Upload
phamdat
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Redes de Acesso em Banda Larga
1 – WWANs
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 222
Tecnologias de acesso wireless em banda larga
PDAsTelefones celulares
Ponto-multipontoÚltima milha
Redes corporativas
Par a parDispositivo a dispositivo
Aplicações
Área urbana, suburbana e
ruralÁrea urbana50 – 100 m10 mAlcance
10K a 2 Mbps> 22 Mbps2 a 54 Mbps< 1MbpsVelocidade
GSM/GPRSCDMA
3G
MMDS LMDS
802.16 BWA
HyperlanHyperlan2
802.11 (WiFi)
InfraredBluetooth
802.15 (WiMedia)Padrões
WWANWide AreaNetwork
WMANWireless Metropolitan
Area Network
WLANWireless Local Area Network
WPANWireless Personal
Area Network
2
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 333
O Conceito Celular
Para aumentar o número de canais disponíveis evitando interferências:
Reuso de freqüências em áreas geográficas suficientemente distantes para evitar (limitar) a interferência co-canal.
Idéia simples e antiga (Bell -1950) antes limitada pela complexidade do sistema de controle, hoje viabilizada pelo uso de computadores nos terminais (móveis ou fixos).
65
34
72
16
5
34
72
1
65
34
72
1
65
34
72
1
65
34
72
1
65
34
72
1
65
34
72
1
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 444
Propagação em regiões urbanizadas
TRT
médiaR Pd
)ourbanizaçã,f,h,h(fP γ=
52 ;AdP -Rmédia
≤≤= γγ
3
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 555
Interferência em sistemas celulares
6q
RD
1IC
DD Rd
teinterferenor transmissao distânciaDdesejadoor transmissao distânciadDAI dAC
teinterferen alsinI desejado sinalC
;I
CIC
6
1k
k
k
kk
kN
1kk
I
γ
=
γ−
γ−γ−=
=
≅
≅≅
==
×=×=
==
=
∑
∑
interferência ERB-móvel (downlink)interferência móvel-ERB (uplink)
primeiro anel
célulainterferente
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 666
C/I vs Capacidade de Tráfego
0
5
10
15
20
25
30
N
deci
béis
0
20
40
60
80
100
120
140
Erla
ngs
ou n
úmer
o de
can
ais
C/I (dB) 11.3 13.8 18.6 20.8 23.3 24 25.8 27.3
Capacidade (Erlangs) 119 86 46 34 24 21.9 16.6 13.2
Canais/célula 131 98 56 43 32 30 24 20
3 4 7 9 12 13 16 19
M=395 γ=4 G.O.S.=2%
4
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 777
Elementos do Sistema Celular
BS/ERB - estação rádio base (ERB)MSC/CCM - Centro de controle móvelPSTN/RTPC - Rede de telefonia pública comutada
6 5
347
216 5
347
21
6 5
347
21
6 5
347
21
65
347
21
6 5
347
21
65
347
21Área de
Serviço 1
Área deServiço 2
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 888
MSC
MSC
RBS
PSTN ISDN
VLR HLR EIR
VLR AuC
MS
Um A
E Ai Di
B FC
HG
AuC - Autentication CenterRBS - Radio Base stationMS - Mobile StationEIR - Equipment Identity RegisterHLR - Home Location RegisterMSC - Mobile Switching CenterPTSN - Public Telephone SwitchedNetworkVLR - Visitor Location RegisterISDN - Integrated Service Digital Network
Ai- Protocolo TUP / ISUP (CC7)B, C, G e H - Protocolo IS-41 (SS7)Di - ISUP (CC7)E - IS-41 (SS7), TUP/ISUP (CC7)F - Não Definido A - Protocolo proprietário dos fabricantes (semelhante ao IS-41)Um - Interface Rádio / Protocolos AMPS, IS-136, IS-95 etc.
