Evolução
1. PRIMEIRA GERAÇÃO (1G)
A primeira geração de telefonia móvel era analógica (só transmitia voz) e utilizava a comutação por circuito (canal dedicado). Fazia uso da tecnologia FDMA (Frequency Division Multiple Access), tendo como padrão o AMPS (Advanced Mobile Phone System).
1.1 AMPS
O AMPS foi desenvolvido em 1979 nos Estados Unidos. Foi o principal sistema analógico utilizado no mundo, sendo adotado no Brasil em 1991. Utiliza o FDMA, onde a banda é dividida em radio freqüências (modulação FM), e exige na transmissão um par de canais, para transmitir e receber. Trabalha na faixa de 800MHz e já contava com handoff e roaming.
2. SEGUNDA GERAÇÃO (2G)
Com o sistema analógico chegando ao seu limite de capacidade, veio a necessidade de sistemas digitais. Dentre as vantagens sobre os analógicos destacam-se: a codificação digital de voz mais poderosa, maior eficiência espectral, melhor qualidade de voz, facilidade de comunicação de dados e a criptografia. O sinal passa a ser digital, mas a tecnologia de rede ainda é a comutação de circuitos, assim como na Primeira Geração. A primeira tecnologia 2G implantada o Brasil foi o TDMA, logo em seguida o CDMA, que evoluiu para o GSM.
2.1 TDMA
Tem como características a operação na freqüência de 800MHz; a divisão dos canais de freqüência em até 6 intervalos de tempo diferentes e o controle de interferências, com cada usuário usando um espaço específico. Cada portadora TDMA (Time Division Multiple Access) (AMPS) possui a largura de 30KHz.
Aproximadamente 4,5 milhões de pessoas ainda utilizam celulares TDMA no Brasil. Entretanto, há previsão para que essa tecnologia seja extinta comercialmente a médio prazo, uma vez que as operadoras já migraram para o padrão GSM ou CDMA.
2.2 CDMA
Diferente das tecnologias utilizadas até então, o CDMA (Code Division Multiple Access) defendia a técnica de espalhamento espectral (spread spectrum), na qual, para um determinado canal, seria usada toda a largura de banda disponível (1,23MHz), muitas vezes maior do que necessária, a princípio, para a transmissão de um único sinal.
A vantagem é que uma vez que diversos assinantes podem utilizar exatamente a mesma banda e simultaneamente, a diferenciação entre cada assinante no sistema CDMA é feita por códigos especiais associados a cada transmissão, do móvel para a Estação Base e da Estação Base para o móvel. Cada ligação em andamento possui um código específico, não ocorrendo o uso do mesmo código para ligações diferentes e permitindo a separação eficiente entre todas as chamadas que estão utilizando a mesma banda. A capacidade máxima alcançada depende, entre outros fatores, principalmente do controle de potência de cada chamada e dos sinais interferentes. Quanto menor a potência, maior é a capacidade (número de chamadas simultâneas) do sistema.
Essa tecnologia opera nas freqüências de 800 e 1900 MHz e compete diretamente com a GSM.
2.3 GSM
Tecnologia que foi desenvolvida na Europa e adotada em boa parte do mundo, seu diferencial é o uso de cartões de memória SIM (Subscriber Identity Module) nos aparelhos, o que possibilita mobilidade terminal, ou seja, levar as características do assinante para outro aparelho ou rede GSM.
Opera nas faixas de 850, 900, 1800 e 1900 MHz e utiliza uma combinação das técnicas de acesso FDMA e TDMA onde uma portadora de Rádio Frequência do GSM (ARFCN) possui largura de banda de 200kHz que, por meio da técnica TDMA, é subdividida em oito intervalos de tempo. Dessa forma, até 8 conversações simultâneas compartilham uma única portadora ou canal de 2 x 200kHz.
Diversos serviços foram disponibilizados com a tecnologia GSM. Dentre eles: SMS para mensagens de texto, GPRS para transmissão de pacotes de dados, encaminhamento de chamadas, bloqueio de chamadas recebidas ou efetuadas, configuração sobre o ar (OAT – over the air, isto é, configuração remota do aparelho), broadcast de célula, localização do terminal, AoC (Advice of Charge) para controle pelo usuário do custo das chamadas, chamada em espera, teleconferência, restrição da identificação da chamada, CUGs (Closed User Groups ) e ECT (Explicit Call Transfer).
