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# 01 Telecom – Comunicação Móvel

08.06.2015 (5:59 pm) – Filed under: Telecomunicação ::

Prezados, irei retratar alguns assuntos de telecomunicação que venho estudando mais; segue.

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› › Frequência para funcionar

Os celulares são aparelhos que funcionam a partir de ondas eletromagnéticas, como os rádios, por exemplo. É estas ondas operam em frequências determinadas por isso varia de país para país de região para região. A rede de internet 3G(WCDMA) no brasil funciona na frequência 2100mhz, mas em alguns estados funciona na frequência 850mhz,dependendo do estado pode não funcionar o 3G 2100MHz com isso ira utilizar apenas a rede 2g. Muitos aparelhos operam na frequência 3G 900/2100MHz, em 13 kbit/s é a taxa de um canal de voz no GSM. Os aparelhos que operam na frequência (900/1800) são chamados de dualband, já as frequências de (900/1800/1900) são chamadas de triband, ja a quadriband opera nas frequências de (850/900/1800/1900).

Aqui vai uma lista com as frequências GSM, em MHz, de todas as operadoras do país:

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A tecnologia 3G e 4G, o caminho da comunicação permanece o mesmo: os celulares enviam sinais para as torres e, logo em seguida, essas torres repassam os dados para uma central de comunicações. Porém, o que muda realmente são os equipamentos. Existem diferenças muito visíveis entre as redes móveis 3G e 4G, o caminho da comunicação permanece o mesmo os celulares enviam sinais para as torres e, logo em seguida, essas torres repassam os dados para uma central de comunicações.

Porém, o que muda realmente são os equipamentos, a rede 4G opera em uma frequência distinta da 3G e, por isso, são necessárias antenas diferentes que possam operar na faixa de 2,5 GHz,as antenas 4G são mais baixas do que as 3G e possuem um sinal bem mais denso. Se uma torre 3G pode compartilhar o sinal com cerca de 60 a 100 telefones, a 4G aumenta em muito esse número,suporta muito mais usuários simultâneos. Mas as antenas 4G fornecem uma cobertura menor, exigindo que mais antenas sejam instaladas para que o sinal se mantenha consistente.

› › Mas se tenho celulares com tecnologia diferente !!

O funcionamento do 4G em nosso país diz respeito aos consumidores, que se quiserem desfrutar de toda a velocidade dessa rede precisarão ter aparelhos capazes de suportar esse tipo de tecnologia. Vale a pena reforçar que a troca de celular não é obrigatória e que as redes 2G e 3G continuarão em operação.A Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), que realizou o leilão da faixa de frequência de 2,5 GHz para implantar o 4G no Brasil, definiu o seguinte cronograma:

até 30 de abril de 2013, o 4G estará disponível nas 6 cidades-sede da Copa das Confederações (Brasília, Recife, Salvador, Rio de Janeiro, Fortaleza e Belo Horizonte);
até o fim de 2013,  a nova tecnologia terá de ser implantada em mais 6 capitais que vão sediar a Copa do Mundo de 2014 (São Paulo, Porto Alegre, Cuiabá, Curitiba, Manaus e Natal);
até 31 de dezembro de 2014, em todas as capitais com mais de 500 mil habitantes;
até 31 de dezembro de 2015, em todas as cidades com mais de 200 mil habitantes;
até 31 de dezembro de 2016, em todas as cidades com mais de 100 mil habitantes;
até 31 de dezembro de 2017, em todas as cidades com mais de 30 mil habitantes.

Essa faixa é a mesma utilizada atualmente em 27 países da Europa, Ásia e Oriente Médio. Outros 22 países planejam implantar  a nova tecnologia na mesma frequência escolhida pelo Brasil,a tecnologia 4G opera em várias frequências no mundo. Alguns países utilizam a de 2,5GHz, outros a de 1,8 GHz ou de 2,1 GHz e outros ainda a faixa de 700 MHz. Estados Unidos e Argentina, por exemplo, usam a faixa de 700 MHz. No Brasil, essa frequência vai abrigar o 4G depois da digitalização da TV aberta, que hoje ocupa essa faixa do espectro.

Half-duplex: tanto os walkie-talkies quanto os rádios da faixa do cidadão usam esse princípio, ou seja duas pessoas que se comunicam usam a mesma frequência, de modo que somente uma pessoa pode falar de cada vez.

Full-duplex. Isso significa que você usa uma frequência para falar e uma segunda frequência independente para a escuta. Ambas as pessoas podem falar ao mesmo tempo.

› › Códigos de telefone celular

–  Número serial eletrônico (ESN): um número individual de 32 bits gravado dentro do telefone quando ele é produzido.

–  Número de identificação móvel (em inglês, MIN) – um número de 10 dígitos derivado de seu número de telefone.

–  Código de Identificação do Sistema (em inglês, SID) – um número exclusivo de 5 dígitos que é designado para cada provedor pelo FCC (Comissão Federal de Comunicações), apesar de o ESN ser considerado uma parte permanente do telefone, os códigos MIN e SID são programados nele quando estiver ativado, ou quando você adquire um plano de serviços.

Quando você liga o telefone pela primeira vez, ele ouve um SID no canal de controle. O canal de controle é uma frequência especial que o telefone e a estação-base usam para falar um com o outro sobre coisas como configuração de chamadas e mudança de canais. Se o telefone não conseguir encontrar nenhum canal de controle para ouvir, ele saberá que está fora de alcance e exibirá uma mensagem dizendo que está fora de serviço.

