Comunicação de alta velocidade entre computadores ADSL x Cable Modem. Márcio Luiz Soares Vidal. Uberlândia, Dezembro/2001.

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1 Comunicação de alta velocidade entre computadores ADSL x Cable Modem Márcio Luiz Soares Vidal Uberlândia, Dezembro/2001. Comunicação de alta velocidade entre computadores ADSL x Cable Modem Márcio Luiz Soares Vidal

2 Monografia apresentada ao Curso de Ciência da Computação do Centro Universitário do Triângulo - Unit, como requisito básico à obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação, sob a orientação do Prof. Ronan Marcelo Martins, Dsc. Uberlândia, Dezembro/2001. Comunicação de alta velocidade entre computadores ADSL x Cable Modem Márcio Luiz Soares Vidal

3 Monografia apresentada ao Curso de Ciência da Computação do Centro Universitário do Triângulo - Unit, como requisito básico à obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação. Ronan Marcelo Martins, Dsc. (Orientador) Mônica Rocha Ferreira de Oliveira, Msc. (Avaliador) Marcos Ferreira de Rezende, Dsc. (Coordenador de Curso) Uberlândia, Dezembro/2001.

4 Agradecimentos a mim mesmo, à minha família, à minha namorada Viviane e a todos que enfrentaram a mesma luta.

5 RESUMO Nada melhor que acessar a Internet sem ocupar a linha telefônica. Isto é banda larga. A mais alta definição de acesso em alta velocidade à Internet, que ocorre sem a utilização do modo discado (dial-up). No decorrer deste trabalho a banda larga será demonstrada em duas de suas mais utilizadas tecnologias; conhecidas como Cable Modem e ADSL. A primeira oferecida por empresas de TV a Cabo, e a segunda oferecida por empresas de Telefonia. Ambas dependentes dos serviços dos provedores de acesso. A TV a Cabo passa a gerar informações de telefonia, onde uma pessoa que possue uma conta de TV por assinatura instalada em sua casa poderá facilmente acessar a Internet pela mesma conta, recebendo sinais de telefonia através do mesmo cabo que recebe sinais de TV. Não ficando atrás, a tecnologia ADSL é a mais promissora, utilizando a linha telefônica de forma direta entre a operadora e o usuário, significando que não é necessário discar, a conexão sempre estará disponível e o telefone sempre livre para fazer e receber ligações. Mas, como toda nova tecnologia, a tecnologia de Cable Modem tem lá seus problemas, assim como a tecnologia de ADSL. Problemas estes encontrados desde a instalação, onde o Cable Modem necessita que a companhia de TV a Cabo já tenha se instalado no bairro desejado e o ADSL necessita que a companhia telefônica tenha modificado suas redes de cabos telefônicos para aceitar a nova tecnologia, passando por problemas de acessos lentos em horários de pico, até chegar ao alto preço dos serviços de instalação e manutenção destas tecnologias nas residências e/ou empresas. Mas o que se pode saber é que na maioria dos problemas com conexões de banda larga, o atendimento quase sempre confuso e demorado é que gera insatisfeitos. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO A Internet e a Via de Informações Redes de Computadores Sistemas de Redes e Linhas Telefônicas Serviço T1 & E Comunicações por Satélite Man's... 09

6 ISDN ou RDSL (Integrated Services Digital Network) ATM CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE CABLE MODEM TV a Cabo (CATV) Características de um Cable Modem. Como tudo isso funciona Garantindo velocidade e qualidade do serviço Superando os sinais interferentes Modem. Sua finalidade e velocidade Garantindo o sigilo das informações Simetria e Assimetria Realizando uma manutenção preventiva Ruídos e Modulações que driblam interferências na rede de TV a Cabo Espalhamento Espectral CDMA(Code Digital Multiple Access) S-CDMA(Synchronous Code Digital Multiple Access) Arquitetura S-CDMA Detalhes de Sincronização Conclusão CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE ADSL A Estrada da Informação Via Par-Trançado Capacidades Padronização DSL Fórum UAWG (Universal ADSL Working Group)... 41

7 ATM Fórum IETF (Internet Engineering Task Force) ITU (International Telecommunications Union) Tecnologia Arquitetura Camada ADSL QAM (Quadrature Amplitude Modulation) CAP(Carrierless Amplitude and Phase) DMT(Discrete Multitone) Desempenho do "CAP" e do "DMT" Distância Compatibilidade Espectral Infra-Estrutura CPE (Customer Premises Equipment) SPLITTER ADSL Transmission Unit (ATU-R) Premises Distribution Network Terminal Equipment Central Office Equipment DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) Velocidade no ADSL Casos em que pode haver redução de velocidade Os Modems para o ADSL Principais equipamentos utilizados em ADSL Modem DSL... 67

