Título do trabalho: Redes Sem Fios
SUBTÍTULO: GERAÇÕES DE TELEMÓVEI S.
DE ONDE VIEMOS? ONDE ES TAMOS? PARA ONDE VAM OS?
Projeto FEUP 2013 -- 1MIEEC02:
Equipa A
: Afonso Reis Baptiste Teixeira Daniel Leal Ivo Sousa Vítor FernandesResumo
Este trabalho foi elaborado no âmbito da Unidade Curricular Projeto FEUP que têm como objetivo ambientar os alunos aos temas mais abrangentes dentro da faculdade e proporcionar uma boa experiência de trabalho em equipa. Deste modo, este trabalho foi realizado com base no tema “Redes sem Fios”, tendo como objetivo responder ao seguinte problema:
“Gerações de Telemóveis: De onde viemos? Onde estamos? Para onde vamos?”
Começamos por falar, de uma forma breve, sobre a história do telemóvel e como eram efetuadas as comunicações em tempos primórdios ao
aparecimento das comunicações móveis.
De seguida, fazemos uma descrição detalhada sobre cada uma das gerações móveis, desde a 1ª Geração até à 4ª Geração (geração atual), abordando diversos tópicos dentro das mesmas, como a evolução da estrutura de rede, as diferentes taxas de transmissão de dados, a qualidade da chamada, a diversa quantidade de funcionalidades que o telemóvel passou a ter, entre outros temas que são apresentados numa perspetiva Nacional e também a nível Mundial, estabelecendo semelhanças e diferenças entre a evolução da
rede móvel nos diversos locais no mundo.
Para finalizar, mostramos um pouco do que será o futuro das comunicações móveis, falando sobre as novas tecnologias que as empresas mais influentes no mercado móvel estão a planear desenvolver, para tornar o telemóvel um dispositivo cada vez mais eficiente e dar um maior leque de utilidade a este dispositivo e também para ajudar a diminuir os custos de propagação de rede, o que traz significativas vantagens para as operadoras de telecomunicações a nível global.
Agradecimentos
É com todo o prazer que queremos agradecer a todos os que colaboraram na realização deste trabalho, especialmente o supervisor Sílvio Abrantes e monitor Telmo Lima, os quais nos guiaram sobre a estruturação do trabalho e subtópicos adjacentes ao tema.
Queremos também agradecer à FEUP, pela realização de palestras informativas, que nos deu azo e motivação para organizarmos o tipo de informação que recolhemos e que serviram, também, para nos ensinar
técnicas de discurso, essenciais a uma boa apresentação.
Índice
Resumo ... 2 Agradecimentos ... 3 Índice ... 4 Lista de acrónimos ... 6 Introdução ... 8Breve História da Rede Móvel e dos Telemóveis ... 9
1ª Geração da Rede Móvel ... 10
2ª Geração da Rede Móvel ... 11
1. Primeira tecnologia de comunicação 2G (TDMA) ... 11
2. Segunda tecnologia de comunicação 2G (CDMA) ... 12
3. Terceira tecnologia de Comunicação 2G (GSM) ... 12
2.5G ... 13
2.2.1.1 Serviços ... 13
2.2.1.2 Velocidade de envio de dados ... 14
3ª Geração da Rede Móvel ... 15
O projeto das redes 3G ... 15
O 3GPP e o 3GPP2 ... 16
As diferentes tecnologias 3G ... 16
W-CDMA ... 16
CDMA-2000 ... 16
Lançamento das redes 3G a nível mundial ... 17
A rede UMTS ... 17
3.5 G ... 18
4ª Geração da Rede Móvel ... 20
LTE – Long Term Evolution ... 20
4G em Portugal e no Mundo ... 20
LTE vs WIMAX ... 22
Arquitetura de rede ... 24
Banda larga móvel ... 25
Perspetivas Futuras: 5G ... 26
Conclusão ... 28
Lista de acrónimos
3G - Third Generation3GPP - Third Generation Partnership Project AMPS - Advanced Mobile Phone System CDMA - Code Division Multiple Access EHF - Extremely High Frequency
ETACS - European Total Access Communication System EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution
FDMA - Frequency Division Multiple Access GPRS - General Packet Radio Service
GSM - Global System for Mobile communications IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers IP - Internet Protocol
ITU - International Telecommunication Union HSDPA - High-Speed Downlink Packet Access HSPA - High-Speed Packet Access
MMS - Multimedia Messaging Service NMT - Nordic Mobile Telephony QoS - Quality of Service
SMS - Short Message Service TCP - Transport Control Protocol
TDMA - Time Division Multiple Access UDP - User Datagram Protocol
UHD - Ultra High Definition
UMTS - Universal Mobile Telecommunications System VoIP - Voice over Internet Protocol
W-CDMA - Wideband Code Division Multiple Access
WIMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access WLAN - Wireless Local Area Network
Introdução
“People want to talk to other people - not a house, or an office, or a car. Given a choice, people will demand the freedom to communicate wherever they are, unfettered by the infamous copper wire. It is that freedom we
sought to vividly demonstrate in 1973.”
