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Apresentação sobre 4G do IFCE
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Tecnologia 4G
Kleber Bernardo2011
Comunicação Móvel
A Evolução da Internet na década de 90
Ascensão das tecnologias 2G, 2.5G e 3G
Maior necessidade de tráfego de dados do que de voz
Evolução tecnológicas dos aparelhos e técnicas de modulação de sinal
Contexto Histórico
Dispositivos móveis de grande poder tecnológico: Smartphones, Tables,
Netbooks, etc.
•Lançamento de novos aparelhos quase que diariamente
•Agregação de serviços e produto
•Forte apelo às redes sociais
Mercado com grande
crescimento
Necessidade das pessoas sempre ficarem “conectadas”
Contexto Histórico
O gargalo de tráfego de dados por uma boa tecnologia sem fio
Planos de tráfego de dados são bem caros em comparação com os serviços de banda larga fixa
Deficiência no uso do espectro
Trafego de voz compensa mais financeiramente que o tráfego de dados para as operadoras de serviços
Falta de homogeneidade dos sistemas de modulação e de largura de banda
Principais Problemas
Sem suporte eficiente para serviços em tempo-real
Experiência do usuário deficiente
Velocidades de transmissão e recepção muito distante do ideal para o crescente volume de dados
Principais Problemas
Não está totalmente definida, mas já existem serviços ofertados
Veio para refinar o uso dos espectro do sinal, dando maior eficiência ao sistema
É baseada na tecnologia IP, preocupação voltada para a rede de pacotes
Flexibilidade de banda, facilitando as integrações de roaming internacionais
Compatível com a família 3GPP – 2G, 3G
O que é 4G?
Melhor experiência do usuário, enriquecido com a interatividade com multimídias digitais e serviços em
tempo-real
Maior cobertura da célula, diminuindo os custos com infraestrutura
Maiores taxas de transmissão, atingindo a escala dos Giga bits
O que é 4G?
Promete ser uma grande revolução no uso de equipamentos móveis para o acesso a Internet
Maior oportunidade de oferta de serviços Web
Princípio do “Anytime Anywhere”
O que é 4G?
•Celular 4G•Serviços e
Aplicações•WLAN•Tecnologias
Wireline•Digital Broadcast
– HDTV, IPTV, VoD, etc.
•IMT-2000
Ecossistema diversificado baseados na tecnologia IP
Ecossistema 4G
SDR – Software Defined Radio
OFDM – Orthogonal frequency-division mutiplexing - Multiportadora
MIMO – Multiple Input and Mutiple Output
UMTS como padrão
Tecnologias Envolvidas
TD-SCDMA – padrão desenvolvido na China
LTE – Long Term Evolution
WiMax
Tecnologias Envolvidas
LTE é o padrão desenvolvido pela 3GPP, juntamente com grandes empresas. Promete curar o GSM/CDMA que fragmentou a industria
LTE usa OFDM e MIMO. Primeiro serviço LTE foi oferecido pela TeliaSonera em Dezembro de 2009, na Escandinávia. Há grande
interesse pelo uso dessa tecnologia em grandes empresas de telefonia móvel e de serviços de telecomunicações
WiMax é um padrão da IEEE (802.16e) e do WiMax Forum. O início de seu uso comercial teve início em 2006 na Coréia do Sul.
LTE e WiMax
Tecnologia 4G em forte expansão
Interesse de oferta do serviço em mais de 150 operadoras em todo o mundo.
Melhor custo-benefício para o tráfego de dados
Expectativa de explosão de usuários e serviços em 2012 e 2013
O Poder do LTE
Comparativo do tráfego de dados e voz com o custo gerado
O Poder do LTE
Downloads de 326,4 Mbps e Uploads de 86,4 Mbps
Tempo de resposta em 10 milissegundos
Área de cobertura da célula de 100 Km, algumas operadoras cogitam até 200 Km
Custo do bit trafegado é muito menor que nas gerações anteriores
O Poder do LTE
Eficiência no uso do espectro de sinal, que varia de 1,4 MHz à 20 MHz (ou 40 MHz) dependendo do
serviço e da disponibilidade
Opera em faixas de frequência de 700 MHz à 2.6 GHz (previsão para o uso de 3.5 GHz)
Utilizada tanto FDD quanto TDD e a transmissão e recepção são assíncronas. FDD para downlink e TDD para
uplink
O Poder do LTE
Exemplo de uso do espectro
O Poder do LTE
Características que facilitam o roaming internacional, obedece o princípio de “Anytime,
Anywhere” e seu tempo de resposta é melhorado
Retrocompatibilidade com tecnologias anteriores a partir da 2G. Permite o processo de handoffs, por
exemplo
O Poder do LTE
Estrutura EPC
Arquitetura LTE - EPC
•MME - Mobile Management Entity: é o plano de controle e gerencia de estados, autenticador, mobilidade com nós 3GPP (2G/3G), roaming, etc.
•SGW – Service Gateway: encaminhar e roteia pacotes de e para eNodeB e PGW. Serve como uma âncora para handovers e roaming entre os sistemas 3GPP.
Elementos presentes
nessa arquitetura
Arquitetura LTE - EPC
•PGW – Package Data Network Gateway: atua como interface entre as redes LTE e a rede de pacotes como a Internet ou redes IMS baseadas em SIP (fixo e móveis). Responsável pela atribuição do IP, melhor esforço, inspeção dos pacotes. Serve também como integração entres sistemas 3GPP e não-3GPP;
•ePDG - Evolved Package Data Gateway: responsável pela interligação entre EPC e as redes não-3GPP.
Elementos presentes
nessa arquitetura
Arquitetura LTE - EPC
WiMaxBaseado em IP com modulação
OFDMA usada em uplink e downlink.
Mais de 500 operadores cobrindo mais de 620 milhões de usuários em
147 países.
Possui suporte apenas a TDD, nas bandas de 2.3 GHz, 2.5 GHz e 3.5
GHz. Novas bandas podem ser adicionadas no futuro.
LTEBaseado em IP com modulação OFDMA
usada em downlink e SC-FDMA em uplink.
Poucas redes comerciais para FDD LTE com poucos usuários. Espera-se aumentar
esse número a partir de 2011.
Suporta TDD e FDD. TD-LTE largura de banda de 1.8 GHz a 2.6 GHz (possível
inclusão de 3.5 GHz no futuro). LTE FDD largura de banda de 700 MHz a 2.6 GHz.
LTE x WiMax
LTEGrande market share a longo prazo, com
melhor oportunidades para roamings internacionais e nacionais.
Padronizado pelo 3GPP com apoio de fabricantes e grandes operadoras.
Poderoso ecossistema com forte suporte das operadores e fabricantes, grande opções de escolha de equipamentos.
WiMax
Pouca complexidade para soluções rurais que não precise de
roaming com sistemas 3GPP.
Padronizado pelo IEEE e WiMax Forum, apoiados por fabricantes.
Maior interoperabilidade entre fabricantes, mas com pouca diversidade de aparelhos.
LTE x WiMax
WiMax
Próxima versão do WiMax: WiMax2 é esperado em
2012.
Suporta cenários fixos, nômades e móveis.
LTELTE Advanced será a próxima
versão do LTE e ainda está em desenvolvimento.
Mobilidade em mente, mas poderia suportar cenários fixos
LTE x WiMax
Essas duas tecnologias podem trabalhar em conjunto para oferecer ótimos
serviços 4G
Uma arquitetura mista é viável e estimulada, já que o WiMax saiu na frente
do LTE
LTE x WiMax
Exemplo de Arquitetura LTE + WiMax
Resumindo 4G