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BENEFICIOS E DIFICULDADES ENCONTRADAS NA
IMPLANTAÇÃO DA TECNOLOGIA 4G NO BRASIL.
Jader Goncalves Silva
Mauricio Jose da Cunha Netto
Rogerio Luciano Oliveira
Faculdade de Tecnologia Senac Goiás
Segurança da Informação
Resumo: Este artigo expõe três questões sobre a tecnologia 4G no Brasil. O histórico da evolução da
telefonia móvel no Brasil, o padrão de tecnologia adotado na implementação do sistema 4G no Brasil e as
dificuldades enfrentadas na adoção do sistema 4G tais como: atrasos na resolução do primeiro problema
enfrentado que foi a faixa de frequência de operação do sistema, alto custo de investimento em infraestrutura por
parte das operadoras.
A quarta geração de telefonia móvel, 4G, sucessora das atuais 2G e 3G e totalmente integrada e baseada
em IP, para entregar voz, vídeo, e serviços multimídia para os usuários.
O modelo adotado para a implementação do sistema 4G no Brasil se baseia na tecnologia LTE que
oferece maior simplicidade, melhor desempenho e capacidade, ampla variedade de terminais. O LTE está bem
posicionado para atender aos requisitos das redes móveis de próxima geração – tanto para as operadoras
existentes que seguem 3GPP/3GPP2, como para as novas.
Palavras-chave: 4G, LTE, tecnologia, dificuldades.
Abstract: This article presents three questions on the 4G technology in Brazil. The historical evolution of
mobile telephony in Brazil, the technology standard adopted in implementing the 4G system in Brazil and the
difficulties faced in the adoption of 4G system such as delays in the resolution of the first problem faced was that
the frequency band of operation system, the high cost of infrastructure investment by operators.
The fourth generation of mobile telephony, 4G, the successor to the current 2G and 3G networks and fully
integrated, IP-based, to deliver voice, video, and multimedia services to users.
The model adopted for the implementation of the 4G system in Brazil is based on LTE technology that offers
greater simplicity, improved performance and capacity, wide variety of terminals. LTE is well positioned to meet
the requirements of next generation mobile networks - both for existing operators who follow 3GPP/3GPP2 as
for new.
Key-Word: 4G, LTE, technology, difficulties.
1. INTRODUÇÃO
O fenômeno mais importante impactando as
telecomunicações, na década passada, foi o
explosivo crescimento paralelo da Internet e dos
serviços telefônicos aliados à crescente demanda
por dispositivos móveis e soluções wireless. Isto
criou uma oportunidade para oferecer serviços
integrados.
Um dos motivos que dificulta a adoção das
funções de mobilidade em redes tradicionais está no
fato de que os protocolos de endereçamento
projetados levam em consideração que os terminais
estariam sempre fixos a sua rede de origem. Em
particular, no caso de protocolos da camada de rede
como os utilizados na arquitetura TCP/IP
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),
a mudança de rede ocasiona a perda de conexão ou
então exige uma forma de roteamento bastante
complexa. Este problema está relacionado com o
handoff, processo de transferir chamadas ou dados
de um canal conectado em uma rede para outra.
A criação da tecnologia 4G está sendo
implementada para acabar com os problemas do
protocolo TCP, pois utilizará a arquitetura ALL-IP,
onde todas as formas de conexão serão reunidas na
camada IP fazendo com que seja possível a
integração de todas as redes.
O IP Móvel é uma proposta para o
gerenciamento de mobilidade apresentada pela
IETF (Internet Engineering Task Force), sendo uma
extensão do IP. Essa proposta permite um
dispositivo móvel ser localizado mesmo que esteja
visitando uma outra rede, mantendo o seu endereço
IP de origem.
Baseadas na proposta do IP Móvel, surgiram
algumas propostas tais como CIP, HMIP, TeleMIP,
IDMP e HAWAII, voltadas para o deslocamento do
móvel dentro de uma determinada área de
abrangência.
