ADSL – Conceitos e Técnicas de Qualificação de LinhaGianfranco Muncinelli Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná - CEFET-PR/CPGEI - Brasil Telecom Abstract The great advantage of ADSL (asymmetric digital subscriber line) deployment is the using of existing network (POTS – plain old telephone service). It reduces cost of investment and deployment time. By the other hand, the challenge is the twisted pair integrity: it is decisive to provide the service. This way, to assure the quality of service the operators must perform ADSL testing. 1. Introdução A utilização do ADSL como tecnologia de transmissão de dados em alta velocidade permite um rápido fornecimento do serviço, principalmente devido ao fato de existir uma rede externa e um cabeamento com par trançado de cobre, cuja cobertura é ampla em praticamente todas as áreas e nichos de mercado. Porém, a qualidade do serviço fornecido é fortemente dependente da rede física que o transporta. O fato da idade desta rede não ser homogênea, as características dinâmicas, estando a rede sujeita a degradações múltiplas e a presença de impedimentos diversos (linha pupinizada e outros itens que podem diminuir o desempenho do serviço, como distância do assinante à central telefônica e existência de extensões na linha), faz-se necessária a realização de testes de qualificação. Dessa forma, a rede existente, que, por um lado é uma vantagem competitiva extraordinária, por outro lado pode se configurar em um problema. A habilidade da prestadora do serviço em qualificar adequadamente a linha pode evitar transtornos com clientes, no que diz respeito ao fornecimento de um serviço ineficiente. Como efeito colateral positivo, os custos de manutenção serão reduzidos, pois uma linha problemática será identificada antes da ativação. Assim, a qualificação de linha é uma ferramenta importante para garantir o fornecimento do serviço dentro dos padrões de qualidade e de velocidade contratada. 2. Testes na Rede Metálica O serviço ADSL não pode ser disponibilizado (ou tem seu desempenho comprometido) na presença de alguns impedimentos. Estes impedimentos são determinados pelos testes físicos, que obtém informações do estado do meio de transmissão (par metálico). No mercado existem alguns equipamentos de medição que acumulam diversas funções, sendo possível encontrar inclusive equipamentos que realizam testes físicos e testes lógicos (testes lógicos não são do escopo deste trabalho). Para melhor entendimento de algumas nuances do funcionamento da tecnologia ADSL, relacionadas aos testes, o autor recomenda a leitura das referências [5, 7, 9, 10, 13]. Existem dois métodos de teste de linha: teste em uma ponta (single-ended) e teste nas duas pontas (double-ended). O teste em uma ponta requer apenas um equipamento na central telefônica ou na ponta do cliente. O teste em duas pontas requer dois equipamentos, um na central telefônica e outro na ponta do cliente [1, 2, 3, 4, 15]. 2.1. Teste Single-Ended (Teste em Uma Ponta) O teste single-ended é realizado sem o deslocamento de um técnico até o local da instalação do modem ADSL do assinante. É feita a ligação no splitter (divisor) na central telefônica, como se o assinante cuja linha será testada fosse ser instalado. O teste será feito da central telefônica até o cliente, com os equipamentos de teste existentes na central. Alguns DSLAM (digital subscriber line access multiplexer) possuem esta capacidade de realizar testes metálicos embutida, sendo necessária, na maioria das vezes, apenas a instalação de placas específicas para estes testes (no lugar das placas/modems normais). O teste single-ended proporciona 90 a 95% de certeza [7] que uma determinada linha irá suportar o serviço ADSL. Apesar disto, quando os primeiros serviços ISDN (RDSI) foram oferecidos nos EUA, este método mostrou-se ineficiente devido aos problemas de cadastro nas redes. O procedimento automático de testes para linhas de voz (envolvendo geração de sinais de teste na banda de até 4 kHz) foi desenvolvido pela Bell Systems, onde a linha a ser testada é retirada de serviço e conectada fisicamente a um gerador de sinais centralizado, quando são realizadas medições à partir de uma das pontas da linha. O módulo gerador