No Brasil é a tecnologia líder de mercado, responsável por mais de 100 milhões de acessos e ainda em expansão.
3. ENTRE GERAÇÕES (2,5G)
Seu grande diferencial foi uma técnica avançada de modulação que permitia a comutação por pacotes ao invés de circuitos, a mesma técnica de transmissão adotada pelo IP da arquitetura TCP/IP.
3.1 GPRS
GPRS é um serviço fornecido pelas operadoras que prove transmissão de pacotes. Essa tecnologia oferece velocidades máximas de dados de 115kbps e um throughput (taxa de transferência) médio de 30 a 40kbps.
Os dados são divididos em pacotes para transmissão, o que favorece os usuários pois provê uma conexão permanente de dados e assim não há necessidade de entrarem 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.
O funcionamento do GRPS consiste no uso de canais TDMA inutilizados para transmissão de dados. Por utilizar comutação de pacotes, vários usuários podem utilizar o mesmo canal. Para multiplexação utiliza-se, para atribuição do canal, as técnicas FDMA e FDD; para a comutação de pacotes, uma multiplexação estatística no domínio do tempo. Cada pacote tem tamanho constante (correspondente ao slot GSM). Para acesso ao meio, utiliza-se, para downlink, um protocolo que distribui os pacotes na ordem em que chegam a Estação Base; para uplink, utiliza-se o protocolo S-ALOHA para reservar o canal durante a fase de contenção e o protocolo utilizado no downlink para transmisão dos dados. O padrão suporta conexões IPv4 e PPP, embora esta última geralmente não esteja disponibilizada pelas operadoras.
É o GPRS que permite a conexão da maior parte dos Smartphones e celulares à Internet e atualmente, é o padrão que oferece a maior cobertura móvel para aparelhos de mão com acesso à internet.
3.2 EDGE
EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) utilize esquemas de modulação e correção de erros diferentes, possibilitando uma taxa de transmissão de dados maior (com limite teórico de 473,6 kbps utilizando 8 slots) e uma conexão mais confiável e robusta. EDGE possibilita a comutação de pacotes, ou seja, pode prover conexão a Internet.
&nbs A implantação do sistema EDGE em infra-estruturas GSM e GRPS e simples. O subsistema de rede não precisa de nenhuma alteração de software ou hardware; a Estação Base requer algumas atualizações e a instalação de transceivers compatíveis com o padrão; os aparelhos, no entanto, precisam ser trocados.
3.3 CDMA-2000 1X
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 144 Kbps. De qualquer forma, o CDMA2000 1X abriu mercado 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 153,6 Kbps.
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.
Na maioria dos casos, os sistemas 2,5G são implementados diretamente sobre as redes 2G existentes. Como resultado, um sistema 2,5G não é uma rede comutada a pacotes “pura”. Na verdade, pacotes de dados são transmitidos sobre redes de circuitos comutados. Redes wireless comutadas puras a pacotes só serão mesmo disponibilizadas com o advento da geração 3G.
4. 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, 144kbps em ambientes móveis, 384kbps em ambientes de pedestres e 2Mbps em ambientes fixos.
4.1 UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service) é baseada em IP e suporta voz e dados em pacotes oferecendo taxas máximas de transmissão de dados de ate 2 Mbps e velocidades médias de 220-320 kbps em movimento. 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.
4.2 CDMA 1XEV-DO
CDMA 1xEV-DO (Evolution, Data-Optimized) é a tecnologia 3G do CDMA, que possui alta performance para transmissão de dados com picos de até 2,4 Mbps. A taxa de transmissão de dados teórica é de 24Mbps e taxa de transmissão média de 300 a 500kbps. Opera em 800 e 1900 MHz.
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.
4.3 CDMA 1XEV-DV
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, uma portadora de 1,25 MHZ é dedicada apenas para dados.
4.4 HSDPA/HSUPA
O HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/HSUPA(High Speed Uplink Packet Access) 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.
