Gestão de Serviços de Telecomunicações

Transcrição

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2 Programação 27/4 (seg) Apresentação, Introdução à telefonia, infraestrutura de telecomunicações; 04/5 (seg) Mobilidade, Exemplos de sistemas, conceito celular; desafios das comunicações por rádio móvel; 11/5 (seg) Soluções, Serviços substitutivos, Streaming, integração de redes & Tópicos atuais. 2

3 Mobilidade, Exemplos de sistemas, conceito celular; desafios das comunicações por rádio móvel... 3

4 A Física da Comunicação sem Fio Onda Eletromagnética Freqüência / Potência; Fading ou desvanecimento; Efeitos físicos: Reflexão / Difração / Espalhamento. 4

5 Efeitos Físicos Ocorre quando a onda incide objetos refletores com dimensões que são muito maiores quando comparadas com o comprimento de onda Ocorre quando o caminho entre o transmissor e o receptor é obstruído por uma superfície que tem irregularidades pontiagudas. Ocorre quando o meio através do qual a onda se propaga consiste de objetos com dimensões que são muito pequenas quando comparadas com o comprimento de onda. 5

6 Comunicação sem Fio 6

7 Comunicação sem Fio 7

8 Comunicação Móvel Modulação (AM, FM); (Video How AM and FM Works: Acesso Múltiplo (FDMA, TDMA, CDMA, SDMA); Canal de voz e canal de controle; Largura de banda; Multipath ou multi-percurso. 8

9 Os primeiros sistemas de comunicação móvel (Sistemas rádio-móvel) Décadas de 70 e 80 (EUA); Dispositivos veiculares; Poucos canais disponíveis; Alta potência. 9

10 Tipos de sistemas Rádio Simplex Rádio Duplex Sistemas analógicos Sistemas digitais 10

11 Mobilidade em sistemas de Broadcast Rádios automotios / Walkman TV digital móvel Fonte: 11

12 TV Digital móvel Exemplos de dispositivos de TV digital móvel 12

13 Exemplos de sistemas de comunicação móvel Sistemas Terrestres. Foram os primeiros sistemas de rádio móvel, onde as estações base eram posicionadas no local mais alto da região oferecendo uma área de cobertura máxima do serviço. Sistemas por Satélite. Estes sistemas fazem uso de um ou mais satélites para servirem como estação base ou como repetidores numa rede de rádio móvel. Satélites geoestacionários: INMARSAT, MSAT, AUSSAT. Satélites de baixa órbita: GPS (18-24 satélites); Glonass (sistema de localização russo); Globalsat (48 satélites); Iridium (66 satélites); LORAN-C (É um sistema de navegação). Rádio Paging. Sistemas de Despacho ou Rádio-chamada. Sistema Celular. Sistemas de comunicações Pessoais. 13

14 Exemplos de sistemas de comunicação móvel Wireless LAN. Altas taxas de transmissão de dados (54 Mbps), cobertura restrita, baixa mobilidade dos terminais. Padrões : IEEE802.11x, HIPERLAN, Wi-Fi. Faixa: 2,4 ~ 5,0 GHz Wireless Local Loop. Acessos sem fio para prover serviços de telecomunicações em áreas não atendidas, necessidade de rápida instalação e reduzido custo. Provê serviços de voz, baixa largura de banda e limitada mobilidade*. Os padrões são adaptados dos sistemas celulares existentes ou proprietários. Wireless Data Network. Redes de comunicações de dados por pacotes ou circuito comutado, geralmente usam a mesma infraestrutura dos sistemas celulares. CDPD, ARDIS, Mobitex, TETRA, GPRS, 1xRTT, 1xEVDO, WCDMA, UMTS, WiMax, LTE, LTE Advanced. 14

15 Objetivos de projeto ; Desafios das comunicações por rádio móvel Preço, Peso/tamanho, desempenho do Device Custo de Serviço Taxa de Bloqueio de Chamadas Qualidade de Transmissão Região de Cobertura / Roaming Privacidade / Mobilidade / Segurança Taxa de Queda de Chamadas Potência Consumida / autonomia bateria Eficiência Espectral 15