8 DSLAM Conclusão CONFRONTO ENTRE TECNOLOGIAS Tecnologia versus Serviços Casos em que pode haver redução de velocidade no ADSL Casos em que pode haver redução de velocidade no Cable Modem ADSL e Cable Modem brigam pelo mercado Conclusão ESTUDE DE VIABILIDADE DAS TECNOLOGIAS Qualidade do link ADSL Speedy UOL Com a palavra, os usuários satisfeitos Com a palavra, os usuários insatisfeitos Dados técnicos/financeiros das principais operadoras no Brasil Conclusão CONCLUSÃO... 85

9 LISTA DE FIGURAS Figura 2.1: Revolução das Transmissões Figura 2.2: Transmissão de Sinais Digitais Figura 2.3: Transmissão de Sinais Analógicos Figura 2.4: Sinais de Propagação Analógicos Figura 2.5: Características de funcionamento de um Cable Modem Figura 2.6: Tipos de aparelhos, ativos e passivos utilizados em redes HFC Figura 2.7: Varredura ou Sweep dos sinais Figura 2.8: Parâmetros da rede de uma TV a Cabo Figura 2.9: Necessidades de tráfego Figura 2.10: Ruídos do Path Trak Figura 2.11: Tráfego por links mostrado através do Ispadmin Figura 2.12: Monitoração do SNR através do MRTG Figura 2.13: Seqüência de dados em espelhamento espectral Figura 2.14: Vetores do sinal espectral espalhado e comprimido Figura 2.15: Esquema do CDMA Figura 2.16: Transmissor Upstream Figura 2.17: Receptor Upstream Figura 2.18: Diagrama em blocos de sincronização de Upstream Figura 3.1: Conexão ISDN Figura 3.2: Conexão ADSL Figura 3.3: Taxas de compensação de redes em protocolos IP Figura 3.4: Processo digital para compressão de informações em alta velocidade... 43

10 Figura 3.5: Taxa da largura de banda por Divisão de Freqüência (FDM) e Cancelamento de Eco. 44 Figura 3.6: Modelo de camadas OSI Figura 3.7: (a) Modulação em amplitude e fase (b) Constelação dos esquemas de modulação Figura 3.8: (a) Forma de onda da modulação QAM 47 (b) Constelação do QAM... Figura 3.9: Espectro de frequências CAP Figura 3.10: Tipos de dados CAP Figura 3.11: Espectro de frequências do DMT Figura 3.12: Exemplos de operação do DMT Figura 3.13: Interfaces DMT para o STM Figura 3.14: Interfaces DMT para o ATM Figura 3.15: Capacidade de Shonnon Figura 3.16: Desempenho de CPE s ADSL Figura 3.17: Interferências NEXT e FEXT Figura 3.18: Alcance do RADSL CAP sobre influência do crosstalk Figura 3.19: Alcance do ADSL DMT sobre influência do crosstalk Figura 3.20: Modelo de referência do ADSL Figura 3.21: Componentes do splitter Figura 3.22: Cenários para a instalação de splitter Figura 3.23: Como funciona o modem ADSL no computador de um usuário Figura 3.24: Como funciona o sistema ADSL na central telefonica Figura 3.25: Visão geral de uma rede ADSL... 67

11 LISTA DE TABELAS Tabela 2.1: Comparação de transmissores DocSis x SCDMA Tabela 3.1: Distância versus taxa de transmissão no ADSL Tabela 3.2: Comparação em taxa de conexão e distância da conexão Tabela 3.3: Taxa de símbolos por segundo e espectro de freqüências Tabela 5.1: Gráfico Diário (Média de 5 Minutos) Tabela 5.2: Gráfico Semanal (Média de 30 Minutos) Tabela 5.3: Gráfico Mensal (Média de 2 Horas) Tabela 5.4: Gráfico Anual (Média de 1 Dia) Tabela 5.5: Tabela de padrões técnicos/financeiros das operadoras... 81

12 LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ADSL AMI ATM ATU CAP CMTS CPE DAVIC DHCP DSL Asymmetric Digital Subscriber Line (Linha Digital Assimétrica de Assinante) Alternate Mark Inversion (Marca de Inversão Alternada) Asynchronous Transfer Mode (Modo de Transferência Assíncrono) ADSL Transmission Unit (Transmissão por Unidade de ADSL) Carrierless Amplitude and Phase (Fase de Menor Transporte de Amplitude) Cable Modem Termination Systems (Terminal de Sistemas Cable Modem) Customer Premises Equipments (Equipamento Cliente Local) Digital Audio-Video Interactive Council (Conselho Interativo de Áudio- Vídeo Digital) Dynamic Host Configuration Protocol (Administração de Protocolos de Endereços Dinâmicos) Digital Subscriber Line (Linha Digital de Assinante) DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer (Linha Digital de Assinante