Martin Cooper, 1973 (“As pessoas querem falar com outras pessoas - e não com uma casa, com um escritório ou com um carro. Tendo a possibilidade de escolher, as pessoas vão exigir a liberdade de comunicar entre si onde quer que estejam, sem restrições pelo infame fio de cobre. É essa liberdade que procurámos
demonstrar vividamente em 1973”)
Martin Cooper, 1973
Dentro das comunicações móveis, os telemóveis têm um papel crucial, no que toca às necessidades comunicativas do ser humano. Desde a sua existência, o ser humano tem vindo a criar condições para que pudesse comunicar com maior eficiência e com maior rapidez. Foi assim que em 1973, em Nova Iorque, surgiu a primeira chamada feita de um telefone celular que marcou, na humanidade, uma nova etapa na comunicação.
A partir desta altura, começaram a avançar
com a produção e a investigação científica dos telemóveis, dando origem a várias gerações de dispositivos móveis, que foram adotando múltiplas funcionalidades ao longo dos tempos. Inicialmente, na 1ª Geração, apenas era possível efetuar chamadas com pouca qualidade e muitas interferências, o que se tornava um pouco inconveniente para os utilizadores. Mais tarde, começou a surgir a internet nos telemóveis até que, hoje em dia, já é possível utilizar o telemóvel como agenda, como relógio despertador, como meio de comunicar
através do email, redes sociais, entre outras funcionalidades que o tornam um dispositivo essencial.
Breve História da Rede Móvel e dos Telemóveis
O primeiro telemóvel foi criado em 1956, era conhecido como um sistema automático de telefone móvel, foi criado pela Ericsson e era bastante diferente dos telemóveis de hoje em dia embora com a mesma funcionalidade. Depois do sucesso do primeiro aparelho a evolução foi notória.
Os sistemas de comunicação de voz móveis foram introduzidos no mercado pela primeira vez em 1980, eram sistemas simples que permitiam transmitir dados (voz) através de ondas cuja forma varia de forma contínua. Estes sistemas eram analógicos e a qualidade de som era má. Inicialmente o aparelho era usado apenas para falar mas rapidamente as operadoras e empresas desenvolveram o aparelho. O mercado tornou-se propício ao aparecimento de empresas que forneciam o serviço das comunicações móveis. Mais tarde surge a tecnologia digital com as vantagens da segurança e da qualidade e com a opção da personalização do dispositivo com imagens e toques ao gosto de cada um. Para tornar isto possível surge o telemóvel de 2ª geração com os sistemas GSM (Global System for Mobile Communications) - Sistema Global para Comunicações móveis e o formato mp3. Caminhamos cada vez mais para um mundo de telemóveis que funcionam como computadores de bolso que á distância de um click temos tudo o que necessitamos para o nosso trabalho ou diversão.
1ª Geração da Rede Móvel
A primeira geração, suportada por sistemas analógicos, permitia apenas a transmissão de voz no mesmo país, os aparelhos tinham, em grande parte dos casos, a dimensão de uma folha A4 e um peso muito elevado. Como o sinal era analógico havia problemas de segurança e de qualidade do sinal. Nesta fase dos telemóveis existiam três sistemas:
AMPS - Advanced Mobile Phone System - Primeira geração de telemóveis, formada por sistemas analógicos, que introduziu algumas das funcionalidades básicas como o roaming e o handover entre células.
