IPTV: DISTRIBUIÇÃO DA ULTÍMA

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1 UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO PROJETO DE FINAL DE CURSO IPTV: DISTRIBUIÇÃO DA ULTÍMA MILHA por LEONARDO THOMAZ MAYA TABOSA Recife, 09 de Maio de 2010.

2 UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA IPTV: DISTRIBUIÇÃO DA ULTÍMA MILHA por LEONARDO THOMAZ MAYA TABOSA Monografia apresentada ao curso de Engenharia Elétrica modalidade Eletrônica da Universidade de Pernambuco, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Engenheiro Eletricista. ORIENTADOR: JULIANO BANDEIRA LIMA, doutor. Recife, 09 de Maio de Leonardo Thomaz Maya Tabosa, 2010.

3 AGRADECIMENTOS A DEUS, que me deu vida e inteligência, e que me dá força para continuar a caminhada em busca dos meus objetivos. Ao Professor Juliano Bandeira Lima pelo incentivo e sugestões dadas para a realização da monografia. Aos meus pais, Claudio Fernando de Oliveira Tabosa e Valéria Thomaz de Souza Maya Tabosa que me ensinaram a não temer desafios e a superar os obstáculos com humildade. À minha noiva, Camilla Lopes de Almeida por sua dedicação e paciência durante o meu período de graduação. Aos meus colegas da turma de Engenharia por terem contribuído para um descontraído ambiente de estudo que me motivou à conclusão do curso. E aos demais, que de alguma forma contribuíram na elaboração desta monografia.

4 Resumo da Monografia apresentada ao curso de Engenharia Elétrica da Escola Politécnica de Pernambuco. IPTV: DISTRIBUIÇÃO DA ULTÍMA MILHA Leonardo Thomaz Maya Tabosa Maio/2010 Orientador: Juliano Bandeira Lima, Doutor. Área de Concentração: Convergência IP. Palavras-chave: IPTV, Streaming de vídeo, última milha. Número de Páginas: 53. O presente trabalho aborda um assunto muito atual, a utilização das redes de computadores de banda larga para aplicações de tempo real de streaming de vídeo IPTV. O estudo tem como objetivo analisar os diversos dispositivos utilizados para entrega da última milha IPTV. Para tal, é realizada uma pesquisa qualitativa e descritiva, onde é feito um estudo de caso de alguns tipos de tecnologias de entrega e suas características em comparação com os requisitos básicos IPTV, objetivando mostrar qual a tecnologia que melhor se adéqua a este serviço. No decorrer do trabalho são abordados alguns assuntos e conceitos importantes para um maior entendimento sobre a prestação de serviço IPTV. Verifica-se que apesar da grande quantidade de tecnologias banda larga existentes no mercado, são poucas as que permitem um tráfego de vídeo em alta definição pela rede IP, como o IPTV. Conclui-se apresentando sugestões de qual serviço deve ser escolhida para uma melhor satisfação do usuário na utilização da nova tecnologia.

5 Abstract of Dissertation presented to UPE. IPTV: DISTRIBUTION OF LAST MILE Leonardo Thomaz Maya Tabosa May /2010 Supervisor(s): Juliano Bandeira Lima, Doutor. Area of Concentration: IP convergence. Keywords: IPTV, Video streaming, last mile. Number of Pages: 53. This paper presents the use of broadband computers network for IPTV video streamming real time applications. The study aimed to analyze the various devices used to deliver the last IPTV mile. To this end, a qualitative and descriptive research was performed. The case study in this research was about delivery technologies and their characteristics compared to IPTV basic requirements. This case study aimed to show which technology best fits this service. Important issues and concepts are discussed throughout this paper in order provide a better understanding on rendering of IPTV services. It was found that despite the large amount of broadband technologies in the market, there are few that allow traffic of high-definition video over the IP network, such as IPTV. We conclude with suggestions on which service should be used in order to improve user satisfaction in using the new technology.

6 LISTA DE FIGURAS Figura 2.1- Número de casas com IPTV no mundo Figura 2.2- Arquitetura IPTV das Prestadoras dos Serviços Figura 2.3- Sistema de entrega VoD Figura 3.1- Rede Óptica Passiva Figura 3.2- FTTH utilizando tecnologia PON Figura 3.3- Coexistência do GPON e do GPON 10G Figura 3.4- Tipos de uso do GPON Figura 3.5- Rede Óptica Ativa Figura 3.6- Tecnologia IP sobre uma arquitetura ADSL Figura 3.7- Rede de distribuição IPTV centrada em Satélite Figura 3.8- Diagrama de blocos de um sistema WiMAX para tráfego IPTV Figura 3.9- Arquitetura de rede mesh municipal Figura 4.1- Visão Geral das tecnologias banda larga existentes Figura 4.2- Porcentagem de cada tecnologia a nível mundial

7 LISTA DE TABELAS Tabela 2.1- Valores recomendados para compactação MPEG-2 em qualidade HD Tabela 3.1- Comparação entre os diferentes tipos de tecnologia DSL Tabela 3.2- Características do terminal DOCSIS Tabela 4.1- Velocidade das tecnologias estudadas Tabela 4.2- Custos de instalação Tabela 4.3- Máxima distância percorrida Tabela 4.4- Principais caractersticas das tecnologias de entrega da última milha

