A corrida por uma Internet mais rápida não está diminuindo. Passámos da ligação telefónica para a banda larga e agora as redes domésticas exigem ainda mais largura de banda. Atualmente, modems a cabo e linha de assinante digital assimétrica (ADSL) dominam o mercado. Eles são rápidos em comparação com os antigos modems de 56K, com certeza. Mas eles atingiram o teto. Eles lutam para lidar com o futuro do entretenimento doméstico, como a televisão digital e o vídeo sob demanda, tudo de uma vez.
Insira DSL de taxa de bits muito alta ou VDSL.
Especialistas do setor veem o VDSL como o próximo passo lógico para um pacote de comunicações domésticas totalmente integrado. Alguns provedores, como a U.S. West (agora parte da Qwest), já lançaram serviços limitados. As especificações são impressionantes. VDSL oferece velocidades de até 52 megabits por segundo (Mbps). Compare isso com o limite de 8–10 Mbps do ADSL ou cabo padrão. O salto é enorme. Parece um salto da conexão discada para a banda larga novamente. À medida que o VDSL se tornar mais comum, os serviços agrupados provavelmente se tornarão mais baratos do que pagar por linhas separadas.
Para entender por que isso é importante, precisamos examinar os princípios básicos de como o DSL funciona na infraestrutura existente.
Como o DSL se aproveita das linhas telefônicas
Uma instalação telefônica padrão nos EUA usa um par de fios de cobre que entram em sua casa. Esses fios têm bastante largura de banda bruta. As chamadas de voz utilizam apenas uma pequena fração dessa capacidade. DSL explora o espaço não utilizado. Ele transporta dados sem interferir nas suas conversas de voz.
O equipamento telefônico padrão limita a faixa de frequência. A fala humana normalmente ocupa 400 a 3.400 Hertz. O próprio cobre pode lidar com frequências na casa dos milhões de Hertz. Equipamentos digitais modernos utilizam esse espaço extra. O DSL envia dados digitalmente por essas altas frequências.
Essa largura de banda extra permite que o VDSL mude a forma como acessamos o comércio eletrônico e a mídia. Vídeo suave e cargas pesadas de dados tornam-se possíveis em uma única linha.
A linha de base: ADSL
Antes de nos aprofundarmos nas vantagens específicas do VDSL, é útil compreender a tecnologia sobre a qual ele se baseia. ADSL tem sido o padrão há anos. Divide a linha em dois canais: um para voz e outro para dados. É assimétrico porque a velocidade de download é mais rápida que a velocidade de upload. Isso corresponde ao comportamento típico do usuário. Baixamos mais do que carregamos.
Mas o ADSL tem limites. A distância é importante. Quanto mais longe você estiver do escritório central do provedor, mais lenta será sua velocidade. O VDSL resolve muitas dessas restrições de distância e velocidade, mas requer diferentes considerações de infraestrutura.
Por que o VDSL é importante agora
A promoção do VDSL não envolve apenas downloads mais rápidos. É uma questão de convergência. Queremos transmitir vídeo em 4K, jogar jogos online e conversar por vídeo simultaneamente, sem buffer. A atual tecnologia de banda larga enfrenta essa carga. VDSL fornece o tamanho de tubo necessário.
O VDSL oferece uma quantidade incrível de largura de banda, com velocidades de até cerca de 52 megabits por segundo (Mbps).
Essa velocidade permite um pacote completo de comunicações domésticas/entretenimento. Uma linha. Um serviço. Vários fluxos.
A realidade do hardware
VDSL não é mágico. Ele usa os mesmos fios de cobre do seu telefone. Mas requer modems VDSL especializados. Esses dispositivos separam os dados de alta frequência dos sinais de voz de baixa frequência com mais eficiência do que os modems ADSL mais antigos. A compensação? Os sinais VDSL degradam-se mais rapidamente com a distância. Geralmente, você precisa estar mais próximo do escritório central ou de um nó remoto para obter essas velocidades máximas.
Este requisito de proximidade é um obstáculo importante para a adoção generalizada. Os provedores devem investir em infraestrutura de fibra até o nó para tornar o VDSL viável para a maioria das residências. É um passo em direção à fibra para casa (FTTH), mas usa o cobre existente para a “última milha”.