Interfaces de Sinalização
5
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 999
Padrões para Interface Rádio - 1G e 2G
AMPS Padrão analógicoTrabalha na faixa de 800 MHz30 kHz de espaçamento entre as portadoras1 canal de tráfego por portadora (FDMA)
TDMA IS-136 (D-AMPS)Padrão digital desenvolvido para coexistir com o AMPSTrabalha nas faixas de 800 e 1900 MHz30 kHz de espaçamento entre as portadoras3 canais de tráfego por portadora (Full Rate) (TDMA/FDMA)
GSMPadrão digital utilizado na Europa.Trabalha nas faixas de 900, 1800 e 1900 MHz200 kHz de espaçamento entre as portadoras8 canais de tráfego por portadora (TDMA/FDMA)
CDMA IS-95Padrão digital desenvolvido pela QualcommTrabalha nas faixas de 800 e 1900 MHzUtiliza a técnica do Spread Spctrum com espaçamento de 1,25 MHz entre as portadoras.Até 128 canais de tráfego (teórico) por canal de RF
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 101010
AMPS
Sistema analógico utilizado no BrasilPadronizado pela norma EIA/TIA 553Utiliza padrão de acesso FDMAAté 832 canais de voz com modulação FM e espaçamento de 30 kHz entre as portadorasOs canais de controle são digitais com modulação FSK de +- 8kHz a 10 kbpsNos canais de voz também trafegam informações de controle digitais utilizando a técnica do Blank and Burst.
6
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 111111
D-AMPS IS-54
Sistema digital desenvolvido para coexistir com o AMPSUtiliza padrão de acesso TDMA/FDMATrabalha na faixa de 824 - 894 MHzSuporta 3 canais de tráfego por canal de RF (modo Full Rate)Até 832 canais de RF com espaçamento entre as portadoras de 30 kHzOs canais de controle são digitais com modulação FSK de +- 8kHz a 10 kbps, exatamente igual ao AMPSOs canais de voz são digitais com modulação π/4DQPSK a uma taxa de 48,6 kbps. Cada usuário transmite a uma taxa de 16,2 kbps. A versão mais recente segue a norma EIA/TIA/IS-54-BRequisitos mínimos para operação da EM dual mode (analógico e digital) estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-55-ARequisitos mínimos para operação da ERB estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-56-A
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 121212
D-AMPS IS-136
Evolução do sistema D-AMPS IS-54A principal diferença para o IS-54 foi a criação de um canal de controle mais sofisticado que usa técnica de acesso TDMA e modulação π/4DQPSK Trabalha nas faixas de 824 - 894 MHz e 1900 MHz A norma se divide em EIA/TIA/IS-136.1 e EIA/TIA/IS-136.2. A primeira especifica o canal de controle digital e a segunda os canais de tráfego analógicos e digitaisSuporta 3 canais de tráfego por canal de RF (modo Full Rate)Os canais de voz são digitais com modulação π/4DQPSK a uma taxa de 48,6 kbps. Cada usuário transmite a uma taxa de 16,2 kbps.Até 832 canais de RF com espaçamento entre as portadoras de 30 kHzRequisitos mínimos para operação da EM dual mode (analógico e digital) estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-137Requisitos mínimos para operação da ERB estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-138
7
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 131313
GSM
Utiliza técnicas de acesso TDMA e FDMA (NB-TDMA)TDMA de 8 time slots
Time slots de 576,9 µsQuadros de 4.615 ms
Canais de 200 KHz (124 no GSM 900 e 374 no DCS 1800)Designados por um Absolute Radio Frequency Channel Number (ARFCN) Taxa de 270,833 kbit/s
Duplexação por FDDBandas de 25 MHz (GSM 900) e 75 MHz (DCS 1800)Espaçamento downlink/uplink de 45 MHz (GSM 900) e 95 MHz (DCS 1800)
Modulação GMSKGaussian minimum shift keying: Modulação especial em FM utilizando pulsos gaussianos
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 141414
Evolução do GSM
HSDSC (high Speed Circuit Switched Data)Permite alocar mais de um time slot por usuárioMantém a comutação por circuitos
GPRSComutação por pacotesUm usuário pode utilizar mais de um time slotDiversos usuários podem ocupar um mesmo time slot (multiplexados no tempo)
EDGEGPRS com modulações 8-PSK além da GMSK
8
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 151515