13 de Acesso Multiplexado) DTM EOC ETSI FEC FEXT HDSL HPF IDSL IETF IP ISDN ISP ITU L2F L2TP LAN Discrete Multitone (Multitone Discreto) Embedded Operations Channel (Canal de Operações Embutido) European Telecommunications Standardization Institute (Instituo Europeu de Telecomunicações) Forward Error Control (Controle de Erro de Envio) Far End Crosstalk (Proxima Faixa de Cruzamento de Dados) High-Bit-Rate DSL (Alta Taxa de Bit DSL) High-Pass Filter (Alto Filtro de Passagem de Dados) Integrated DSL (DSL Integrado) Internet Engineering Task Force (Força de Tarefa de Engenharia na Internet) Internet Protocol ( Endereço na Internet) Integrated Services Digital Network (Serviços Integrados de Rede Digital) Internet Service Provider (Provedor de Serviço de Internet) International Telecommunications Union (União Internacional de Telecomunicações) Layer Two Forwarding (Remetente de Dados de Duas Camadas) Layer Two Tunneling Protocol (Dupla Camada de Protocolo) Local Area Network (Area Local na Rede)

14 LCS LPF MCS Line Card Shelf (Linha de Sinalização) Low-Pass Filter (Filtro de Baixa Frequência) Master Control Shelf (Linha de Sinalização Mestre) MPEG2 Moving Picture Experts Group (Grupo Perito em Figuras que se Movimentam) NAT NEXT NTR OFDM OSI PMD POTS PPP PPTP Network Address Transaction (Endereço de Rede para Transação) Near End Crosstalk (Faixa Final de Cruzamento de Dados) Network Timing Reference (Referência Cronometrada de Rede) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Divisão de Frequência Ortogonal Multiplexada) Open Systems Interconnect (Abertura de Interconexão de Sistemas) Physical Media Dependent (Dependência Fisica Média) Plain Old Telephone System (Sistema de Telefonia Velha) Point-to-Point Protocol (Protocolo de rede Ponto-a- Ponto) Pont-to-Point Tunneling Protocol (Procurando Protocolo de rede Ponto-a-Ponto) QAM Quadrature Amplitude Modulation (Modulação de Amplitude por Quadrante) QoS RADSL RAN RAS RDSI SDSL SHDSL Quality of Service (Qualidade de Serviço) Rate Adaptative DSL (Taxa Adaptativa de DSL) Remote Access Node (Nó de Acesso Remoto) Remote Access Service (Serviço de Acesso Remoto) Rede Digital de Serviços Integrados Symmetric DSL (DSL Simetrico) Symmetric High-Data-Rate DSL (Altas Taxas Simetricas

15 de DSL) STM Synchronous Transfer Mode (Modo de Transferencia Sincrona) TC Transmission Convergence (Convergencia de Transmissão) TCP UADSL UAWG USB VDSL Transmission Control Protocol (Protocolo de Controle de Transmissão) Universal ADSL (ADSL Universal) Universal ADSL Working Group (Grupo de Trabalho Universal de ADSL) Universal Serial Bus (Linhas Condutoras de Serie Universal) Very High Data Rate DSL (Taxa de Dados Muito Alta de DSL) VoD Video on Demand (De Acordo com Video ) VoIP Voice over IP (Voz Sobre a Rede) 6. Conclusão Com a tecnologia de banda larga haverá espaço suficiente para se inovar. Mas alguns fatores são certos, tais como, melhor qualidade de som e imagem, maior capacidade de transmissão, permitindo até o tráfego de múltiplos serviços. A corrida pela tecnologia digital de transmissão já chegou ao Brasil e é fácil ver a sua linha de partida. No seu resultado final, porém, ninguém aposta nas possibilidades de prestação de serviços em uma rede

