UNIVERSIDADE TUIUTÍ DO PARANÁ - UTP
JOSUÉ JOSAFAT DOS SANTOS
SISTEMAS DE REDES 3G/4G OFFLOAD
CURITIBA
2015
Josué Josafat dos Santos
SISTEMAS DE REDES 3G/4G OFFLOAD
Monografia apresentada à Faculdade Tuiutí
do Paraná - UTP, com objetivo de obtenção
de título de bacharel, no curso da pós-
graduação em Redes de Computadores e
segurança de Redes sob a orientação do
Professor Roberto Néia Amaral
CURITIBA
2015
RESUMO
A tecnologia 3G e 4G pertencem a terceira e à quarta geração de telefonia móvel
respectivamente. Este trabalho objetiva analisar a evolução das gerações de rede
sem fio, ao demonstrar que houveram muitas mudanças desde a primeira geração
até a geração atual, sendo a velocidade de conexão considerada a principal.
Apresentamos no presente trabalho a aplicabilidade do 3G/4G Offload diante do
crescimento acelerado e uso intensivo do acesso a internet através de dispositivos
móveis mantendo e agregando qualidade e preço do serviço prestado pelas
operadoras.
Palavras Chave: Tecnologia 3G e 4G. Gerações de rede sem fio. Offload.
Dispositivos móveis.
ABSTRACT
The 3G and 4G technology belong to third and fourth generation of mobile telephony
respectively. This work aims to analyze the evolution of generations of wireless
network, to demonstrate that there have been many changes since the first
generation to the current generation, and the connection speed considered the main.
We present in this paper the applicability of 3G / 4G Offload on the rapid growth and
intensive use of internet access via mobile devices and keeping adding quality and
price of the service provided by the operators.
Keywords: 3G and 4G technology. Generations of wireless network. Offload. Mobile
devices.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Visão geral Service Provider ..................................................... 16
Figura 2 Conceito de Femto-célula ......................................................... 17
Figura 3 Arquitetura de Femto-célula dentro do 3GPP ............................ 18
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Crescimento dos assinantes de dados ........................................... 14
Gráfico 2. Crescimento tráfego de voz e dados nas redes WCDMA ............... 15
.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Acesso em % de 4G no Brasil 7/2014................................................ 35
Tabela 2 Quantidade de acessos 4G (LTE) 07/2014......................................... 35
Tabela 3 Adições Líquidas de acessos 4G (LTE) período 01/2013 á 07/2014.. 35
Tabela 4 Acesso por área Local - SP 07/2014................................................... 36
Tabela 5 Acesso por área Local – RJ/ES 07/2014............................................. 36
Tabela 6 Acesso por área Local - PR/SC ......................................................... 37
Tabela 7 Acesso por área Local - RS................................................................ 38
Tabela 8 Acesso por área Local Centro Oeste................................................... 38
Tabela 9 Acesso por área Local BA/SE ............................................................ 39
Tabela 10 Acesso por área Local Nordeste......................................................... 39
Tabela 11 Acesso por área Local Norte............................................................... 40
Tabela 12 Fornecedores de Rede ........................................................................ 40
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
3G – Terceira geração de padrões e tecnologia de telefonia móvel
4G – Quarta geração de telefonia móvel
Gbps – Gigabit por Segundo
HSDPA – High Speed Downlink Packet Access
HSUPA – High Speed Uplink Packet Access
IP – Internet Protocol
IPTV – Internet Protocol Television
KBPs – Kilobit por segundo
LAN – Local Area Network
LTE – Long Term Evolution
Mbps – Megabit por segundo
MHz – Mega Hertz
QoS – Quality of Service
UMTS – Universal Mobile Telecommunications System
UPLINK – Link de transmissão entre estação terrestre e satélite de comunicação
WCDMA – Wide-Band Code-Division Multiple Access
WCDMA – Wideband Code Division Multiple Access
WLAN – Wireless Local Área Network
SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃO 10
1.1 Objetivo Geral 10
1.2 Objetivo Específico 10
1.3 Justificativa 11
1.4 Metodologia 12
2 REVISÃO DA LITERATURA 13
3 BREVE HISTÓRICO SOBRE AS GERAÇÕES ANTERIORES 20
4 NECESSIDADES E OBJETIVOS 22
4.1 O Sistema 3G 22
4.2 Tecnologias Empregadas no 3G 23
4.3 As bandas de operação do CDMA 23
4.3.1 A Família GSM 25
5 O SISTEMA 4G 22
5.1 LTE Banda Larga 4G 29
5.2 LTE 4G Ilimitado 29
6 A TECNOLOGIA NO MUNDO 31
6.1 A Tecnologia no Brasil 31
6.2 Municípios brasileiros com cobertura 4G 34
6.3 Fornecedores iniciais de redes 4G 40
7 COMPARAÇÃO COM OUTRAS TECNOLOGIAS 41
7.1 LTE x 2g x 3g 41
7.1.1 Diferenças entre 3G e 4G 41
7.1.2 Benefícios da Tecnologia 4G 42
8 WIRELESS WIMAX 43
8.1 Avaliação de Desempenho do LTE 43
CONSIDERAÇÕES FINAIS 44
REFERÊNCIAS 45
10
1 INTRODUÇÃO
O 3G e o 4G referem-se, respectivamente, à terceira e à quarta geração da
telefonia móvel. A mudança de gerações reflete o desenvolvimento de sistemas
inovadores, que ganham em desempenho e/ou serviços, de alguma forma, dos
anteriores. Este trabalho visa abordar os principais aspectos do 3G e do 4G, assim
como um dar um breve resumo às gerações anteriores, destacando os principais
pontos da comunicação móvel.
Este trabalho apresenta a aplicabilidade do 3G/4G Offload diante do
crescimento acelerado e uso intensivo do acesso a internet através de dispositivos
móveis mantendo e agregando qualidade e preço do serviço prestado pelas
operadoras.
1.1 Objetivo Geral
Estudar e identificar as possibilidades de se remover das redes móveis o
trafego de dados.
1.2 Objetivos específicos
Reduzir o congestionamento de rede de dados para resolver o problema de
sobrecarga em relação ao dimensionamento e otimização da rede.
Convergir às tecnologias para oferecer uma rede de dados de maior
qualidade.
1.3 Justificativa
De acordo com um relatório publicado pela Juniper Research, as operadoras
de celular vão aliviar a pressão sobre suas redes sobrecarregadas, transferindo uma
quantidade crescente de tráfego de dados da rede móvel para redes Wi-Fi, atingindo
cerca de 60% em 2017, o que significa que o serviço de descarregamento será um
fator cada vez mais importante na escolha de uma operadora de rede.
11
3G/4G Offload é uma estratégia de redução de congestionamento de rede
eficaz para resolver o problema de sobrecarga em relação ao dimensionamento e
otimização da rede de dados. Ele permite a redução do congestionamento nas redes
de celulares, enquanto que para o usuário final, proporcionará a redução de custos
em serviços de dados e maior disponibilidade da banda larga. (JUNIPER, 2013)
O 3G/4G Offload é uma escolha da operadora para manter o usuário
controlado, porém diferente do Wi-fi, não será manualmente controlado. Sem dúvida,
o usuário não precisa saber ou se importar sobre o mecanismo de transporte de
dados e a operadora deve lidar com a escolha automática e transparente.
(SCHOFIELD, 2013)
O 3G/4G Offload é agora uma realidade e apresenta oportunidades que
abrangem todo o universo de telecomunicações convergentes e entretenimento
digital e pode ser cobrado com precisão como os serviços de telefonia celular são
cobrados atualmente.
3G/4G Offload também é um negócio difícil de se materializar, porque
precisamos começar a testar novos modelos de negócios e tecnologias inovadoras.
As tecnologias mais inovadoras estão vindo de startups e pequenos fornecedores
em cena, mas os maiores líderes de tecnologia como a Qualcomm, Ruckus
Wireless, Cisco, e outros também são extremamente importantes e atuantes.
(HETTING, 2013)
1.4 Metodologia
O trabalho apresenta os fatores que interferem na avaliação da qualidade e
desempenho dos serviços nas redes móveis 3G/4G. Para realização deste trabalho,
foi efetuada uma revisão na literatura no que diz respeito ao tema 3G/4G Offload
principalmente em revistas técnicas, manuais, materiais de fabricantes e sites
específicos ao tema.
Serão apresentadas as vantagens da utilização do 3G/4G Offload pelas
operadoras móveis e os principais benefícios que esta tecnologia traz para as
12
operadoras que já utilizam, indicando a eficácia em utilizar este método como
solução para o descongestionamento da rede de dados1.