8 LISTA DE ABREVIATURAS / SIGLAS Termo Descrição ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Linha Digital Assimétrica de Assinantes AON Active Optical Network Rede Óptica Ativa APON ATM Passive Optical Network Rede Óptica Passiva ATM ATM Asynchronous Transfer Mode Modo de Transferência Assíncrono AWG Arrayed Waveguide Grating Grades de Guias de Onda BPI+ Baseline Privacy Interface Plus Interface de patamar privado mais BPON Broadband Passive Optical Network Rede óptica passiva de banda larga CAP Carrierless Amplitude and Phase Modulação de Amplitude e Fase Sem Modulation Portadora CAS Conditional Access System Sistema de Acesso Condicional CAT5 Category 5 Categoria 5 CO Centro Operacional C-OFDM Coded Orthogonal Frequency Multiplexação por Divisão de Division Multiplexing Frequência Ortogonal - Codificado Carrier Sense Multiple Access with Acesso múltiplo com detecção de CSMA/CD Collision Detection portadora e detecção de colisão DMT Discrete Multi-Tone Técnica de modulação do ADSL DRM Digital Rights Management Gestão de direitos digitais DSL Digital Subscriber Line Linha Digital de Assinante DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexador de acesso das linhas Multiplexer digitais de assinantes DVB Digital Vídeo Broadcasting Transmissão de Vídeo Digital Digital Video Broadcasting - Return Transmissão de Vídeo Digital Canal DVB-RCS Channel via Satellite de Retorno via Satélite DWDM Dense Wavelength Division Multiplexo de Divisão de Multiplexing Comprimento de Onda Denso EFM Ethernet in the First Mile Ethernet na primeira milha EMEA Europe, the Middle East and Africa Europa, Oriente Médio e Africa EV-DO Evolution Data Optimized Evolução Apenas de Dados FSAN Full Service Access Network Rede de Acesso de Serviço Completo FTTA Fiber to the Apartment Fibra para o apartamento FTTC Fiber to the curb Fibra para os armários FTTH Fiber to the home Fibra para casa FTTN Fiber to the neighbourhood Fibra para o bairro FTTRO Fiber to the regional office Fibra para o escritório regional FTTx Fiber Access Networks Rede de Acesso por Fibra GB GigaByte HFC Hybrid Fiber Coaxial Hibrida fibra/coaxial HSDPA High Speed Downlink Packet Access Técnica de transmissão de dados usada na UMTS

9 IEEE Institute of Electrical and Electronics Instituto de Engenharia Elétrica e Engineers Eletrônica IMS Integrated Multimedia Subsystem Sistema Multimídia Integrado IP Internet Protocol Protocolo de Internet IPoS Internet Protocol over Satelite Protocolo de Internet via satélite IP-STB IP Set-top Box - IPTV Internet Protocol based Television Televisão baseada em protocolo de Internet IRD Integrated receiver/decoder Decodificador e receptor integrados ITU International Telecommunication Union União Internacional de Telecomunicações ITU-T FG IPTV International Telecommunication Union focus group on IPTV União Internacional de Telecomunicações com Foco em IPTV ITV - Internet TV LNBF Low Noise Block With Feed Horn Bloco conversor e amplificador de baixo ruído LOS Line of Sight Linha de Visada MDUs Multiple Dwelling Units Unidades de Habitação Múltipla MPEG Moving Picture Experts Group Grupo de Especialistas em Imagens com Movimento MSOs Multiple Service Operators Operadores de serviços múltiplos NGN New Generation Network Rede da nova geração, convergência de dados e voz NLOS Non Line Of Sight Sem linha de visada ODN Optical Distribution Network Rede óptica passiva OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexação por divisão de multiplexing frequência ortogonais OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Acesso múltiplo por divisão de frequências ortogonais OLT Optical Line Termination Fim de linha óptica ONTs Optical Network Terminals Terminais de rede óptica P2P Point-to-point Ponto-a-ponto PC Personal Computer Computador Pessoal PON Passive optical network Redes ópticas passivas POTS Plain Old Telephone System Sistema de telefone analógico padrão PSTN Public Switched Telephone Network Rede telefônica pública comutada QAM Quadrature Amplitude Modulation Modulação por amplitude QoE Quality of Experience Qualidade de Experiência QoS Quality of Service Qualidade de Serviço QPSK Quadrature Phase-shift Keying Modulação digital por fase RE- ADSL2 ADSL-Reach Extended ADSL Alcance estendido RF Radio-Frequency Rádio Frequência

10 RTP Real-Time Transport Protocol Protocolo de transporte em tempo real SD Standard Definition Definição Padrão SDV Switched Digital Video Vídeo Digital Comutado SONET Synchronous Optical Network Rede Óptica Síncrona TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet TDMA Time Division Multiplex Acess Divisão de Tempo com Acesso Múltiplo UDP User Datagram Protocol Protocolo de datagramas de utilizador UTP Unshielded twisted pair Cabo par trançado não blindado VDSL Very-high-bit-rate Digital Subscriber Linha Digital de Assinante de Line Velocidade Muito Alta VOD Video-on-demand Vídeo sob Demanda WAN Wide Area Network Rede de longa distância WDMs Wavelength-division multiplexing Multiplexação por divisão de comprimento de onda Wi-Fi Wireless-Fidelity Padrão de redes locais sem fio WiMAX Wideworld Interoperability for Microwave Access Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas

11 SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO MOTIVAÇÃO OBJETIVOS METODOLOGIA ESTRUTURA DO TRABALHO EVOLUÇÃO DA TRANSMISSÃO DE VÍDEO VÍDEO SOBRE IP IPTV IPTV VS ITV QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) VS QUALIDADE DE EXPERIÊNCIA (QOE) VIDEO-ON-DEMAND (VOD) SEGURANÇA Acesso Condicional CA (conditional access) DRM (Digital Rights Management) PROTOCOLOS/TRANSPORTE TECNOLOGIAS IPTV IPTV ATRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA (FTTX) Redes PON APON/BPON EPON GPON G GPON Acessos baseados em DWDM (WDM-PON) Redes AON TECNOLOGIAS DSL ADSL Equipamentos ADSL ADSL VDSL IPTV SOBRE REDES CABO TV Tecnologias HFC... 37

12 3.3.2 Implantação IPTV através de rede de TV a cabo IPTV via DOCSIS EuroDOCSIS IPTV VIA SATÉLITE IPTV EM REDES SEM FIO WiMAX Fixo WiMAX Móvel Rede municipal Wireless Mesh Tecnologias de rede 3G ANÁLISE COMPARATIVA LARGURA DE BANDA CUSTO DISTÂNCIA SUPORTADA POR CADA TECNOLOGIA QUALIDADE DE SERVIÇO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 54