Funciona na rede GSM existenteDados comutados em pacotesMultiplexação de vários usuários em um canalProcedimentos novos de transmissão e sinalizaçãoTaxas de dados altas - 171.2 kbps (máx. teórico)Tarifação baseada no throughput (transferência de dados)Um canal físico só é atribuído quando for necessário transmitir ou receber dados.Os canais físicos podem ser compartilhados entre diferentes usuários móveis
Características do GPRS
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 161616
GSM/GPRS - Arquitetura
PSTN
Packet Data Network
PDNBTS
BSC
PCU
GMSC
SGSN
GGSN
MSC/VLR
GPRS traffic and signaling
Circuit switched traffic A
Gb
Gs
Gn
Gi
Gr
Gc
MAP
MAP
HLRAUCGPRS
register
9
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 171717
Elementos da rede GPRS
PCU (Packet Control Unit): unidade de gerenciamento de pacotes na BSC.SGSN (Serving GPRS Support Node): responsável pelaentrega de pacotes de dados dentro de uma mesma área de serviços.GGSN (Gateway GPRS Support Node): interface entre o backbone GPRS e a rede externa de pacotes. Convertepacotes vindos do SGSN no protocolo de pacote de dados (PDP) apropriado à rede externa (IP ou X25) e direcionapacotes entrantes das redes externas ao endereço GSM apropriado através do SGSN. O GGSN também executa as funções de autenticação e bilhetagem.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 181818
Backbone GPRS
Os GSN são conectados por backbones GPRS baseado em IP que utiliza o Protocolo de Tunelamento GPRS (TGP).
Backbone Intra-PLMN: rede privada IP dos provedores da rede GPRS que conecta os GSN da mesma PLMS (Public Local Mobile Network).
Backbone Inter-PLMN: conecta os GSN de diferentesPLMN (envolve acordo de roaming entre osprovedores das redes).
10
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 191919
Backbone GPRS
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 202020
Serviços
Serviço PTP (Point-to-Point)Transferência de pacotes entre dois usuáriosPTP-CLNS: não orientado a conexõesPTP-CONS: orientado a conexões
Serviço PTM (Point-to-Multipoint)Transferência de pacotes de um usuário para váriosusuáriosPTM-M
Utiliza serviços multicastPacotes são difundidos em uma área geográfica
PTM-GPacotes são enviados a um grupo de usuáriosPacotes são enviados para as áreas onde existem usuários destegrupo
11
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 212121
Aplicações
ComunicaçãoAcesso IntranetAcesso InternetE-mail e fax
Serviços de valor agregadoServiços de infromação (SMS)Jogos
E-commerceVendas em geralTransações bancárias
Aplicações baseadas em localizaçãoNavegaçãoCondições de tráfegoLocalização
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 222222
Qualidade de serviço
Diferentes serviços tem diferentes requisitos de retardo máximo (delay), taxa de erro e vazão, o quegera diferentes classes de Qualidade de Serviço(QoS).MPLS (Multiprotocol Label Switching): protocolopara suporte a QoS em redes IP que pode ser usadocomo alternativa em redes móveis 2G e 3G.Outros protocolos que estão sendo consideradospara prover QoS em redes IP (IntServ e DiffServ) apresentam dificuldades de implementação nasredes GPRS devido ao tunelamento.
12
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 232323
Uso de comutação por circuitos e pacotes
Classe A: opera simultaneamente nas redes
GSM e GPRS
Classe B: similar ao classe A, porém não
suporta tráfego simultâneo
Classe C: opera na rede GSM ou na GPRS de
cada vez
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 242424
Conexão, desconexão
GPRS attach
A rede verifica se usuário é autorizado, copia seu perfil do
HLR para o SGSN e cria uma identidade temporária de
autorização do móvel usuário (P-TMSI).
GPRS dettach
Pode ser iniciado pelo móvel ou pela rede (SGSN ou HLR)
13
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 252525
Gerenciamento de pacotes
Gerenciamento de sessãoApós o GPRS attach a EM recebe um PDP (Packet Data Protocol Address);
Para cada sessão é criado um contexto PDP que inclui o PDP address, a QoS requerida e o endereço da GGSN.
