A tecnologia empregada para as comunicações telefônicas que faz uso de sinais analógicos não é a mais apropriada para as necessidades crescentes de transportar um volume enorme de informações. Cada vez mais pessoas estão ligadas à Internet e, consequentemente, cada vez maior velocidade na transmissão dos dados é exigida.
Nota: Artigo publicado na revista Eletrônica Total 153 de 2012.
Para que o leitor tenha uma ideia da lentidão das linhas telefônicas comuns, basta dizer que usando um modem de 56 kbps precisamos de 25 minutos para transmitir um arquivo de 20 megabytes. As linhas telefônicas tradicionais foram feitas para transmitir apenas voz numa banda muito estreita de frequências que vai, tipicamente, entre 300 Hz e 3000 Hz.
Para transmitir dados por estas linhas usando um modem comum diversos artifícios conseguem uma velocidade máxima de 56 kbps, mas isso não é suficiente, conforme vimos antes.
Além disso, existe o problema para a ocupação das linhas telefônicas por longos intervalos, que não está apenas na conta que precisamos pagar. As linhas telefônicas foram projetadas para manusear "pacotes" de chamadas de 3 minutos, e nos horários de pico os pacotes máximos são de 9 minutos. A ocupação da linha por mais de 10 minutos seguidos é algo que traz problemas, inclusive para as empresas de telefonia.
Com a finalidade de adequar as linhas telefônicas tradicionais de modo que elas possam manusear informações transmitindo-as com muito maior velocidade foi criada a tecnologia DSL (Digital Subscriber Une) ou Linha de Assinante Assimétrica Digital e suas variações ADSL, HDSL e RADSL. Analisemos como funciona.
O que é a tecnologia DSL?
DSL é uma tecnologia de processamento de sinais digitais para comutação e roteamento através de linhas telefônicas com alta velocidade. O ponto principal dessa tecnologia é proporcionar uma faixa passante mais larga para os sinais que possa atender as exigências de demanda da Internet. Em outras palavras, trata-se de uma tecnologia de banda larga ou "broad band”.
Com ela é possível transmitir dados em uma velocidade de até 6,1 Mbits por segundo, com um valor teórico máximo de 8,448 Mbits por segundo numa linha telefônica comum. Tipicamente, os valores alcançados na prática estão entre 512 kbps e 1,544 Mbps para downstream e 128 kbps para upstream.
Originalmente, a tecnologia foi criada em 1994 para proporcionar a possibilidade de utilizar as linhas telefônicas para jogos interativos, multimídia e teleconferência. Tudo isso exigia a criação de um sistema mais rápido de transferir dados pelas linhas telefônicas.
Assim, a Compaq, Intel e Microsoft trabalhando com empresas telefônicas, desenvolveram uma variação da tecnologia DSL mais fácil de instalar, do tipo ADSL. Na versão ADSL ou Asymmetric Digital Subscriber Line, a velocidade de transmissão de dados baixados (downstream) é maior do que a velocidade dos dados enviados (upstream).
A tecnologia ADSL pode transferir dados pela linha telefônica em uma velocidade aproximadamente 200 vezes maior do que as linhas comuns, e acima de 90 vezes mais rapidamente que as linhas ISDN. Isso corresponde ao recebimento de dados numa velocidade de até 6,1 Mbps e envio em velocidades de 640 kbps.
Basicamente, a tecnologia ADSL oferece as seguintes vantagens:
• É mais rápida.
• É fácil de instalar. As linhas de pares trançados podem ser usadas para transmissão dos dados ADSL, não havendo necessidade de novas instalações.
• É econômica.
No Brasil, o exemplo dessa tecnologia é o sistema Vivo Speed, da Vivo.
Como Funciona a Tecnologia da Banda Larga
O ponto crítico das instalações telefônicas é a chamada "last mile" ou última milha, que corresponde ao pedaço de fio que vai da casa do assinante até o cabo mais próximo de sinais. Esta "última milha': na verdade, pode chegar até a 5,5 km ou 18000 pés.