Para explicar como se fará possível a
implementação da tecnologia 4g no Brasil
precisamos entender a evolução da tecnologia
móvel bem como suas melhorias perante as
anteriores e as dificuldades de existentes no modelo
de tecnologia 4g escolhido para ser implementado.
1.2. EVOLUÇÃO DAS REDES MÓVEIS
1.2.1. Primeira Geração (1G)
Na primeira geração de sistemas móveis, os
celulares eram analógicos, cada país desenvolvia
sua tecnologia, ou seja, não havia um padrão e
assim o uso era limitado a certos países sem a
possibilidade de alargamento na rede.
1.2.2. Segunda Geração (2G)
A segunda geração, na década de 80,
revolucionou os padrões de tecnologia pois
implementou modelos como o GSM, iDEN, D-
AMPS, CDMAOne, TDMA e PDC:
• GSM (Global System for Mobile
Communications):
Formado em 1982 pelo CEPT (Conférence
Européenne dês Postes et dês Télécommunications)
para desenvolver um sistema digital de celular Pan-
Europeu. No GSM até oito usuários podem
compartilhar um canal de rádio de 20kHz alocando
um slot por vez para cada um deles. Ele funciona
nas frequências 900 e 1800MHz menos na América
do Norte que usa 1900MHz.
• iDEN (Integrated Digital Enhanced
Network): É uma tecnologia de
comunicação móvel, desenvolvida pela
Motorola, que fornece ao seus usuários
os benefícios de um rádio bloqueado e
um telefone celular. iDEN coloca mais
usuários em um dado espaço espectral,
comparado aos sistemas celulares
analógicos, por usar o TDMA. Até seis
canais de comunicações compartilham
um espaço de 25kHz.
• D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone
System) ou IS-52 e IS-136: Usa os
canais AMPS existentes e permite uma
transmissão plana entre sistemas
analógicos e digitais na mesma área. Sua
capacidade foi aumentada acima do
desenho analógico anterior por dividir
cada par de canal de 30kHz em três slots
de tempo e comprimindo digitalmente
os dados de voz, rendendo assim três
vezes a capacidade de chamada em uma
única célula.
• TDMA (Time Division Multiple Access):
Usa um sistema de celular analógico,
como o AMPS (Advanced Móbile
Phone Service) onde um simples usuário
usa um canal de 30kHz. O TDMA foi
criado para coexistir com o AMPS
dividindo o canal de 30kHz em três
canais, fazendo com que três usuários
compartilhem um canal alocando um
slot por vez para cada um deles.
• PDC (Personal Digital Cellular): É uma
variação do TDMA apenas para os
japoneses que funciona nas frequências
de 800 e 1500MHz. Mas por sua
saturação forçou a operadora japonesa
de telefonia celular, NTT DoCoMo a
trocá-la rapidamente pelo sistema 3G.
• CDMA (Code Division Multiple Access):
É derivado de tecnologia militar, tendo
sido usado por muito tempo. Na década
de 80, os militares descartaram essa
tecnologia e com isso ela foi testada em
aplicações de telefonia celular. O
CDMA foi aprovado em 1993 pela TIA
(Telecommunications Industry
Association). Hoje o CDMA é chamado
de CDMAOne para se diferenciar do
sistema CDMA do 3G. Com o
CDMAOne até 64 usuários podem
compartilhar o mesmo canal de 1.25
MHz. Funciona nas frequências de 850 e
1900 MHz. Como o GSM, a primeira
versão do CDMA transferia dados a
14.4 kb/s. Com uma simples alteração,
adicionando sete códigos suplementares
no código fundamental, é possível
aumentar a taxa para 64 kb/s.
1.2.3. Terceira Geração (3G)
Os sistemas 3G surgiram da necessidade de
mais capacidade, novas frequências e altas taxas de
transmissão. Alguns padrões foram propostos no
3G como: W-CDMA (UMTS e FOMA),
CDMA2000 e TD-SCDMA. Explicados a seguir.