13 12 1. INTRODUÇÃO Com o desenvolvimento das tecnologias banda larga, serviços como IPTV se tornaram uma realidade. Técnicas de compressão de imagem e vídeo oferecem a possibilidade de transmitir grande quantidade de informações de forma confiável e eficiente. Novos dispositivos foram possíveis devido à codificação de vídeo. Com a utilização de serviços com alta capacidade de transmissão, serviços IPTV se tornaram uma realidade nos meios de transmissão IP. Em 1988, a Organização Internacional para Padronização (ISO International Organization for Standarlization) formalizou o Grupo de Especialistas em Imagem em Movimento (MPEG Moving Picture Experts Group) para o desenvolvimento de padrões de compressão de vídeo digital. O IPTV regulamentou o MPEG2 como seu padrão de codificação mínima para os seus vídeos digitais (10 Mbps). Tecnologias de acesso como DSL, FTTx, WiMAX e DOCSIS permitiram uma convergência de serviços de várias naturezas. Com o desenvolvimento da tecnologia IP, operadoras de telecomunicações começaram a afunilar três ofertas para pacotes Triple-Play: voz, vídeo e dados suportados por uma mesma tecnologia. A convergência de serviços baseados em IP resultou no aparecimento de uma nova tecnologia de distribuição de TV, esta nova tecnologia ficou conhecida como Internet Protocol Television (IPTV) [13]. Esta nova tecnologia utiliza o streaming para transmissão de vídeo no formato digital, através de uma rede IP. Suas características devem ser capazes de satisfazer níveis adequados de qualidade de serviço (QoS), experiência (QoE), interatividade e disponibilidade. O IPTV apresenta uma infra-estrutura diferente dos serviços tradicionais de TV. A utilização de protocolos IP dá ao IPTV uma possibilidade de canal interativo bidirecional, ou seja, os conteúdos são requisitados pelos assinantes de acordo com as suas preferências e interesses. Sua implementação se torna um desafio para as prestadoras devido às diferentes operadoras, diferentes infra-estruturas, estabilidade e disponibilidade da rede em longo prazo, e níveis de QoS competitivos com as redes de TV a Cabo. [13]. De acordo com a União Internacional das Telecomunicações (ITU), são quatro subdivisões no papel IPTV: o prestador de conteúdos, que produz e vende conteúdos; o prestador de serviço, que adquire os conteúdos e os disponibilizam aos clientes através da rede; o operador da rede, que assegura a ligação entre clientes e prestadores de serviço; e os clientes, que são os consumidores finais dos conteúdos.

14 13 Existem várias tecnologias concorrentes que podem fornecer a largura de banda para fornecer serviços de banda larga, mas cada tecnologia tem seus limites em termos de largura de banda, confiabilidade, custo ou cobertura. O objetivo final para provedores de banda larga, hoje, é ser capaz de oferecer voz, dados e vídeo sobre uma mesma rede Triple-Play. Algumas empresas estão bem posicionadas para fazer isso, enquanto outras não. Fibra óptica oferece capacidade de largura de banda ilimitada, tem uma excelente confiabilidade e está se tornando, cada vez mais, econômica para a instalação. Conseqüentemente, a fibra parece ser insuperável em sua superioridade sobre as tecnologias de banda larga. No entanto, outras tecnologias muito competitivas estão se desenvolvendo em um ritmo significativo. Estas tecnologias conseguiram satisfazer as exigências, cada vez maiores, de largura de banda do consumidor. Comparações com as exigências IPTV são feitas para determinar qual a melhor tecnologia que se encaixa neste novo conceito de conectividade banda larga. 1.1 MOTIVAÇÃO Nos dias atuais, cada prestador de serviço IPTV apresenta sua própria solução para prestar este tipo de serviço. As soluções são fechadas e caracterizem-se por diferentes tipos de dispositivos, e cada dispositivo possui uma plataforma própria de acesso ao serviço. Como na transmissão de vídeo sobre redes IP é necessário o fornecimento adequado de qualidade de serviço, a solução encontrada, atualmente, é através de uma plataforma dedicada. Quando se compara o nível de experiência de um usuário de televisão residencial com um usuário de televisão móvel, percebe-se uma expectativa vista de forma diferente. Para a rede IP, esta diferença é notada pelas larguras de banda, perdas na rede, atrasos e variação na rede. As dimensões do sistema necessitam de adaptações de Qualidade de Serviço (QoS) e capacidade da rede. Com o surgimento da convergência fixo-móvel, surge a necessidade da existência de uma plataforma IPTV que seja convergente, independente do meio de acesso. Este novo conceito deverá adaptar-se às condições da rede e necessidades de cada assinante. Esta nova rede deverá adaptar-se a necessidade de cada utilizador, oferecendo sempre uma máxima qualidade de satisfação dos assinantes.

15 14 Neste trabalho, serão apresentadas as principais tecnologias de entrega de última milha, fazendo uma descrição de suas principais funcionalidades e como cada novo desenvolvimento da tecnologia levou a uma melhor condição para aplicação IPTV. Este desenvolvimento tem crescido devido à grande concorrência que as empresas estão tendo que travar para fornecerem um serviço Triple Play de melhor qualidade e aceitação no mercado. 1.2 OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo fazer uma análise da arquitetura IPTV (Internet Protocol based Television), mostrar sua evolução no cenário da transmissão de streaming de vídeo e definir suas principais características. A pesquisa também vai mostrar as diferentes tecnologias utilizadas para a entrega da última milha, comparar estes meios de entrega, explicando quais são os métodos mais apropriados para a utilização deste serviço. Por fim, o trabalho vai abordar como está o processo de entrada do serviço IPTV no cenário nacional, nos dias atuais. 1.3 METODOLOGIA Para a realização deste trabalho foram realizadas pesquisas em artigos acadêmicos, livros, revistas e sites para obtenção de embasamento teórico. A evolução da banda larga pôde trazer uma maior facilidade para a compreensão da transmissão de vídeo. Foram feitos estudos de todas as tecnologias utilizadas para a entrega da última milha, sendo este estudo direcionado para o IPTV. 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO Este projeto é um estudo acerca do serviço de entrega IPTV e está estruturada da seguinte maneira: No capítulo 1 (Introdução) é feita uma contextualização do assunto pesquisado, justificando a motivação para escolha do tema e apresentando os objetivos a serem alcançados. No capítulo 2 (Evolução da transmissão de vídeo) é apresentado um breve histórico da transmissão de vídeo, e são definidas algumas tecnologias, com o objetivo de melhorar o entendimento da tecnologia IPTV.

16 15 No capítulo 3 (Tecnologias IPTV) são definidas as principais características das tecnologias de entrega da última milha IPTV, observando suas vantagens para uma boa qualidade de operação e de aceitação junto ao assinante. No capítulo 4 (Estudo de caso) são contextualizadas todas as tecnologias abordadas anteriormente em níveis de largura de banda, custo, distância e qualidade de serviço, é descrito como algumas destas tecnologias podem se tornar uma alternativa muito boa quanto ao fornecimento de tecnologia IPTV. No capítulo 5 (Conclusão) são feitas as considerações finais sobre os assuntos abordados no projeto, explicitando os objetivos alcançados.

