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:: A Evolução da Comunicação Celular

Alexandre Batista Domingues em 01/03/2006

 

Recebemos mensagens de muitos visitantes do site perguntando sobre os padrões de tecnologias de sistemas celulares existentes no Brasil. Alguns padrões praticamente extintos outros são exclusivos de determinadas operadoras. Vou apresentar aqui um pouco dessa sopa de letrinhas utilizadas por essas tecnologias.

Para isso, vamos organizar essas tecnologias em gerações para evidenciar a evolução que é caracterizada, principalmente pelo aumento no tráfego de dados.

 

Primeira Geração

AMPS: (Advanced Mobile Phone Service)
Tecnologia analógica da 1º geração, desenvolvida pelos Laboratórios Bell da AT&T no início dos anos de 1980 que só permite transmissão de voz. Opera na faixa dos 800 MHz e ainda é utilizada no Brasil por operadoras de banda A com 190 mil terminais ativo, geralmente para atender a celulares em roaming entre operadoras de TDMA e CDMA.

 

Segunda Geração - 2G

Da necessidade de sistemas digitais com maior capacidade surgiram as tecnologias de segunda geração que trazem as seguintes vantagens sobre os analógicos: codificação digital de voz mais poderosas, maior eficiência espectral, melhor qualidade de voz, facilidade a comunicação de dados e a criptografia.

Nessa geração começa a formar dois grandes grupos evolutivos, o CDMA e o GSM.

TDMA: (Time Division Multiple Access)
Essa tecnologia de sistema de celular digital, divide os canais de freqüência em até 6 intervalos de tempo diferentes e cada usuário usa um espaço específico, para impedir problemas de interferências. Opera em 800 MHz. Essa tecnologia é uma das mais usadas no mundo, aproximadamente 120 milhões de pessoas, mas que a médio prazo deverá ser extinta no Brasil, pois a operadoras que ainda usam essa tecnologia por aqui, Amazônia Celular, Claro, CTBC, Sercomtel Celular e Telemig Celular já vêm migrando para o padrão GSM ou CDMA.

CDMA (Code Division Multiple Access)
Sistema digital que permite o acesso de muitos usuários simultaneamente em um único canal de estação rádio-base aumentando assim a capacidade da rede.

Essa tecnologia compete diretamente com a GSM. A grande desvantagem é que os celulares que operam em CDMA são mais suscetíveis a clonagem. A única operadora que adota essa tecnologia no Brasil é a Vivo. Opera nas freqüências de 800 e 1900 MHz.

GSM ( Global System for Mobile Communication)
Desenvolvida na Europa e adotada em boa parte do mundo. Diferencia-se das outras tecnologias pelo uso de cartões de memória "chips" nos aparelhos que possibilitam levar a as características do assinante para outro aparelho ou rede GSM. No Brasil é a tecnologia adotada pela TIM, Oi e por algumas operadoras que estão migrando do TDMA tornando a tecnologia mais usada no país com mais de 44 milhões de terminais ativos. O GSM opera nas faixas de 900, 1800 e 1900 MHz.

A tabela a seguir apresenta o número de municípios e % da população coberta pela operadora no Brasil. 

Operadora
Municípios
% da população
Tim
2264
84
Vivo
2215
66
Claro
2295
77
Oi
750
38
Amazônia
137
6
Telemig
343
9
CTBC
86
1
Sercomtel
2
0
Brasil Telecom
751
20
Fonte: www.teleco.com.br

 

Entre Segunda e Terceira Geração - 2,5G

GPRS (General Packet Radio Service)
O Padrão de Transmissão de Rádio por Pacote (GPRS) é a evolução da tecnologia GSM em 2,5G. Essa tecnologia oferece velocidades máximas de dados de 115 kbps e um throughput médio de 30 a 40 kbps.

Os dados são divididos em pacotes para transmissão, o que favorece os usuários pois provê uma conexão permanente de dados e assim os usuários não precisam entrar no sistema cada vez que desejarem ter acesso a serviços de dados. Outra vantagem é que os usuários só pagam pelos dados e não pagam pelo tempo de permanência no ar em que se faz a conexão e nem pelo tempo de carregamento.

É o GPRS que permite a conexão da maior parte dos smartphones e celulares à internet. Atualmente, o GPRS é o padrão que oferece a maior cobertura móvel para aparelhos de mão com acesso à internet.

A Oi, TIM, Claro, Brasil Telecom GSM, CTBC, Amazônia e Telemig Celular já operam no Brasil com sistemas GSM/GPRS.

EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution)
A classificação da EDGE como como uma tecnologia 2,5 ou 3G é bastante controversa.

A EDGE é uma tecnologia de transmissão de dados e acesso à Internet de alta velocidade que transmite dados em velocidade de até 384 kbps na prática e taxa média entre 110 e 120 kbps. As taxas médias são rápidas o suficiente para permitir serviços de dados avançados, como streaming de áudio e vídeo, acesso rápido à Internet e download de arquivos pesados. A EDGE também suporta serviços "push-to-talk."