• FOMA (Freedom of Mobile Multimedia
Access): É o nome comercial para os
serviços 3G que estão sendo oferecidos
pela operadora japonesa de telefonia
celular NTT DoCoMo. Ele foi o
primeiro serviço W-CDMA 3G no
mundo e é compatível com o padrão
UMTS através de link de rádio bem
como através de troca de cartão USIM.
• UMTS (Universal Móbile
Telecommunication System): É uma
tecnologia que usa o W-CDMA como
padrão e é padronizada segundo a 3GPP,
foi dividia em cinco versões, sendo que
última introduziu o transporte baseado
em IP sem o rádio de acesso de rede.
• CDMA2000: Trabalha com a padronização
que está sendo feita pelo 3GPP2
seguindo as seguintes versões: O
CDMA2000 1X, que é a evolução do
CDMAOne; o CDMA2000 1xRTT
(Radio Transmission technology) é a
camada básica do CDMA2000; o
CDMA2000 1XEV (Evolution) é o
CDMA2000 1X com High Data Rate
(HDR – Alta Taxa de Dado) separados
em duas fases: CDMA2000 1XEV-DO
(Evolution-Data Optimized) que
introduz uma nova interface, suporta
altas transferência de dados e pode
prover velocidades de até 2.4 Mbit/s
download e 1.8 Mbit/s de upload, e
CDMA2000 1XEV-DV (Evolution-Data
and Voice) que introduzirá uma
tecnologia de rádio, uma arquitetura
baseada em IP e promete velocidades de
até 3.1 Mbit/s; o CDMA2000 3X que
utiliza um par de canal de radio de
3.75MHz para alcançar taxas de dados
maiores ainda. A versão 3X do
CDMA2000 ainda não foi lançada e
nem está em desenvolvimento.
• TD-SCDMA (Time Division Synchronous
Code Division Multiple Access): É um
padrão 3G nas telecomunicações
móveis, sendo estudado na China pela
Chinese Academy of
Telecommunications Technology
(CATT), Datang e Siemens AG, em
uma tentativa para desenvolver
tecnologia nacional e não ser
“dependente das tecnologias
ocidentais”.
1.2.4. Quarta Geração (4G)
É a sucessora da tecnologia 3G, e tem a
grande vantagem de possibilitar acesso wireless,
como exemplifica a Figura 1.1 a seguir.
Figura 1 - Arquitetura 4G7
1.3. REDES MÓVEIS DE QUARTA
GERAÇÃO (4G)
A evolução de 3G para 4G está,
basicamente, relacionada à qualidade dos serviços
oferecidos (vídeo, som e jogos interativos), graças a
grande largura de banda, e maior sofisticação
associada com uma larga quantidade de
informações além de aumento na personalização. A
compatibilidade com outras redes, fará com que os
dados cheguem a velocidades extremamente altas.
Isso pedirá uma conexão “always-on”, ou seja, que
os celulares estejam sempre on-line. É esperado um
impacto muito grande na capacidade das redes pois
exigirá muito processamento das mesmas. A
infraestrutura será bem mais distribuída que nos
desenvolvimentos atuais, facilitando a introdução
de uma nova fonte de tráfico local. Transmissão
máquina-a-máquina envolverá apenas dois tipos
básicos de equipamentos: sensores (que medirão
parâmetros) e tags (que serão equipamentos de
leitura e escrita).
A tecnologia 4G descreve duas ideias
antagônicas mas que se sobrepõem:
1. A tecnologia 4G prepara-se para ser o
futuro padrão dos dispositivos wireless.
A principal companhia de serviços
wireless NTT DoCoMo está testando
comunicação 4G a 100Mbps enquanto
se move, e 1 Gbps quando parado.