Topo
A primeira geração de telefonia móvel era analógica (só transmitia voz) e utilizava a comutação por circuito (canal dedicado). Fazia uso da tecnologia FDMA (Frequency Division Multiple Access), tendo como padrão o AMPS (Advanced Mobile Phone System).
1.1 AMPS
O AMPS foi desenvolvido em 1979 nos Estados Unidos. Foi o principal sistema analógico utilizado no mundo, sendo adotado no Brasil em 1991. Utiliza o FDMA, onde a banda é dividida em radio freqüências (modulação FM), e exige na transmissão um par de canais, para transmitir e receber. Trabalha na faixa de 800MHz e já contava com handoff e roaming.
2. SEGUNDA GERAÇÃO (2G)
Com o sistema analógico chegando ao seu limite de capacidade, veio a necessidade de sistemas digitais. Dentre as vantagens sobre os analógicos destacam-se: a codificação digital de voz mais poderosa, maior eficiência espectral, melhor qualidade de voz, facilidade de comunicação de dados e a criptografia. O sinal passa a ser digital, mas a tecnologia de rede ainda é a comutação de circuitos, assim como na Primeira Geração. A primeira tecnologia 2G implantada o Brasil foi o TDMA, logo em seguida o CDMA, que evoluiu para o GSM.
2.1 TDMA
Tem como características a operação na freqüência de 800MHz; a divisão dos canais de freqüência em até 6 intervalos de tempo diferentes e o controle de interferências, com cada usuário usando um espaço específico. Cada portadora TDMA (Time Division Multiple Access) (AMPS) possui a largura de 30KHz.
Aproximadamente 4,5 milhões de pessoas ainda utilizam celulares TDMA no Brasil. Entretanto, há previsão para que essa tecnologia seja extinta comercialmente a médio prazo, uma vez que as operadoras já migraram para o padrão GSM ou CDMA.
2.2 CDMA
Diferente das tecnologias utilizadas até então, o CDMA (Code Division Multiple Access) defendia a técnica de espalhamento espectral (spread spectrum), na qual, para um determinado canal, seria usada toda a largura de banda disponível (1,23MHz), muitas vezes maior do que necessária, a princípio, para a transmissão de um único sinal.
A vantagem é que uma vez que diversos assinantes podem utilizar exatamente a mesma banda e simultaneamente, a diferenciação entre cada assinante no sistema CDMA é feita por códigos especiais associados a cada transmissão, do móvel para a Estação Base e da Estação Base para o móvel. Cada ligação em andamento possui um código específico, não ocorrendo o uso do mesmo código para ligações diferentes e permitindo a separação eficiente entre todas as chamadas que estão utilizando a mesma banda. A capacidade máxima alcançada depende, entre outros fatores, principalmente do controle de potência de cada chamada e dos sinais interferentes. Quanto menor a potência, maior é a capacidade (número de chamadas simultâneas) do sistema.
Essa tecnologia opera nas freqüências de 800 e 1900 MHz e compete diretamente com a GSM.
2.3 GSM
Tecnologia que foi desenvolvida na Europa e adotada em boa parte do mundo, seu diferencial é o uso de cartões de memória SIM (Subscriber Identity Module) nos aparelhos, o que possibilita mobilidade terminal, ou seja, levar as características do assinante para outro aparelho ou rede GSM.
Opera nas faixas de 850, 900, 1800 e 1900 MHz e utiliza uma combinação das técnicas de acesso FDMA e TDMA onde uma portadora de Rádio Frequência do GSM (ARFCN) possui largura de banda de 200kHz que, por meio da técnica TDMA, é subdividida em oito intervalos de tempo. Dessa forma, até 8 conversações simultâneas compartilham uma única portadora ou canal de 2 x 200kHz.
Diversos serviços foram disponibilizados com a tecnologia GSM. Dentre eles: SMS para mensagens de texto, GPRS para transmissão de pacotes de dados, encaminhamento de chamadas, bloqueio de chamadas recebidas ou efetuadas, configuração sobre o ar (OAT – over the air, isto é, configuração remota do aparelho), broadcast de célula, localização do terminal, AoC (Advice of Charge) para controle pelo usuário do custo das chamadas, chamada em espera, teleconferência, restrição da identificação da chamada, CUGs (Closed User Groups ) e ECT (Explicit Call Transfer).