17 16 2. EVOLUÇÃO DA TRANSMISSÃO DE VÍDEO Televisão Digital é o avanço mais significativo na tecnologia da televisão desde que o meio foi criado, há pouco mais de um século atrás. A TV Digital oferece aos consumidores uma tecnologia de visualização mais interativa, mais moderna e atual. O sistema analógico de transmissão televisiva tem estado em vigor por mais de 60 anos. Durante este período, o telespectador experimentou a transição dos televisores preto-e-branco para os televisores a cores. Com a mudança da televisão preto-e-branco para cores foi necessário que os espectadores adquirissem novos televisores que as emissoras adaptar os equipamentos ao novo tipo de transmissão. Hoje, a indústria está passando por uma profunda transição, a migração da TV convencional para uma nova era da tecnologia digital. Exatamente como aconteceu com a transição preto-e-branco para a TV em cores, a maioria das operadoras de TV está atualizando suas redes existentes e implantando avançadas plataformas digitais, em um esforço para migrar seus assinantes dos serviços analógicos tradicionais para o serviço digital mais sofisticado. Uma nova tecnologia chamada de televisão via Protocolo de Internet (IPTV), começou a ganhar as manchetes de todo o mundo com histórias sobre comunicações via cabo, satélite, terrestre, e uma série de empresas iniciantes de Internet, através de uma transmissão de serviço de vídeo baseado em Protocolo de Internet (IP) [4]. A história da IPTV está relacionada com a evolução dos serviços da Internet, uma vez que a IPTV é fruto da fusão de áudio, vídeo e dados. Os passos tecnológicos que foram essenciais para o aparecimento da IPTV aconteceram nas últimas duas décadas, com a evolução que vem do ADSL de 1988 até o aparecimento do ADSL2+ em 2002, no qual foi possível ter os requisitos mínimos para uma eficiente implantação do IPTV [5]. Com o aumento de conexões à banda larga e o crescimento de sua velocidade, cada vez mais pessoas estão tendo acesso à transmissão de vídeo pela Internet. A previsão é que no próximo ano (2011), 60% do tráfego da Internet devem ser de vídeo e em 2013 este número subirá para 70% [5]. Na Figura 2.1 podemos ver o crescimento que teve o IPTV nos últimos anos.

18 17 Figura 2.1 Números de casas com IPTV no mundo 2.1 VIDEO SOBRE IP Vídeo sobre IP é a entrega de vídeo e áudio (normalmente comprimidos) através de redes de Protocolo de Internet (IP). Vídeo sobre IP está diretamente ligado à história da entrega de áudio e vídeo, através de Wide Area Network (WAN). Originalmente as tecnologias de Vídeo Digital e transporte IP não combinam perfeitamente. O transporte de vídeo é efetuado em canal próprio. O protocolo IP funciona por comutação de pacotes de diferentes tipos pelo mesmo canal. Apesar de uma aparente incompatibilidade, o Vídeo sobre IP vem tornando-se popular. Como as redes de banda larga estão, cada vez mais, crescendo, os serviços de vídeo estão expandindo sem necessidade de uma nova infra-estrutura. Com a dupla direção do IP, o usuário pode criar serviços de vídeo mais interativos. A integração do IP com o Vídeo Digital desperta interesses relacionados a qualidade do vídeo. Vários fatores afetam no nível de qualidade como: nível de compressão introduzido pelo codificador, características dos meios de transmissão e o congestionamento da rede. O codificador pode provocar distorção no sinal e atraso no processamento afetando diretamente a qualidade do vídeo. Perdas de dados e atrasos na rede podem ser provocados pelo meio de transmissão, já o congestionamento da rede pode provocar perdas, atrasos e variações de

19 18 atrasos (jitter). Ou seja, há uma necessidade de garantir níveis de serviços adequados à transmissão de Vídeo sobre IP [8]. 2.2 IPTV IPTV é um serviço de entrega segura de TV digital em alta definição via rede banda larga. Geralmente este nome é dado à entrega de canais de TV tradicionais através de uma rede privada. Para o usuário final, IPTV funciona como um serviço de televisão por assinatura normal [4]. Segundo o grupo de trabalho em IPTV da União Internacional de Telecomunicações (ITU- T FG IPTV), pode-se definir IPTV como: IPTV é definido como sendo os serviços de multimídia, tais como televisão, vídeo, áudio, texto e gráficos, transportados em redes IP dedicadas de um provedor qualquer, oferecendo garantia de qualidade, segurança, interatividade e confiabilidade [5]. Para as prestadoras dos serviços, IPTV envolve a aquisição, processamento e entrega segura do conteúdo de vídeo (Figura 2.2) através de uma estrutura de rede baseada em IP. Figura Arquitetura IPTV das Prestadoras dos Serviços IPTV oferece uma série de aplicações de televisão interativa devido à utilização de transmissão baseada em Protocolo de Internet, esta interação permite que o usuário personalize seus hábitos televisivos ao decidir o que quer ver e quando querem ver. Esta característica se dá devido à comunicação bidirecional dos dados na rede. Dentre os serviços

20 19 oferecidos, é possível incluir a TV ao vivo padrão, TV de alta definição (HDTV), jogos interativos e internet de alta velocidade de navegação [4]. Outra característica importante quando se fala em IPTV é que a prestadora transmite (streaming) apenas aquilo que o usuário final solicitou. Dentre os prestadores de serviços IPTV, é possível citar as companhias de TV por satélite ou a cabo, as companhias telefônicas e as prestadoras de serviços de internet. 2.3 IPTV VS ITV Muitas pessoas confundem IPTV com Internet TV (ITV). Mesmo que as duas utilizem o mesmo núcleo de tecnologias, elas possuem algumas diferenças. Primeiro, a ITV utiliza a internet publica para trafegar o seu conteúdo de vídeo para os usuários finais, já a IPTV utiliza de rede segura, dedicada e privada para fazer a entrega do conteúdo. As redes privadas são geridas e exploradas pelos prestadores de serviço IPTV. Estas redes não são acessíveis aos usuários de internet e estão localizadas em áreas geográficas fixas. Já a internet pode ser acessada de qualquer parte do globo sem limitação geográfica. Uma das características dos prestadores de IPTV é a garantia na prestação de um serviço de alta qualidade, enquanto que no ITV os pacotes transmitidos podem chegar atrasados ou até não chegar, quando atravessam as varias redes que compõem a Internet, que gera uma perda de qualidade na hora da visualização. Quando comparada às transmissões tradicionais de TV a cabo ou por satélite este meio de transmissão não adquire confiança suficiente para aquisição de novos utilizadores. Pode-se perceber esta má qualidade facilmente, quando o vídeo transmitido pela internet aparece sacudido na tela da TV e a resolução da imagem é muito baixa. No IPTV o mecanismo de acesso e decodificação do vídeo é um aparelho denominado de set-top box. Já no ITV o acesso é muitas vezes realizado com auxilio de um PC, e que requer a instalação de software para a visualização dos vários formatos disponíveis de entrega. Com relação aos custos para se ter disponível tais serviços, o ITV, geralmente, esta disponível de forma gratuita na internet, enquanto o IPTV é cobrado taxas semelhantes ao modelo de assinatura adotado pelas prestadoras de TV paga. Na maioria das vezes a metodologia de geração de imagens na ITV é feita pelos próprios usuários, enquanto na IPTV a distribuição é fornecida pelas grandes empresas de mídia [4].