2. Redes pervasivas. Um conceito até o
momento hipotético onde o usuário pode
estar conectado simultaneamente a
várias tecnologias de acesso wireless e
pode transparentemente se mover entre
elas. Estas tecnologias podem ser Wi-Fi,
UMTS, EDGE LTE.
Falando sobre dimensões, vamos pensar
sobre a ordem de magnitude; a melhor performance
esperada no 3G é por volta de 10bit/s, assim, a
tecnologia 4G seria no mínimo 50x mais
abrangente que a sua antecessora.
1.3.1 Tecnologia LTE
O LTE oferece vários benefícios para os
consumidores e operadores:
Desempenho e capacidade: um dos
requisitos do LTE é fornecer taxas de pico
downlink de pelo menos 100Mbit/s. A
tecnologia permite velocidades acima de
200Mbit/s e a Ericsson já demonstrou
taxas acima de 150Mbit/s. Além disso, a
latência deverá ser inferior a 10ms.
Efetivamente, isso significa que o LTE –
mais do que qualquer outra tecnologia – já
atende aos principais requisitos de 4G.
Simplicidade: primeiramente, o LTE
suporta portadoras com largura de banda
flexível, de menos de 5MHz até 20MHz
nos modos FDD - Frequency Division
Duplex o TDD - Time Division Duplex.
Dez faixas de espectro pareadas e quatro
não pareadas foram, até o momento,
identificadas pelo 3GPP (3rd Generation
Partnership Project) para LTE e há mais
faixas em discussão a serem adicionadas
em breve. Assim, uma operadora pode
introduzir LTE em faixas ‘novas’, onde for
mais fácil posicionar portadoras de
10MHz ou 20MHz e, assim, implementar
o LTE em todas as faixas. Em segundo
lugar, produtos LTE terão diversos
aspectos que simplificam a construção e
gerenciamento das redes de próxima
geração. Por exemplo, aspectos como
instalação plug-and-play,
autoconfiguração e auto-otimização
simplificarão e reduzirão o custo de
implantação e gerenciamento da rede. Em
terceiro lugar, o LTE será implementado
em paralelo com redes de transporte e
núcleo baseado em IP simplificados, nos
quais a construção, manutenção e
introdução de serviços são mais fáceis.
Ampla variedade de terminais: além dos
telefones móveis, computadores e
dispositivos eletrônicos incorporarão
módulos LTE. Como o LTE
suporta handover e roaming para redes
móveis existentes, todos esses dispositivos
podem ter cobertura de banda larga móvel
ubíqua desde o primeiro dia.
Em resumo, as operadoras podem introduzir a
flexibilidade do LTE para ir ao encontro dos
objetivos de suas redes existentes, espectro e
negócios para banda larga móvel e serviços
multimídia.
As pessoas já podem navegar pela Internet
ou enviar e-mails usando notebooks com HSPA
integrado, substituir seus modems DSL fixos por
modems HSPA e enviar e receber vídeo ou música
usando terminais 3G. Com o LTE, a experiência do
usuário será ainda melhor, pois acrescentará novas
aplicações, como TV interativa, blogs de vídeo
móvel, jogos avançados e serviços profissionais.
No Brasil o modelo LTE foi o escolhido
para ser implementado a fim de possibilitar a
tecnologia 4G.
Na figura a seguir podemos observar o crescente
aumento do uso da tecnologia banda larga, que em
2012 atingiu cerca de 1,8 bilhão; espera-se para
2013 um crescimento de 30%. Cerca de dois terços
desses consumidores usarão Internet móvel. O
tráfego de dados nas redes móveis está crescendo
exponencialmente e, em alguns mercados já
ultrapassou o de voz, o que coloca elevados
requisitos sobre as redes móveis, hoje e no futuro.
Figura 2: Crescimento da banda larga 2005-2012.
Fonte: OUVM, Strategy Analitics & Internal Ericsson.
