Introdução
É fato que nos últimos
anos os sistemas de telefonia móvel utilizando os
acessos por rádio enlaces têm experimentado um crescimento
verdadeiramente exponencial e, como qualquer outra
rede de telecomunicações desenvolvida para prestar
serviços a diferentes tipos de assinantes, seu projeto,
sua manutenção e operação são fatores importantes
a serem considerados. Por esse motivo, no momento
em que se deseja determinar os parâmetros básicos
para um sistema de telefonia celular, baseado em
premissas de projeto, planejamento, operação e manutenção,
deve-se considerar também algumas restrições que
irão determinar a qualidade que o sistema poderá
oferecer aos seus assinantes.
Vários sistemas
de telefonia celular foram desenvolvidos ao longo
do tempo, fato que permitiu comparações e avaliações
entre eles, trazendo um melhor conhecimento técnico
sobre os aspectos de gerenciamento dessas redes,
bem como sobre a avaliação das dificuldades que
podem ocorrer na transmissão e recepção dos sinais
de rádio que, de alguma forma, podem contribuir
para a degradação da performance do sistema.
Pequeno histórico
A FCC (Federal Communications
Commission) dos Estados Unidos, define um sistema
de telefonia celular como sendo "um sistema
móvel terrestre de alta capacidade, no qual o espectro
de rádio é dividido em canais discretos, os quais
são designados em grupos a células geográficas,
cobrindo uma área geográfica do serviço celular.
Os canais discretos são reusados em diferentes células
dentro da área de serviço, através de um processo
chamado reuso de freqüência."
O primeiro sistema
de comunicação celular foi desenvolvido no final
da década de 1970 no Japão. De lá para cá muitos
outros sistemas foram desenvolvidos, baseados em
técnicas de transmissão analógicas como o AMPS,
TACS, NMT, etc, até chegarmos aos sistemas digitais
atuais.
Gerenciamento
de Freqüências
Em sistemas de telefonia
celular, o gerenciamento de freqüências é um fator
importante para garantir a perfeita utilização do
espectro de freqüências de rádio disponível. Essa
função de gerenciamento de freqüências consiste
em dividir um determinado número de canais em uma
área geográfica de cobertura limitada conhecida
como "célula", e posteriormente reutilizá-los
em outras áreas de cobertura.
Dessa maneira, a
qualidade dos serviços de comunicação baseados em
meios não guiados, como é o caso da telefonia celular,
é obtida através da limitação da cobertura de cada
transmissor, em cada estação rádio base, para a
área de uma célula, de tal forma que os mesmos canais
de rádio possam ser reusados por outras células
adjacentes, pertencentes a uma outra estação rádio
base localizada nas proximidades. A determinação
da alocação e reuso desses canais é fundamental
para uma avaliação do sistema à medida que ocorra
algum aumento de tráfego, aumento do número de assinantes,
concentração em determinadas áreas, etc.
No caso específico
das redes de telefonia celular, o reuso das freqüências
está sujeito a vários fatores externos que podem
degradar a performance do sistema. Estes fatores
estão muitas vezes fora do controle das operadoras
que prestam o serviço de comunicação e apresentam
muitos desafios quanto à sua detecção e a definição
das medidas corretivas.
Condições
de funcionamento
Independente
do sistema que utilizam, todas as redes de telefonia
celular têm um ponto em comum: são projetadas para
serem confiáveis e utilizam equipamentos de alta
qualidade que devem funcionar continuamente em quaisquer
condições ambientais, desde condições severas de
temperatura (excesso de frio ou calor) até condições
de umidade excessiva.
Os equipamentos
que funcionam nas redes de telefonia celular normalmente
possuem diversos recursos que facilitam o diagnóstico
e a solução de problemas que venham a ocorrer na
sua área de cobertura. Muitos componentes do sistema
celular ficam expostos constantemente às intempéries
como é o caso das ERB’s (Estações Rádio Base) e
suas antenas, que são freqüentemente encontradas
nos pontos geográficos mais altos nas localidades
do interior ou no topo dos edifícios, nos grandes
centros urbanos.