Essa tecnologia às vezes é chamada de GPRS ampliada (E-GPRS; de Enhanced GPRS) porque aumenta em três ou quatro vezes a capacidade e o throughput de dados da tecnologia antecessora, a GPRS. A EDGE também é um serviço baseado em pacotes que oferece aos clientes uma conexão permanente para transmissão de dados. A Claro, TIM, Amazônia e Telemig Celular já operam com o EDGE no Brasil.

CDMA-2000 1x ou 1xRTT (1xRadio Transmission Technology)
É a evolução do cdmaOne, muitos o consideram como tecnologia de 2.75G ou 3G segundo o padrão da ITU-T por possuir taxas de transmissão superiores a 144Kbps. De qualquer forma, o CDMA2000 1X preparou o terreno para as altas taxas de velocidade de dados hoje disponíveis em todo o mundo e que oferecem aos consumidores e profissionais total conectividade sem fio. Sua velocidade teórica é de 153.6Kbps

A nomenclatura CDMA contida na sigla diz respeito apenas à técnica de modulação usada na interface aérea de sistemas celulares e não quer dizer que sejam totalmente compatíveis entre si.

 

Terceira Geração - 3G

Os sistemas 3G provêm serviços de telefonia e comunicação de dados a velocidades maiores que seus antecessores.

O padrão 3G especifica, mais exatamente, 144 kbps em ambientes móveis, 384 kbps em ambientes de pedestres e 2 Mbps em ambientes fixos.

UMTS ( Universal Mobile Telecommunications Service)
É a evolução do GSM mas que ainda se baseia nessa tecnologia, embora o seu acesso por rádio seja diferente. Essa tecnologia usa uma técnica CDMA chamada Direct Sequence Wideband (DS-WCDMA), por isso é comum o uso intercalado de UMTS e WCDMA. embora a sigla UMTS se refira ao sistema inteiro.
Opera principalmente em 1900MHz mas em algumas regiões opera em 850MHz.

A UMTS é uma tecnologia baseada em IP que suporta voz e dados em pacotes oferecendo taxas máximas de transmissão de dados de até 2 Mbps e velocidades médias de 220-320 kbps quando o usuário está andando ou dirigindo. Tecnologia desenvolvida para prover serviços com altos níveis de consumo de banda, como streaming, transferência de grandes arquivos e videoconferências para uma grande variedade de aparelhos como telefones celulares, PDAs e laptops.

A UMTS é compatível com a EDGE e a GPRS permitindo ao usuário sair de uma área de cobertura UMTS e ser automaticamente transferido para uma rede EDGE ou GPRS, dependendo de fatores como disponibilidade de rede e o consumo de banda do seu aplicativo. Assim, os usuários UMTS são sempre assegurados um nível de serviço de pacotes de dados em casa e em viagem.

CDMA 1xEV-DO: (Evolution, Data-Optimized)
O CDMA 1xEV-DO é a tecnologia 3G do CDMA, que possui alta performance para transmissão de dados com picos de até 2,4 Mbps.

Portadoras distintas são necessárias para dados e voz neste sistema. O enlace de subida permanece praticamente inalterado em comparação com o cdma2000, mas no enlace de descida os usuários são multiplexados em tempo.

Essa tecnologia está sendo utilizada no Brasil para Telefonia fixa pela Vésper. A taxa de transmissão de dados teórica é de 24000Kbps e taxa de transmissão média de 300 a 500 kbit/s. Opera em 800 e 1900MHz.

CDMA 1xEV-DV: (Evolution, Data and Voice)
É a segunda etapa na evolução do CDMA 1xEV onde uma mesma portadora pode ser utilizada para voz e dados. A primeira, o 1xEV-DO como já vimos, uma portadora de 1,25 MHZ é dedicada apenas para dados.

HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) / HSUPA (High Speed Uplink Packet Access)
O HSDPA/HSUPA permite que as pessoas enviem e recebam e-mails com grandes anexos, joguem interativamente em tempo real, recebam e enviem imagens e vídeos de alta resolução, façam download de conteúdos de vídeo e de música ou permaneçam conectados sem fio a seus PCs no escritório – tudo usando o mesmo dispositivo móvel.

HSDPA refere-se à velocidade com a qual as pessoas podem receber arquivos de dados, o "downlink".
HSUPA refere-se à velocidade com qual as pessoas podem enviar arquivos de dados, o "uplink."



Fig. 01 A Evulução das tecnologias celulares no mundo até o padrão 3G

Conclusão

Fala-se também em geração 3.5, 3.75 e 4G mas isso faz parte da "briga" de Marketing entre as empresas que operam essas tecnologias. O que de concreto existe é a grande evolução que não pára pois a cada dia são implementados novos recursos em celulares, PDAs notebooks etc que consomem rapidamente essas tecnologias de comunicação tornando-as obsoletas rapidamente.

Se continuar nesse ritmo, acredito que num um futuro bem próximo poderemos ser teletransportados pelo celular :-)

Alexandre Batista Domingues
Tecnólogo em Processamento de Dados, Projetista e Gestor de Redes, 
Analista de Suporte no Centro Universitário de Volta Redonda RJ,
Mantenedor do site Projeto de Redes juntamente com o prof. Maurício

E-mail:[email protected]

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