de sinal realiza uma bateria de testes que objetivam a manutenção e diagnóstico do serviço de voz do cliente. Existem experiências da Telcordia, substituindo o gerador de sinais de banda estreita por um de banda larga, que seria conectado ao par trançado do assinante específico por meio de um comutador automático, realizaria as medições e registraria a sua . a medição da linha dele já foi realizada e é possível afirmar neste instante se o serviço poderá ou não ser fornecido [11].mede o ruído do ambiente.localização de falhas no par trançado . um em cada ponta da linha. porém é necessário que o DSLAM já esteja instalado e funcionando. Detector de bobinas de pupinização Medidor de Capacitância Medidor de Resistência Voltímetro DC Voltímetro AC Medidor de Densidade Espectral de Potência (PSD) de Fundo Tabela 1. onde apenas um técnico é encaminhado ao local da instalação do modem do provável assinante. um em cada ponta. ou seja. Um dispositivo simula o modem do cliente e o outro simula o DSLAM.localização de bobinas de pupinização . tip-to-ground e ring-toground . resistência elétrica de enlace e de desequilíbrio. desde que a outra extremidade esteja aberta e não existam paralelos na linha. sendo necessário um equipamento apenas para simular o modem do assinante. economizando o custo associado a este deslocamento e automatizando o processo. 2. pois necessita de dois técnicos executando a medida. A qualificação de linha deve incluir teste de falha metálica. recomenda-se a leitura da referência [2]. Na medição de capacitância é possível estimar o comprimento do loop. Testes Físicos Tipo de Dispositivo de Teste TDR (Time Domain Reflectometer – Reflectômetro no Domínio do Tempo) Itens a Serem Testados . Previamente. Estes testes são realizados normalmente sob demanda. o comprimento obtido . ring-to-ground e tip-to-ground. A vantagem deste método é o fato de não se enviar um técnico para o local de instalação. Este sistema de provisionamento de novas ativações e de manutenção forneceria dados sobre os assinantes futuros e sobre os assinantes atuais. Existe uma variação deste teste. como uma manobra de par. o teste em massa pode viabilizar com rapidez a instalação em uma área completa (por prefixo).estimativa de comprimento do loop .verifica a tensão de linha da rede telefônica . . etc. Assim que o futuro assinante demonstre interesse no produto. impedância característica. resistência de isolação.verifica resistência de isolação tip-to-ring.2.estima o comprimento do loop. Em caso de existência de paralelos. quando o assinante manifestar o seu desejo de instalar o serviço. assegurando rapidez no atendimento. tensão DC. Nessa configuração são executadas as medições para a qualificação de linha. Idealmente. atenuação. Teste Double-Ended (Teste nas Duas Pontas) O teste double-ended prevê a necessidade de envio de um técnico até o local da instalação do modem ADSL do assinante. Este método é mais caro operacionalmente. Dessa forma.localização de bobinas de pupinização . Este método é o mais utilizado. é feita a conexão do par trançado do futuro cliente com a rede telefônica.resposta.distância de circuito aberto . Normalmente estes equipamentos de medida são vendidos aos pares. o próprio técnico que executa o serviço poderá executar a correção. É importante notar que se um par não puder ser utilizado efetivamente. como tip-to-ring.3.caracteriza a compatibilidade espectral . são executados após o futuro assinante ter demonstrado interesse pelo serviço e antes que a operadora concorde em oferecê-lo. No caso de algum impedimento para o funcionamento do serviço. No caso do par trançado não apresentar condições para fornecimento do serviço.localização de paralelos . Além disso. Tipos de Testes da Camada Física. 2. para que este tipo de teste possa ser realizado. o futuro assinante será comunicado.Detecta a presença de tensão AC tip-to-ring induzida de linhas de energia adjacentes. perda de inserção. perda de retorno. devido ao custo e dos bons resultados obtidos. deve ser restaurado ou condenado. . Este conjunto estaria conectado à um banco de dados que seria responsável pela análise da estrutura completa da linha. são colocados dois equipamentos de teste. Para um estudo mais profundo.localização de água .mede a atenuação nas freqüências utilizadas pelo ADSL. A comunicação destes dois equipamentos propiciará a execução das medidas de qualificação. pois o DSLAM se encarregará da transmissão dos sinais na outra ponta.distância de curto circuito . capacitância. a instalação para o fornecimento do serviço está praticamente pronta. mantendo um registro periódico e comparativo de desempenho. com o splitter e o DSLAM na central telefônica. 