Essa exposição constante
causa, no decorrer do tempo, uma degradação da performance
do sistema, provocada principalmente por equipamentos
ou componentes danificados / corroídos pelo tempo
ou ainda problemas devido à falhas de conexões.
Nesses casos, as operadoras dos serviços móveis
necessitam de profissionais e de ferramentas capazes
de localizar, identificar e solucionar rapidamente
as causas que provocaram essa degradação.
Interferências
A existência de
diversas fontes de rádio próximas às antenas poderá
provocar algum tipo de interferência. Por exemplo,
os sinais de interferência podem ser provocados
pela intermodulação de transmissões de TV e rádio
FM de alta potência, cujos produtos resultantes
aparecem dentro da banda. Até mesmo as transmissões
ilegais de estações de rádio piratas, que estejam
violando a alocação do espectro de radiofreqüência,
poderão ser causas de problemas.
Esses sinais de
interferência em suas bandas de transmissão reduzirão
a performance da rede e, no final, provocarão a
insatisfação dos assinantes.
Podemos considerar
três fatores que contribuem diretamente para a degradação
da performance de uma rede celular. O primeiro fator
é a interferência proveniente de outros sistemas
de rádio ou de outras células da própria rede celular.
O segundo fator está relacionado com problemas nos
componentes passivos do sistema, como conectores
e outros componentes com problemas de conexão, problemas
construtivos, etc. Finalmente, o terceiro fator
diz respeito aos problemas associados às partes
ativas do sistema, como a própria ERB e os amplificadores
eventualmente utilizados no sistema.
Associados aos fatores
acima mencionados, estão outros quatro elementos
do sistema de telefonia celular que podem contribuir
para a degradação da performance de uma célula:
o transmissor, os cabos e antenas, o link de comunicação
e a interface aérea.
Transmissor
O transmissor
é normalmente considerado como o componente mais
difícil de se trabalhar em um sistema celular. Transmissores
que geram sinais de rádio de alta potência normalmente
trabalham em altas temperaturas. Uma dissipação
térmica insuficiente em climas mais úmidos pode
provocar superaquecimento nos transmissores e, no
sentido oposto, o frio extremo pode provocar fissuras
nos dissipadores dos transmissores. Em ambos os
casos, haverá uma degradação na performance especificada
para o sistema, causando transmissões de baixa potência,
modulação desbalanceada, baixa performance de canal
adjacente, entre outros.
Cabos e Antenas
Os cabos e
as antenas também estão expostos diretamente aos
elementos. Antenas, cabos e conectores danificados
pelas intempéries podem provocar uma degradação
ainda maior. Às vezes, um amplificador de baixo
ruído é colocado próximo à antena para reforçar
o sinal ou um rádio de microondas é usado para o
enlace com a rede. Estes elementos estão igualmente
expostos às mesmas condições ambientais, o que os
tornam propensos a falhas.
Link
de Comunicação
Quando uma estação
móvel está transmitindo, um sinal de rádio propaga-se
pelo ar até a célula mais próxima. Nesse percurso
o sinal pode ser degradado pela interferência de
outros sistemas de rádio ou por refletir em edifícios
altos ou aclives. Em um ambiente onde haja diversos
sinais, os sinais podem intermodular entre si.
Interface Aérea
A qualidade de voz,
a capacidade e a cobertura da rede são os principais
diferenciais entre as operadoras do serviço móvel
celular. Geralmente os equipamentos sofrem manutenções
periódicas, para evitar falhas (manutenção preventiva).
As operadoras também podem optar por monitorar as
tendências na performance de seus equipamentos e,
às vezes, prever uma falha antes que esta ocorra
(manutenção preditiva).