Para realização do trabalho foi adotado tipo de pesquisa documental para
atingimento do resultado esperado, sendo que a observação e registro de dados
serão os instrumentos desta pesquisa, sendo assim será possível elencar as
necessidades relacionadas a utilização do 3G/4G Offload mantendo qualidade e
preço.
1 Uma rede de dados é composta por diversos elementos de rede, geralmente routers e switchs, ligados entre si segundo uma topologia que reflecte os principais fluxos de tráfego que supostamente a percorrem. KOTHURI, Ravi ; GODFRIND, Albert; BEINAT, Euro. Pro Oracle Spatial for Oracla. 2007
13
2 REVISÃO DA LITERATURA
Diversos estudos estão sendo desenvolvidos com vistas à utilização do
3G/4G Offload para desafogar as redes 3G e 4G móveis.
A Terceira Geração (3G) suporta serviços de alta capacidade, permitindo o
acesso a internet, com alta taxa de transmissão de dados, permitindo o usuário
assistir TV no aparelho celular, fazer uso de jogos com múltiplos jogadores, utilizar
ferramentas de busca, serviços de localização e de vídeo chamada, tornando o
celular uma estação móvel de entretenimento. Os serviços da terceira geração de
celulares podem operar tanto nas frequências que as operadoras de celulares já
possuem (como em 800 MHz e 1800MHz), como em frequências destinadas
especificamente para operações da tecnologia 3G. As taxas de pico da terceira
geração de telefonia móvel podem chegar de 1.8 Mbps a 7.2 Mbps (HSDPA)
dependendo da versão implementada. A principal – mas não a única – característica
da tecnologia 3G é suportar simultaneamente a conexão de vários dados de
transferência de voz e dados (Vilas Boas; Katumata; Cestari, 2010).
A Quarta Geração (4G) estará baseada totalmente em IP sendo um sistema
de sistemas e uma rede de redes, alcançando a convergência entre as redes de
cabo e sem fio assim como computadores, dispositivos eletrônicos e tecnologias da
informação para prover velocidades de acesso entre 100 Mbps em movimento e 5
Gbps em repouso, mantendo uma qualidade de serviço (QoS) de ponta a ponta
(ponto-a-ponto) de alta segurança para permitir oferecer serviços de qualquer tipo, a
qualquer momento e em qualquer lugar (Vilas Boas; Katumata; Cestari, 2010).
As redes LTE possuem características importantes que podem aumentar
capacidade, eficiência, velocidade e fidelidade dos serviços (Vilas Boas; Katumata;
Cestari, 2010).
Em relação ao 3G e 4G definem-se como gerações de padrões e tecnologias
de telefonia móvel para acesso ao serviço de dados e o offload nada mais é do que
tirar o tráfego da rede móvel, sempre que possível.
Os consumidores compreendem e apreciam os benefícios da banda larga
móvel. A maioria das pessoas utilizam seus dispositivos móveis, e muitos também
conectam seus notebooks a LANs sem fio. A etapa em direção à banda larga móvel
plena é intuitiva e simples, especialmente com o LTE, oferecem cobertura ubíqua e
roaming nas redes móveis 2G e 3G existentes.
14
Outro fator relevante é a experiência do usuário utilizando HSPA, isso certifica
que quando a operadora de telefonia móvel disponibiliza boa cobertura, ofertas de
serviço e terminais, a banda larga móvel rapidamente cresce.
Com a mobilidade, essas aplicações tornam-se significativamente mais
valiosas às pessoas. O conteúdo gerado pelo usuário é particularmente
interessante, porque ele muda os padrões de tráfego para tornar o uplink muito mais
importante (AGUIRRE, 2013).
Diante do exposto, fica evidente a evolução do uso intensivo do acesso a
internet através de dispositivos móveis e o crescimento acelerado do tráfego nos
grandes centros do Brasil e no mundo.
Gráfico 1. Crescimento dos assinantes de dados.
Fonte: TUTORIAIS..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutoriallte/pagina_2.asp
O tráfego de dados começou a exceder o de voz em maio de 2007 nas redes
WCDMA no mundo (conforme gráfico abaixo). Isso se deve principalmente à
introdução do HSPA. Em apenas três meses após o lançamento do HSPA, as
operadoras de telefonia móvel observaram um aumento de quatro vezes no tráfego
de dados. Em muitos casos, a banda larga móvel pode competir com a banda larga
fixa em preço, desempenho, segurança e, claro, conveniência. Os usuários podem
15
passar um tempo usando o serviço, em vez de estabelecer a conexão WLAN,
preocupando-se com segurança ou perdendo cobertura (YAMAGUCHI, 2013).
Diversas aplicações de banda larga estão crescendo significativamente com a
mobilidade. Sites comunitários, ferramentas de busca, aplicações de presença e
sites de compartilhamento de conteúdo, como o YouTube, são apenas alguns
exemplos (YAMAGUCHI, 2013).
Abaixo gráfico para observação dos efeitos reais da sobrecarga do uso de
dados nas redes móveis para as operadoras e para os usuários.
Gráfico 2. Crescimento tráfego de voz e dados nas redes WCDMA.
Fonte: TUTORIAIS..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutoriallte/pagina_2.asp
Transportar dados nas redes 3G e 4G, além de mais caro é mais complexo, o
que torna a idéia de utilizar redes Wi-Fi cada vez mais atrativa.
Por exemplo, quando chegamos em casa e ligamos o Wi-Fi do telefone e
acessamos a internet através dele ao invés do 3G/4G, estamos fazendo uma
espécie de offload manual.
O funcionamento do offload atualmente não é real, visto que há um passo a
passo complexo para realização deste processo. É necessário ligar o Wi-Fi, procurar
a rede e se autenticar, sendo que a rede que temos nas residências é diferente dos
demais ambientes (trabalho, shopping, aeroporto…) não sendo um processo simples
para maioria dos usuários.
Existem estudos que mostram que atualmente mesmo que toda a cidade
tivesse a cobertura com Wi-Fi, ainda assim seria utilizado o 3G/4G, e não ocorreria o
16
offload real sem uma evolução em toda a cadeia (convergências de tecnologias e
dispositivos móveis mais inteligentes).
Na primeira vez que o usuário acessa o serviço ele é desviado para um portal,
onde deve entrar com as credenciais (login/senha) que recebeu ou adquiriu da
operadora. As credenciais podem ser obtidas de várias formas, tais como utilizar
dados da conta do serviço celular, cadastro em site, adquirir cartões pré/pós pagos
pelo serviço, receber por SMS via celular, etc. Neste primeiro acesso, um Banco de
Dados associa o Endereço MAC do dispositivo do usuário aos seus dados de
acesso. O Endereço MAC pode ser armazenado por tempo determinado. Os
próximos acessos da rede são feitos através da autenticação pela conferência do
Endereço MAC do terminal utilizado pelo usuário com o Endereço previamente
armazenado (PAIVA, 2010).
Esta modalidade torna o acesso mais cômodo para o usuário, porém só é
válido se o usuário utilizar o mesmo terminal em todas as conexões. Além disso, o
controle de acesso a rede pelo endereço MAC não é uma forma segura de acesso.
O endereço MAC é facilmente descoberto por softwares sniffer e clonado, o que
poderá ocorrer com freqüência, principalmente se o serviço WLAN for pago. Não há
integração de fato com a rede celular (PAIVA, 2010).
Figura 1 Service Provider
Fonte: CHOOSE..., 2015, disponível em:
http://techhelpapps.blogspot.com.br/2013/03/choose-right-cloud-service-provider.html
17
Para que a aplicabilidade desta tecnologia tenha o efeito esperado fazem-se
necessárias diversas alterações estruturais nas redes móveis.
Uma das alterações estruturais para o funcionamento correto do 3G/4G
Offload é a utilização das Femto-células.
De forma bastante simplificada Femto-células são células que possuem
funcionalidades semelhantes às de uma macro-célula das redes celulares, porém
com alcance e capacidade de tráfego bastante limitados, em geral a apenas alguns
metros de raio e 2 a 4 usuários simultâneos de voz. Originalmente as Femto-células
foram planejadas para serem instaladas diretamente na residência dos clientes, já
que em geral 60% dos usuários de telefone celular o utilizam em ambientes cobertos
(interiores de edifícios), onde a cobertura em geral do serviço é mais deficiente.