Quando ele recebe o SID, o telefone o compara ao SID programado no telefone. Se os SIDs coincidirem, o telefone saberá que a célula com a qual ele está se comunicando faz parte de seu sistema home, ou doméstico. Junto com o SID, o telefone também transmite uma solicitação de registro, e a central comutadora de telefonia móvel (MTSO) rastreia a localização de seu telefone em um banco de dados, então a MTSO recebe a chamada e tenta localizá-lo, consultando em  seu banco de dados para ver em qual célula você se encontra, a central MTSO escolhe um par de frequências que seu telefone usará naquela célula para receber a chamada.A MTSO se comunica com seu telefone pelo canal de controle para informar quais frequências utilizar, e assim que seu telefone e a torre comutam para essas frequências, a chamada é conectada, agora, você está falando com uma pessoa por um rádio de duas vias.

Conforme você se move em direção à borda de sua célula, a estação-base de sua célula nota que a intensidade do sinal de seu celular está diminuindo. Enquanto isso, a estação-base na célula para a qual você se dirige (e que está ouvindo e medindo a intensidade do sinal em todas as frequências, não apenas em seu próprio sétimo do total) observa o sinal de seu telefone aumentar de intensidade. As duas estações-base se coordenam uma com a outra via MTSO e, em algum ponto, seu telefone recebe um sinal no canal de controle ordenando que ele troque de frequências, esse passe (hand off) comuta seu telefone para a nova célula, veja a imagem abaixo:

À medida que você se desloca, o sinal é passado de célula para célula, digamos que você esteja ao telefone e se mova de uma célula para outra, mas a célula para a qual você se move é coberta por outro provedor de serviços que não o seu. Em vez de derrubar a ligação, ela na verdade será transferida para o outro provedor de serviços. Se o SID no canal de controle não coincide com o SID programado em seu telefone, então o telefone sabe que está em roaming. A central MTSO da célula em que você faz o roaming entra em contato com a central MTSO de seu sistema doméstico, que então verifica seu banco de dados para confirmar que o SID do telefone que você usa é válido. Seu sistema doméstico verifica seu telefone para a central MTSO local, a qual então rastreia seu telefone à medida que você se desloca ao longo de suas células. E o surpreendente é que tudo isso acontece em segundos.

› › Celulares Digitais

Os telefones celulares digitais representam a segunda geração (2G) da tecnologia celular. Eles usam a mesma tecnologia de rádio que os telefones analógicos, mas a utilizam de uma maneira diferente. Os sistemas analógicos não usam completamente o sinal entre o telefone e a rede celular. Os sinais analógicos não podem ser comprimidos e manipulados tão facilmente quanto um sinal verdadeiramente digital. Este é o motivo pelo qual muitas companhias de TV a cabo estão mudando para a tecnologia digital: elas podem colocar mais canais dentro de uma determinada largura de banda. É impressionante o quanto os sistemas digitais podem ser mais eficientes.

Os telefones digitais convertem sua voz em informação binária (1s e 0s) e em seguida a comprimem (veja Como funcionam as gravações analógica e digital para detalhes sobre o processo de conversão). Essa compressão permite que entre 3 e 10 chamadas de telefone digital ocupem o espaço de uma chamada analógica.

Muitos sistemas celulares digitais dependem somente da modulação por chaveamento da frequência (FSK, em inglês) para enviar dados de um lado para outro com o AMPS. A FSK usa duas frequências, uma para os 1s e a outra para os 0s,alternando rapidamente entre as duas para enviar a informação digital entre a torre de celular e o telefone. Esquemas de modulação e codificação engenhosos são requeridos para converter a informação analógica em digital, comprimi-la e convertê-la novamente enquanto se mantém um nível aceitável de qualidade de voz. Isso significa que os celulares digitais precisam conter muita capacidade de processamento.

› › FDMA, TDMA, CDMA

~> FDMA (acesso múltiplo por divisão de frequência): coloca cada chamada em uma frequência separada, usada para a transmissão analógica , apesar de ser capaz de portar informação digital a tecnologia FDMA não é considerada um método eficiente para a transmissão digital.

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~> TDMA (acesso múltiplo por divisão de tempo): reserva certa porção de tempo para cada chamada em uma frequência designada, usando a TDMA, uma banda estreita com 30 kHz de largura e 6,7 milissegundos de comprimento é dividida em três janelas de tempo, a tecnologia TDMA tem três vezes a capacidade de um sistema analógico, usando o mesmo número de canais é operam nas frequências de banda de 800 MHz (IS-54) ou 1.900 MHz (IS-136).

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A TDMA também é usada como a tecnologia de acesso para o GSM, os sistemas GSM usam criptografia para tornar as chamadas telefônicas mais “seguras”; mas foram quebradas e contém diversas vulnerabilidades(veremos isso mais a frente em outros posts). O GSM opera nas bandas de 900 MHz e 1.800 MHz na Europa e na Ásia, e na banda de 850 MHz e 1.900 MHz (algumas vezes referida como 1,9 GHz) nos Estados Unidos.

~> CDMA (acesso múltiplo por divisão de código): fornece um código exclusivo para cada chamada e disponibiliza ao longo das frequências disponíveis, tem uma abordagem totalmente diferente em relação à TDMA. A CDMA, após digitalizar os dados esses são disponibiliza-los ao longo de toda a largura de banda disponível.

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Referências
https://web.archive.org/web/20140905044647/http://pt.wikipedia.org/wiki/Anexo:Lista_de_operadores_GSM
http://www.conexaominicom.mc.gov.br/materias-especiais/1344-veja-o-que-voce-precisa-saber-sobre-a-tecnologia-4g
http://tecnologia.hsw.uol.com.br/celular1.htm