Existem fortes evidências a favor da adoção da
banda larga móvel. Primeiramente, os
consumidores compreendem e apreciam os
benefícios da banda larga móvel. A maioria das
pessoas já usa telefones 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, que oferece
cobertura ubíqua e roamingcom as redes 2G e 3G
existentes.
Em segundo lugar, a experiência com HSPA mostra
que quando as operadoras fornecem boa cobertura,
ofertas de serviço e terminais, a banda larga móvel
rapidamente decola.
1.3.2 Padronização do LTE
O LTE é a próxima etapa principal nas
comunicações móveis por rádio e será introduzida
no release 8 do 3GPP. O LTE usa OFDM –
Multiplexação por Divisão de Frequência
Ortogonal como tecnologia de acesso rádio, junto
com tecnologias avançadas de antena.
O 3GPP é um acordo de colaboração estabelecido
em dezembro de 1998 que agrega diversas
entidades de padronização das telecomunicações.
Pesquisadores e engenheiros de desenvolvimento
de todo o mundo – representando mais de 60
operadoras, fornecedores e institutos de pesquisa –
estão participando no esforço conjunto de
padronização do LTE.
Além do LTE, o 3GPP está também definindo
arquitetura de rede baseada em IP. Esta arquitetura
é definida como parte do esforço da SAE –
Evolução da Arquitetura de Sistema. A arquitetura
e os conceitos LTE-SAE foram planejados para um
suporte eficiente ao mercado de massa de qualquer
serviço baseado em IP. A arquitetura baseia-se em
uma evolução do núcleo de rede GSM/WCDMA,
com operações e implementação simples e
econômica.
O ponto de partida para a padronização do LTE foi
o 3GPP RAN Evolution Workshop, conduzido em
novembro de 2004 em Toronto, no Canadá. Iniciou-
se um estudo em dezembro de 2004 com o objetivo
de desenvolver uma estrutura para a evolução da
tecnologia de acesso a rádio 3GPP em direção a:
Redução no custo por bit.
Melhor provisionamento de serviço – mais
serviços a baixo custo com melhor
experiência do usuário.
Uso flexível das bandas existentes e novas
frequências.
Arquitetura simplificada e interfaces
abertas.
Baixo consumo de potência do terminal.
O desempenho do LTE foi avaliado nos assim
chamados pontos de checagem e os resultados
foram acordados em seções plenárias do 3GPP, em
maio e junho de 2007, na Coréia do Sul. Os
resultados mostram que o LTE atende, e em alguns
casos excede, as metas para os picos das taxas de
dados,throughput de usuário na borda da célula e
eficiência espectral, bem como VoIP e desempenho
deMBMS – Multimedia Broadcast Multicast
Service.
1.3.3 LTE: Características Técnicas
1.3.3.1 Arquitetura
Em paralelo com o acesso rádio LTE, os núcleos de
rede em pacotes estão também evoluindo para a
arquitetura SAE – System Architecture
Evolution básica. Essa nova arquitetura é projetada
para otimizar o desempenho de rede, reduzir os
custos e facilitar a captura de serviços baseados em
IP.
Existem somente dois nós no plano do usuário na
arquitetura SAE: a estação rádio base LTE
(eNodeB) e o gateway SAE (SAE GW) (figura 3).
As estações rádio base LTE são conectadas ao
núcleo da rede usando a interface RAN-núcleo da
Rede (S1). Essa arquitetura plana reduz o número
de nós envolvidos nas conexões.
Figura 3: Arquitetura do LTE-SAE.
Os sistemas 3GPP (GSM e WCDMA/HSPA) e
3GPP2 (CDMA2000 1xRTT, EV-DO) existentes
são integrados ao sistema evoluído através de
interfaces padronizadas fornecendo mobilidade
otimizada com o LTE. Para os sistemas 3GPP, isso
significa uma interface de sinalização entre o SGSN
e o núcleo da rede evoluído e para 3GPP2, uma
interface de sinalização entre CDMA RAN e o
núcleo da rede evoluído. Tal integração suportará
o handover dual e único, permitindo uma migração
flexível para o LTE.