21 QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) VS QUALIDADE DE EXPERIÊNCIA (QOE) O IPTV trouxe uma necessidade de se aumentar a velocidade de transmissão para redes locais e domésticas, com isso o controle de erros e dos mecanismos foram melhorados diminuindo a necessidade de retransmissão. Os streams de vídeo no IPTV podem apresentar atrasos quando comparados aos outros dados da rede, afetando a qualidade da imagem. Quando se tem o sentido inverso, no caso de uma mudança de canal, o tempo de resposta também pode ser afetado devido às perdas de pacotes. A Qualidade de Serviço (QoS) está diretamente ligada aos parâmetros necessários para a utilização de determinada aplicação pelo usuário, garantindo-lhe uma melhor qualidade ao longo da rede. Dentre os parâmetros que definem a qualidade de serviço podemos citar: jitter, latência e largura de banda. Assim podemos definir QoS como: A capacidade da rede de fornecer tratamento especial a certos tipos de tráfego de forma previsível [2]. O Jitter garante que as informações (pacotes) sejam processadas em período de tempo bem definidos. A latência é a soma dos atrasos impostos pela rede e pelos equipamentos utilizados na comunicação. O atraso de propagação é o tempo que o sinal elétrico/óptico leva quando se propaga pelos meios, que podem ser: fibras ópticas, cabos coaxiais, satélites e outros. O gerente de rede não tem qualquer influencia sobre a mudança neste parâmetro, e o elevado intervalo de tempo em que um pacote trafega da origem para o destino pode causar perda de sincronismo na rede. Como o IPTV utiliza de protocolos UDP e RTP, os pacotes não são retransmitidos e a perda de pacotes afeta diretamente na qualidade de serviço. Por último, a vazão (banda) deve ser bem dimensionada para a aplicação [2]. Outro fator importante quando falamos de qualidade de serviço é a Qualidade de áudio que é a habilidade do sistema de recriar o sinal de áudio original. Esta qualidade pode ser afetada por vários fatores como o tipo de codec de áudio (compressão de áudio), o sistema de transmissão e o limite de banda. Em geral quanto mais o áudio é comprimido menor é a sua qualidade. Com relação ao sistema de transmissão pode-se notar pela distorção do áudio que é provocado pela perda de pacotes ou este pacote estar corrompido. Esta falha pode ocorrer devido a um congestionamento na rede ou falha de equipamento. Pacote corrompido é a modificação do dado durante a transmissão. Isto pode ocorrer devido a uma fraca comunicação da linha ou uma perda momentânea do sinal elétrico. Como resultado pode-se ver um sinal muito diferente do esperado [4].

22 21 Na tabela 2.1 têm-se alguns valores recomendados para uma boa qualidade de transmissão na compactação MPEG-2 em qualidade HDTV. Tabela 2.1: Valores recomendados para compactação MPEG-2 em qualidade HDTV [2]. Fluxo de Vídeo (Mbit/s) Latência Jitter 8 <200ms <50ms 10 <200ms <50ms 12 <200ms <50ms Perda de pacotes IP 1 Pacote IP 1 Pacote IP 1 Pacote IP Período de Coleta 30 minutos 1 evento de erro a cada 4 horas 1 evento de erro a cada 4 horas 1 evento de erro a cada 4 horas Taxa média de perda de pacotes IP 9.14E E E-08 A Qualidade de Experiência (QoE - Quality of Experience) está relacionada com o ponto de vista do telespectador, verificando a satisfação que ele tem em relação ao serviço que está sendo oferecido, ou seja, se sua expectativa de qualidade esta sendo atingida. O usuário sempre considera como um parâmetro de comparação os serviços de TV a cabo e TV por satélite [2]. 2.5 VIDEO-ON-DEMAND (VOD) Esta tecnologia permite aos usuários assistir aos vídeos que eles desejam. Esta tecnologia é amplamente utilizada em redes de IPTV em todo o mundo, já que ele dá uma oportunidade aos usuários a pagar por um filme que deseja assistir. VoD pode ser descrita como um serviço de TV paga, que permite ao usuário escolher o programa usando um menu determinado. Neste caso, o programa de TV ou qualquer outro vídeo que um usuário IPTV ordenou imediatamente começa a ser mostrado na tela da TV de um usuário. O usuário é capaz de utilizar algumas funcionalidades adicionais, tais como pausar, voltar, avançar, etc. Geralmente VoD IPTV é de dois tipos diferentes. VoD online, o que significa ver online. O filme é mostrado na tela da TV sem ter que baixar os dados do servidor, o vídeo vai diretamente para a tela do usuário através de uma ligação permanente à Internet de alta velocidade. Neste caso, o usuário paga por um show, um filme ou um programa de TV que

23 22 ele solicitou. Este tipo de VoD geralmente requer uma transmissão de alta velocidade de conexão com a internet (pelo menos 1Mbit/s). Pode-se utilizar este tipo de IPTV e VoD para assistir aos filmes da forma descrita acima usando o IPTV set-top box ou um computador com acesso à Internet [3]. O outro tipo de VoD que, muitas vezes, é usado em sistemas de IPTV pode ser chamado de download VoD. Neste caso, o usuário primeiramente baixa todo o filme para o computador ou para a IPTV set-top box, mas recebe uma chave que determina o período de tempo que o vídeo estará disponível. Durante este período o usuário é capaz de assistir ao vídeo que baixou quantas vezes desejar e pelo tempo que desejar. O tempo habitual que é usado para vídeos baixados é de 24 horas. Um exemplo muito conhecido de Video on Demand é o YouTube. É um site de armazenamento de vídeos muito utilizado no mundo inteiro. O site apresenta uma média de acessos diários de mais de 20 milhões de vídeos assistidos, e soma-se a isto um acervo com tempo total de vídeos de mais de 10 mil anos [3]. Pode-se ver um exemplo de sistema de entrega VoD na Figura 2.3. Figura 2.3 Sistema de entrega VoD