Procedimento:A MS solicita a ativação de um contexto PDP ao SGSN;
O SGSN envia o pedido ao GGSN responsável;O GGSN cria o contexto e envia uma mensagem de confirmaçãoao SGSN que a registra e repassa à EM.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 262626
Gerenciamento de pacotes
14
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 272727
Gerenciamento de localização
O MS envia mensagens de atualização de localizaçãoao SGSN
Se forem muito infrequentes é necessário fazer paging para a entrega de muitos pacotes, o que aumenta o retardo;Se forem muito frequentes há excessivo consumo de capacidade no up-link e bateria do móvel.
Para gerenciar a localização utiliza-se um modelo de estados:
Idle – nenhuma atualização é feita;Ready – a MS informa seu movimento entre células; Stand by – a MS informa seu movimento entre RAs (routing areas, compostas por várias células.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 282828
Diagrama de estados
15
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 292929
Codificação de canal
172,4 kbps86,2 kbps21,55 kbpsCS4
126 kbps63 kbps15,75 kbpsCS3
108,4 kbps54,2 kbps13,55 kbpsCS2
76,3 kbps36,8 kbps9,2 kbpsCS1
8 slots4 slots1 slotEsquemas de codificação de canal
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 303030
O conceito CDMA
Frequência
Tempo
Frequência
Tempo
Frequência
Tempo
Código
Usuário 1
Usuário 2
Usuário 3
Usuário 4
FDMA
CDMA
TDMA
16
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 313131
CDMA FH-SS
frequência
tempo
usuário 1
usuário 4
usuário 6
usuário 5
usuário 3
usuário 2
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 323232
CDMA FH-SS – A primeira patente
Hedy Lammar
George Antheil
17
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 333333
CDMA DS-SS
m1
c1
m2
c2
m1 c1
m2 c2
canal
c2
c1
integrador decisor
integrador decisor
m1
m2
A
A
A
B
B
C
C
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 343434
CDMA DS-SS
Recuperação do sinal de informação do
usuário 1
fSinal de informação
Usuário 1
f
Sinal de informaçãoUsuário 2
f
f
Sinal espalhado (CDMA)Usuário 1
f
Sinal espalhado (CDMA)Usuário 1
Sinal transmitido(CDMA)
f
Sinal recebido(CDMA)
f
Recuperação do sinal de informação do
usuário 2
f
Transmissão Recepção
18
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 353535
Rejeição de interferência de faixa estreita
Sinal recebido = sinal CDMA +
sinal interferente
ff
Sinal espalhado (CDMA)
Sinal recebido após aaplicação do código
f
transmissão recepção
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 363636
Códigos para CDMA
Para que o esquema descrito funcione, as
seqüências ou códigos, utilizados para espalhamento
do espectro devem:
ser ortogonais (correlação cruzada zero)
ser de natureza pseudo-aleatória (igual número de 1s e -
1s, ou diferença por 1 bit)
ter auto-correlação normalizada igual a 1
19
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 373737
Códigos ortogonais
Função correlação
Caso discreto
onde
Auto-correlaçãonormalizada:
Exemplo:
∫=T
xy dttytxR0
)()()0(
∑=
==l
iii
Txy yxyxR
1)0(
)( 21 lT xxxx LL= )( 21 l
T yyyy LL=
)1111( −−=Tx )1111( −−=Ty
∑=
==l
iii
Txx xx
llxx
lR
1
1)0(
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 383838
Código Walsh – Matriz de Hadammard
-1 -1
-1 1H2 =
-1 -1
-1 1
-1 -1
-1 1
-1 -1
-1 1
1 1
1 -1
H4 =
W0 = -1 -1 -1 -1
W1 = -1 1 -1 1
W2 = -1 -1 1 1
W3 = -1 1 1 -1 IS-95 - Matriz de ordem 64
20
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 393939
Código Walsh
Necessidade de SINCRONIZAÇÃOUsado só no enlace direto (Foward link - Radio base para estação móvel)
ERBs recebem sincronia de uma de rede sincronia independente (Ex.: GPS)Móveis recebem das ERBs pelos canais piloto e de sincronismo a referência de sincronismo
Não pode ser usado no enlace reverso por falta de sincronização
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 404040
Código P N
Est. 1 Est. 2 Est. 3
