ADSL

O próximo passo é o ADSL, uma solução desenvolvida para transmitir dados a altas velocidades e a grandes distâncias através de linhas telefônicas. Como você pode imaginar, isso representou um desafio formidável, devido à baixa qualidade do cabeamento. Se já é difícil criar novos padrões de rede para cabos de par trançado, onde temos 4 pares de cabos de qualidade muito superior, imagine o problema que é fazer o mesmo usando o sistema telefônico, usando um único par de cabos de categoria 3 ou inferior.

O sinal de voz utiliza freqüências baixas, de 300 Hz a 3.4 kHz, a mesma faixa onde operam os modems discados. O ADSL utiliza freqüências mais altas, entre 26 kHz e 1100 kHz, de forma a não interferir com o sinal de voz. A parte mais baixa da faixa de frequência, entre 26 kHz e 138 kHz é usada para downstream e a faixa mais alta, de 138 kHz em diante, é usada para upstream. Isso resulta em uma das principais características do ADSL, que é a comunicação assimétrica, com, mais banda para download do que para upload.

O principal motivo técnico para isso é que existe muito menos ruído do lado da central, do que do lado do assinante, onde extensões e cabos não utilizados prejudicam a qualidade da transmissão. Para utilizar velocidades iguais em ambas as direções, seria necessário nivelar por baixo, aumentando um pouco a banda de upload, mas em troca reduzindo drasticamente o download.

Para otimizar o uso da linha, as faixas de freqüência são divididas em canais de 4 kHz, que são testados individualmente durante a fase inicial da conexão. Com isso, os modems podem evitar as faixas de freqüência com mais ruído ou mais atenuação de sinal, aproveitando apenas as faixas de freqüência utilizáveis.

Alguns modems ADSL permitem definir manualmente quais canais serão utilizados, através da seção “ADSL Tone Settings”, mas este recurso serve apenas para solucionar problemas de conexão, em casos em que um técnico da operadora, devidamente equipado, testa a linha e verifica quais dos canais apresentam um nível de interferência ou perda de sinal muito elevado. Desativar canais aleatórios vai apenas servir para reduzir a velocidade do link:

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Para evitar que o sinal gerado pelo modem gere chiado na linha e o sinal de voz prejudique a transmissão de dados, é necessário utilizar um splitter para separar as duas frequências. Nas primeiras instalações era usado um splitter instalado na entrada da linha, que gerava duas saídas, uma dedicada ao modem ADSL e outra aos aparelhos de telefone (incluindo as extensões):

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O problema com o splitter é que ele é relativamente caro e precisa ser instalado por um técnico, o que aumentava o custo inicial do serviço. As operadoras passaram então a usar microfiltros, dispositivos muito mais simples, instalados pelo próprio assinante em cada extensão da linha que for utilizada por telefones, aparelhos de fax e outros dispositivos analógicos, de forma a bloquear os sinais gerados pelo modem:

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O problema em usar os microfiltros é que o sinal ADSL ecoa em toda a instalação interna, incluindo todas as extensões, o que atenua o sinal e adiciona ruído. Com isso, instalações precárias, com várias emendas e extensões podem prejudicar bastante a estabilidade do sinal. Uma opção para evitar isso (sem precisar usar um splitter) é instalar o modem ADSL logo na entrada da linha, instalando um único filtro no par de fios que vai para o restante da instalação. O sinal do modem pode ir então até o PC através de um cabo de rede mais longo.

Graças à combinação do uso de altas freqüências, com um sistema complexo de modulação, o ADSL oferece taxas de download de até 8 megabits e upload de até 1 megabit a distâncias de até 2 km, com links progressivamente mais lentos até uma distância máxima de até 5 km.

Na prática, a distância máxima varia muito, de acordo com a qualidade dos cabos e fontes de interferência pelo caminho, mas, de qualquer forma, as distâncias atingidas vão muito além do que seria possível com um sinal puramente digital. Lembre-se de que, para uma rede Ethernet, temos apenas 100 metros de alcance, mesmo utilizando um cabo de 4 pares, com uma qualidade muito superior à de um simples cabo telefônico. O sinal do modem ADSL vai tão longe porque na verdade o sinal digital é transmitido dentro de um portador analógico. Justamente por isso, o modem ADSL continua sendo um “modem”, ou seja, Modulador/Demodulador.