24 SEGURANÇA Os produtores de vídeo estão apreensivos em conceder direitos de licença para distribuição dos seus conteúdos através das redes digitais, isto leva aos prestadores de serviço de IPTV a necessidade de possuir um poderoso mecanismo de segurança que vai garantir esse conteúdo. Um recente artigo de Mark Sullivan dizia: Talvez a principal preocupação de Hollywood sobre a IPTV, ou qualquer outro canal de distribuição de seus conteúdos, é a segurança do conteúdo [5]. Os objetivos principais de segurança para o serviço de IPTV são: apenas pessoas autorizadas (assinantes) podem acessar e operar os canais de serviços de IPTV e os serviços de IPTV deve ser protegido por direitos autorais. Existem dois regimes de proteção IPTV disponíveis no mercado: Acesso condicional (CA) e Gestão de Direitos Digitais (DRM) Acesso Condicional - CA (Conditional Acess) O sistema de CA é a proteção de conteúdos, que exige alguns critérios a serem cumpridos antes de conceder acesso a este conteúdo. O CA habilita uma criptografia do conteúdo que limita o direito de visualização somente para os clientes que estão pagando pelo serviço. O CA decide se determinado stream deve ou não visualizado pelo usuário. Assim, o sistema partilha o conteúdo de maneira que ele seja acessível apenas pelos utilizadores que tenham permissão. Partilhar o conteúdo gera também uma proteção contra a pirataria [5] DRM (Digital rights management) DRM são várias tecnologias juntas que limitam o uso de conteúdos de vídeo, áudio ou imagens. É um termo que se refere ao acesso às tecnologias de controle utilizadas pelos fabricantes de hardware, editores e detentores de direitos autorais para limitar o uso de meios digitais ou dispositivos. O gerenciamento de direitos digitais permite que o prestador dos serviços IPTV possa controlar em detalhe o que pode e o que não pode ser feito com uma única instância [5].

25 PROTOCOLOS/TRANSPORTE Para entrega de IPTV existem muitos protocolos envolvidos. A codificação dos conteúdos de IPTV são MPEG-2 e são entregues em multicast. São utilizados os protocolos Internet Group Management Protocol (IGMP) e o Real Time Streaming Protocol no IPTV. O protocolo IGMP 2 serve como sinalização quando há mudanças no canal de transmissão na televisão em tempo real. Já o RTSP é geralmente utilizado para VoD na reserva de caminhos. Na transmissão de IPTV pode-se utilizar tanto o protocolo User Datagram Protocol (UDP) como o Real Time Protocol (RTP). O UDP é um protocolo da camada de transporte que envia um datagrama encapsulado num pacote IPv4 ou IPv6 e envia-o para o destino sem garantia de que o pacote chegou ou não [6]. Mesmo o RTP sendo um protocolo de transmissão em tempo real de uma conexão ponto a ponto ou multicast (utilizando multidestinatarios), este protocolo não garante qualidade de serviço (QoS), mas ele faz uma freqüente monitoração da comunicação [7]. A desvantagem na utilização do UDP é que ele não garante a entrega da transmissão, sendo este problema resolvido pelo RTP. O formato transmitido para o usuário através da rede é o MPEG-2 transport stream (TS). Já a Transmissão de Vídeo Digital (DVB) é baseada no padrão europeu de televisão digital, que trabalha seu conteúdo nas três configurações de imagem: HDTV, Enhanced Definition Television (EDTV) e Standard Definition Television (SDTV).

26 25 3. TECNOLOGIAS IPTV Existem duas tecnologias na arquitetura IPTV, uma é a última milha e a outra consiste na distribuição centralizada ou backbone. Neste estudo, serão analisadas todas as tecnologias utilizadas na entrega da última milha, bem como suas dificuldades encontradas na distribuição IPTV. A distribuição de IPTV requer uma grande quantidade de largura de banda, a tecnologia de entrega tem que ser de tal forma que garanta a qualidade de transmissão do vídeo para o usuário IPTV [1,4]. Quando se fala em implementar uma nova tecnologia, muitas pessoas pensam em como isto afetará nos custos que elas teriam para adquirir o novo serviço. Com a IPTV isto não é diferente. O desafio das empresas prestadoras deste serviço é implantar uma nova conexão de Internet que seria acessível e de qualidade. 3.1 IPTV ATRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA (FTTx) Alguns fatores, como o crescimento da largura de banda junto com menores custos de operação e desenvolvimento das tecnologias dando uma maior imunidade a interferência eletromagnética, estão impulsionando a implantação de redes baseadas em fibra óptica. Essas redes têm sido muito utilizadas pelos operadores de serviços para construção de redes com maior durabilidade. Com a redução do tamanho dos equipamentos e dos custos de implantação, as redes baseadas em fibra óptica estão, cada vez mais, aumentando, e são oferecidos aos serviços IPTV com mais frequência. Soma-se a isto a capacidade da fibra oferecer aos consumidores finais uma conexão dedicada. Este tipo de conexão se torna bastante adequada na entrega de conteúdos IPTV. Com a necessidade de garantir maior capacidade de largura de banda aos usuários, a tecnologia de fibra pode utilizar as seguintes arquiteturas de rede: Fibra para o escritório regional (FTTRO) Instalação de fibra que vai desde o centro operacional de dados IPTV até o escritório regional da empresa prestadora. Da prestadora ao usuário final são utilizadas as fiações de cobre já existentes. Fibra para o bairro (FTTN) Também conhecida como fibra para o nó, baseia-se na instalação de fibra que vai desde o centro operacional IPTV até um divisor localizado