Atualmente existem modelos de Femto-células com capacidade um pouco maior,
destinadas a serem instaladas em pequenas empresas. A Femto-célula permite a
convergência fixo-móvel (FMC), já que utiliza o acesso banda larga fixo para
interconectar e prover serviço móvel celular no interior da residência. (PAIVA, 2010)
Figura 2: Conceito de Femto-célula
Fonte: TELEFONIA..., 2015, disponível em:
http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorial3goffload/pagina_2.asp
18
Figura 3: Arquitetura de Femto-célula conforme 3GPP
Fonte: TELEFONIA..., 2015, disponível em:
http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorial3goffload/pagina_2.asp
Dada a utilização de redes WLAN em praticamente todos os lugares, sejam
hotspots de franquias, shopping-centers, empresas e praticamente qualquer lugar, é
uma tecnologia que as operadoras celulares devem prestar atenção. As recentes
melhorias e avanços de protocolos tais como o WISPr 2.0, o 802.11u e o mais
recente Hotspot 2.0 tornam a experiência do usuário simples, a seleção do serviço
WLAN automática, segura e confiável, o que deve alavancar a sinergia entre WLAN
e 3G/LTE.
As operadoras que durante anos não deram a devida atenção para o WLAN
devem começar já a investir nesta tecnologia, seja com rede própria ou roaming com
WISPs e Hotspots privados, de forma a estar preparada para quando os
Smartphones suportarem 802.11u e Hotspot 2.0, o que deve ocorrer a partir do início
de 2012.
Hoje em dia, a indústria de telefonia móvel é caracterizada por uma
desaceleração anual no crescimento. Uma análise mais detalhada desta situação
mostra que a demanda do mercado está mudando de comunicação móvel de voz
convencional para uma ampla carteira, incluindo acesso à Internet, serviços
baseados em localização, entretenimento, e muitas outras aplicações de valor
agregado (KIMILOGLU; OZTURAN; KUTLU, 2011).
19
As vendas mundiais de celulares caíram 8,6%, enquanto smartphones
cresceu a uma taxa de 12,7% no primeiro trimestre de 2009, que é um indicador
sólido da expectativa do consumidor em mudança na indústria de móveis. Da
mesma forma, na Europa Ocidental a receita de voz demonstra quase estagnada
com uma taxa de crescimento de apenas 1% ano-a-ano até o final de 2006, em
comparação com 7% 2004 e 2005 (KIMILOGLU; OZTURAN; KUTLU, 2011).
Estes dados demonstram uma mudança gradual na natureza das
comunicações móveis de mercado. Neste contexto, o surgimento de Móbile
operador de rede virtual (MVNO) é uma iniciativa inovadora que deve ser vista como
uma das principais tendências do mercado. Visto que as prestadoras não
conseguem mais atender de modo individualizado os anseios da população em
busca de um serviço cada vez mais voltado ao seu perfil de consumo (ANATEL,
2010).
O MVNO (Móbile Virtual Network Operator) pode adotar diferentes modelos
de negócio, podendo atuar como revenda de minutos usando sua própria marca e
fazendo a distribuição do serviço, onde as demais funções como garantia de
cobertura e de todo o aparato relacionado às redes e centrais de comutação fica sob
responsabilidade das operadoras já existentes (AGUIRRE, 2013).
Uma MVNO pode ser definida como uma empresa que fornece serviços de
telefonia móvel vende assinaturas e contas a clientes, com sua própria marca, mas
não tem espectro ou licença (KIMILOGLU; OZTURAN; KUTLU, 2011).
Qualquer empresa, instituição ou marca pode atuar como uma MVNO
alugando a largura de banda necessária para fornecer a sua comunicação e
serviços de valor agregado partindo de um operador móvel existente (KIMILOGLU;
OZTURAN; KUTLU, 2011).
Esta dinâmica tem potencial para criar um ambiente em que tanto as
operadoras móveis quanto as MVNO. As operadoras continuam servindo seus
clientes e vender a e vender a granel largura de banda para empresas ou marcas
que funcionam como MVNO, aumentando assim suas fontes de receita, além disso,
este tipo de serviço pode oferecer algumas vantagens como o aumento de receita e
base de clientes como um menor custo de aquisição, já que o investimento utilizado
para atração de novos clientes ficaria por parte das MVNO (AGUIRRE, 2013).
20
3. BREVE HISTÓRICO SOBRE AS GERAÇÕES ANTERIORES
O 3G referem-se, respectivamente, à terceira e à quarta geração da telefonia
móvel. A mudança de gerações reflete o desenvolvimento de sistemas inovadores,
que ganham em desempenho e/ou serviços, de alguma forma, dos anteriores. Para
melhor compreender as gerações atuais, é importante ter uma noção sobre as
gerações anteriores. Inicialmente será feito um breve resumo sobre essas gerações.
A primeira geração (1G) se refere à era dos celulares analógicos que
utilizavam multiplexação por frequência (FDMA). Ela iniciou com a tecnologia AMPS
(Advanced Mobile Phone System), criada na década de 80.
Antes dessa geração já havia a comunicação sem fio, como os rádiotelefones.
Entretanto, o 1G diferia das antecessoras porque utilizavam os conceitos de divisão
regional em células, utilizando uma ERB e uma faixa de frequências para cada
célula. Assim, seria possível reutilizar bandas iguais, pois, entre as células de
mesma frequência, havia pelo menos duas outras, para não haver interferência. É
importante ressaltar que não houve um padrão adotado por todos os países. Em
síntese, a primeira geração permitia apenas a transmissão analógica de voz.
Na segunda geração (2G), criada na década de 90, foram implantados os
telefones digitais, permitindo a conexão com computadores em geral e oferecendo
serviços não disponíveis na antecessora. Aqui já eram utilizadas multiplexação por
tempo (TDMA) e por código (CDMA), o que aumentava consideravelmente a
capacidade de usuários. Os marcos da segunda geração foram o avanço quanto a
segurança, a criação do sistema de SMS (Short Message Service) e a utilização dos
SIMs (Subscriber Indentity Modules) nos sistemas GMS, que um chip que permitia
ao usuário armazenar suas informações pessoais, bastante útil na troca do aparelho.
No 1G, era relativamente fácil interceptar uma chamada, bastava um sintetizador
que suportasse a frequência das ligações. Já na 2G, os dados passaram a ser
digitalizados, aumentando drasticamente a segurança oferecida. Outros fatores
importantes são: maior eficiência espectral, melhoria da qualidade de voz e
diminuição do tamanho e do consumo do aparelho. Em síntese, a segunda geração
permitia a transmissão de voz digital e iniciava a transmissão de dados (as
mensagens de texto). Existiu ainda uma geração intermediária entre a 2G e a 3G,
denominada 2.5G. Esta geração não foi oficializada pela União Internacional de
Telecomunicações (UIT), entretanto, o 2.5G foi amplamente difundido pela mídia. A
21
característica dessa tecnologia era a orientação por pacotes, onde o usuário fica
conectado constantemente e só paga pelos dados enviados, ao contrário do
antecessor WAP (Wireless Application Protocol), onde o preço é em função do
tempo de conexão, não importando o fluxo de dados. É importante ressaltar que, no
2G, as taxas de transmissão de dados ficavam em 9,6kbps ou 14kbps, enquanto no
2.5G as taxas chegavam a 144kbps. Em outras palavras, o 2.5G foi um ponto de
partida no desenvolvimento da internet móvel.
22
4 NECESSIDADES E OBJETIVOS
A relação “tecnologia/sociedade” é mutua e cooperativa. Ao mesmo tempo em
que a sociedade tem necessidades que precisam ser supridas, a tecnologia trabalha
para atendê-las e, simultaneamente, gera novas expectativas (que viram novas
necessidades ao decorrer do tempo). A necessidade de banda larga móvel cresce
cada vez mais e vários são os fatores que motivam tal crescimento. Um desses
fatores é o crescente poder aquisitivo das classes mais pobres. A elevação
econômica dos mais carentes reflete numa adaptação à devoradora cultura
tecnológica presente em todas as partes do globo. A “inclusão digital” como
realidade é notável. Outro fator importante é a preferência por aparelhos portáteis,
que oferecem praticidade, portabilidade e baixo consumo energético. Isso explica,
por exemplo, a diminuição no número de vendas de desktops e a crescente adoção
dos notebooks como computador pessoal. Além disso, a internet fixa de banda larga
ainda é restrita em algumas áreas, fator explicado pela necessidade de ligação física
(cabos) entre a central e o assinante.