A sinalização de controle – por exemplo, para
mobilidade – é feita pelo nó da MME – Mobility
Management Entity, separada do gateway. Isso
facilita a implantação otimizada da rede e permite a
escalabilidade total da capacidade flexível.
O HSS – Home Subscriber Server conecta-se ao
núcleo da rede de pacote por meio de uma interface
baseada no protocolo Diameter, e não na
sinalização SS7, conforme usada nas redes GSM e
WCDMA anteriores. A sinalização de rede para
controle de política e cobrança já está baseada
no Diameter. Assim, todas as interfaces na
arquitetura são interfaces IP.
Sistemas GSM e WCDMA/HSPA existentes são
integrados ao sistema evoluído através de interfaces
padronizadas entre o SGSN e o núcleo da rede
evoluída. Espera-se que o esforço para integrar o
acesso CDMA também leve à mobilidade
transparente entre o CDMA e LTE. Tal integração
suportará ohandover de rádio dual e único,
permitindo a migração flexível do CDMA para
LTE.
O LTE-SAE adotou um conceito de QoS baseado
em classe de serviços. Isso fornece uma solução
simples, ainda que eficaz, para que as operadoras
ofereçam diferenciação entre os serviços.
1.3.4 Tecnologia de rádio OFDM
O LTE usa OFDM para o downlink – que é, da
estação rádio base para o terminal. O OFDM atende
ao requisito do LTE quanto à flexibilidade de
espectro e possibilita soluções eficientes e
econômicas para portadoras banda larga com taxas
de pico elevadas.
O OFDM usa várias subportadoras estreitas para
transmissão multiportadoras. O recurso físico para
odownlink LTE básico pode ser verificado com
uma grade de tempo-frequência (figura 4). No
domínio de frequência, o espaçamento entre as
subportadoras (f) é de 15kHz. Além disso, o
tempo de duração do símbolo OFDM é 1/f +
prefixo cíclico. O prefixo cíclico é usado para
manter a ortogonalidade entre as subportadoras,
mesmo para um canal de rádio dispersivo no tempo.
Os símbolos OFDM são agrupados em blocos de
recursos, que têm um tamanho total de 180kHz no
domínio da frequência e 0,5ms no domínio do
tempo. Cada TTI – intervalo de tempo de
transmissão de 1ms consiste de dois slots (Tslot).
A cada usuário é alocado um número dos assim
chamados blocos de recurso, na grade tempo-
frequência. Quanto mais blocos de recurso um
usuário recebe, e quanto mais alta a modulação
usada nos elementos de recurso, mais elevada será a
taxa de bit.
Quais blocos de recurso e quantos deles o usuário
recebe em um dado momento no tempo dependerá
de mecanismos de sincronização avançada nas
dimensões de frequência e tempo. Os mecanismos
de sincronização em LTE são similares àqueles
utilizados no HSPA e permitem um desempenho
ótimo para diferentes serviços, em diferentes
ambientes de rádio.
. Figura 4: O recurso físico downlink LTE baseado em OFDM
No uplink, o LTE usa uma versão pré-codificada de
OFDM chamada SC-FDMA – Single Carrier
Frequency Division Multiple Access. Isso é para
compensar uma redução com OFDM normal, que
tem uma PAPR (Peak to Average Power Ratio)
muito elevada. A PAPR elevada requer
amplificadores de potência caros e ineficientes,
com elevadas exigências na linearidade, o que
aumenta o custo do terminal e acaba com a bateria
rapidamente.
O SC-FDMA resolve esse problema pelo
agrupamento conjunto dos blocos de recurso, de tal
maneira que reduz a necessidade de linearidade, e
dessa maneira o consumo de potência, no
amplificador de potência. Uma baixa PAPR
também melhora a cobertura e o desempenho na
borda da célula.