16 Esquema básico do Sistema Celular MSC BTS/ ERB/ NodeB BSC/RNC MSC MSC/CCC /MGW Network MSC Outra operadora EM/MU/ UE/MS 16

17 Sobreposição de Redes PALESTRA: A TERCEIRA GERAÇÃO DA TELEFONIA CELULAR 17

18 Antenas - Exemplos 18

19 Estação Rádio Base (ERB/BTS) 19

20 NodeB-3G / enodeb-4g 20

21 Central Celular (CCC/MSC/MSC-s) 21

22 Central Celular atual (MGw) 22

23 Espectro de frequências 0-50 Hz khz MHz MHz MHz MHz MHz MHz 150 MH z MHz MHz 450 MHz MHz MHz 2-12 GHz 1-4 THz 1 MTz As bandas C, D e E - operam na faixa de freqüência de 1,8 GHz onde a tecnologia empregada é a GSM. Legenda: Rádio AM Rádio Amadores Racionadores Primeiro Serviço Móvel Sistema Bell Radioamadores Celular AMPS / TDMA / CDMA Rádio de Microondas Raios X-Raios Gama- Radiações Nucleares 23

24 Espectro para as bandas A e B 24

25 Espectro para o GSM e 3G 25

26 Reuso de Freqüência Limitação de espectro Ao lado, exemplo de um plano de frequência com reuso de 7 por 21, ou seja, cada célula é dividida em três setores formando 21 grupos de frequências. 26

27 Área de Cobertura 27

28 Área de Cobertura 28

29 Área de Cobertura 29

30 Área de Cobertura 30

31 Handoff / Handover 31

32 Redes Serviços e Suporte 32

33 Tecnologia Analógica 1ª geração 33

34 Canalização - O AMPS utiliza o múltiplo acesso por divisão de frequência (FDMA) e é modulado em FM; - Cada banda (A ou B) ocupa 12,5 MHz e é composta por 416 canais, sendo 21 canais de controle e os demais de voz todos analógicos, distribuídos em sets de 14 ou 15 canais. - No AMPS um canal de voz é alocado e permanece dedicado a uma chamada durante toda a sua duração. 34

35 Tecnologias de Múltiplo Acesso 35

36 Tecnologia TDMA (2G) Aumenta a capacidade da rede, digitalizada Otimização espectro Redes Serviços e Suporte 36

37 Tecnologia TDMA - O TDMA (IS136) mantém a mesma estrutura de canalização do AMPS (geralmente reuso de 7 por 21), mas permite que um canal de voz seja compartilhado digitalmente por até 3 usuários simultaneamente através do múltiplo acesso por divisão no tempo (TDMA). - Possui um frame de 40 ms com 6 slots de tempo com 6,6 ms cada, sendo alocado 2 slots/usuário. - A taxa de cada conversação é de 16,2 kbit/s e tem eficiência 13 vezes maior que o AMPS. - Novos serviços incorporados (SMS, Call ID, ) 37

38 Tecnologia GSM - A capacidade do sistema não interfere tanto na qualidade de voz, como no CDMA. - Grande diversidade/disponibilidade de aparelhos no mercado. - Uso de SIM Card, que garante maior proteção à clonagens. - Em uma banda de 20 khz o AMPS tem capacidade para uma chamada e o TDMA três. Já o GSM em 200 khz tem capacidade para oito chamadas 38

39 Tecnologia GSM - Dados - GPRS (General Packet Radio Service) pode utilizar até 8 ts de uma canal GSM de 200 KHz, em modulação 0,3GMSK -> 115 kbit/s. - EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) modulação 8 BPSK -> 384 kbit/s. - Serviu de base para o 3G (Third Generation) - padrão (WCDMA), exigindo uma banda adicional de freqüências para implementação do serviço por parte das operadoras, mantendo no entanto a compatibilidade e demais interfaces da arquitetura GSM. 39