A banda larga móvel, com preços acessíveis ao consumidor, atualmente,
ainda deixa a desejar quanto à velocidade, mas ganha muito em cobertura de
serviço. Por último, a possibilidade de mobilidade ao acessar a internet se torna
quase indispensável atualmente. Alguns empregos necessitam de comunicação
simultânea durante viagens ou deslocamentos curtos. Já estamos tão habituados
com o “estar em rede constantemente” que o assunto vira tema de reflexão, ou
melhor, de redações em escolas e concursos públicos. A comunicação sem fio a
altas taxas e com alta qualidade entre terminais portáteis localizados em qualquer
parte do planeta representa a fronteira a ser alcançada pelo 3G e pelo 4G - “a global
system to connect anywhere and anytime”.
4.1 O Sistema 3G
O padrão 3G é a terceira geração de padrões e tecnologias de telefonia
móvel. Com a banda larga 3G são possíveis redes digitais de alta velocidade,
podendo chegar até 2MBps. Se você pensa que a tecnologia 3G se restringe apenas
aos celulares, está muito enganado. Ela também equipa modems para serem
conectados em notebooks através das portas PCMCIA e USB. As tecnologias 3G
23
possuem uma capacidade de rede maior por causa de uma melhora na eficiência
espectral (é uma técnica de modulação em que a largura de banda usada para
transmissão é muito maior que a banda mínima necessária para transmitir a
informação).
Ao contrário das redes definidas pelo padrão IEEE 802.11, as redes 3G
permitem telefonia móvel de longo alcance e evoluíram para incorporar redes de
acesso à Internet em alta velocidade e vídeo-telefonia. As redes IEEE 802.11 (mais
conhecidas como Wi-Fi ou WLAN) são de curto alcance e ampla largura de banda e
foram originalmente desenvolvidas para redes de dados, além de não possuírem
muita preocupação quanto ao consumo de energia, aspecto fundamental para
aparelhos que possuem pouca autonomia energética.
4.2 Tecnologias Empregadas no 3G
A banda larga móvel surgiu, inicialmente, visando o uso nos telefones
celulares. Após desenvolvida, pode ser adaptada para o uso nos computadores. A
tecnologia 3G aprimorou o tráfego de dados por pacotes, já iniciado no 2,5G, além
de aumentar as velocidades de conexão. Com o sistema de alta velocidade
viabilizado, diversos outros serviços passam a ter alta qualidade, como o envio de
imagens, downloads de documentos e músicas, taxas de streaming razoáveis,
videoconferências, transmissão de sinal de TV, entre outros. O objetivo 3G era
oferecer serviços de dados com altas taxas de transmissão.
Inicialmente, foi estabelecido pelo IMT-2000 (Internacional Mobile
Telecommunications for the year 2000) da UIT (Union Internationale des
Télécommunications) taxas de 2 Mbit/s em ambientes “indoor” e de baixa
mobilidade. Ele permite a transmissão em menor velocidade - de 384kbits/s - para
sistemas móveis.
Os principais sistemas de conexão 3G são o WCDMA/HSPA e o CDMA
EVDO:
4.3 As bandas de operação do CDMA
Vale ressaltar que, no Brasil, o CDMA tem sido utilizado pelas operadoras na
faixa de 800 MHz. Teve também um uso limitado na frequência de 1,9 GHz para
telefonia fixa (WLL) uma vez que essa frequência ainda não está totalmente
24
disponível para telefonia celular. No sistema CDMA, todos os usuários utilizam
simultaneamente a mesma faixa de frequências para a comunicação. Para distinguir
os usuários, é utilizada uma sequência de códigos pseudoaleatória, onde cada
usuário possui seu próprio código de identificação. A minimização de interferências
entre usuários é feita através de criteriosa escolha dos códigos utilizados, técnica
conhecida como “espalhamento espectral” ou SS (Spread Spectrum). Assim, este
modelo de comunicação independe de um sistema de sincronização externo, como
era necessário no TDMA no FDMA. Para uma modulação ser chamada de
espalhamento espectral, deve atender a duas propriedades:
1. Sinal transmitido deve ocupar largura de banda maior do que a largura
mínima necessária para transmitir o sinal.
2. O espalhamento no espectro é realizado por meio de um código que
independe da sequência de dados.
O espalhamento espectral é obtido pela utilização de 3 códigos: Código longo
(long code): Gerado a partir do número de série da EM (Estação Móvel), que é o
aparelho celular. Sequências de PN (pseudo noise): Especificam as estações rádio-
base. Cada ERB possui uma sequência. Códigos de WALSH: especificam os
canais. A minimização de interferências entre usuários é feita através de criteriosa
escolha dos códigos utilizados, técnica conhecida como “espalhamento espectral” ou
SS(Spread Spectrum). Assim, este modelo de comunicação independe de um
sistema de sincronização externo, como era necessário no TDMA no FDMA. O EV-
DO (Evolution Data-Only) é uma tecnologia utilizada apenas para acesso de banda
larga móvel. Ele não apresenta nenhum serviço adicional para a comunicação de
voz, a qual continua a utilizar a tecnologia CDMA2000/1xRTT. O objetivo era ter uma
banda livre para a comunicação por voz, e outra para tráfego de dados.
A tecnologia EV-DO foi a última da família CDMA. Sua evolução parou na
revisão B. No Brasil, a empresa VIVO era a única que possuía a EVDO, tecnologia
que será substituída pela HSPA e HSPA+. Os usuários que possuíam celular com tal
tecnologia terão que se confortar com banda larga de menor velocidade pelo
sistema CDMA, ou trocar de aparelho.
25
4.3.1 A Família GSM
Em 1982, a CEPT (Conferénce Europeéne des Postes et des
Telecomunnications) criou o GSM – Group Special Mobile, para resolver os
problemas de padrão dos sistemas celulares na Europa. No final de 1993, vários
países da América, Ásia e Austrália adotam o GSM. Atualmente, o sistema se
chama “Global System for Mobile Communiation”.
O GSM foi padronizado para operar nas faixas acima, sendo o GSM 900 e o
DCS 1800 adotados na Europa e o PCS 1900 nos Estados Unidos. A implantação
do EDGE e do GPRS em sistemas GSM é feita com pequenas modificações nas
redes existentes. Já a migração para o WCDMA/HSDPA exigiu a utilização de uma
nova banda (1900/2100 MHz) e a liberação de espectro em algumas faixas (850 e
900 MHz). O WCDMA/HSDPA permite um uso melhor do espectro disponível e de
soluções com uma melhor relação custo - benefício para a rede. Nos EUA são
usadas freqüências de 850 e 1900 MHz, na Europa são usadas as freqüências de
900 e 2100 MHz e no Brasil acabaram sendo usadas as freqüências de 850 e 2100
MHz, para celulares. Do WCDMA/HSDPA para o HSPA e para o HSPA+, bastam,
também, pequenas modificações nas redes existentes. Já a migração para o LTE
exige a utilização de uma nova banda (1800/2600 MHz) e a liberação de espectro
em algumas faixas (700 MHz ou 800 MHz, que serão liberadas com o termino da
transição da TV Aanalógica para a TV Digital, como já aconteceu nos EUA).
O HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) é um serviço de pacotes de
dados, baseado no WCDMA, que otimiza a transmissão de dados na direção do
telefone celular (downlink). Já o HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) faz o
mesmo para o enlace de subida (uplink). Com o HSPA, é possível utilizar os
recursos do HSDPA e do HSUPA para utilizar o sistema VoIP de comunicação. Em
resumo, o sistema VoIP é a comunicação de voz sobre redes IPs. Através de um
contrato com os provedores convencionais de telefone, é possível ter conexão entre
seu computador e um telefone fixo, por exemplo.
A grande vantagem é comunicar-se de qualquer lugar do mundo, podendo
estar parado ou em movimento, bastando ter um telefone com banda larga.
26
5. O SISTEMA 4G
A 4G é sucessora da 3G e as principais diferenças entre elas estão na
velocidade de conexão e no carregamento de dados que poderá ser cerca de 10
vezes maior se comparado à terceira geração.
Com o aumento da velocidade, o internauta poderá utilizar novas aplicações
de conteúdo multimídia (integração de diferentes modalidades de mídia como
gráficos, imagens, textos, áudio e animação). Dependendo da velocidade oferecida,
o usuário poderá ouvir músicas diretamente pela internet, sem interrupções, e baixar
vídeos em alta definição em poucos minutos. Além disso, ele também poderá fazer
videoconferências diretamente do celular e armazenar vídeos no computador, ao
mesmo tempo em que as imagens estão sendo captadas pela câmera.