1.3.5 Antenas avançadas
Soluções avançadas de antena que são introduzidas
no eHSPA – HSPA evoluído – são também usadas
pelo LTE. Soluções incorporando múltiplas antenas
atendem às demandas da rede de banda larga móvel
de próxima geração por taxas de dados elevadas,
cobertura estendida e alta capacidade.
Soluções avançadas multiantena são os principais
componentes para atingir essas metas. Não existe
uma solução de antena que aborde cada cenário.
Consequentemente, uma família de soluções de
antena está disponível para cenários específicos.
Por exemplo, taxas de dados elevadas podem ser
atingidas com soluções de antenas multicamadas,
como o MIMO – Multiple Input Multiple Output
2x2 ou 4x4, enquanto a cobertura estendida pode
ser atingida com formador de feixe (beam-forming).
1.3.6 Faixas de frequência para FDD e TDD
O LTE pode ser usado nos modos FDD –
Frequency Division Duplex e TDD – Time Division
Duplex. Os primeiros lançamentos de produto
suportarão ambos os esquemas duplex. Em geral, o
FDD é mais eficiente e representa volumes mais
elevados do dispositivo e infraestrutura, enquanto o
TDD é um bom complemento.
Como o hardware para LTE é o mesmo para FDD e
TDD (exceto pelos filtros), os operadores TDD
serão, pela primeira vez, capazes de desfrutar das
economias de escala que vêm com os produtos
FDD amplamente suportados.
Até o momento, dez diferentes faixas de frequência
FDD e quatro diferentes faixas de frequência TDD
foram definidas no 3GPP, que podem ser usadas
para LTE (tabela 1). É provável que mais bandas
sejam acrescentadas a essa lista, como a de 700
MHz nos EUA.
Bandas FDD
Banda Frequências UL/DL (MHz)
I 1920 – 1980 / 2110 – 2170
II 1850 – 1910 / 1930 – 1990
III 1710 – 1785 /1805 – 1880
IV 1710 – 1755 / 2110 – 2155
V 824 – 849 / 869 – 894
VI 830 – 840 /875 – 885
VII 2500 – 2570 / 2620 – 2690
VIII 880 – 915 / 925 – 960
IX 1749.9 – 1784.9 / 1844.9 – 1879.9
X 1710 – 1770 / 2110 – 2170
Bandas TDD
Banda Frequências UL/DL (MHz)
a 1900 – 1920
2010 – 2025
b 1850 – 1910
1930 – 1990
c 1910 – 1930
d 2570 – 2620
Tabela 1: Bandas FDD (esquerda) e TDD (direita) definidas pelo 3GPP (Junho de 2007).
A primeira infraestrutura de rede e terminais LTE
suportarão faixas de frequência múltiplas desde o
início. O LTE será, portanto, capaz de atingir
rapidamente elevadas economias de escala e
cobertura global.
O LTE é definido para suportar portadoras com
largura de banda flexíveis, de abaixo de 5MHz até
20MHz, em várias faixas do espectro e para os
modos FDD e TDD. Isso significa que um operador
pode introduzir LTE em faixas novas e nas já
existentes.
1.3.7 LTE: Terminais e Economia
1.3.7.1 Terminais, módulos e terminais sem
fio fixos
Os dispositivos de banda larga móvel LTE serão
produtos para o mercado de massa.
Hoje, a maioria das pessoas pensa em telefones
móveis quando falamos sobre conexões móveis, e
até mesmo dispositivos como notebooks e câmeras
de vídeo já operam sobre as tecnologias existentes
de banda larga móvel, como HSPA e CMDA2000,
bem como LTE por meio de módulos padronizados
embarcados nos dispositivos/equipamentos.
Terminais sem fio fixos são outra oportunidade
para usar a banda larga móvel de forma eficaz. Os
terminais podem ser comparados aos modems DSL
fixos com conexões Ethernet, WLAN ou POTS
para dispositivos em casa ou no escritório.
