alguns testes de nível físico, possui como grande característica a emulação real de dispositivos ATU-R ou ATU-C. A partir do uso de chipsets específicos de
certos fabricantes existentes no mercado, este instrumento pode substituir uma das duas pontas para realização do teste com a rede já instalada. O produto existente na linha da WWG para este tipo de medição é o 350+. Ver figura 43.
Figura 43 - Equipamento de medição ADSL.
importante para a operadora de telecomunicações definir que tipo de aplicação é
maior necessidade seja a pré-qualificação dos pares existentes, para garantir a correta ativação dos circuitos, e ainda fornecer à área comercial subsídios para a venda do serviço. A aplicação de
É
pretendida com os equipamentos para teste de circuitos ADSL, já que, apesar de ambas as categorias de produtos existentes hoje possuírem similaridades em certos testes específicos, a realização de avaliações completas normalmente será feita pelos equipamentos especializados na aplicação esperada.
emulação de ATU-R deverá ser raramente usada, já que na hora da ativação do circuito o técnico se deslocará ao cliente com o modem a ser instalado (e normalmente com um modem reserva), de forma que o teste da velocidade upstream e downstream do circuito será feito diretamente pelo próprio modem.
Características do SLK
Testes completos do par: Os problemas que podem ocorrer com o par sob teste são inúmeros, como pode er observado na lista de medições do SLK mais abaixo. As causas de cada problema também são
9 Ruído Impulsivo Sinal/Ruído
Med ais: Os testes para toda a família xDSL devem ser feitos bidirecionalmente, ou seja, om instrumentos realizando a medição em ambas as pontas do par sob teste. Tradicionalmente, isto é feito
exigência de essoa capacitada em um dos lados do par. Um dos equipamentos assume a função de mestre,
de rotina automática de teste: O objetivo da medição de pré-qualificação de pares será vantar o maior número possível de resultados em pouco tempo. Isto só será possível através de testes
ui limitações para pares muito longos. Para que não eja necessário o uso de TDRs ou capacímetros, o próprio equipamento de teste para ADSL deve realizar
de teste: Como produto, o testador para ADSL terá parâmetros ligados à medição a erem programados pelo usuário. É importante que estas configurações possam ser gravadas, para serem
muitas vezes pode se tornar subjetiva, pois em sempre a detecção de anomalias significa que o par esteja com problemas. Em vários casos, é
te tipo de produto, principalmente ara as aplicações previstas. Além da possibilidade de gravação de resultados, o equipamento deve possuir s
específicas, portanto a correta detecção de todas falhas possíveis é bastante importante. As medições previstas para o SLK são:
9 Ruído
9 Relação
9 Impedância
9 Perda de Retorno
9 Paradiafonia
9 Telediafonia
9 Resistência DC
9 Atenuação
ições bidirecion c
através da utilização de dois produtos similares, com dois técnicos operando os produtos, um em cada ponta, utilizando alguma forma de comunicação para conferência dos resultados encontrados. Existem vários problemas com este tipo de uso, como a utilização desnecessária de recursos, com dois técnicos capacitados sendo alocados para apenas uma medição, além da dificuldade de coordenação da realização de cada teste específico, com a devida confirmação em ambos os lados do resultado do teste.
O SLK realiza as medições de forma distinta: apesar de executar testes bidirecionais, só há a p
controlando pelo próprio par a unidade escrava remota, e inclusive recebendo os resultados efetuados por esta última. É possível assim o técnico ir, por exemplo, para armários localizados em prédios onde os circuitos ADSL serão instalados, e de lá realizar todas as medições, apenas coordenando com alguém que esteja no DG a conexão da unidade remota aos pares a serem testados. É importante realçar que qualquer um dos equipamentos pode ser utilizado como mestre ou escravo, de forma automática e transparente para o usuário.