O par trançado que é empregado neste caso (ou fios comuns) apresenta indutâncias e capacitâncias que reduzem a banda passante oferecendo uma séria dificuldade para a transmissão de dados de alta velocidade, conforme sugere a figura 1.
Assim, à medida que nos aproximamos desse limite, a velocidade máxima de envio de dados diminui, em valores múltiplos de 9.600 estabelecidos por padrões Americanos e Europeus, como no caso dos modems comuns. Quanto mais perto da estação telefônica estiver o assinante, maior será a velocidade que seu sistema pode alcançar.
O próprio fio usado é importante. Fios AWG 24 podem transmitir os mesmos dados a uma velocidade muito maior do que fios 26. De acordo com a figura 2, a faixa passante da maioria das linhas telefônicas não vai além de 4 kHz, o que permite o uso (e sofrível) apenas da voz para as comunicações. Na verdade, quando o telefone foi inventado ninguém poderia imaginar que ele poderia ser usado para transmitir algo mais que não fosse a voz!
A ideia básica do ADSL é utilizar uma técnica sofisticada de processamento de sinais através de modems especiais que possibilitem o emprego dos fios comuns telefônicos sem precisar de uma faixa passante mais larga que a existente.
Com a tecnologia ADSL é possível estender a faixa passante para 1 MHz em linhas comuns. Nesta faixa, a informação é dividida em três canais, veja na figura 2. Com essa faixa passante, dados numa velocidade de até 8 Mbps podem ser transmitidos.
Um canal para baixar informações (downstream) de alta velocidade, um canal de alta velocidade bidirecional (downstream/upstream) e um canal convencional de voz.
Modo como as informações são distribuídas no sinal ADSL: as frequências mais altas são usadas para um canal de alta velocidade (8 Mbps) e as mais baixas para a voz.
Disponibilizando-se os três canais pode-se ao mesmo tempo, por exemplo, utilizar o canal de alta velocidade para se fazer o download de um filme, um arquivo muito grande; o canal de velocidade média para ler ou enviar um e-mail e o canal de voz para manter uma conversação comum.
Veja que a grande vantagem deste sistema é preservar o sistema convencional das comunicações de voz, simplesmente acrescentando novas possibilidades à mesma linha. Com a utilização da capacidade completa do canal pode-se ir além, trabalhando-se com quatro canais MPEG de vídeo comprimido sem interrupção nos serviços normais de telefonia.
Assimetria: Otimizando o Sistema
A assimetria vem do fato de que ao utilizar a Internet, as pessoas tendem a movimentar dados em maior quantidade numa direção do que em outra. De fato, temos muito mais dados movimentando-se de algum lugar para a casa do assinante do que ao contrário.
Levando em conta isso, a tecnologia ADSL disponibiliza uma velocidade maior para o downstream do que para o upstream. Desse modo, para movimentar dados para a casa do assinante temos uma velocidade máxima é de 8 Mbps, enquanto que da casa do assinante para a rede a velocidade é de apenas 640 kbps.
O sistema, na Prática
Na figura 3 ilustramos o modo como funciona um sistema usando modems ADSL.
Os modems ADSL são ligados ao computador, vídeo e também ao telefone comum conectando-se com roteadores para Internet e também para sistemas que transferem a voz para os telefones chamados. No assinante fica um dos modems enquanto que na empresa telefônica ficam os conjuntos de modems em racks.
Os modems da empresa telefônica separam o que é voz do que é dado, enviando-os aos circuitos apropriados. As chamadas de voz são levadas à rede telefônica comum, enquanto os dados são enviados via uma Ethernet e roteador (eventualmente uma linha de alta velocidade OC-3 de 155 Mbps) ao provedor local de acesso à Internet.
Outras Variações
• IDSL: IDSL (ISDN DSL) é um sistema que está mais próximo do ISDN com velocidades de dados de 128 kbps.
• SDSL: SDSL ou Symmetric DSL usa um par simples trançado com uma velocidade de transmissão de dados de 1,544 Mbps (Estados Unidos e Canadá) e 2,048 Mbps (Europa) em ambas as direções numa linha duplex. É chamada "simétrica" porque a velocidade dos dados é a mesma nos dois sentidos (upstream e downstream).