SomadorEstágio inicial
[1, 0, 1]Shift Est. 1 Est.2 Est 3 Saída
0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 2 1 1 1 1 3 0 1 1 1 4 0 0 1 1 5 1 0 0 0 6 0 1 0 0 7 1 0 1 1
3
N flip flopsL = 2N - 1
21
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 414141
Código P N
7
-1SHIFT0 7 14
Autocorrelação
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 424242
Controle de PotênciaEnlace reverso
PtPR,1 PtPR,2
f
S/N
22
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 434343
Controle de PotênciaEnlace reverso
Pt,1 PR Pt,2PR
f
S/N
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 444444
Soft Handoff
Central decomutação
móvel
Receptor Rake
Quadro demodulado
Quadro demodulado
23
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 454545
Softer Handoff
Central decomutação
móvel
Receptor Rake
Quadro demodulado
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 464646
Receptor Rake
24
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 474747
O Conceito 3G
Altas taxas de transmissãoAté 2 Mbits/s em redes locais com baixa mobilidade e comutação por pacotesAté 384 Kbits/s em áreas amplas com alta mobilidade e comutação por circuitos
Múltiplos serviços com diferentes classes de Qualidade de Serviço (QoS) Cobertura mundialCompatilibidade e interoperabilidade entre padrões
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 484848
Qualidade de serviço (QoS)
Classe Conversacional: baixo retardo (400 ms máximo) e tráfego simétrico
Aplicações: voz, video telefonia e video games.
Classe streaming: Streaming: técnica de transferência de dados de modo a garantir o processamento (reprodução) de forma contínua.
Aplicações: streaming multimídia.
Classe interativaInternet e jogos em rede.
Classe backgroundRecebimento de dados (por exemplo e-mail) em background.
25
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 494949
Classe Conversacional
Dedicada às aplicações mais sensíveis ao atraso (que operam em tempo real);As conversações em tempo real são caracterizadas pelo fato de que o atraso fim-a-fim é baixo e o tráfego é simétrico (ou quase);Principais aplicações:- o serviço de voz sobre bearers comutados a circuitos;- um grande número de novas aplicações está surgindo, como voz sobre IP e vídeo-telefonia;Única que requer características estritamente impostas pela percepção humana.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 505050
Classe Streaming
Multimedia streaming: técnica para transferência de dados, de modo que sejam processados como um fluxo contínuo e fixo;Com streaming, o browser pode começar a mostrar os dados antes mesmo de todo o arquivo ser transmitido;Aplicações streaming são muito assimétricas e, por isso, mais tolerantes a atrasos que os serviços conversacionais simétricos;
Isso implica também em maior tolerância ao jitter nas transmissões - o jitter pode ser facilmente suavizado através do uso de buffers;Exemplos de aplicações: serviços de vídeo sob demanda e broadcast de vídeo na Internet (web broadcast).
26
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 515151
Classe Interativa
Aplica-se àquelas situações em que o usuário final está on linerequisitando dados de um equipamento remoto;Uma característica deste tráfego é que sempre há uma entidade esperando por uma resposta durante um certo tempo - um dos parâmetros mais importantes é o atraso fim-a-fim;Exemplos:- Web browsing;- Consulta à base de dados;- Acesso ao servidor.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 525252
Classe de Background
Aplicada àqueles serviços nos quais o atraso na transmissão não é crítico:- entrega de e-mails;- SMS (Short Message Service);- download de base de dados;Este tipo de tráfego é largamente caracterizado pelo fato de que o destino não está esperando os dados dentro de um certo tempo, como ocorre na classe interativa;É a classe com menos sensibilidade ao atraso.
