Terceira Geração é a fase do sistema celular móvel digital que possibilita serviços de dados com altas taxas de transmissão, como internet banda larga com velocidade de até 3,6 Mbps e serviços de multimídia de alta qualidade como vídeo-conferência e recurso de vídeo- chamada.
A necessidade de mais velocidade e mobilidade das estações móveis fez com que as redes celulares evoluíssem a uma velocidade talvez maior que os processadores de microcomputadores, dando origem às redes 3G que estão à nossa disposição atualmente.
Segundo Sverzut (2005, p. 385)
Em 1989, a União Internacional de Telecomunicações (UIT ou ITU – Internacional Telecommunication Union) divulgou, em um documento, a sua visão para os celulares do futuro, também chamados de terceira geração (3G). Esse documento continha as características gerais do sistema, os requisitos mínimos para sua operação e as restrições de funcionamento e projeto. A essa visão deu-se o nome de IMT-2000 (International Mobile Telephony 2000) e a partir de então, empresas e órgão reguladores do mundo inteiro passaram a estudar e a propor soluções para a criação de um sistema que atingisse os requisitos do IMT-2000
O Principal salto de tecnologia da terceira geração em comparação as gerações anteriores foram às melhorias significativas nos serviços, como a capacidade de trafegar dados, libertando os usuários das conexões lentas, evolução dos celulares, alguns com capacidades e funções próximas de um computador portátil, aproximando cada vez mais os celulares de um escritório móvel.
De acordo com Sverzut (2005, p. 387) diversas empresas e órgãos reguladores propuseram sistemas para serem implementados na terceira geração (3G). No prazo da apresentação das propostas, determinados pela ITU (União Internacional de Telecomunicações), foram submetidos 13 documentos.
Destas 13 propostas, apenas quatro foram selecionadas pelo ITU, conforme descrito a seguir:
- DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications);
- WCDMA (Wideband CDMA);
- UTRA (Universal Terrestrial Radio Access);
- CDMA2000 (Wideband CDMA IS-95).
Na prática, as propostas UTRA e WCDMA estão unificadas em uma mesma especificação denominada UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Apesar de exigirem apenas quatro propostas, a expectativa é que a terceira geração tenha dois grandes padrões: UMTS com tecnologia WCDMA e CDMA2000. Esta afirmação é decorrente das características do mercado de segunda geração que tem os padrões GSM com evolução natural para o UMTS (WCDMA) e CDMA IS-95 com evolução natural para o CDMA2000.
A figura 5 a seguir exemplifica a evolução das redes GSM e CDMA.
Figura 5 – Evolução do Sistema Móvel Celular.
Fonte: Própria
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5.1 UMTS
O Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) é um termo adotado para designar o padrão de 3ª Geração estabelecido para a rede das operadoras de celular como evolução para operadoras que utilizam sistema GSM e que utiliza como interface rádio de banda larga CDMA e suas evoluções.
A interface rádio entre o terminal e ERB do sistema UMTS é baseada na tecnologia WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Este utiliza como método de múltiplo acesso o CDMA
de Seqüência Direta com os vários terminais compartilhando uma mesma banda de freqüências, porém empregando códigos diferentes de espalhamento espectral.
Para Sverzut (2005, p. 388)
A evolução natural das operadoras GSM, GPRS ou EDGE, rumo ao sistemas de terceira geração (3G), é o padrão UMTS que mantém total compatibilidade com as tecnologias GPRS e EDGE e utiliza como protocolo de rede o GSM-MAP. A banda de operação básica da UMTS é 5 Mhz com uma taxa de transmissão de 3,84 Mbps.
A maior parte dos sistemas UMTS estão sendo implantados nas bandas de 1920-1980 MHz e 2110-2170 MHz alocadas pela UIT para 3G. Existem também implantações nas faixas de 850 MHz e 1900 MHz. Alguns fabricantes desenvolveram também o UMTS para a faixa de 900 MHz.
O padrão UMTS tem dois modos de operação, caracterizados pelo método duplex (sistema de comunicação composto por dois interlocutores que podem comunicar entre si em ambas direcções), conforme descrito a seguir:
- divisão de freqüência duplex (Frequency Division Duplex – FDD);
- divisão de tempo duplex (Time Division Duplex – TDD).
Uma das principais diferenças entre os modos de operação está relacionada com a faixa ou banda alocada no espectro de freqüências. No modo FDD, são alocadas duas faixas de freqüências diferentes, uma para o enlace direto e outra para o reverso, enquanto no modo TDD os enlaces direto e reverso estão em uma mesma faixa de freqüência.
No modo de operação por divisão de freqüência duplex (Frequency Division Duplex – FDD) o enlace direto e reverso são alocados em faixas de freqüências diferentes no espectro.
Já no modo de operação por divisão de tempo duplex (Time Division Duplex – TDD), a transmissão nos enlaces diretos e reverso é multiplexada no tempo dentro de uma mesma portadora de rádio freqüência.