O que vem a seguir?
Abordamos os fundamentos do DSL e vimos por que o VDSL está posicionado como a próxima grande mudança. Ele oferece velocidade, integração e potencial economia de custos. Mas como isso realmente funciona em cenários do mundo real? E quais são as diferenças técnicas específicas que o tornam superior ao cabo?
Exploraremos esses detalhes nas seções a seguir. A infraestrutura está pronta. A demanda está aí. A tecnologia está esperando.
O hardware por trás da conexão
Se você olhar embaixo da sua mesa, provavelmente verá uma caixa do tamanho de um livro de bolso. A maioria das pessoas o chama de modem DSL. Os engenheiros do seu ISP o chamam de ATU-R ou Unidade Transceptora ADSL – Remota. É a mesma coisa. Este dispositivo é a ponte. Ele pega os dados digitais do seu laptop ou roteador e os traduz em sinais que podem realmente viajar pela linha telefônica de cobre.
Do outro lado desse longo fio sinuoso está a outra peça do quebra-cabeça: o multiplexador de acesso DSL ou DSLAM. Pense no DSLAM como um coordenador de tráfego massivo. Ele fica no escritório central da companhia telefônica, atraindo conexões de centenas de residências e agregando-as em um único tronco de fibra de alta capacidade que leva à Internet mais ampla. É um hardware flexível. Ele lida com roteamento, atribui endereços IP dinâmicos e faz malabarismos com vários padrões DSL simultaneamente.
Para usuários residenciais, o ATU-R geralmente é uma caixa independente. Você o conecta via Ethernet ou, menos comumente hoje em dia, USB. Os equipamentos de nível empresarial são diferentes. Essas caixas geralmente engolem roteadores e switches em um único chassi, lidando com tarefas de rede mais complexas no mesmo gabinete. Mas a tarefa principal é idêntica: mover dados entre a sua rede e o DSLAM.
Por que a distância mata sua velocidade
DSL não é mágica. É física. E na física, a distância é o inimigo.
À medida que o sinal percorre o fio de cobre, ele se degrada. O ruído se insinua. Os componentes de dados de alta frequência são atenuados. Quanto mais longa a execução, mais lenta e menos estável se torna a conexão. ADSL tem um limite teórico rígido de 18.000 pés (cerca de 5,46 quilômetros) entre o modem e o DSLAM.
Mas esse número é otimista. A maioria dos provedores impõe um limite mais curto e rigoroso para garantir a qualidade do serviço. Se você estiver no extremo superior dessa faixa, verá velocidades muito abaixo do que o material de marketing promete. Se você estiver perto do escritório central, obterá velocidade total – e potencialmente mais, já que as atualizações tecnológicas permitem que frequências mais altas viajem mais longe sem degradação.
“DSL é uma tecnologia sensível à distância: à medida que o comprimento da conexão aumenta, a qualidade do sinal e a velocidade da conexão diminuem.”
O problema da bobina de carregamento
É aqui que fica estranho. Se as chamadas de voz podem percorrer quilômetros sem perder a clareza, por que o DSL não pode?
A resposta é carregando bobinas.
As companhias telefônicas instalaram essas pequenas bobinas eletromagnéticas dentro do circuito entre sua casa e o escritório central para aumentar as frequências de voz. Eles atuam como amplificadores para áudio de baixa frequência. Eles são ótimos para conversar. Eles são terríveis para dados.
DSL usa frequências muito mais altas para transmissão de dados. As bobinas de carga bloqueiam ou distorcem esses sinais de alta frequência. Se a sua linha tiver uma bobina de carregamento instalada em qualquer lugar entre sua casa e a central, o DSL simplesmente não funcionará. A integridade do sinal é interrompida antes mesmo de começar.
Outros obstáculos
Mesmo que você não tenha bobinas de carregamento, outros fatores podem desqualificá-lo totalmente do serviço ADSL. Não se trata apenas de distância. É sobre o caminho físico do fio.