NMT - Nordic Mobile Telephony - Sistema de primeira geração de telemóveis usado nos países nórdicos, era um sistema, também analógico; este sistema introduziu uma redução do alcance do aparelho mas permitia mais chamadas simultâneas.
ETACS - European Total Access Communication System - Uma variante, agora obsoleta do sistema AMPS (Advanced Mobile Phone System) usada em alguns países da Europa como o Reino Unido e a Irlanda; como este sistema era uma variante de AMPS usava frequências idênticas.
Estes sistemas, dada a sua natureza analógica, congestionavam facilmente, pois o número de canais disponíveis era limitado. Outro problema da primeira geração é que a frequência a que estes sistemas operavam não era elevada, necessitando de uma antena de grande tamanho assim como o aparelho, pois a rede inicial era composta por poucas antenas e a potência de emissão do mesmo tinha que ser considerável.
A mobilidade foi o passo mais importante na evolução dos telemóveis pois permitiu ao utilizador comum usufruir do aparelho uma vez que este se sentia desencorajado pelo tamanho e peso dos primeiros telemóveis.
2ª Geração da Rede Móvel
Devido à crescente necessidade de aparelhos móveis com capacidade de partilhar informação de forma mais rápida surgiu a tecnologia de segunda geração. Esta passou a ser digital e dessa forma apresenta diversas vantagens sobre os sistemas analógicos. A principal vantagem foi a codificação digital dos sinais sonoros que resultam numa melhor qualidade de voz. Nesta geração apareceu pela primeira vez um telemóvel com capacidade de aceder à Internet, ainda que a velocidades reduzidas.
As redes 2G evoluíram ao longo da década de 1990, até que foi inventada a tecnologia de comunicação GSM por volta do ano 2000. Todos os serviços 2G oferecem uma boa qualidade de voz a um baixo custo, o que era uma grande inovação para a época.
1. Primeira tecnologia de comunicação 2G (TDMA)
O TDMA (Time Division Multiple Access) geralmente consegue suportar até três vezes mais conexões do que as tecnologias analógicas que utilizam a mesma quantidade de canais. Este serviço divide os canais de comunicação em espaços temporais (chamados slots). Este sistema permite assim que vários utilizadores usem o mesmo canal sem interferências.
Esta tecnologia permite mais conexões do que a anterior pois trata-se de uma tecnologia digital que ao codificar os sinais também os comprime, sendo assim possível enviar mais informação em cada canal. A informação enviada é posteriormente descodificada pelo aparelho recetor de forma quase instantânea e desta forma não há contrapartidas em relação ao sistema analógico. O facto de ser possível enviar mais informação utilizando os
mesmos recursos permitiu às operadoras oferecer o serviço a preços mais reduzidos que anteriormente.
Estes sistemas viram a maior utilização na década de 90. Contudo, com a introdução de CDMA (Code Division Multiple Access) e GSM a sua popularidade diminuiu.
Embora inicialmente tenha sido um bom serviço o TDMA encontrou limitações ao longo do tempo. Uma das limitações foi a quantidade de utilizadores, que excederam as capacidades em pouco tempo.
2. Segunda tecnologia de comunicação 2G (CDMA)
Neste novo serviço CDMA não há divisão por intervalos de tempo (como acontece no serviço TDMA), visto que, no mesmo intervalo de tempo, múltiplas conexões são executadas.
Como em CDMA as chamadas vão todas para a mesma base (canal), é preciso implementar um sistema que faça a identificação das chamadas. Para resolver este problema, cada chamada tem uma codificação única e exclusiva, criada quando é feita a chamada, evitando desta forma as indesejadas interferências.
3. Terceira tecnologia de Comunicação 2G (GSM)
O sistema GSM utiliza dois conjuntos de frequências para a transmissão do sinal, um conjunto para transições no terminal e outro para as transições de rede.
O método GSM gere as suas frequências com uma combinação de duas tecnologias, FDMA (Frequency Division Multiple Access) e TDMA (Time Division Multiple Access), o FDMA divide os 25MHz disponíveis (890-915MHz) em 124 canais com uma largura de 200 kHz e uma capacidade de transmissão de
dados na ordem dos 270 kbps. Com o TDMA o sinal é dividido entre uma ou mais frequências são atribuídas à estação base que divide e dividida novamente em “timeslots”, o terminal usa um “timeslot” para enviar e outro para receber.