A técnica que implementa a possibilidade de utilização de uma mesma faixa de freqüência para a transmissão de informações é chamada de espalhamento espectral.
Existem duas técnicas de espalhamento espectral:
- seqüência direta (Direct Sequence – DS);
- troca de freqüência (Frequency Hop – FH): técnica que a informação é trocada entre duas ou mais freqüências em uma banda larga. A ordem em que as freqüências são ocupadas é função da seqüência de código utilizada e a taxa das trocas (hop) de uma freqüência para outra é função da taxa de transferência da informação (dados).
5.2 CDMA EV-DO
O CDMA 1X EV-DO foi criado para ser o upgrade de redes CDMA 1XRTT, fazendo com que voz e dados utilizem as mesmas portadoras.
De acordo com Cunha (2006, p. 149)
Os primeiros estudos dos sistemas de telefonia celular de terceira geração, utilizando padrão CDMA, foram realizados pela Qualcomm, e chamava-se HDR (High Data Rates). Este sistema deu origem ao 1xEV-DO (1x [Single Carrier] Evolution – Data Only) – Evolução para tecnologia de transmissão de dados em portadora única, apenas para transmissão de dados.
Como a tecnologia é otimizada para a transmissão de dados, consegue-se picos de transmissão de 2.4 Mbps. Caso o usuário saia da área de cobertura 1X EV-DO, o terminal automaticamente utiliza a rede 1xRTT.
. Segundo Cunha (2006, p. 149), este protocolo não prevê tráfego de voz, apenas dados. Por este motivo, sua convivência com outros protocolos de comunicação, como o 1xRTT e IS-95 é extremamente necessária, fazendo o complemento entre a transmissão de
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dados e voz. A fim de viabilizar realmente o inicio da terceira geração de telefonia celular, o padrão 1xEV-DO foi desenvolvido para permitir taxas de transmissão de até 2,5Mbps.
Há uma série de vantagens tanto para os consumidores quanto para as operadoras na utilização do EV-DO. Uma delas é que todas as tecnologias foram feitas levando-se em conta a compatibilidade com as redes antigas, sejam elas CDMA ou analógicas. Portanto, ao se fazer o upgrade de uma rede mais antiga para as novas tecnologias, pode-se escolher algumas portadoras para funcionar com a tecnologia antiga, enquanto outras para funcionar com a rede 1xRTT ou 1xEV-DO. Toda essa preocupação com compatibilidade leva o consumidor que tem um telefone antigo não sentir quaisquer mudanças na rede e nos serviços. Caso ele obtenha um novo aparelho, os usuários apenas terão acesso a mais serviços.
Outra vantagem é o custo de integração das novas tecnologias com a rede antiga. A operadora que decidir seguir o caminho do CDMA 1xEV-DO pode alocar portadoras somente para tráfego de voz, algumas somente para tráfego de dados e até uma portadora para tráfego de controle. Entretanto, reservar um canal para tráfego de dados é uma maneira ineficiente de garantir a qualidade de transmissão, já que a natureza do tráfego de dados é muito diferente do tráfego de voz. Por isso, um dos pontos fortes tanto da rede 1xRTT quanto da 1X EV-DO é poder utilizar a mesma portadora tanto para voz quanto para dados.
5.3 O INICIO DA TECNOLOGIA 4G - LTE (LONG TERM EVOLUTION)
A padronização para redes 3G inclui o chamado Long Term Evolution (LTE), que dará aos usuários picos de 100 Mbps em taxas para downloads e 50 Mbps para uploads.
Esse sistema é um projeto comandado pela tecnologia 3GPP (3rd Generation Partnership Project), que promete melhorar em até dez vezes as velocidades alcançadas pelas redes 3G, por esse motivo pode ser considerada uma evolução da tecnologia 3G, e já está sendo vista por especialistas como a última etapa antes do que poderia ser a tecnologia 4G.
3GPP é uma tecnologia que visa padronizar a criação, envio e reprodução de arquivos multimídia em telefones celulares e outros aparelhos wireless GSM.
Entre as diversas características do LTE, pode-se citar:
- uso da tecnologia OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) no downlink (ERB para o celular) e SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) no uplink (Estação Móvel para ERB);
- velocidade no downlink de 100Mbps e 50 Mbps no uplink, ambos com uma largura de banda de 20 MHz;
- operações nos modos FDD (Frequency Division Duplex) e TDD (Time Division Duplex);
- handoff automático para outros padrões compatíveis.
Além da velocidade revolucionária, nunca vista antes num sistema sem fio, outra vantagem é o suporte às transmissões de televisão HD, a TV digital de alta qualidade, já em processo de implantação no Brasil.
As primeiras redes definitivas devem ser instaladas dentro de dois anos, o que não estimulará, porém, as vendas em curto prazo, mesmo com a promessa de tornar o uso da internet móvel muito mais rápido. Como a padronização da 3G está sendo lenta, a LTE deve ser vista como uma evolução gradual da tecnologia atual.
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