000ft para melhorar a qualidade da transmissão de voz. A qualificação de linha deve identificar e eliminar estas bobinas. Sendo que o serviço ADSL utiliza as freqüências acima da banda reservada para voz analógica (20kHz a 1. . Os outros 12% são de linhas onde deve ter havido mudança para uma nova central. mas aumentando em altas freqüências. A prática utilizada na inserção das bobinas é a de colocá-las em espaçamentos de 4500ft (1370m) ou 6000ft (1830m).incluirá o comprimento dos paralelos. os níveis de ruído. Um circuito balanceado é um circuito de dois condutores onde ambos possuem mesma impedância em relação à terra. reduzindo a atenuação em baixas freqüências. Figura 1. Um circuito não balanceado pode causar crosstalk. em geral. tornando a transmissão lenta. T-G) Resistência (T-R. a existência das bobinas inviabiliza transmissão nesta faixa. as bobinas de pupinização devem ser retiradas ou deve haver uma manobra de pares (para um par sem bobinas) para que o serviço ADSL possa ser fornecido. são iguais nos dois condutores e praticamente se anulam. podemos citar: 3. Curva de atenuação de linha pupinizada X linha não pupinizada. A utilização de um TDR localizará o curto-circuito. As bobinas foram inseridas nas linhas telefônicas com comprimento maior que 18. Ainda não existem estatísticas brasileiras. resultando em erros de transmissão de bits. mas as bobinas permaneceram na linha. Se encontradas. 9. R-G. Fonte: TEKTRONIX.033 V 0. Grandeza Capacitância (T-R. 8. 3. 3. Linha Pupinizada (Load Coils) O teste de qualificação deve ter a capacidade de identificar se as bobinas de pupinização de linha estão presentes no circuito. os valores de tip-to-ground e ring-to-ground devem ser superiores a 5 MΩ. 2. Sendo balanceado.014 V 0. certamente existe um curto-circuito na linha. sendo que o valor padrão para estas bobinas é de 88mH nos Estados Unidos e 66mH aqui no Brasil. 15]. aumentando em até 540% o alcance de um par trançado para utilização em serviço telefônico convencional.003 V 48 V 0V .1MHz). T-G) Tensão AC Valor Típico 200 nF > 5 MΩ 0. O fator de conversão é de 83 nanoFarad/milha (conforme ANSI T1. Se o valor for menor que 5 MΩ.601 Anexo E).48 V <2a3% < 10 VCA/CC < 8mV tip-to-ring tip-to-ground ring-to-ground Tensão DC tip-to-ring tip-to-ground ring-to-ground Desequilíbrio de capacitância par-terra Tensão perturbadora condutor – terra Tensão perturbadora entre condutores em um par Tabela. apesar de não serem necessárias devido a pouca distância.1. R-G. mas apenas 12% com comprimento de até 18000ft (5490m). mas estatísticas Norte-Americanas citam uma porcentagem de 24% de linhas pupinizadas. Impedimentos e Interferências Entre os impedimentos [1.2 – Valores Típicos de Grandezas de Redes Metálicas. Na medição de resistência. Estas bobinas bloqueiam a transmissão ADSL. 3. Exemplo de leitura em equipamento com linha pupinizada detectada. Detecção de Extensões (bridge tap) na Linha Uma extensão (bridge tap) é qualquer comprimento de cabo que não esteja dentro do caminho direto central telefônica/modem do assinante.5 mm 0.2. Distância do Assinante à Central Telefônica (Comprimento do Loop) A transmissão do serviço ADSL é sensível ao comprimento da linha entre o assinante e a central telefônica onde estão os DSLAMs. Em sistemas de dois fios. Taxa de Transmissão 1. um par utilizado anteriormente para um outro aparelho telefônico. . Tipicamente a distância suportada por fio 26AWG é dois terços da distância com fio 24 AWG.5 km 4.4 mm 0.000 ft Wire Size 0. A qualificação de linha deve ser capaz de medir com precisão o comprimento do loop.1 Mbps 6.Figura 2. Fonte: TEKTRONIX.4 mm Distância 5. 3.000 ft 12.5 or 2 Mbps 1. pois a taxa de transmissão de dados do sistema ADSL depende diretamente deste comprimento.000 ft 15. 