A 4G estará baseada totalmente em IP sendo um sistema de sistemas e uma
rede de redes, alcançando a convergência entre as redes de cabo e sem fio assim
como computadores, dispositivos eletrônicos e tecnologias da informação para
prover velocidades de acesso entre 100 Mbps em movimento e 5 Gbps em repouso,
mantendo uma qualidade de serviço de ponta a ponta de alta segurança para
permitir oferecer serviços de qualquer tipo, a qualquer momento e em qualquer
lugar.
O conceito 4G vai muito além de telefonia móvel, já que não pode ser
considerada uma evolução dos padrões de telefonia celular, tais como as existentes
no mercado até 3G. As novas tecnologias de redes banda larga móvel (sem fio)
permitirão o acesso a dados em dispositivos que operam com IP, desde handsets
até CPEs (equipamentos para conversão de dados para uso em equipamentos finais
tais como TVs e telefones).
Com a chegada das redes 4G, se abrirá um grande leque de novas
aplicações de comunicações para organizações de segurança pública e outros
órgãos governamentais. Quando chegar o momento de incorporá-las às aplicações
de banda larga existentes atualmente, as redes 4G oferecerão avanços em matéria
de comunicações com os quais sequer sonhávamos.
A tecnologia 4G permitirá que a velocidade de transferência de dados,
atualmente em velocidade dialup com as redes de banda estreita existentes, alcance
velocidade de banda larga. Isto significa que aplicações simples como mensagem de
27
texto, tão utilizada hoje em dia, cederão lugar a uma ampla gama de completas
aplicações multimídia, que oferecerão:
a-) ACESSO, MELHORADO ÀS INFORMAÇÕES EM TEMPO REAL
Graças ao aumento na largura de banda das redes 4G, será mais fácil
estender seu escritório até seu automóvel ou, inclusive, levá-lo preso ao seu cinto.
As novas e avançadas aplicações de produtividade e escritório móvel tornarão
possível a busca em completas bases de dados e a análise remota, obtendo assim
um aumento na produtividade e redução de custos.
b-) CONEXÕES A QUALQUER MOMENTO E EM QUALQUER LUGAR
Ao utilizar sistemas 4G, os policiais terão acesso à conectividade de alta
velocidade, independentemente de onde estiverem, seja na rua, no carro de polícia
ou no local do fato. Os policiais poderão contar com dados de banda larga de alta
velocidade e com novos serviços de localização crítica que os manterão conectados
a todo momento, onde quer que se encontrem.
c-) RECONHECIMENTO DA SITUAÇÃO MELHORADA
Com a chegada do 4G, as organizações de segurança pública poderão
transmitir dados de maneira maciça desde e para o centro de comando ou, inclusive,
diretamente de policial para policial. Isto permitirá ao pessoal de emergências ter
acesso às informações multimídia completa e a funcionalidades de colaboração
consideravelmente melhoradas, além das já conhecidas comunicações de voz de
grande potência das quais dependem atualmente para desempenhar seu trabalho.
d-) FUNCIONAMENTO
Existem atualmente pelo menos 2 tecnologias consideradas para o 4G: a
Wimax e a LTE (Long Term Evolution). No Brasil utilizaremos a LTE que é mais
comum em países da Europa e na América do Norte. O 4G LTE poderá oferecer
conexões excepcionais. Sua velocidade pode chegar até 100 Mbps, sendo muitas
vezes comparada com conexões à internet via cabo fixo.
E como irá funcionar o 4G em locais mais afastados? A implementação das
novas redes no país, promete levar acesso até mesmo a lugares em que a
infraestrutura a cabo não chega, além de levar cobertura também nas principais
estradas e nas áreas rurais brasileiras. Além disso, com a internet 4G será possível
utilizar diversos serviços multimídia em alta-definição e qualidade.
Os smartphones específicos para a nova banda larga móvel que estão
chegando ao mercado estão modernos e com o 4G. É esperado que inicialmente os
28
preços fossem acessíveis apenas às classes altas. Com os incentivos do governo,
pode ser que os preços de alguns aparelhos abaixem em até 30%.
Nas cidades-sede da Copa das Confederações (Belo Horizonte, Brasília,
Fortaleza, Recife, Rio de Janeiro , Salvador, Cuiabá, Manaus, Natal, Porto Alegre e
São Paulo). Nas demais cidades com mais de 30 mil habitantes, o prazo é até 2017.
e-) LTE – LONG TERM EVOLUTION
Designado como uma quarta geração de especificação móvel (4G), a LTE é
projetada para fornecer largura de banda multimegabit de utilização mais eficiente
da rede rádio, a redução da latência e uma maior mobilidade. Esta combinação tem
como objetivo melhorar a interação do assinante com a rede e acelerar ainda mais a
demanda por serviços móveis multimídia serviços. Com a banda larga sem fio, os
usuários podem acessar mais facilmente os seus serviços de Internet, como on-line
televisão, vídeo streaming, blogs, redes sociais e jogos interativos - tudo isso
enquanto móvel.
Mudanças nas comunicações móveis têm sido sempre evolutivas, e a
implantação de LTE será o mesmo. Será uma transição de 3G a 4G durante um
período de vários anos, como é o caso ainda com a transição de 2G para 3G. Como
resultado, as operadoras móveis devem procurar estratégias e soluções que irão
melhorar suas redes 3G existentes redes enquanto abordando seus requisitos de
implantação de 4G sem a necessidade de um upgrade de equipamento completo.
Especificamente, as operadoras móveis precisam da rede central multimídia
para ser facilmente expansível para atender as exigências do Architecture Evolution
System (SAE), a arquitetura de rede core 4G do padrão LTE.
Soluções já implantadas no mercado podem incluir muitos dos elementos
necessários da rede 4G, incluindo inteligência integrada, arquitetura de rede
simplificada, capacidades de desempenho de banda larga com a demanda
escalabilidade e maior mobilidade. Apenas soluções capazes de suportar múltiplas
funções em um único nó, através de uma atualização de software, vão proteger o
investimento de hoje para a rede de amanhã e evitar a substituição dispendiosa dos
sistemas existentes.
O 4G LTE é a banda larga móvel de alta velocidade que será utilizada no
Brasil. Enquanto as tecnologias antecessoras utilizam padrões como HSPA ou
UMTS e atingem velocidades máximas de 14 Mbps, o LTE pode chegar até 100
29
Mbps, isso por que diferente das outras tecnologias que se focam em chamadas de
voz, a LTE é projetada para a transmissão de dados.
5.1 LTE Banda Larga 4G
Apesar de ainda ser desconhecida pela maioria dos brasileiros, a banda larga
4G baseada no padrão LTE conquistou a marca de 36 milhões de assinantes em
todo o mundo. Apenas no primeiro trimestre de 2012 foram adicionadas 10 milhões
de novos usuários. Segundo a Telecoms & Media existem 91 redes de banda larga
4G em operação comercial no mundo, distribuídas em 47 países, responsáveis por
17,8 milhões de conexões da banda larga móvel contadas no primeiro trimestre
deste ano. A expectativa é que a tecnologia se amplie e chegue a 130 redes LTE no
mundo.
5.2 LTE – 4G Ilimitado
Na América do Norte os planos de 4G ilimitado são comercializados da
seguinte forma: o usuário utiliza quantos gigabytes for necessário e a velocidade de
conexão permanece a mesma, o que é o certo. Porém, esse serviço está com os
dias contados, a AT&T irá oferecer aos clientes das redes HSPA+ direito a 3GB por
mês. Caso atingido esse limite, a velocidade de internet não para, porém é reduzida.
O serviço se repete para os assinantes da internet 4G, entretanto os usuários
poderão ter até acesso a até 5 GB.
O serviço ilimitado (mesmo que não seja 4G ilimitado) não é novidade para
nós brasileiros, que já o utilizamos a tempos. A mudança do significado “ilimitado”
pode nem ser tão notada aos consumidores, em vista que apenas 5% de todos os
assinantes consomem mais que 3 GB por mês, com isso a AT&T irá limitar a
conexão desses usuários, garantindo que mais consumidores desse porte utilizem a
banda larga.
O grande motivo para essa mudança repentina do plano 4G ilimitado se deve
a cada MB ser precioso para as operadoras e a oferta de dados oferecidos não
acompanhar a demanda, causando engasgo na rede. Em uma visão geral, a
mudança não é positiva, no entanto também não chega a prejudicar seriamente o
30
consumidor, que não terá a conexão cortada e ainda poderá usar a quantidade de
dados que quiser, porém em uma velocidade reduzida.