A voz é codificada de forma complexa para permitir a correção de erros. Depois dos erros corrigidos inicia-se o processo de envio.
2.5G
A tecnologia móvel 2.5G serviu de transição entre os sistemas de segunda geração e os sistemas de terceira geração.
2.2.1.1 Serviços
A tecnologia 2G suportava de forma ineficiente o acesso a serviços de dados baseados em tecnologias de comutação de pacotes uma vez que era necessário utilizar um canal de débito fixo para tráfegos de débitos irregulares. Para resolver os problemas relacionados com o tráfego de dados foram desenvolvidos novos serviços dos quais GPRS (General Packet Radio Service) aparece com destaque. Foram também introduzidos outros serviços bastante populares como o EDGE (General Packet Radio Service) ou High-Speed Circuit Switched-Data (HSCSD).
Esta tecnologia disponibilizou diversas funções como :
Acesso à Internet “Always On”
Multimedia messaging service (MMS)
2.2.1.2 Velocidade de envio de dados
A 2,5G tem velocidades superiores à 2G devido ao uso de tecnologias de pacotes (GPRS). Com esta tecnologia a informação é dividida em pacotes antes de ser enviada e é apenas reconstruída após a sua receção. Um exemplo da maior velocidade é o envio de mensagens através do serviço GPRS que permite atingir um máximo de 30 mensagens por minuto enquanto o serviço utilizado anteriormente (GSM) tem um limite que se encontra entre as 6 e 10 mensagens por minuto.
Este novo serviço permite também um acesso à internet mais barato, pois ao contrário dos serviços anteriores, o utilizador paga pela quantidade de informação que envia/recebe estando o dispositivo constantemente ligado à Internet, em vez de pagar pelo tempo da conexão. O EDGE (também conhecido como 2,75G) é uma versão de maior banda do GPRS (e por isso muitos o chamam de E-GPRS), e permite velocidades máximas de até 384 kbps.
Tabela 1 - Comparação da velocidade de download e upload das diferentes tecnologias 2.5G.
Serviço Download (kbit/s) Upload (kbit/s)
GPRS 115 20.0 (Class 8 & 10 and CS-4)
EGPRS (EDGE) 384 59.2 (Class 8, 10 and MCS-9)
3ª Geração da Rede Móvel
O projeto das redes 3G
A ITU (International Telecomunications Union) é uma agência especializada, pertencente à ONU, responsável pelos assuntos relacionados com as tecnologias de informação e comunicação. Esta organização foi responsável pelo lançamento do projeto de convergência para redes de 3ª Geração (3G) em 1996. O objetivo deste projeto era desenvolver um sistema de comunicações pessoais global, permitindo o desenvolvimento de terminais móveis de baixo custo, o acesso a comunicações multimédia de alto débito e a serviços de Internet móvel, suportar operações de roamming e aumentar a flexibilidade na qualidade do serviço. Este projeto é denominado por International Mobile Telecommunications -2000 (IMT -2000).
O ponto fulcral deste projeto era criar um standard a nível global para as redes 3G, baseando-se nos seguintes pontos:
Permitir débitos de transmissão elevados - até 2 Mbit/s;
Possuir pelo menos uma taxa de dados de 200 kbit/s;
Atingir eficiências espectrais elevadas, com baixos custos;
Compatibilizar os serviços de IMT-2000 com as redes fixas;
Uniformizar a interface rádio para o maior número possível de sistemas.
Como não era pretendido fazer uma rutura com os sistemas 2G, então foi criado um processo que permitiu a convergência dos sistemas 2G em 3G.
Devido a problemas em atingir um consenso entre qual das tecnologias utilizar, W-CMDA (Wide-Band Code-Division Multiple Access) ou CMDA-2000, foram criados dois projetos, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) e
O 3GPP e o 3GPP2
O 3GPP é uma colaboração entre várias associações de telecomunicações com o objetivo de uniformizar a rede 3G, baseando-se na evolução para 3G das redes móveis GMS. É utilizada a tecnologia standard do UMTS, ou seja, a W-CDMA.
Por outro lado o 3GPP2 tem o mesmo objetivo, mas é baseada na tecnologia CDMA-2000 que é um upgrade para 3G das redes CDMA. Esta tecnologia é usada essencialmente na América do Norte e na Coreia do Sul.