7. Quando o sinal atinge uma extensão.3. mas o que ocorre na prática. O comprimento das extensões na linha tem impacto direto na performance da transmissão ADSL. que continua conectado em uma posição intermediária. o que torna necessária a medição. haverá reflexão e uma pequena quantidade do sinal retornará para a fonte.7 km Tabela 3. Taxa de Transmissão x distância Normalmente as especificações são dadas para cabeamento 24 ou 26 AWG. Diagrama de posicionamento de extensões. Figura 3.6 km 3.000 ft 9. o sinal refletido pode ser indistinguível do sinal que se está recebendo e causa interferência.7 km 2. que nada mais é do que uma descontinuidade no circuito. Fonte: TEKTRONIX. 12]. mas desconhece-se exatamente quais trechos são compostos com cada tipo de cabo. Por exemplo.5 or 2 Mbps 6.5 mm 0. mas esteja conectado a este caminho. A qualificação de linha deve ser capaz de medir com precisão o comprimento de cada extensão existente na linha. A existência de uma extensão não é fator determinante para o impedimento de um serviço ADSL. sendo seu desempenho proporcional ao comprimento do loop [1.1 Mbps Wire Gauge 24 AWG 26 AWG 24 AWG 26 AWG Distância 18. Quando se oferece um serviço a uma taxa fixa. mas sim o seu comprimento. é fundamental garantir ao cliente que ele obterá a taxa de transmissão contratada. No caso de grandes distâncias isto também se aplica. Ponto de Medida Capacidade Up (kbps) SNR margin Attenuation (dB) Caixa Modem 2688 896 18 36. A figura 5 exemplifica. baixando a taxa de transmissão de todo o sistema. ruídos na faixa até 1. pois o sinal é atenuado durante o percurso no loop. FEXT ocorre quando o sinal transmitido em uma ponta afeta o sinal recebido na outra ponta. pois opera na faixa de 772 kHz [6. > > L IN K U P 1 2 :3 0 :5 5 < < D M T B IT S P E R T O N E To n e 2 2 1 : 5 B IT S 15 0 >> << 256 Figura 5. Exemplo de tela teste mostrando canais danificados sem transmissão. Sabendo-se que o ADSL opera na faixa de 20/30kHz até 1. Outros Impedimentos O serviço ADSL também não pode ser instalado em presença de PABX. estas podem afetar o serviço ADSL. Exemplo de leitura em equipamento com extensão detectada. 10.1MHz.1 MHz afetam ADSL. FEXT é tipicamente menos danoso. usada no ADSL) [7. linhas não balanceadas. disparidade excessivamente grande entre níveis de sinal em circuitos adjacentes. NEXT ocorre quando o sinal transmitido afeta o sinal recebido na mesma ponta do cabo. causando degradação da transmissão e. o descarte da transmissão em alguns canais (esta é uma feature da codificação DMT – Discrete Multi Tone. 12]. por conseqüência. e ocorre de duas formas: near-end crosstalk (NEXT) e far-end crosstalk (FEXT). não é aconselhável misturar densidades altas de circuitos ADSL e T1/E1 no mesmo cabo. Freqüências Características Sistemas adjacentes que recebam/transmitam dados no mesmo range de freqüências podem criar problemas de crosstalk ou ruído. O que segue é um exemplo real. Crosstalk pode ser causado por blindagem ineficiente.Figura 4. Ou seja. A presença de E1 também. Ruídos e Interferências na Banda de Transmissão O crosstalk (diafonia) ocorre quando sinais são transmitidos simultaneamente em diferentes pares de um mesmo cabo. existência de DLU (derivação óptica) e PCM. 3. Exemplos práticos Há um menor desempenho do sistema quando o meio físico sofre algum tipo de dano. pois haverá atenuação em alguns canais. 14]. Sabendo-se que em um mesmo cabo haverá outras transmissões.5. Sinal Freqüência (kHz) RDSI 40 HDSL 192 T1/E1 772 Tabela 4.5 896 31 35 Capacidade Down (kbps) 7072 . mostrando uma comparação da capacidade da linha onde a primeira medição foi executada na caixa interna do prédio do cliente em comparação com a medida feita no ponto do modem. porém os xDSL podem ser misturados livremente. Fonte: TEKTRONIX. 3. linha pupinizada.4. 4. Conclui-se que existe um problema entre a caixa interna do prédio e o ponto do modem [8]. Fonte: TEKTRONIX. entenda-se motivos pelos quais não é possível realizar a instalação. IEC . Página da WEB. “Telephone Access Network Measurements” Tektronix. “Complete DSL: Requirements for Public Multi-line Telephone Service Delivery Over the DSL Access Network”. também é uma excelente ferramenta de manutenção preventiva e corretiva.413-1998.0% Estação em corte 16. 