27 26 na vizinhança. Este divisor geralmente localiza-se a 5000m de distância do usuário. Para a conexão final é utilizado outro tipo de mecanismo, como o DSL. Fiber to the curb (FTTC) Instalação de fibra óptica a uma distância de aproximadamente 500m do usuário. Este cabo termina em um armário, onde é distribuído para os usuários através de cabo coaxial ou cabo de par metálico. Este tipo de configuração só se torna viável quando a urbanização ainda está em fase de construção. Fiber to the home (FTTH) Com este tipo de arquitetura todo o percurso de entrega, que vai do centro de dados IPTV até as casas dos usuários, são compostas por fibra óptica. Com o FTTH é possível transportar um grande volume de dados através deste sistema. Sua implantação vem se tornando popular quando se fala em novas construções, pois seu custo é aproximadamente o mesmo dos cabos de par metálico. Sua comunicação é full-duplex, ou seja, suporta a interatividade proposta pelo serviço IPTV. Fiber to the apartment (FTTA) É uma arquitetura de rede de transmissão óptica, onde a rede termina no edifício (Comercial ou Residencial) chegando a uma sala de equipamentos. A partir desta sala, o sinal óptico pode sofrer uma divisão através do uso de divisores ópticos (splitters), sendo posteriormente encaminhado individualmente a cada apartamento ou escritório. É semelhante ao FTTH Redes PON Redes ópticas passivas (PON) utilizam fontes de luz de diferentes cores para transportar dados entre o centro de dados IPTV e o destino do sinal, ou seja, não necessita de sinais elétricos. Geralmente a PON consiste de um Terminal de Linha Óptica (OLT) que estão localizados no centro de dados IPTV e em alguns casos nos Terminais de Rede Óptica (ONT), que é o local onde se localiza o usuário final do IPTV. Em alguns casos estes terminais ONT podem ser instalados em algum local do bairro e ser distribuído para os usuários através de tecnologias de grande velocidade como o DSL. Para a transmissão através de OLT pode-se utilizar tanto a interligação de fibras como os divisores de rota. Um exemplo de rede PON é mostrado na Figura 3.1 [1,4].

28 27 Figura 3.1 Rede Óptica Passiva As interligações das ONT podem ser feitas através de cabo de fibra OLT. Este tipo de conexão resulta em poucas perdas na transmissão, baixa interferência e alta largura de banda suportada pela rede. Estas características fazem deste tipo de conexão um meio quase que ideal quando se fala em transmissão de dados. Devido ao melhoramento da qualidade desta tecnologia, a fibra pode percorrer grandes distâncias (máximo 20 km sem amplificação do sinal). Os divisores de rota ópticos são utilizados para dividir um único sinal em vários sinais ópticos múltiplos do sinal original, sem atenuação deste sinal. Este tipo de conexão permite sua divisão em até 32 divisões. Estes elementos passivos eliminam a necessidade de alimentação o que diminui no custo tanto operacional quanto de manutenção do sistema. O objetivo principal para a ONT é o fornecimento de uma interface com a PON. Ele recebe o sinal óptico e o converte em sinal elétrico. Geralmente alimentado por uma fonte, ele possui uma interface Ethernet o tráfego de dados, uma conexão RJ-11 para conectar-se ao telefone, e uma interface coaxial para o fornecimento de conexão com a TV. Para estes sistemas a fibra pode suportar uma largura de banda que varia de 622 Mbps até vários gigabytes por segundo (GB/s). É possível citar como exemplos de tecnologias de PON a APON/BPON, EPON e

29 28 GPON que suportam tanto os serviços tradicionais de TV baseado em RF como os novos IPTV [9]. Podemos ver através da Figura 3.2 uma rede FTTH utilizando tecnologia PON. Figura 3.2 FTTH utilizando tecnologia PON [4] APON/BPON Modo de Transferência Assíncrono PON (ATM PON), Broadband PON ou BPON é baseado na especificação ITU-T G.983. Foi a primeira PON definida, segundo as especificações da comissão Full Service Access Network (FSAN). A utilização do termo APON levou os usuários a acreditarem que os serviços de ATM só seriam possíveis aos usuários finais, o que não é verdade. Esta forma de pensar fez com que a FSAN mudasse o nome para Broadband PON (BPON). Este serviço fornece suporte a vários serviços de banda larga Ethernet, que inclui a distribuição de vídeo. Este tipo de topologia suporta taxas de downstream de até 622 Mbps e para o upstream esta taxa chega a 155Mbps. O BPON utiliza ATM como protocolo de portadora, sendo este tipo de rede muito popular na entrega de dados em alta velocidade, voz e aplicações de vídeo. Todas as informações a serem transferidas são divididas em células, estas células se dividem em duas partes a que

30 29 contém as informações a serem transferidas e o cabeçalho que contém as informações relevantes para o funcionamento do protocolo ATM. Este protocolo estabelece uma conexão entre o emissor e o receptor antes que os dados de vídeo sejam enviados. Isto faz com que ele reserve uma quantidade de banda necessária para a informação que será trafegada. Esta característica faz do ATM uma ferramenta muito importante na prestação de serviço IPTV [9] EPON Ethernet PON ou EPON é uma tecnologia de acesso óptica desenvolvido por uma subdivisão do grupo IEEE, o EFM (Ethernet First Mile Ethernet na primeira milha). Este sistema suporta apenas o tráfego de rede Ethernet e suas larguras de bandas dependem das distâncias entre OLT e ONT. Funciona em modo full-duplex, ou seja, não necessita de protocolo CSMA/CD que são inerentes ao Ethernet. As ONT s enxergam apenas os tráfegos vindos dos centros de dados IPTV ou OLT, ou seja, ela não pode ver os tráfegos que são transmitidos por outras ONT s, caso haja necessidade de conexão entre duas ONT s, só será possível por intermédio da OLT. Cada ONT transmite para OLT em turnos que utilizam o protocolo TDMA (Time Division Multiplex Acess) para a multiplexação dos acessos GPON As redes GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) são baseadas na especificação ITU-T G.984. São na verdade atualizações da especificação BPON. Possui taxas de transmissão de 2,5Gbps para downstream e 1,5Gbps para upstream quando as distâncias não ultrapassam os 20 Km. Possui suporte aos protocolos Ethernet, ATM e SONET, bem como recursos avançados de segurança [9] G GPON Com o aumento da banda larga crescendo cada vez mais, os sistemas atuais 2,5 GPON estão sendo atualizados para suportar 10 Gbps para downstream. Para um cenário residencial o 10GPON será capaz de suportar milhares de streams de vídeo simultaneamente, como no caso da HDTV. Para upstream o sistema 10G GPON deve suportar 2,5Gbps. Os componentes