No Brasil é a tecnologia líder de mercado, responsável por mais de 100 milhões de acessos e ainda em expansão.
3. ENTRE GERAÇÕES (2,5G)
Seu grande diferencial foi uma técnica avançada de modulação que permitia a comutação por pacotes ao invés de circuitos, a mesma técnica de transmissão adotada pelo IP da arquitetura TCP/IP.
3.1 GPRS
GPRS é um serviço fornecido pelas operadoras que prove transmissão de pacotes. Essa tecnologia oferece velocidades máximas de dados de 115kbps e um throughput (taxa de transferência) médio de 30 a 40kbps.
Os dados são divididos em pacotes para transmissão, o que favorece os usuários pois provê uma conexão permanente de dados e assim não há necessidade de entrarem 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.
O funcionamento do GRPS consiste no uso de canais TDMA inutilizados para transmissão de dados. Por utilizar comutação de pacotes, vários usuários podem utilizar o mesmo canal. Para multiplexação utiliza-se, para atribuição do canal, as técnicas FDMA e FDD; para a comutação de pacotes, uma multiplexação estatística no domínio do tempo. Cada pacote tem tamanho constante (correspondente ao slot GSM). Para acesso ao meio, utiliza-se, para downlink, um protocolo que distribui os pacotes na ordem em que chegam a Estação Base; para uplink, utiliza-se o protocolo S-ALOHA para reservar o canal durante a fase de contenção e o protocolo utilizado no downlink para transmisão dos dados. O padrão suporta conexões IPv4 e PPP, embora esta última geralmente não esteja disponibilizada pelas operadoras.
É o GPRS que permite a conexão da maior parte dos Smartphones e celulares à Internet e atualmente, é o padrão que oferece a maior cobertura móvel para aparelhos de mão com acesso à internet.
3.2 EDGE
EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) utilize esquemas de modulação e correção de erros diferentes, possibilitando uma taxa de transmissão de dados maior (com limite teórico de 473,6 kbps utilizando 8 slots) e uma conexão mais confiável e robusta. EDGE possibilita a comutação de pacotes, ou seja, pode prover conexão a Internet.
&nbs A implantação do sistema EDGE em infra-estruturas GSM e GRPS e simples. O subsistema de rede não precisa de nenhuma alteração de software ou hardware; a Estação Base requer algumas atualizações e a instalação de transceivers compatíveis com o padrão; os aparelhos, no entanto, precisam ser trocados.
3.3 CDMA-2000 1X
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 144 Kbps. De qualquer forma, o CDMA2000 1X abriu mercado 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 153,6 Kbps.
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.
Na maioria dos casos, os sistemas 2,5G são implementados diretamente sobre as redes 2G existentes. Como resultado, um sistema 2,5G não é uma rede comutada a pacotes “pura”. Na verdade, pacotes de dados são transmitidos sobre redes de circuitos comutados. Redes wireless comutadas puras a pacotes só serão mesmo disponibilizadas com o advento da geração 3G.
4. 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, 144kbps em ambientes móveis, 384kbps em ambientes de pedestres e 2Mbps em ambientes fixos.
4.1 UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service) é baseada em IP e suporta voz e dados em pacotes oferecendo taxas máximas de transmissão de dados de ate 2 Mbps e velocidades médias de 220-320 kbps em movimento. 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.
4.2 CDMA 1XEV-DO
CDMA 1xEV-DO (Evolution, Data-Optimized) é a tecnologia 3G do CDMA, que possui alta performance para transmissão de dados com picos de até 2,4 Mbps. A taxa de transmissão de dados teórica é de 24Mbps e taxa de transmissão média de 300 a 500kbps. Opera em 800 e 1900 MHz.
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.
4.3 CDMA 1XEV-DV
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, uma portadora de 1,25 MHZ é dedicada apenas para dados.
4.4 HSDPA/HSUPA
O HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/HSUPA(High Speed Uplink Packet Access) 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.