6. 1998. “Digital Subscriber Line (DSL) Testing”. para que o leitor possua uma visão do que é encontrado durante as atividades de qualificação de linha [8]. a determinação da capacidade de transmissão do par trançado é fundamental. A apresentação dos dados brutos é proposital. fazendo com que a técnica DMT descarte canais [7. mas é razoável especular que em breve velocidades maiores serão oferecidas aos assinantes (a capacidade teórica do ADSL é de 8 Mbps). com o entendimento dos pontos onde pode haver danos (e que tipo de danos podem ocorrer).International Engineering Consortium. Conclusões A grande vantagem estratégica da instalação do serviço ADSL. porém a capacidade de upload não se alterou. é a utilização da rede telefônica existente. ainda nota-se que a capacidade de download diminui devido ao dano à linha física. estão os dados brutos.0% Tabela 6. Impedimentos. Certamente. Todd.0% PABX 20. Rick. o que sugere que há interferência por ruído neste trecho [15]. em relação aos outros serviços banda larga. A rede telefônica é um personagem dinâmico.coppercom. Note-se também que a relação sinal ruído (SNR) também é afetada no trecho do circuito entre a caixa interna e o ponto do modem. Hoje as velocidades comercializadas chegam até 1. vandalismos e degradações. 1998.Http://www. pois só assim será possível garantir que a velocidade contratada pelo cliente poderá ser atendida.iec. o que significa que. Puckett. Web ProForum Tutorials. [4] Cornet Technology Inc. Referências Bibliográficas [1] ANSI T1. [3] CopperCom. Da tabela 5.0% Linha pupinizada 24. estes assinantes irão ser os primeiros a migrar para as velocidades maiores assim que estas forem fornecidas. é necessário que as condições de transmissão sejam atendidas. 5. Por impedimentos de instalação. Porém. .Tabela 5. é fundamental conhecer o histórico e capacidade de transmissão das linhas dos assinantes atuais. além de ser fundamental no diagnóstico do fornecimento do serviço ao assinante. CopperCom White Paper. A rede interna dos edifícios também está vulnerável à ação de pessoal não qualificado e dos itens agressores à rede externa. dos 24% de impedimentos devido à linha pupinizada.5 Mbps. Estatísticas A tabela 6 mostra dados reais coletados em um mês de implantação de novos circuitos ADSL. Medidas comparativas. depois de remanejamento de pares. [2] Baker. A metodologia de qualificação de linha. 14] que estão sendo utilizados para download e não para upload. Além das condições de viabilização do serviço. sujeito à ação de intempéries. Motivo % DLU 4.com. Os números retratam a realidade das linhas de uma capital com Centrais Telefônicas de grande porte e próximas ao centro da cidade.0% Distância da Central 36. Isto sugere que o dano está afetando uma determinada faixa de freqüência.org. “Network and Customer Installation Interfaces – Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface”. Dessa forma. estes clientes serão atendidos. para que a rede existente possa ser utilizada. por exemplo. Norma do American National Standards Institute. 10. e a resposta pronta e ágil da operadora será de grande importância na fidelização destes clientes. Na tabela 6. 7. http://www. diminuindo o tempo de implantação e os recursos necessários. org. 1998. Peter. [6] GlobeSpan. Jim.. Qualificação de Linha para Serviço ADSL. www. “Personal Broadband Services: DSL and ATM”. “Spectral Compatibility of Digital Subscriber Line (DSL) Systems”. Monografia apresentada para obtenção do Título de Especialista em Telecomunicações. Wandel & Goltermann Communications Test Solutions. . Volume 02 n°3 Janeiro/Julho 2003.iec. [9] MUNCINELLI.[5] GINSBURG. Anais do CININTEL 2001 – IV Congresso Internacional de Infraestrutura para Telecomunicações. [8] MUNCINELLI. GIANFRANCO. Web ProForum Tutorials. http://www.iec. Revision B. ADSL Basics (DMT). [14] TTC. Http://www. Massachusetts : Addison Wesley Longman Inc.” Manual do Fabricante. http://www. Página da WEB.com. ADSL – Aspectos de Codificação. Modulação e Correção de Erro. Application Note 52. 1999. Implementing ADSL. 2001.ttc. 2002. GIANFRANCO. DENNIS J. Indianapolis : MacMillan Technical Publishing. 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