A LTE vai tratar tudo a ser transmitido como dados, até mesmo voz. A LTE
utiliza a tecnologia MIMO, múltiplas antenas tanto no lado transmissor quanto no
receptor, melhorando assim a performance da comunicação. Essas duas
características podem ser usadas para diminuir interferências na comunicação e
para aumentar a taxa de transmissão de dados. A grande vantagem da LTE é que
ela torna mais simples o upgrade de infraestrutura da 3G.
Inicialmente, poucas pessoas terão acesso à nova tecnologia. Apenas
smartphones compatíveis captam o sinal e existem 11 modelos homologados
(autorizados) no País com a tecnologia 4G.
Os consumidores que compraram celulares 4G nos Estados Unidos (como o
iPhone 5) não vão se beneficiar da conexão que pode ser até dez vezes mais rápida
do que o 3G.
31
6. A TECNOLOGIA NO MUNDO
O padrão mundial eleito como tecnologia móvel de quarta geração é o LTE
Advanced (Long Term Evolution). Trata-se do sucessor natural dos padrões 2G e
3G. Além de ser mais veloz que as conexões anteriores, o 4G pode ser cerca 10
vezes mais rápido que o 3G, e também é compatível com as redes de internet móvel
já existentes. O LTE já se encontra em operação em 32 países da Europa, Ásia,
Oceania e Américas. A primeira rede LTE no mundo foi lançada em dezembro de
2009 na Suécia pela operadora Telia Sonera. Hoje, no mundo, as redes LTE estão
mais abrangentes. O 4G ainda continua sendo um serviço caro e para poucos, já
que, mesmo lá fora, a rede 4G não possui cobertura a nível nacional.
Um estudo realizado por uma empresa de testes britânica prova que a Suécia
é o país com a melhor velocidade 4G do mundo, com conexões médias de download
de 22,1 Mbps. A Suécia juntamente com a Noruega foram os primeiros países a
adotar a tecnologia no mundo, em 2010. Logo atrás vem os Estados Unidos na 8ª
posição no ranking de velocidade de download, com média de 9,6 Mbps.
Estima-se que atualmente a indústria da 4G já ultrapassou a marca dos 100
milhões de conexões em todo o mundo, de acordo com a empresa de pesquisas
Wireless Intelligence, da GSM Media. Segundo esta pesquisa foi verificado que
existem 163 redes LTE em uso em 70 países, e a previsão é que, até 2017, 120
países tenham 400 redes LTE em operação. Com isso, a expectativa é que o
número de conexões 4G atinja 900 milhões no mundo.
A França esperou obter cerca de 3,53 bilhões de dólares pelas frequências de
telefonia móvel 4G que planejou leiloar junto com as operadoras de
telecomunicações. O governo anunciou que esperava receber no mínimo 2 bilhões
de euros no leilão do 4G na França, mas Besson, ministro da indústria, disse que o
montante mais alto se equiparava ao de leilões parecidos com o dos Estados
Unidos, da Suécia e da Alemanha.
6.1 A tecnologia no Brasil
A função de administração do espectro de radiofreqüências no Brasil, cabe à
Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), que precisa conciliar, em suas
decisões, seu uso eficiente com a maximização do bem estar social.
32
A licitação das faixas de frequências de 2,5 GHz e 3,5 GHz, a atribuição de
ambos os blocos de frequências tem muita importância, não somente para o setor,
mas também para o país. Pois estas faixas de frequências permite a prestação de
serviços de banda larga móvel de quarta geração (4G), utilizando as tecnologias
worldwide interoperability for microwave access (WiMax) e long term evolution (LTE).
Tais valores correspondem a acréscimos de 50% e 55% em relação à banda
de frequência atualmente destinada a estes serviços (350 MHz). Para efeito de
comparação, o leilão das frequências para serviços de terceira geração (3G),
efetivado em 2007, colocou em disputa uma faixa de 90 MHz.
Os visionários prevêem que os enlaces móveis terão tão boa qualidade
quanto os enlaces apreciados pelos usuários profissionais de computadores,
permitindo acesso de alta velocidade à Internet, música com qualidade de CD e
imagens com nitidez cristalina.
O usuário que pensa em contratar o serviço de 4G deve levar em
consideração, nessa etapa, que a tecnologia funcionará em complementaridade ao
3G já implantado. Por enquanto, a Anatel exige que até 50% da área urbana das
seis cidades-sede da Copa das Confederações tenha cobertura do 4G.
No Brasil foi leiloada em junho pela Anatel para as quatro maiores operadoras
do país a faixa 4G de 2,5 Ghz. O governo já prevê o leilão da frequência de 700
Mhz, que é mais econômica e também mais comum em outros países, como
Estados Unidos e Japão.
No Brasil já é possível encontrar a banda larga 4G em algumas cidades, mas
apenas para testes. O 4G no Brasil oferece o dobro de velocidade fornecida pelas
redes atuais. Com isso será possível acessar a seus sites preferidos rapidamente,
utilizar serviços de streaming de vídeo como Skype, Livestream e Google Hangout
com uma nova qualidade, além dos serviços de voz também serem melhorados.
Testes feitos pelo UOL Tecnologia revelam que há grande diferença entre a
velocidade de upload (dados do celular para a antena de comunicação) e download
(dados da antena para o celular). Esse fenômeno é normal, segundo Tude. "As
redes são projetadas para que essa velocidade de download seja maior. Por
enquanto, com poucos usuários, ela vai ser bem alta. A expectativa é que a média
fique entre 10 a 12 Mbps", explica.
Outro obstáculo ao sinal do 4G é a faixa de frequência escolhida no Brasil
para ofertar o serviço, que vai de 2500 a 2600 Mhz. "Essa frequência mais alta
33
implica em um comprimento de onda menor. Quando você espalha essa onda, ela
tem consequentemente um alcance menor, há mais perda de sinal em espaços
livres", detalha. Em shoppings e estádios, por exemplo, é necessário a instalação de
antenas internas.
Essa característica também faz com que o sinal do 4G tenha maior
dificuldade em penetrar em espaços fechados, como prédios e casas. "Quanto mais
alta a frequência da rede, mais difícil é para o sinal atravessar obstáculos físicos",
afirma Tude. Com isso, o especialista acredita que o usuário do 4G vai acabar
sentido mais dificuldade de usar o serviço dentro de casas e prédios.
A Claro vem firmando cada vez mais no mercado de telefonia móvel que terá
o melhor 4G entre as operadoras que irão fornecer o 4G no Brasil. Essa afirmação
se deve ao fato da operadora ser a primeira a implementar a tecnologia no país. O
chamado “Circuito de Experiências” possibilitou aos cidadãos das cidades de
Campos do Jordão, Búzios e Paraty testa a nova tecnologia através de
smartphones, tabletes e notebooks, disponibilizados pela empresa. Nos testes a
operadora mostra que está realmente preparada para comercializar o melhor 4G do
país, já que sua faixa adquirida no leilão 4G, que ocorreu em junho, foi a maior, de
40 MHz. Isso possibilitou a velocidade de banda larga superar o pico de 80 Mbps em
Búzios. Isso quer dizer uma internet móvel 80 vezes mais rápida que as redes 3G,
que atualmente chegam à 1 Mbps.
Além do sucesso no Circuito de Experiência, a Claro lançou a pouco o Portal
Claro 4G e também um canal no Youtube, dedicados à nova tecnologia. Nesses
canais é possível encontrar diversas informações sobre o 4G no Brasil e no mundo.
Ainda é cedo para dizer quem realmente tem o melhor 4G do Brasil, mas
algumas operadoras já começam a investir na nova tecnologia.
Na cidade de Recife, iniciando a comercialização de aparelhos com chip 4G
Max. A capital pernambucana foi escolhida por sua localização ser em uma região
estratégica para a companhia, devido às condições técnicas serem favoráveis.
A internet móvel 4G utilizada no Brasil será com a Tecnologia LTE (Long
Term Evolution) que tem como principal característica as altas taxas na transmissão
de dados, que pode chegar a até 100 Mbps de download, enquanto o 3G faz apenas
1 Mbps.
O 4G também terá a função de descongestionar o tráfego de dados presente
no 3G. Quando a tecnologia 4G estiver funcionando adequadamente, todas as redes
34
atuais trabalharão em conjunto, assim se houver o “entupimento” nas redes LTE, os
dispositivos serão jogados automaticamente para as redes de terceira geração, e
assim sucessivamente.
No Brasil temos um cenário preocupante no que se refere a 4G. A tecnologia
é cara, é incompatível com a maioria dos aparelhos e vai estar disponível em poucas
cidades durante um bom tempo antes de se espalhar pelo país.