O sinal de voz pode ir mais longe que o sinal do ADSL devido ao uso de bobinas de carga, que amplificam o sinal. O problema é que as bobinas filtram o sinal ADSL (assim como fazem os microfiltros), impedindo que a linha seja usada para dados. Embora não sejam mais usadas em novas instalações, elas são bastante comuns em instalações antigas, sobretudo em cidades do interior, o que explica o grande número de localidades onde o ADSL não está disponível.

Continuando, apesar do ADSL permitir taxas de download de até 8 megabits, é muito raro que as operadoras realmente ofereçam toda esta banda ao assinante. Para maximizar os lucros, são criados planos de acesso com diferentes limitações de download e upload, normalmente combinados com limitações na transferência mensal. Com isso, você obtém apenas 1, 2 ou talvez 4 megabits, independentemente da velocidade máxima permitida pela linha. A limitação é feita na própria central, por isso não existe como modificar o modem cliente para liberar mais banda.

O modem instalado na sua casa cria um link contínuo com um DSLAN instalado na central telefônica. O DSLAN (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) é a combinação de vários modems ADSL, switches e um roteador, que tem a função de demodular o sinal ADSL recebido em cada linha, obtendo assim os dados transmitidos:

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DSLAN instalado em uma central telefônica

Os pacotes de dados são então roteados diretamente para a internet, através de links de fibra óptica ou outro tipo de linha digital, sem passar pelo sistema telefônico comutado. Ou seja, o ADSL é usado apenas como uma solução de “última milha” para ligar a estrutura de links da operadora aos assinantes individuais, evitando assim o custo de substituir o cabeamento.

Concluindo, temos a questão da autenticação. Nas primeiras instalações ADSL no Brasil, não era usada autenticação; o modem atuava como um bridge e seu PC simplesmente obtinha uma endereço via DHCP, assim como nos serviços de acesso via cabo. Por um conjunto de fatores, entre elas a norma da Anatel que torna obrigatório o uso de um provedor de acesso, as operadoras abandonaram este modo e passaram a utilizar sistemas de autenticação. Os dois sistemas utilizados são o PPPoA (PPP over ATM) e o PPPoE (PPP over Ethernet).

Ambos são usados para criar uma conexão ponto a ponto entre o modem ADSL (ou o PC conectado a ele) e um roteador central, a partir do qual é feito o acesso à web. O PPP é um protocolo genérico para a criação de links ponto a ponto, que pode ser usado sobre diversos tipos de conexões. No PPPoA, ele é usado sobre uma conexão ATM e no PPPoE ele é usado sobre uma conexão Ethernet.

A diferença prática entre os dois é que no PPPoA o modem precisa ser configurado como roteador, já que você não terá uma placa ATM instalada no PC, enquanto o PPPoE é um pouco mais flexível, permitindo que o modem seja configurado tanto como roteador quanto como bridge, onde a conexão é efetuada pelo PC.

No modo bridge é necessário configurar a conexão manualmente ou instalar algum discador (no Linux, por exemplo, usamos o RP-PPPoE ou o pppoeconf) e é necessário ter duas placas de rede para poder compartilhar a conexão com outros micros. No modo roteador, por sua vez, o modem efetua ele mesmo a conexão e compartilha o acesso com os PCs da rede via NAT, basta ligá-lo diretamente ao switch.

Existe uma pequena queda de desempenho ao utilizar PPPoE, devido ao overhead do protocolo Ethernet (embora a diferença seja muito pequena para ser notada na prática), mas a escolha de qual usar recai sobre a operadora. Nas primeiras instalações era comum o uso do PPPoA, mas depois o PPPoE passou a ser usado em larga escala. Em algumas redes ambos podem estar disponíveis (nesse caso você escolher qual usar na configuração do modem), mas na grande maioria dos casos é usado apenas o PPPoE.

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