- Torneiras de ponte : São ramais fora da linha principal que atendem outros clientes. Eles criam incompatibilidades de impedância. O sinal salta, causando interferência. Se a sua linha tiver uma derivação em ponte, o desempenho do DSL será prejudicado ou falhará completamente.
- Segmentos de fibra óptica : os sinais ADSL são analógicos. Eles não podem passar pelos pontos de conversão onde uma linha de cobre é substituída por um cabo de fibra óptica. Se alguma parte do seu circuito passar pela fibra, o sinal morre. Você precisa de uma passagem contínua de cobre da tomada até o escritório central.
- O caminho oculto : não olhe para um mapa e presuma a distância. O fio não segue em linha reta. Ele serpenteia por conduítes, segue os meios-fios das ruas e segue rotas complicadas que acrescentam centenas de metros de comprimento desnecessário. As companhias telefônicas raramente divulgam a localização exata de suas centrais. Você precisa confiar nas ferramentas de diagnóstico para informar o comprimento real da linha.
A exceção da fibra
Os cabos de fibra óptica são um dos principais disruptores do ADSL. Eles matam o sinal.
Mas são também a razão da próxima evolução na banda larga. Embora o cobre falhe quando encontra a fibra, o VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line) foi projetado para funcionar com redes de fibra em arquiteturas específicas. Ele aproveita trechos de cobre mais curtos combinados com configurações de fibra até o nó para fornecer velocidades significativamente mais altas do que o ADSL jamais poderia.
Velocidade VDSL
As limitações do cobre são claras. A degradação é física. As soluções exigem uma mudança na infraestrutura. O VDSL não apenas envia mais bits pela mesma linha quebrada. Ele muda totalmente o jogo, encurtando o segmento de cobre e contando com fibra para o trabalho pesado. O resultado não é apenas mais rápido. É um tipo diferente de conexão. E à medida que a implantação da fibra continua a substituir os loops de cobre, a relevância do ADSL desaparece na história. A questão não é se você pode obter mais velocidade em DSL. A questão é se você ainda está preso nisso.
O VDSL funciona na mesma infraestrutura de cobre que seu antecessor, o ADSL, mas ultrapassa os limites do que esse metal envelhecido pode suportar. A diferença de velocidade é gritante. Enquanto o ADSL atinge um downstream lento de 8 Mbps e apenas 800 Kbps upstream, o VDSL oferece até 52 Mbps downstream e 16 Mbps upstream. Isso não é apenas uma atualização; é um salto geracional em desempenho.
Há um problema. O cobre se degrada com a distância e o VDSL é particularmente sensível a isso. Para manter essas velocidades alucinantes, a conexão deve permanecer a cerca de 1.200 metros (4.000 pés) da fonte. Para muitos usuários suburbanos que vivem a um quilômetro e meio de distância do nó da vizinhança, o VDSL por si só simplesmente não consegue chegar ao fim da linha.
A solução de fibra para o nó
As empresas de telecomunicações resolveram o problema da distância estendendo o cabo de fibra óptica para mais perto da sua porta, deixando apenas a “última milha” final de cobre para preencher a lacuna até a sua casa. Essa abordagem normalmente assume duas formas: Fiber to the Curb (FTTC) ou Fiber to the Neighborhood (FTTN).
Em uma configuração FTTC, a fibra vai até a esquina da rua, substituindo o cobre até o ponto onde a linha se ramifica em residências individuais. O FTTN é um pouco menos agressivo, transmitindo fibra apenas até a caixa de junção central para toda a vizinhança. Em ambos os cenários, o objetivo é o mesmo: minimizar o comprimento da passagem de cobre para maximizar a largura de banda.
Como o gateway VDSL preenche a lacuna
A mágica acontece com um hardware chamado gateway VDSL instalado na caixa de junção da vizinhança. Você também precisa de um transceptor VDSL em sua casa.
Esta configuração resolve um problema fundamental. Equipamentos ADSL padrão não podem se comunicar diretamente com linhas de fibra óptica porque usam métodos de sinalização diferentes. O gateway VDSL atua como tradutor. Ele recebe dados em alta velocidade do transceptor da sua casa, converte esse sinal elétrico em pulsos de luz e os transmite pelo cabo de fibra óptica até o escritório central.