40 CDMA 40

41 CDMA 41

42 Tecnologia CDMA - Soft Capacity (não há limite fixo para a capacidade de usuários - degradação da qualidade de sinal para aumentar o número de canais disponíveis), aumentando a eficiência teoricamente de 20 a 40 vezes em relação ao AMPS. - Soft Handoff (a utilização de múltiplos servidores - Rake Receiver é um sistema existente no terminal móvel capaz de receber até três sinais de mesma freqüência simultaneamente). Modulação QPSK/DPSK - Boa taxa de transmissão de dados e possibilidade de migração para redes 3G (terceira geração). 42

43 Tecnologia CDMA COMUNICAÇÕES MÓVEIS XXI TELEINFO 43

44 Diferenças no Handoff / Handover AMPS, TDMA e GSM CDMA 44

45 O que é a 3G? 3G é a sigla adotada para designar o Sistema Celular de Terceira Geração. Incorpora a possibilidade de oferecer serviços de dados sem necessidade de estabelecimento de uma conexão (conexão permanente) e a taxas até 2 Mbps. Os principais sistemas são o WCDMA e o CDMA2000 1xEV. A UIT o denomina de IMT

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47 Quais as tecnologias 3G? - O Brasil já dispõe desde 2004 uma tecnologia 3G da linha do CDMA2000, chamada de EVDO. As taxas de pico de transmissão de dados desta tecnologia são de 2,4 Mbps (download). - Outra tecnologia, da linha do WCDMA, considerada já a terceira geração e meia (3,5G), chamada de HSDPA já está disponível em algumas capitais e regiões metropolitanas. As taxas de pico do HSDPA podem chegar a 7,2 Mbps (download), dependendo da versão implementada. - A evolução do HSDPA é o HSUPA, que eleva as taxas de upload para até 11 Mbps. As tecnologias HSDPA e HSUPA são chamadas genericamente de HSPA. 47

48 Taxas de transmissão GSM Geração Características 2G 2,5G 3G Tecnologia GSM WCDMA GSM GPRS EDGE UMTS HSDPA HSUPA Taxa máxima de dados em Kbits (teórica) 14,4 171,2 473, Taxa média de dados em Kbits Tecnologia CDMA CDMA 2000 EVDO EVDO Rev A Taxa média de dados em Kbits Fonte: adaptado de UOL Tecnologia EVDO Rev B CDMA Taxa máxima de dados em Kbits (teórica) 14,4 153, Fonte: Iec.org 48

49 HOJE Tecnologia 3G HSUPA HSDPA 7.2 Download Site UOL 200 KB HSDPA 7.2 0,5 seg Download Foto 1 MB HSDPA seg HSDPA a Kbps no downlink 200 a 300 Kbps no uplink (UMTS) HSDPA seg HSDPA seg HSDPA a 900 Kbps no downlink 200 a 300 Kbps no uplink (UMTS) UMTS (WCDMA) 200 a 300 Kbps HSDPA seg UMTS 5 seg HSDPA seg UMTS 32 seg GSM EDGE 80 a 130 Kbps GSM GPRS 30 a 40 Kbps GSM EDGE 15 seg GSM GPRS GSM EDGE GSM GPRS PALESTRA: A TERCEIRA GERAÇÃO DA TELEFONIA CELULAR 45 seg 1m 15s 3m 45s 49

50 4G - quarta geração - Baseada totalmente em IP sendo um sistema de sistemas e uma rede de redes, alcançando a convergência entre as redes de cabo,sem fio e dispositivos eletrônicos - Velocidades teóricas de acesso entre 100 Mbps em movimento e de até 5 Gbps em repouso, mantendo uma qualidade de serviço (QoS) e ponto a ponto de alta segurança para permitir oferecer serviços de qualquer tipo, a qualquer momento e em qualquer lugar. - 4G está sendo desenvolvido prevendo oferecer serviços baseados em banda larga móvel tais como Multimedia Messaging Service (MMS), video chat, mobile TV, conteúdo HDTV, Digital Video Broadcasting (DVB), serviços básicos como voz e dados. Fonte: 50