O grande problema na implementação dessa faixa para o 4G LTE em nosso
país é que atualmente o sinal de 700 Mhz é utilizado pelas emissoras de televisão
aberta para a transmissão do canal analógico. A faixa de 700Mhz permite que os
sinais penetrem mais facilmente em prédios e casas, além do fato de o sinal ter um
alcance muito amplo. Enquanto que a faixa de 2.5Ghz não. Isso significa que o sinal
4G no Brasil não vai ser estável e não vai ser fácil de usar. Para solucionar isso, foi
determinado que as emissoras de TV até 2016 liberarem a faixa de 700MHz. Até lá
serão feitos planos e incentivos para a compra de aparelhos digitais para que não
haja uma disputa entre 4G e TV.
Utilizando a faixa de frequência de 2.5GHz o alcance e força do sinal é bem
menor se comparado à faixa de 700MHz. Com isso, segundo especialistas, é
necessário 3 vezes mais antenas utilizando a faixa de 2.5GHz para ter a mesma
cobertura de uma antena que opera na faixa de 700Mhz.
“A tecnologia ainda é nova, está sendo testada e a cobertura é baixa. Existe o
risco de o usuário ter uma experiência de uso ruim, mas as operadoras têm que
lançar porque têm as obrigações”, diz a analista Marceli Passoni, da consultoria
Informa Telecoms & Media. A consultoria estima que o Brasil tenha 930 mil
assinantes de serviços 4G até o fim do ano. O número é pequeno comparado aos
264 milhões de linhas móveis ativas no País – das quais 61,3 milhões são celulares
com tecnologia 3G. Relatório da Anatel de março registrava 14 mil aparelhos 4G
ativos no Brasil. Mas a previsão é que a quarta geração cresça muito nos anos
seguintes. Em 2017 a quantidade de linhas ativas pode chegar a 28 milhões,
segundo a Informa.
6.2 Municípios brasileiros com cobertura 4G.
O padrão LTE é o padrão de 4G predominante no Brasil sendo adotado
35
por todas as operadoras. A Anatel realizou em 2013 uma licitação de frequências
em 2500 MHz para a implantação de redes 4G. As empresas que adquiriram
estas frequências foram: Vivo, Tim, Claro, Oi, Sky e Sunrise
Tabela 1 Acesso em % de 4G no Brasil em 07/2014
Brasil com 3,7 milhões de acessos 4G em Jul/2014
O Brasil terminou julho com 3,7 milhões de acessos 4G (LTE), sendo 1,4 bilhão de acessos (39,1%) da Vivo, 1x.101 mil da TIM (30,0%), 734,7 mil da Claro (20,0%), 364,3 mil da Oi (9,9%) e 38,4 mil da Nextel (1,04%).
Vivo lidera cobertura 4G por municípios cobertos e Claro por % da população atendida.
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
Tabela 2 Quantidade de Acessos 4G (LTE) 07/2014
Operadora 1T13 2T13 3T13 4T13 1T14 2T14 Jul/14
Vivo - 81.526 223.345 538.058 858.014 1.281.161 1.436.901
Tim - 35.180 155.600 404.790 675.783 989.924 1.101.273
Claro 14.702 35.967 111.171 222.162 320.926 655.454 734.749
Oi - 21.390 62.432 144.619 222.700 333.794 364.303
Nextel - - - - - 9.674 38.410
Total 14.702 174.084 552.632 1.309.771 2.077.647 3.270.375 3.676.040
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
Tabela 3 Adições Líquidas de Acessos 4G (LTE) no período 01/2013 á 07/2014
Operadora 1T13 2T13 3T13 4T13 1T14 2T14 Jul/14
Vivo - 81.526 141.819 314.713 319.956 423.147 155.740
Tim - 35.180 120.420 249.190 270.993 314.141 111.349
Claro 14.702 21.265 75.204 110.991 98.764 334.528 79.295
Oi - 21.390 41.042 82.187 78.081 111.094 30.509
Total 14.702 159.382 378.548 757.139 767.876 1.193 405.665
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
36
Tabela 4 Acessos por Área Local SP - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
11 333.179 152.249 236.766 56.577 778.771
12 15.086 9.699 16.646 5.138 46.569
13 20.444 7.476 9.454 4.105 41.479
14 29.215 5.242 6.292 905 41.654
15 24.139 5.049 5.568 1.342 36.098
16 18.591 25.775 10.993 2.983 58.342
17 13.886 12.686 8.243 1.049 35.864
18 19.265 2.975 5.330 333 27.903
19 50.680 40.528 29.815 8.105 129.128
SP 524.485 261.679 329.107 80.537 1.195.808
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
Tabela 5 Acessos por Área Local RJ/ES - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi Nextel
Total
Celulares
21 148.079 104.638 85.121 47.233 36.498 421.569
22 28.578 3.498 4.137 2.065 1.081 39.359
24 13.576 6.154 3.074 3.414 831 27.049
27 54.728 5.473 2.972 1.614 - 64.787
28 7.223 445 166 113 - 7.947
RJ/ES 252.184 120.208 95.470 54.439 38.410 560.711
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
37
Tabela 6 Acessos por Área Local PR/SC - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
31 61.768 23.234 52.827 30.805 168.634
32 6.793 4.513 4.943 5.940 22.189
33 2.378 1.779 2.746 4.014 10.917
34 5.947 2.037 15.489 3.254 26.727
35 11.817 2.352 8.632 4.937 27.738
37 8.201 468 3.695 1.823 14.187
38 7.230 484 5.115 621 13.450
MG 104.134 34.867 93.447 51.394 283.842
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
41 25.651 14.579 65.667 4.513 110.410
42 2.211 1.652 10.097 473 14.433
43 6.376 1.572 21.195 2.129 31.676
44 5.294 1.758 24.519 880 32.451
45 3.098 889 15.699 329 20.015
46 1.293 780 2.927 236 5.236
47 19.858 7.772 31.674 3.201 62.505
48 13.294 4.303 27.910 4.588 50.095
49 4.101 3.499 7.389 785 15.774
PR/SC 81.176 36.804 207.077 17.134 342.595
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
38
Tabela 7 Acessos por Área Local RS - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
51 70.256 34.854 16.149 9.862 131.121
53 3.741 1.990 3.324 1.587 10.642
54 21.977 11.065 3.074 1.086 37.202
55 12.245 3.030 1.491 850 17.616
RS 108.219 50.939 24.038 13.385 196.581
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
Tabela 8 Acessos por Área Local Centro Oeste - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
61 48.160 48.448 38.791 17.773 153.172
62 23.906 30.238 24.482 11.871 90.497
63 3.912 5.151 2.584 3.220 14.867
64 7.432 6.541 3.440 1.401 18.814
65 23.192 10.957 4.829 973 39.951
66 17.923 1.521 1.260 1.184 21.888
67 25.350 17.436 6.305 1.045 50.136
68 8.200 1.864 445 333 10.842
69 5.992 9.704 2.804 2.746 21.246
Centro
Oeste 164.067 131.860 84.940 40.546 421.413
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
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Tabela 9 Acessos por Área Local BA/SE -Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
71 23.480 11.581 29.627 13.006 77.694
73 4.986 2.701 3.443 1.985 13.115
74 2.271 424 1.732 1.047 5.474
75 6.536 4.055 8.302 1.495 20.388
77 5.829 1.280 3.322 1.850 12.281
79 29.574 1.408 3.376 2.209 36.567
BA/SE 72.676 21.449 49.802 21.592 165.519
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
Tabela 10 Acessos por Área Local Nordeste - Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
81 11.584 19.673 41.406 18.998 91.661
82 3.301 6.777 13.544 4.180 27.802
83 2.630 5.000 13.327 8.979 29.936
84 4.348 8.599 19.284 7.663 39.894
85 6.749 8.926 29.455 20.523 65.653
86 2.639 5.928 8.237 2.009 18.813
87 854 1.165 6.035 1.527 9.581
88 575 2.772 12.437 991 16.775
89 702 638 1.536 138 3.014
Nordeste 33.382 59.478 145.261 65.008 303.129
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
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Tabela 11 Acessos por Área Local Norte -Jul/14
Código
Nacional Vivo Claro TIM Oi
Total
Celulares
91 14.583 5.927 28.826 5.712 55.048
92 40.831 6.259 14.468 2.675 64.233
93 7.949 280 943 857 10.029
94 8.334 270 3.693 472 12.769
95 5.715 175 2.835 369 9.094
96 6.647 351 4.605 688 12.291
97 1.410 112 980 146 2.648
98 6.809 3.398 10.582 7.799 28.588
99 4.300 693 5.199 1.550 11.742
Norte 96.578 17.465 72.131 20.268 206.442
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
6.3 Fornecedores iniciais de Redes 4G
A tabela a seguir apresenta os fornecedores de redes 4G para as operadoras no Brasil.