As diferentes tecnologias 3G
W-CDMA
A tecnologia W-CDMA é a tecnologia 3G líder utilizada pelos sistemas de redes UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) e FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Access). Permite uma utilização mais eficiente do espectro de rádio, permitindo velocidades de dados muito mais elevadas, até 2 Mbits/s. Assim é possível a utilização de serviços que misturam diferentes elementos como voz, vídeo, som digital, cor, imagens e animações. Esta tecnologia suporta todos os serviços de 2G existentes e um número considerável de novas aplicações e serviços.
CDMA-2000
A tecnologia CDMA-2000 é uma tecnologia que utiliza os canais de acesso CDMA. Nesta tecnologia os utilizadores utilizam códigos que identificam cada ligação, tornando possível que vários utilizadores transmitam ao mesmo tempo e em qualquer frequência. Esta tecnologia ao utilizar ao mesmo espectro de frequência que a tecnologia 2G permite com que se mude
entre 2G e 3G sem haver qualquer problema técnico. Um dos problemas é a taxa de velocidade que é mais baixa em comparação com a tecnologia W-CDMA. Esta tecnologia é útil em países em que não há outro espectro de frequência para 3G.
Os padrões CDMA-2000 não são compatíveis com os padrões W-CDMA.
Lançamento das redes 3G a nível mundial
Em 2001, foi lançada pela NTT DoCoMO, no Japão, a primeira rede 3G. O nome dado a esta rede foi de FOMA e foi baseada na tecnologia W-CDMA. A segunda rede 3G foi lançada na Coreia do Sul, pela empresa SK Telecom, e foi baseada na tecnologia CDMA 1xEV-DO. Na Europa, o 3G foi introduzido pela empresa Manx Telecom e a tecnologia utilizada foi a UMTS. Por fim, nos Estados Unidos da América, a primeira rede 3G para fins comerciais foi introduzida pela Monet Mobile Networks e foi baseada na tecnologia CDMA-2000 1x EV-DO.
A rede UMTS
O sistema de rede UMTS, que utiliza a tecnologia W-CDMA, foi a tecnologia adotada na Europa e na maior parte do mundo e disponibiliza vários serviços ao utilizador, como por exemplo: enviar e receber imagens, comunicações de vídeo, download de músicas e jogos. Os serviços da rede UMTS possuem diferentes classes de Quality of Service (QoS), as quais são:
Classe de conversação – correspondente à voz e vídeo;
Classe de streaming - corresponde à multimédia e webcast;
Classe de background - correspondente ao e-mail, SMS e downloading.
Comparação de serviços 3G
Aplicações ou serviços Taxa de dados necessária Qualidade de serviço necessária Tempo de dados é crítico? Mensagens (email, etc.)Baixa (1-10 kbps) Alta Não
Voz Baixa (4-20 kbps) Baixa Sim
Navegar na Web O mais alto possível (> 10 kbps-100 kbps)
Alta Geralmente não
Videoconferência Alta (100 kbps-1 Mbps)
Média Sim
Videovigilância Média (50-300 kbps) Média Não Áudio de alta
qualidade
Alta (100-300 kbps) Média Sim
Acesso à base de dados
Alta (> 30 kbps) Muito Alta Não
3.5 G
High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) é um protocolo pertencente ao High-Speed Packet Access (HSPA) que aperfeiçoou a tecnologia 3G, nomeadamente a rede UMTS. Este protocolo começou a ser implementado desde 2006 em vários países e é frequentemente denominado de 3.5G, 3G+ ou simplesmente turbo 3G.
Este protocolo permitiu às redes UMTS atingirem velocidades e capacidade de dados maiores. Com este upgrade é possível atingir velocidades de download até 42.2 Mbits/s.
Tabela 2 - Comparação da taxa de dados e qualidade de serviço necessária e tempo de dados
4ª Geração da Rede Móvel
LTE – Long Term Evolution
Long Term Evolution (LTE) é uma tecnologia wireless de 4ª Geração que representa uma evolução do sistema GSM/EDGE e UMTS/HSPA, mantendo compatibilidade com as mesmas, com mudanças significativas nas camadas TCP/IP, que possibilitam o envio de variados tipos de tráfego - dados, voz, vídeo e mensagens - utilizando unicamente o protocolo de IP para a conectividade entre utilizador final e uma rede de pacotes externa, cujo método se denomina “Evolved Packet System” (EPS), permitindo uma troca
mais fiável e eficiente de dados.