16 digital de banda larga que são tão grandes vão da televisão à telemedicina, passando pela telefonia que se pode até considerar que esta disputa não terá uma linha de chegada, mas uma contínua evolução. No grid de largada desta corrida, as operadoras de TV a Cabo vão lançando fibras óticas, já preparando a estrutura que será usada na distribuição dos sinais digitais. As vantagens disso são muitas. Logo no início, a qualidade dos sinais dá um grande salto, a imagem e o som chegam à casa do assinante como se estivessem saindo de um disc laser. A economia de espaço, também, atrai os profissionais. As companhias telefônicas, por sua vez, implementam sua estrutura com redes de banda larga e se preparam para, também, oferecer vários serviços digitais, inclusive televisão. Hoje elas têm algumas vantagens, como o know-how nos complicadíssimos algoritmos necessários às comutações telefônicas, mas em outras áreas, como o marketing, perdem feio para as operadoras. Qualquer uma destas redes irá ter uma faixa de espectro sobrando para inovar. Na TV por assinatura surgirão várias modalidades de pay-per-view. Os Cable Modems poderão elevar em centenas de vezes a velocidade de acesso à Internet. A transmissão de dados em alta velocidade será uma realidade. Várias modalidades de telefonia serão tecnicamente possíveis nas duas tecnologias. Quem vai oferecer quais serviços, só o mercado, as alianças e as estratégias das empresas poderão decidir. O que se espera é que os aparelhos se transformem, um dia, em uma commodity, que possam ser comprados em uma loja de equipamentos eletrônicos e instalados em casa pelo usuário, como ocorre hoje com os aparelhos convencionais. Pois, se o operador for mexer no hardware do assinante para instalar um Cable Modem ou um ADSL, estará comprando um problema para o resto da vida. Toda vez que o computador der algum problema, a culpa vai cair nas suas costas. Em um país como o Brasil, ainda podemos encontrar dificuldades para os usuários de telefonia, o que gera uma demanda por serviços de melhor qualidade. A convergência entre o cabo e a telefonia é uma boa solução, o que força o desenvolvimento de vários serviços neste sentido. Com a agregação de serviços como a telefonia, é preciso ter confiabilidade. Isto é possível e é isto que as redes devem buscar. E é difícil concorrer em questão de confiabilidade com as companhias telefônicas. Mesmo em casos onde o serviço não é de grande qualidade, com linhas que não permitem grande tráfego de informações, quase sempre é possível falar ao telefone. Deve-se considerar que as redes de cabo ficam atrás das telefônicas no que diz respeito faltam ainda sistemas de alimentação tão confiáveis como o da telefonia, bem providos de fontes, baterias e geradores auxiliares. Além disso, a rede telefônica é

17 endereçável, podendo contornar problemas nas linhas. Com uma rede de banda larga digitalizada, é possível ter, além do headend, diversos hubs espalhados pela cidade e interligados entre si. Quando ocorrer um problema, como a ruptura de um cabo, será possível mandar o sinal por outro caminho até a casa do assinante. O problema é que os períodos de testes das tecnologias estão cada vez menores e ainda não se conhece uma solução integrada para todos os serviços que se pode oferecer. Cada fornecedor dá sua própria solução, mas ninguém hoje pensa em fazer uma rede com um só fornecedor. E, quanto mais serviços as empresas precisam, mais perigosos se tornam os bugs. Isso tenderá a diminuir, em um processo de evolução natural. Até no mundo digital, porém, não se pode esquecer um dos velhos lemas do marketing: o consumidor é quem manda. Embora seja tecnicamente possível oferecer uma lista de serviços agregados, elas devem ser programadas de forma atraente ao assinante que, afinal, irá pagar a mais por elas. E o trabalho tem que ser bem feito: o assinante, hoje, está muito satisfeito assistindo ao seu jogo de futebol enquanto toma uma cerveja. O mesmo assinante não se conforma em esperar sequer um segundo para abrir aquela página ou fazer download daquele arquivo.

18 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA [1] NEVES SUDRÉ FILHO, Gilberto. Redes Convergentes. 30 julho UNITERA Tecnologia. [2] R. MARQUES, Flávio. Multimídia, CATV e Web TV em Cabeamento Estruturado. 30 julho Furukawa Industrial S.A. [3] Revista Pay-TV [4] GINSBURG, David. Implementing ADSL. Ed. Addison-Wesley, [5] GORALSKI, Walter. ADSL and DSL Technologies. Ed. McGraw-Hill, [6] W. COUCH II, Leon. Digital and Analog Communication Systems. 5 a Edição, Ed. Prentice Hall, [7] HAYKIN, Simon. Digital Communications. Ed. John Wiley & Sons, [8] The DSL Forum. Disponível na internet: 23 abril [9] Spectral Compatibility of Digital Subscriber Line (DSL) Systems. Disponível na internet abril [10] WEB TECNOLOGIA. ADSL. Disponível na internet março [11] Trabalho de Sistemas de Computação. Disponível na internet: 15 julho (Publicado em 14 de abril de 1998) [12] ADSL Home Page. Disponível na internet março [13] Redes Frame Relay. Disponível na internet junho [14] Trabalho de Sistemas de Computação. Disponível na internet março [15] Interprov - Gráficos on-line a respeito de um link ADSL Speedy UOL Disponível na internet abril 2001.

19 [16] Banda Larga, Links de provedores Disponíveis na internet maio 2001.