Tabela 12 Fornecedores Redes 4G
Operadora Fornecedores
Telefônica/Vivo Ericsson e Huawei
Tim Ericsson, Huawei e Nokia Siemens
Claro Ericsson e Huawei
Oi Alcatel Lucent, Ericsson e Nokia-Siemens
Sunrise Huawei
Fonte: 4G..., 2015, disponível em: http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp
41
7 COMPARAÇÃO COM OUTRAS TECNOLOGIAS
7.1 LTE X 2G X 3G
Da mesma maneira que o 3G existe em conjunto com sistemas 2G em redes
integradas, o LTE deve conviver com os sistemas de 2G e 3G. Terminais que
oferecem funções múltiplas devem operar em LTE/3G ou mesmo com LTE/3G/2G,
de acordo com as necessidades do mercado. Apesar da grande melhoria do padrão
LTE, a convivência paralela se torna imprescindível no processo de transição.
Os celulares 2G tornam-se obsoletos, um número cada vez menor de
modelos 2G é lançado e, com o tempo, desaparecerão totalmente. Na Tabela abaixo
é feita uma comparação de evolução das velocidades de transmissão entre os
sistemas.
7.1.1 Diferenças entre 3G e 4G
Ambas, 3G e 4G são padrões de comunicação referentes à tecnologia
wireless e que são definidos pelo Comitê Internacional de Telecomunicações (ITU-
R). Ou seja, para oferecer as tecnologias 3G ou 4G é preciso seguir rigorosos
padrões internacionais, onde padrões está relacionado a forma como é feita a
transmissão de voz e dados pela rede.
A diferença básica entre 3G e 4G está na velocidade com que os dados são
transmitidos de um dispositivo para outro, assim como a qualidade do sinal para
efetuar a transmissão. A tecnologia 3G é de terceira geração e foi usada pela
primeira vez em 2001 no Japão oferecendo mais velocidade de transmissão de
dados que sua antecessora 2G, que foi lançada na Finlândia 10 anos antes.
A 4G foi lançada em 2010 com a intenção de tornar a transmissão de dados
ainda mais rápida do que com o uso da 3G. Ela é capaz de oferecer velocidades até
5 vezes mais rápidas que a 3G permitindo acesso ininterrupto à internet com opções
de download para vídeos e som em alta qualidade ou stream para programas de TV
sem o irritante.
42
7.1.2 Benefícios da Tecnologia 4G
Maior largura de banda, o que significa internet mais rápida;
Maior facilidade para assistir TV, ver vídeos, acessar mídias sociais,
informações, entretenimento e lojas online;
Maior qualidade em vídeo conferências. Etc.
Por que precisamos da 4G?
Para termos uma maior largura de banda e ficarmos mais próximos dos
padrões internacionais;
Acesso a multimídia, tele conferências e outros sem interferências ou “cortes”;
Acesso a altas velocidade de Internet com baixo custo por bit.
43
8 WIRELESS: WIMAX
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) é uma tecnologia
de banda larga sem fio, capaz de atuar como alternativa a tecnologias existentes
como Digital Subscriber Line (DSL) ou T1/E1, na construção de redes
metropolitanas (MAN), em especial nas regiões onde seja difícil chegar por outros
meios. A tecnologia WiMAX tem como principal objetivo estabelecer a parte final da
infra-estrutura de conexão, a chamada última milha, disponibilizando a conectividade
para uso doméstico, empresarial entre outros. O WiMAX, de acordo com as
necessidades de cada aplicação, pode suportar acessos dos tipos: fixos, nomádicos,
portáteis e móveis, conforme a tabela a seguir:
Em teoria, espera-se que os equipamentos WiMAX tenham alcance de até 50
Km e capacidade de banda passante de até 70 Mbps. Na prática, alcance e banda
dependerão do equipamento e da frequência usados, bem como da existência ou
não de visada direta (significa dizer: se a antena de um ponto consegue "ver" a
antena de outro, caso não haja obstáculos no caminho – construções, montanhas).
O WiMAX é baseado nos padrões Institute of Electrical and Electronics
Engineers (IEEE) 802.16 e ETSI HiperMAN. Foram definidas duas versões da
tecnologia a fim de aperfeiçoar o atendimento a requisitos técnicos e mercadológicos
dos serviços fixos e móveis: - 802.16e, também conhecido como WiMAX móvel,
concebido para acessos portáteis e móveis. Produtos comerciais de WiMAX móvel
foram lançados em 2006 e a certificação do WiMAX Forum deverá ocorrer nos
próximos anos.
Além de operar em uma ampla faixa de frequência – de 2 a 66 GHz – as
principais vantagens estão no tripé banda larga, longo alcance e dispensa de visada,
o que não ocorre com outras tecnologias sem-fio. O Wi-Fi, por exemplo, baseado na
IEEE 802.11, foi desenvolvido para funcionar em redes locais (LAN), tendo, portanto,
curto alcance.
Justamente o oposto do WiMAX, que foi desenvolvido para funcionar em
redes metropolitanas (MAN).
44
8.1 Avaliação de Desempenho do LTE
Em Dezembro de 2007 em um dos primeiros testes realizados pela Nokia
Siemens em Berlim (Alemanha), a Nokia Siemens Network alcançou taxas teóricas
dos testes de 173 Megabits por segundo.
A operadora de celular japonesa NTT DoCoMo está realizando os ajustes e
testes de campo do LTE desde fevereiro deste ano num bairro no sul de Tóquio, no
mês de Março, a operadora afirmou já ter conseguido atingir até 250 Mbps em teste.
O pessoal da NXP Semiconductors demonstrou em Junho um novo modem
híbrido para dispositivos móveis que promete ir além do mais rápido que já existe
hoje. O Nexperia Cellular System Solution PNX6910 promete taxas de transferência
de dados de 150 Mbps para download e 50 Mbps para upload, deverá ser
compatível com redes LTE/HSPA/UMTS/EDGE/GPRS/GSM.
Diz a NXP que em um desses dá para baixar um filme em alta definição em
sete minutos (isso em LTE, ainda em fase de testes - é quase 20 vezes mais rápido
que um modem HSPA atual - o tão falado 3G - de 7,2 Mbps).
45
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A tecnologia 4G em seguimento a 3G está trazendo e continuará a trazer
muitas mudanças para nós. Desenvolvimento, velocidade, interatividade e entre
outras muitas são as características dessa tecnologia. Ela está sendo levada aos
países subdesenvolvidos através de eventos mundiais que contribuem para o
desenvolvimento do mesmo. Então a tecnologia 4G é mais um dos grandes marcos
tecnológicos que fazem o homem dar um grande passo.
Há muito tempo se fala em convergência. Sistemas que devem convergir em
um mesmo padrão, mesmo dispositivo, com objetivos comuns. A era da
convergência está cada vez mais próxima. Com o avanço da Quarta Geração de
Celulares, devemos chegar neste patamar, no qual o usuário poderá, falar, ouvir, ler,
assistir, interagir e estar presente em qualquer lugar a qualquer hora, não somente
em voz, mas também imagem e com toda a informação necessária, em um mesmo
dispositivo. Além disto, o usuário terá a seu dispor dispositivos moveis completos, de
fácil utilização, com implementação de novos serviços a custos muito mais baixos.
É grande o número de pessoas que fazem uso da tecnologia 3G, atualmente
oferecida por diversas empresas de telefonia móvel e que permite ao usuário
conectar-se à internet através de celulares, notebooks, PDAs e qualquer dispositivo
que esteja preparado para esse tipo de atividade. No entanto agora já se fala em
4G, uma nova tecnologia que promete conexões muito mais rápidas e sinal de
qualidade superior, permitindo que os usuários utilizem o serviço sem problema
algum, mesmo dentre de veículos em movimento. 4G é a sigla da quarta geração de
telefone móvel. Ainda não tem nenhuma definição da tecnologia 4G. No Japão e em
alguns países da Europa já estão sendo testados por usuários esses tipos de
tecnologia 4G.
46
REFERÊNCIAS
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http://www.teleco.com.br/4g_brasil.asp. Acesso em: 28/02/2015.
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http://www.anatel.gov.br/Portal/exibirPortalInternet. Acesso em: 01/03/2015.
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CHOOSE the Right Cloud Provider Service. Disponível em:
http://techhelpapps.blogspot.com.br/2013/03/choose-right-cloud-service-
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