31 30 ópticos, bem como sua camada física, devem ser atrativos do ponto de vista do custo e devem oferecer os mesmos atrativos da GPON. Devido ao elevado número de ONT s, este fator de custo se torna muito importante [4]. Através de exigências da FSAN, o sistema 10G GPON tem que ser capaz de coexistir com um sistema GPON. Esta coexistência é viável devido a utilização de comprimentos de ondas diferentes para os dois sistemas. Para o OLT esta combinação é feita através de filtro óptico de coexistência chamado de WDM1 (Wavelength-Division Multiplexing) na recomendação G Para os ONT s, estes filtros são chamados de WFB (Wavelength Blocking Filter Filtro de bloqueio de comprimento de onda) que bloqueia comprimentos de ondas indesejados. Pode-se ver na Figura 3.3 que os ONT s GPON podem ser facilmente substituídos por ONT s 10G GPON, e também se pode adicionar novos ONT s 10G GPON ao sistema ODN já existente. Figura 3.3: Coexistência do GPON e do GPON 10G Acessos baseados em DWDM (WDM-PON) Dando continuidade ao conhecimento das NG-PON2 (Next Generetion PON), muitas operadoras estão visualizando acessos baseados em DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), ou seja, o WDM-PON com tecnologia PON será mais interessante em um longo prazo. A tecnologia de acesso DWDM é utilizada para transporte de uso geral, pois diferentes serviços podem coexistir em uma mesma fibra através da utilização de diferentes comprimentos de onda. A principal diferença entre os sistemas WDM-PON e GPON (GPON ou 10G GPON) é que o WDM-PON pode não utilizar o protocolo GPON, podendo como

32 31 alternativa utilizar o Gigabit Ethernet. Na utilização do WDM-PON, soluções hibridas serão suportadas para poder transportar sinais GPON. Podemos ver na Figura 3.4 que com a substituição do divisor óptico passivo (Optical Power Splitter) por um filtro seletivo de comprimento de onda (wavelenght selective filter), que pode ser um AWG (Arrayed Waveguide Grating, grades ordenadas em guias de onda) poderemos ter um exemplo de arquitetura WDM-PON. Figura 3.4: Tipos de uso do GPON - Vantagens e desvantagens da utilização WDM-PON: Como vantagens podem citar a largura de banda da camada física que não necessita de programação, como no caso do GPON, pode-se utilizar até 64 assinantes por fibra (mesmo que o GPON), com a utilização do AWG pode-se percorrer grandes distâncias sem atenuação. Com um comprimento de onda de 1550 nm pode alcançar até 80 km. Separação física dos sinais dos assinantes. Uma desvantagem do WDM-PON é o custo, sendo um fator muito delicado quando pensamos em ONT s, pois este custo será diretamente passado para os assinantes. No lado do site central este custo pode ser diminuído com a utilização de componentes com integração óptica. Já do lado do assinante este custo pode ser reduzido com a utilização de hardwares reduzidos, onde seriam diminuídos os custos com estoque e instalação. Para isto, é introduzida uma característica com comprimentos de ondas adaptativos no lado das ONT s, esta característica denomina-se de colorless (incolor). O colorless faz uma abordagem do laser através de sintonia, que é configurado quando há a ativação do serviço, isto da uma maior flexibilidade e desempenho ao sinal. Um grande problema para utilização de componentes sintonizáveis é a necessidade de utilização de lockers de comprimentos de ondas [9].

33 Redes AON Redes ópticas ativas (AON Active Optical Network) utiliza componentes eletrônicos entre o centro de dados IPTV e o utilizador final. São utilizados switches Ethernet para a interligação entre estes dois pontos. Um exemplo de topologia AON é mostrado na Figura 3.5. Figura 3.5: Rede Óptica Ativa 3.2 TECNOLOGIAS DSL ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) é a forma de transmissão DSL mais utilizada nos dias atuais no mercado residencial, competindo com a transmissão via cabo. Este tipo de conexão banda larga de alta velocidade é uma tecnologia ponto-a-ponto. Permitindo aos provedores de telecomunicações oferecerem serviços como o vídeo IP através de linhas telefônicas. O nome assimétrico é utilizado, pois a transmissão das informações da central de dados para o IPTVCD (IPTV Consumer Devices dispositivos consumidores) é mais rápida que a transmissão do IPTVCD para a central de dados.

34 33 O serviço ADSL possui uma taxa de downstream de 8Mbps e para upstream 1,5Mbps, ou seja, esta característica faz com que ela suporte as normas MPEG-2 de transmissão de canais de televisão e conexão com a internet em alta velocidade. A grande desvantagem desta tecnologia é a distância. Quanto mais distante do centro de dados central, pior será a qualidade do sinal. Este serviço suporta uma quantidade de 18 mil assinantes dentro do centro regional. Como as linhas telefônicas foram criadas para transmitir tráfego de baixa frequência de voz, a necessidade de envio de altas frequências leva a uma grande quantidade de distorções e interferências. Uma forma de diminuir este problema é a utilização de repartição da largura de banda da linha telefônica, o que aumenta as taxas de dados. Para se transmitir um serviço de telefone é necessário frequências inferiores a 4 khz, enquanto para transmissões downstream e upstrem é necessário de 26kHz a 1,1MHz. Os equipamentos ADSL proporcionam uma conexão digital através de rede PSTN, como a transmissão tem que ser feita através de meios analógicos, um modem é utilizado para fazer a modulação do um sinal digital para um sinal analógico aceitável para a transmissão. Existem duas formas de modulação dos sinais digitais IPTV para sinais analógicos, para uma transmissão ADSL: 1) CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation - Modulação de Amplitude e Fase Sem Portadora) foi a abordagem inicial da modulação de sinais digitais em sinais analógicos. Opera com a divisão da linha telefônica em 3 bandas: o sinal de conversão de voz é transportado através de uma banda que se situa entre 0 e 4kHz, para o sinal upstream é utilizado uma banda entre 25 e 160kHz, e finalmente para o downstream utiliza-se uma banda que vai desde 240kHz até um máximo de 1.5MHz, dependendo das condições da linha, do número de utilizadores e do ruído. Nota-se que existe um espaçamento entre as bandas, para impedir que haja uma interferência entre estes sinais [11]. 2) DMT (Discrete Multi-Tone Multitone Discreto) É a alternativa preferida para a modulação CAP. Este tipo de modulação separa a faixa de frequência em 247 canais separados de 4 khz cada, pois as frequências se mantém razoavelmente estáveis em canais de 4kHz. Cada canal possui um modem conectado e os 247 canais trafegam a taxa de dados total. O DTM não utiliza bandas específicas para o downstream e upstream, para estes são utilizadas canais bidirecionais situados nas frequências mais baixas (começam com 8 khz). Cada canal é monitorado de forma constante e se o