A principal diferença é que o serviço de banda larga
não é transportado sobre cabos de cobre, mas por
meio de rede de rádio. Eles permitem às operadoras
oferecer serviço de banda larga de forma
econômica a todos os usuários que já têm
computadores com conexões Ethernet ou notebooks
com conectividade WLAN.
Figura 5: Exemplos de dispositivos que poderão usar LTE.
O LTE está bem posicionado para atender aos
requisitos das redes móveis de próxima geração –
tanto para as operadoras existentes que seguem
3GPP/3GPP2, como para as novas.
A infraestrutura LTE é projetada para ser a mais
simples possível de implementar e operar, por meio
de tecnologia flexível que pode utilizar várias
faixas de frequência. O LTE oferece larguras de
banda escalonáveis, de menos de 5MHz a 20MHz,
com suporte a espectros de FDD e TDD.
A arquitetura LTE-SAE reduz o número de nós,
suporta configurações flexíveis de rede e fornece
um alto nível de disponibilidade de serviço. Além
disso, terá interoperabilidade com GSM,
WCDMA/HSPA, TD-SCDMA e CDMA.
O LTE estará disponível não apenas nos telefones
móveis de próxima geração, mas também nos
notebooks, câmeras fotográficas, câmeras de vídeo,
terminais sem fio fixos e outros dispositivos que se
beneficiam da banda larga móvel.
1.4 Problemas para implantação do 4G
A implantação da tecnologia do 4G no brasil
sofre atrasos desde que foi concebida, o primeiro
problema e relacionado à frequência de operação da
rede. No brasil em junho de 2012 a Anatel definiu
que a frequência de utilização do 4G no brasil seria
a de 2,5GHz a 2,69GHz considerada como uma via
de alta velocidade da internet sim fio. Essa faixa do
espectro foi fatiada e leiloada entre as operadoras
que desejam oferecer esse serviço. Normalmente as
faixas de utilização do 4G ficam em 700MHz como
acontece na maior parte dos países da Europa. No
brasil a faixa do espectro de 700MHz esta ocupada
com a transmissão do sinal de TV analógica aberta.
Assim surge o primeiro problema para
implementação da rede móvel de alta velocidade, a
infraestrutura. Com a faixa de 2,5GHz selecionada
para operação, o alcance das antenas diminuem
consideravelmente, apesar do sinal sem muito bom
para cidades dado a sua velocidade o alcance do
sinal e muito inferior ao de 700MHz. Assim as
operadoras que desejarem oferecer o serviço terão
que estar dispostas a fazer um grande investimento
em sua infraestrutura para oferecer uma boa
cobertura da rede 4G. Ainda em relação à
infraestrutura existe uma imensa discussão
relacionado aos valores e implementação de novas
antenas de radio emissores. Em novembro de 2012
houve inicio ao leilão das operadoras para escolher
os fornecedores de infraestrutura da rede no brasil,
esse leilão foi marcado pela cautela das operadoras
onde, com exceção da vivo todas as operadoras
continuaram com seus mesmos fornecedores. A
mesma prudência e utilizada na cobertura inicial do
serviço onde atende minimamente as exigências da
Anatel, cobertura somente nas cidades sedes da
copa. O objetivo das operadoras e utilizar a maior
parte do sites 3G criados no brasil para
implementar a rede 4G onde ate o final de 2013
pelo menos 90% dos sites 3G já estejam preparados
para receber o 4G. A grande novidade esta
relacionado ao acordo de compartilhamento de
infraestrutura estabelecido entre as operadoras.
Todas as novas antenas que forem necessárias
serem erguidas será compartilhada entre as
operadoras. Isso mostra uma grande modificação na
forma de pensar dessas empresas, “Anteriormente
essas antenas eram vistas como um ativo
estratégico agora não se pensa mais assim.”. Diz
Jose Augusto de Oliveira Neto CEO da Huawei.