4G em Portugal e no Mundo
”Os operadores de telecomunicações que têm direito a fornecer serviços de 4G em território nacional - Optimus, TMN e Vodafone -, vão assegurar os serviços de Internet de banda larga móvel em mais 480 freguesias, depois de a lista de distribuição de freguesias ter sido aprovada pela ANACOM.”
Source:http://tek.sapo.pt/noticias/telecomunicacoes/4g_em_portugal_chega_a_mais_480_freguesi as_1334655.html
A tecnologia 4G apareceu pela primeira vez em Portugal nas 3 operadoras (TMN, Optimus e Vodafone) em dezembro de 2011. Nos dias de hoje continua em constante desenvolvimento e as empresas de comunicações móveis, em todo o mundo e também em Portugal, começam cada vez mais a apostar nesta nova tecnologia, que promete revolucionar o mercado e trazer uma novo conceito de dispositivo móvel para a sociedade. Para isso, as
empresas têm de começar pela tentativa/erro, tentando a implementação de tarifários que suscitem interesse do consumidor.
No entanto, a tecnologia LTE não está completamente acabada, o que faz com que o acesso a esta tecnologia ainda seja muito limitado e os dispositivos móveis capazes de a interpretar existam em pouca quantidade e a um preço pouco acessível. Apesar dos entraves iniciais que dificultam a propagação do 4G, continua a ser a tecnologia preferida pelos operadores móveis, que procuram a constante evolução e supremacia no mercado, o que facilita o desenvolvimento da mesma. Quando esta tecnologia estiver completamente implementada em todo o país, prevê-se que Portugal continue na liderança das telecomunicações, o que vai certamente influenciar a economia do país, reduzindo os custos da utilização da rede em relação ao anterior 3G e tornando o telemóvel ainda mais essencial para o uso do dia a dia.
Figura 3 - Distribuição Mundial do Serviço LTE2
Países com o serviço comercial de LTE
Países com o serviço LTE ainda em desenvolvimento Países com serviço LTE pouco desenvolvido
Numa perspetiva mundial, pode-se afirmar que o a tecnologia LTE (4G) se encontra implementada maioritariamente em países que têm capacidade económica para investir na implementação deste novo sistema, verificando-se que ainda muitos países não reúnem as condições para utilizar o 4G.
Existe, por outro lado, um forte concorrente ao LTE, conhecido por WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), que é muito semelhante ao Wi-Fi, oferecendo um acesso de alta velocidade e uma banda larga numa área muito mais ampla, podendo uma única estação base fornecer serviço a um elevado número de clientes com taxas de transmissão elevadas.
LTE vs WIMAX
Tabela 3 – Comparação entre duas tecnologias 4G. A LTE e a WIMAX
LTE (E-UTRAN) WIMAX (IEEE802.16e)
Downlink OFDMA OFDMA
Uplink SC-FDMA OFDMA
Velocidade de
Download 100Mbps 75Mbps
Velocidade de
Upload 50Mbps 25Mbps
Limite de
velocidade Até 250km/h Até 125km/h
Eficiência espectral 5(bits/seg/Hz) 3.75(bits/seg/Hz)
Latência 5ms 20ms
Evolução Evoluiu a partir do 3G Evoluiu do WiFi
Compatibilidade Compatível com GSM e
HSPA
Nível de maturidade mais avançado
A tecnologia LTE é significativamente mais rápida que WIMAX em termos de velocidade de transferência e latência. Também é possível utilizar LTE a velocidades que excedam os 200km/h enquanto que WIMAX não se consegue manter estável a velocidades superiores a 100km/h. A maioria das operadoras adotou a tecnologia LTE por ser melhor que o WIMAX em quase
todos os aspetos.
Por outro lado, ambas as tecnologias utilizam o sistema MIMO (Multiple Input Multiple Output) para melhorar a performance das comunicações sem fios através do uso de múltiplas antenas. A semelhança mais notável entre o LTE e WIMAX é a utilização do OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) na transmissão. Deste modo, o transmissor e recetor operam com frequências diferentes para que o dispositivo consiga transmitir e receber dados ao mesmo tempo, sem desperdiçar largura de banda para alternar entre
o envio e a receção de pacotes.