Quando você solicita dados, o processo é invertido. O gateway capta os sinais de luz da fibra, converte-os novamente em dados elétricos e os envia para o transceptor em sua casa. Este ciclo de conversão acontece milhões de vezes por segundo, mantendo a integridade da conexão de alta velocidade apesar da natureza híbrida da rede.
Onde o DSL se encaixa no espectro
VDSL e ADSL são apenas dois pontos em um espectro DSL muito mais amplo. À medida que a tecnologia evolui, as distinções entre estes padrões tornam-se menos relacionadas com a velocidade bruta e mais com a forma como equilibram a distância, o custo da infraestrutura e a procura dos utilizadores.
Comparando tipos de DSL
Compreender as compensações entre essas variações ajuda a explicar por que alguns provedores promovem a fibra enquanto outros optam pelas atualizações de cobre. O gráfico abaixo detalha os recursos específicos de cada variante DSL, mostrando exatamente onde o VDSL se situa na hierarquia das tecnologias de banda larga.
O termo xDSL aparece constantemente quando o pessoal da tecnologia fala sobre infraestrutura de linha de assinante digital. O “x” é um espaço reservado, um curinga para a variante específica em questão. Não é uma tecnologia. É uma família. Uma família confusa e em evolução de protocolos que compartilham o mesmo truque básico: comprimir dados pelas linhas telefônicas de cobre existentes.
Compreender com qual variante você está lidando é importante. As velocidades diferem. Os limites de distância diferem. Os requisitos de hardware são diferentes. Se você estiver escolhendo um fornecedor ou configurando equipamentos corporativos, saber a diferença entre assimétrico e simétrico não é apenas uma trivialidade. É a diferença entre uma sessão de streaming tranquila e um pesadelo de buffer.
DSL assimétrico (ADSL)
Este é o porta-estandarte para usuários residenciais. Daí o nome “assimétrico”. Velocidades de download diminuem as velocidades de upload. Por que? Porque o usuário doméstico típico consome mais do que cria. Você assiste Netflix. Você carrega páginas da web. Você baixa arquivos. Você raramente envia conjuntos de dados massivos de volta ao servidor.
ADSL otimiza esse comportamento. Ele aloca mais largura de banda downstream. O resultado é navegação e streaming rápidos. Os uploads são uma reflexão tardia. Geralmente limitado a uma fração da taxa de download. Para a maioria das pessoas, essa compensação funciona perfeitamente.
DSL de alta taxa de bits (HDSL)
HDSL adota uma abordagem diferente. Oferece taxas de transferência comparáveis a uma linha T1. Isso é aproximadamente 1,5 Mbps. Mas exige simetria. A velocidade de upload é igual à velocidade de download.
Há um problema. HDSL requer duas linhas físicas separadas. Eles são distintos do canal de voz padrão. Isso torna caro. E volumoso. Raramente é visto em residências. Ele pertence a backbones de escritório ou links comerciais dedicados, onde a taxa de transferência bidirecional consistente não é negociável.
ISDN DSL (ISDL)
ISDL é um player de nicho. É voltado para usuários legados de Rede Digital de Serviços Integrados (ISDN). Se você ainda usa equipamentos ISDN antigos, o ISDL permite mantê-los. Você não precisa de novos modems.
Mas o ganho de velocidade é marginal. ISDN funciona a 128 Kbps. ISDL opera a 144 Kbps fixos. A melhoria é de cerca de 16 Kbps. Vale a pena atualizar? Para a maioria, não. O aumento no desempenho é insignificante em comparação com o custo da mudança de infraestrutura.
DSL simétrico multitaxa (MSDSL)
MSDSL quebra o molde rígido da velocidade. Oferece transferência simétrica, mas a taxa não é fixa. É ajustável. O provedor de serviços define o nível específico com base no plano de preços do cliente.
Precisa de 1 Mbps simétrico? Multar. Quer 2Mbps? Pague mais. Oferece flexibilidade. Ele permite que os provedores nivelem seus serviços sem construir redes físicas inteiramente novas para cada faixa de velocidade.
DSL adaptável à taxa (RADSL)
RADSL é uma evolução inteligente do ADSL. Não pressupõe apenas uma velocidade fixa. Ele mede a linha. Ele verifica o comprimento. Ele avalia a qualidade.