27
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 535353
Faixas de frequência
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 545454
Tecnologias de 3a. Geração
Tecnologias CDMAWCDMA modo FDD (UTRA FDD): DS-SS FDDCDMA 2000: DS-SS multiportadora (evolução do CDMAone, padrão IS-95)WCDMA modo TDD (UTRA TDD): DS-SS TDD
Tecnologias TDMAEDGE: TDMA faixa estreitaW-TDMA: TDMA faixa larga
28
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 555555
Migração de 2ª para 3ª Geração
EDGE
CDMAIS-95-A
PDCGSM
CDMA 1xRTT
3GPP2
W-CDMA(UMTS) EDGE
EDGE
CDMAIS-95-B HSCSD
GPRS
IS-136 2G
2.5G
3G1xEV-DO
1xEV-DV3GPP
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 565656
SMS
Credit CardVerificationTelemetry
Fax
IntegratedMessaging
RemoteOfficewww
m-commerceWirelessPostcard
Multimedia wwwLarge
ftp
Video/Multimedia Conference
Limited Broadcast
Video
NetworkedComputing
<14.4kbps 44-64kbps 144kbps 384kbps 2MbpsMas
s Mar
ket D
eman
d (5
yea
r vie
w)
Serviços e taxas de transmissão
29
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 575757
3G – a bolha
Newsweek - May 28,2001
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 585858
Reversão da queda da ARPU
ARPU
Time
Voz
Canais de contéudo
Unified Messaging
Source: Microsoft
M-Commerce
30
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 595959
Tecnologia EDGE
Mesma taxa de símbolos do GPRS mas taxa de bits até 3 vezes maior com modulação 8-PSK.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 606060
Esquemas de CodificaçãoNove esquemas de codificação (MCS1 até MCS9).Cada utiliza diferentes de códigos corretores de erros, que são otimizados para diferentes condições de propagação.MCS1 até MCS4 utilizam GMSK, MCS5 até MCS9 utilizam 8PSK.
31
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 616161
WCDMA - Características gerais
Método de acesso: DS-CDMA;Chaveamento entre transmissão e recepção : FDD (dois canais de 5MHz) ou TDD;Sincronização da ERB: Operação assíncrona;Chip Rate: 3,84 Mchip/segundo;Duração de frame: 10 mseg;Multiplexação de serviços : Múltiplos serviços com diferentes QoS multiplexados em uma mesma conexão;Múltiplas taxas de transmissão;Deteção coerente, tanto em uplink quanto em downlink, utilizando símbolos piloto.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 626262
WCDMA - Características gerais
Por se tratar de um sistema de banda larga (cerca de 5MHz de banda), pode-se suportar elevadas taxas de transmissão, bem como se obtém alguns benefícios tais como maior capacidade de se empregar diversidade por multipercurso, etc;WCDMA suporta operação assíncrona da ERB (diferente do IS-95 que depende de sincronização através da recepção e processamento de sinais GPS). O fato de não requerer a recepção de GPS permite ao WCDMA ter ERBs indoor mais facilmente;WCDMA suporta altas variações de taxas de transmissão (o que permite a alocação de largura de banda sob demanda). Frames de 10 ms são alocados para cada usuário, nos quais as taxas de transmissão são mantidas constantes, podendo ser ajustadas a cada novo frame.
32
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 636363
Alocação de banda no WCDMA
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 646464
WCDMA - Arquitetura do Sistema
O UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) é composto por
um conjunto de elementos lógicos de rede. Funcionalmente, estes
elementos são agrupados em :
UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network, que trata de todas as
funcionalidades da parte rádio;
CN : Core Network, responsável pela comutação e roteamento de chamadas e
pela conexão a redes externas;
UE : User Equipment, terminal de interface do sistema com o usuário.