Atualmente, estão a ser desenvolvidas novas versões destas tecnologias, denominadas LTE Advanced e WIMAX2, as quais apresentam maiores semelhanças e uma maior capacidade de download e upload (1Gbps e 50 Mbps, respetivamente).
Arquitetura de rede
Figura 4 – Arquiteturas UMTS e LTE
O “Evolved Packet System” (EPS) é exclusivamente baseado em IP. À medida que as operadores implementam o LTE, a capacidade de manter uma boa conectividade com o aumento exponencial do número de utilizadores será desenvolvida, graças à tecnologia EPC, que reduz a latência e os custos de transmissão, utilizando uma estrutura de rede mais simples.
Este novo método de rede, LTE, é baseado em OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) para alcançar maiores taxas e volumes de transmissão de dados. Modulação de alto nível, grande bandalarga (até 20 MHz) e a utilização de MIMO no downlink são também parte essencial do LTE.
O núcleo da rede EPC está preparado para trabalhar com outras tecnologias não desenvolvidas pela 3GPP, como o WiMAX e o WiFi.
Banda larga móvel
Gráfico 1 - Distribuição das conexões de banda larga móvel ao redor do mundo no primeiro
quadrimestre de 20133
As redes de banda larga móvel são quase um quarto de todas as comunicações celulares móveis do mundo.
É preciso entender-se que conexões de banda larga móvel são definidas como cartões SIM registados numa das redes móveis de alta velocidade ilustradas no gráfico.
Através desde gráfico podemos observar que a rede dominante é a 3G (WCDMA HSPA) e que as redes WiMAX e LTE (redes 4G) apenas detêm 5% de um total de 1.6 biliões de conexões. Isto demonstra que o 4G ainda tem pouca adesão em todo o mundo.
Também se pode observar a Ásia é o continente com maior número de conexões de banda larga.
Perspetivas Futuras: 5G
Para o futuro, encontra-se em desenvolvimento uma tecnologia de redes sem fios, mais rápida e eficaz: o 5G. A empresa Samsung, atualmente bem influente no mercado de dispositivos móveis, está a desenvolver este projeto e chegou a anunciar o lançamento desta nova tecnologia para meados de 2020.
As vantagens para o utilizador serão ainda maiores que o 4G, podendo disfrutar de uma grande variedade de serviços, como filmes e jogos em 3D e streaming em tempo real de conteúdo em UHD (Ultra High Definition).
Existem algumas entraves face ao desenvolvimento desta tecnologia, uma vez que os testes realizados demostraram dificuldades na propagação do sinal em longas distâncias, utilizando frequências extremamente altas (EHF). Quando estiver completamente desenvolvido, o 5G permitirá atingir velocidades de transmissão de dados até 1Gbps.
Por outro lado, os custos adjacentes à implementação do 5G serão enormes e é necessário que se continuem a realizar testes de forma a tornar esta tecnologia mais viável e vantajosa.
Conclusão
Com este trabalho concluímos que o telemóvel e a rede móvel em geral foram sofrendo uma grande evolução ao longo dos tempos. Cada vez mais o ser humano ambiciona evoluir o telemóvel e torna-lo o mais cómodo possível para o uso do dia a dia, podendo assim desempenhar as mais variadas funções. É certo que a evolução tecnológica foi movida, principalmente, por descobertas científicas muito importantes, que estão, hoje em dia, na base da arquitetura dos diversos tipos de redes móveis e também nos telemóveis.
Por outro lado, a geração do telemóvel veio prejudicar um pouco a sociedade, que passou a comunicar mais por mensagens do que propriamente por conversas cara-a-cara e está deste modo a destruir, aos poucos, os valores que são impingidos na comunidade em geral.
Para que tal não aconteça, o ser-humano têm de ser capaz de saber utilizar o telemóvel ou qualquer outra tecnologia moderadamente e ao mesmo tempo continuar a evoluir cada vez mais o “telefone celular” que serve de grande suporte para trabalho, lazer e vida social e económica. Os progressos da tecnologia são, de facto, criativos e espantosos e conseguem cativar qualquer a um a dar o seu contributo para tentar desenvolver esta ferramenta e tornar a comunicação ainda mais simples.
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