Realização le
automáticos. No SLK, basta se apertar apenas um botão que todas as medições esperadas serão realizadas e armazenadas. Além disso, o teste automático possibilita o uso do instrumento por pessoas que não estejam tecnicamente capacitadas, facilitando também a criação de procedimentos padronizados de medição entre todos os técnicos que usam o produto.
Verificação do comprimento do cabo: O ADSL poss s
este tipo de medição.
Gravação dos setups
s
posteriormente reutilizadas. Isto facilita também a padronização dos testes. O SLK permite a gravação de até 10 setups, que podem ser modificados posteriormente.
Programação de máscaras de teste: A medição de um circuito n
necessário se comparar o valor encontrado a uma máscara, e assim se concluir se o circuito está ou não desqualificado. No caso do SLK, é possível se editar via PC várias máscaras diferentes, onde todos os parâmetros ligados a todas as medições previstas podem ser alterados.
Gravação dos resultados: Esta é uma função imprescindível para es p
dos resultados para um PC externo. No caso do SLK, os resultados podem ser exportados, por exemplo, para Excel, permitindo vários tratamentos ao arquivo resultante do teste.
Função de detecção de pares: Como um equipamento estará no DG e outro em armário remoto, será astante comum um dos lados ser conectado ao par errado. Para que esta falha comum não atrase o teste,
ões em circuitos DSL. Ele também está apto a executar medições em qualquer tecnologia xDSL, além de ISDN, circuitos de
ou banana. sta é a forma correta de conexão, já que a pré-qualificação será feita diretamente em armários, onde só há
hipset de um
bricante específico. Para os testes de pré-qualificação de linhas, isto é uma vantagem, já que o objetivo é
freqüência e a lação sinal ruído.
m permite a localização de interferências externas que estejam causando perturbações m freqüências específicas do espectro.
Figura 44 - Taxa de upstream e downstream encontradas pelo
LK da WWG.
e resultados similares aos obtidos com ATUs de bricantes específicos, existe no SLK a possibilidade de
mete ser uma tecnologia, de banda larga, para o século XXI, devido a enorme popularidade lcançada entre os fornecedores do serviço e de seus clientes. O ADSL supera as vantagens oferecidas por
volume de download. Fornece banda larga para uso e aplicações como Small Office / Home Office (SOHO).
ladas, torna-se vital ter uma planta com crescimento contínuo. Ao star o ADSL na camada física elimina-se o problema antes do circuito entrar em operação aumentando a b
o SLK possui um sinal audível para identificar se do outro lado existe uma unidade similar.
Compatibilidade com outros tipos de circuitos: O SLK não se destina apenas a mediç A
telefonia convencionais e linhas digitais com modems de alta velocidade (64k, 128k, 256k, etc.)
Forma de conexão à linha: O SLK possui entrada direta para 4 fios, através de cabos jacaré E
a disponibilidade direta dos pares. Os instrumentos emuladores de ATU possuem normalmente entrada RJ, o que obriga o uso de adaptadores para este tipo de medição, o que certamente é indesejado.
Apresentação dos resultados da negociação ADSL: O SLK não possui internamente um c
fa
se detectar as características do par, sem a presença de ATU-R e ATU-C. Através de um algoritmo próprio, as unidades do SLK instaladas em cada ponta auto-negociam a taxa prevista para aquele par, informando a taxa de upstream e downstream encontradas, como pode ser observado na figura 44.
O equipamento não se limita a esta medição, fornecendo também o número de bits por re
O instrumento també e
S
Para detecção d fa
programação de parâmetros para o ajuste fino da medida, como por exemplo “min. noise”, “max. bit load” e “line lenght”.
Conclusão
O ADSL pro a
outras tecnologias de banda larga como o cabo modem e o satélite, como:
9 Combina o padrão assimétrico com aplicações Internet com um elevado
9
9 Usa os pares de fios de cobre (twisted pair) existentes minimizando o custo por terminal.
9 Adapta-se a diversos tipos de linha.
9 Controlam o throughput do usuário.
9 Mantêm a largura da banda elevada.
Com o crescimento das linhas ADSL insta te