33
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 656565
WCDMA - Arquitetura do Sistema
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 666666
Camadas (Layers) da UTRAN
34
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 676767
Harmonização EDGE/ WCDMA
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 686868
IS-95B
Possibilidade de um usuário que queira transmitir dados receber até oito canais
de tráfego momentaneamente 76,8 kbps ou 115,2 kbps
O usuário entra em um modo de transmissão de dados que possui dois estados:
“dormant”: conectado por apenas um canal de tráfego canal fundamental
ativo recebe até 7 canais suplementares (pode ser de forma assimétrica)
35
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 696969
CDMA2000 1x
CDMA2000 1X pode dobrar a capacidade de voz de redes de cdmaOne e pode
entregar pacotes de dados a taxas de até de 307 kbps para usuários móveis;
O CDMA2000 1X tem a capacidade para suportar voz e dados em uma mesma
portadora, tendo um custo viável para operadoras sem fio;
Melhoria da Capacidade para Transmissão de Voz;
Aumento do Tempo de Vida das Baterias;
Novos estados MAC para operação eficiente do tempo inativo.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 707070
Múltiplas Portadoras do CDMA 2000 1x
GuardaPortadora A
1,25 MHz
5 MHz625 KHz
Portadora B Portadora C
Guarda
1,25 MHz1,25 MHz625 KHz
Enlace DiretoEnlace Direto
Portadora A
1,25 MHz
5 MHz625 KHz
Portadora B Portadora C
1,25 MHz1,25 MHz625 KHz
Guarda Guarda
95-BPortadora 1
95-BPortadora 2
95-BPortadora 3
Enlace Direto Enlace Direto -- Modo Modo OverlayOverlay
36
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 717171
CDMA2000 1xEV-DO
Canais Diretos e Reversos da portadora HDR:
Canal Direto: multiplexação por divisão no tempo, potência máxima, taxa de transmissão e comprimento dos pacotes de dados são variáveis de acordo com a condição do canal wireless;
Canal Reverso: multiplexação por divisão de código, taxa de transmissão variável e comprimento do pacote de dado é fixo.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 727272
Diferenças Básicas entre 1xEV-DO e IS-95
O canal direto do sistema 1xEV-DO não adota o controle de potência
para garantir que todos os usuários tenha a mesmas taxa de dados como
é realizado no IS-95;
Somente a ERB selecionada poderá transmitir o serviço de dados com a
taxa de transmissão solicitada pelo terminal, ao contrário do sistema IS-
95 em que o terminal pode ser servido por mais de uma ERB.
37
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 737373
CDMA2000 1xEV-DO
Canal Direto Canal Reverso
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 747474
CDMA2000 1xEV-DV
O objetivo desta fase é fornecer altas taxas de transmissão para o serviço de dados (pacote de dados) e voz em uma mesma portadora, melhorar os mecanismos para assegurar a qualidade de serviço
(QoS) e ter compatibilidade com os sistemas anteriores.
38
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 757575
Evolução do padrão CDMA IS-95
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 767676
IS-95B
Um usuário pode receber até oito canais de tráfegode dados momentaneamente taxas de 76,8 kbpsou 115,2 kbpsO usuário entra em um modo de transmissão de dados que possui dois estados:
“dormant”: conectado por apenas um canal de tráfegocanal fundamental;ativo recebe até 7 canais suplementares.
39
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 777777
CDMA2000 1x
CDMA2000 1X pode dobrar a capacidade de voz de redes de cdmaOne e pode entregar pacotes de dados a taxas de até de 307 kbps para usuários móveis;O CDMA2000 1X tem a capacidade para suportar voz e dados em uma mesma portadora;Permite aumento do tempo de vida das baterias com novos estados MAC para operação mais eficiente do tempo inativo.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 787878
CDMA2000 1xEV-DO
Projetado para ser inter-operável com o sistema IS-95;Utiliza recursos da rede IS-95;Separa as aplicações de baixa taxa (voz) das aplicações que requerem elevadas taxas (serviço de dados);Portadora IS-95 é usada para aplicação de voz;Portadora HDR (High Data Rate) usada para aplicações de dados.
40
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 797979
CDMA2000 1xEV-DO
Canais Diretos e Reversos da portadora HDR:
Canal Direto: multiplexação por divisão no tempo, com potência máxima, taxa de transmissão e comprimento dos pacotes de dados variáveis de acordo com a condição do canal;
Canal Reverso: multiplexação por divisão de código, taxa de transmissão variável e comprimento do pacote de dado é fixo.
Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 808080
CDMA2000 1xEV-DO
Canal Direto
Canal Reverso