51 4G - quarta geração - No 2T14 existiam 280,4 milhões de acesos 4G no mundo, sendo 45% dos EUA/Canadá; 36% da Ásia/Pacífico, 15% da Europa e 1,7% da AL. - O trafego de dados móveis está aumentando agressivamente impulsionado pela maior adoção de smartphones, tablets e o crescente interesse por vídeos na internet. - 51

52 4G - quarta geração - O LTE foi adotado como próxima tecnologia pela maior parte das operadoras de celular do mundo. - As redes de LTE podem utilizar o espectro: 700MHz ou 800MHz, com o fim da TV analógica 2,6 GHZ, utilizadas pelas operadoras na Europa e no Brasil. Ou ainda em espectro refarmed, incluindo a banda de 1800MHz, usado pelo GSM 52

53 4G - quarta geração - Hoje 331 redes LTE em operação comercial no mundo em 112 países. Categorias de equipamentos LTE Categorias Pico de taxa de dados (Mbit/s) DL UL Largura Banda de 20MHz DL QPSK, 16QAM, 64QAM Modulação UL 16QAM, 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM 2x2 MIMO Não suporta Obrigatório 4x4 MIMO Não suporta Obrigatório Fonte: (em 5/11/2013) 53

54 Espectro para o 4G 54

55 Espectro para o 4G no Brasil Fonte e mais detalhes: 55

56 4G - WIMAX 56

57 4G - WIMAX -... COMUNICAÇÕES MÓVEIS XXI TELEINFO 57

58 -... 4G A CARA DO WIMAX 58

59 As quatro gerações do celular 1G G ,5G G Sistemas analógicos como o AMPS. Permitiam uma conexão (permanente) a taxas de até 9,6 kbps. Sistemas digitais como o GSM, CDMA (IS-95) ou TDMA (IS-136). Sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e sem necessidade de estabelecimento de uma conexão (conexão permanente) a taxas de até 144 kbps. São um passo intermediário na evolução para 3G. Os principais sistemas são o GPRS, EDGE e extensões do CDMA. Sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e taxas de até 2 Mbps. Os principais sistemas são o WCDMA/UMTS, o CDMA2000 1xEV/EVDO e o HSDPA(3,5G). No Brasil: 1G G ,5G G

60 As quatro gerações do celular 4G O padrão LTE é o padrão de 4G predominante no Brasil sendo adotado por todas as operadoras. A Anatel realizou em 2012 uma licitação de frequências em 2500 MHz para a implantação de redes 4G. No Brasil: 4G G?? 60

61 O que está por vir? - Popularização dos smartphones e outros dispositivos móveis (tablets, placas para laptops, equipamentos para segurança, geladeiras,...). - Permitem instalar programas tais como dicionários, tradutores, navegadores, jogos e clientes de . Vídeo Jogos - Câmeras com resolução superior a 24Mpx já foram lançadas. A internet já pode ser acessa via Wi-Fi e banda larga 3G/4G. Jogos com gráficos que se comparam ao videogame PSP/XBox. Telas que agora possuem mais de 16 milhões de cores. Celulares tem telas até de 5.5 e sensíveis ao toque. 61

62 Market Share dos sistemas operacionais móveis COMUNICAÇÕES MÓVEIS XXI TELEINFO 62

63 Market Share dos fabricantes de smartphone COMUNICAÇÕES MÓVEIS XXI TELEINFO 63

64 Smartphones - Tendência: opção pelos sistemas operacionais abertos. - No segundo trimestre de 2013, os smartphones superaram em vendas pela primeira vez na história os celulares tradicionais, também conhecidos como dumbphones. Os smartphones responderam por 51,8% das vendas de telefones móveis, com 225 milhões de unidades, segundo a consultoria Gartner. - Inovação: Quanto custa manter-se na ponta? O que ainda ninguém pensou a este respeito? Fonte: 64