Se a linha estiver barulhenta ou muito longa, o modem desliga. Reduz a velocidade para manter a estabilidade. Se a linha estiver impecável, ela busca velocidades mais altas. É dinâmico. Ele se adapta à realidade do hardware da fiação doméstica. É por isso que alguns usuários ADSL obtêm 8 Mbps e outros 1 Mbps no mesmo plano. A linha decide.
DSL simétrico (SDSL)
SDSL reflete a natureza simétrica do HDSL. Carregar é igual a baixar. Mas é mais eficiente com infraestrutura. Ele usa uma única linha. HDSL precisava de dois.
Ainda assim, requer uma linha separada do serviço telefônico de voz padrão. Você não pode usar sua conexão com a Internet para fazer
A corrida para definir o futuro do DSL de alta velocidade foi complicada. De um lado, você tinha a VDSL Alliance – uma coalizão que inclui Alcatel e Texas Instruments – pressionando por Discrete MultiTone (DMT) como sistema de operadora. Por outro lado, a Coalizão VDSL, liderada pela Lucent e Broadcom, defendeu uma combinação de Modulação de amplitude em quadratura (QAM) e Fase de amplitude sem portadora (CAP).
DMT venceu.
Hoje, a maioria dos equipamentos ADSL depende desta tecnologia. Por que os engenheiros o escolheram? Tudo se resume a como o DMT lida com a realidade física das linhas de cobre.
A Mecânica do MultiTone Discreto
Imagine que sua única linha telefônica de cobre não seja um único tubo, mas uma rodovia com 247 faixas separadas. Isso é essencialmente o que o DMT faz.
Ele divide o sinal em 247 canais distintos. Cada canal tem 4 quilohertz (KHz) de largura. Se você quiser um modelo mental aproximado, imagine a companhia telefônica pegando sua linha e conectando 247 modems individuais a ela simultaneamente. Você não está obtendo uma conexão. Você está recebendo 247.
Isso não é apenas teórico. O sistema está ativo.
Atribuição Dinâmica de Canais
Nem todas as linhas de cobre são criadas iguais. Ruído, interferência e distância degradam os sinais de maneira diferente em frequências diferentes. O DMT responde por isso monitorando constantemente cada um dos 247 canais.
Se a qualidade de um canal cair abaixo de um limite utilizável, o sistema não desiste simplesmente. Ele move os dados para um canal mais claro. É uma busca constante pelo melhor caminho tanto para transmissão quanto para recepção.
Alguns dos canais mais baixos, começando em torno de 8 KHz, têm uma dupla finalidade. Eles lidam com tráfego bidirecional, o que significa que transportam dados upstream e downstream. Classificar essas informações e manter o controle de todos os 247 canais torna o DMT mais complexo de implementar do que seus concorrentes.
Mas essa complexidade lhe dá flexibilidade. Ele permite que a conexão se adapte a linhas de qualidade variável, algo que as tecnologias de transporte rígidas lutaram para fazer.
Por que isso é importante para você
Você não precisa saber a diferença entre QAM e CAP para usar a internet. Mas você deve se preocupar que o DMT se torne o padrão.
Como o DMT conseguia lidar melhor com infraestruturas mais antigas e barulhentas do que QAM ou CAP, ele foi implementado mais rapidamente. Isso significou que mais pessoas obtiveram acesso de alta velocidade mais cedo. A compensação foi a complexidade do hardware. Os modems tiveram que trabalhar mais para gerenciar a mudança de canal. Mas para o usuário médio, o resultado foi uma conexão mais estável em linhas que de outra forma poderiam ser inutilizáveis para dados de alta velocidade.
Perguntas Frequentes
ADSL é melhor que VDSL?
Não. O VDSL é superior porque suporta taxas de dados significativamente mais altas que o ADSL. ADSL foi um passo inicial; O VDSL foi a linha de chegada da tecnologia DSL antes da fibra assumir o controle.
Muito mais informações
Para se aprofundar nas especificações VDSL e nas arquiteturas DSL legadas, verifique os links na próxima página.
