Seção: Telefonia Celular

12/04/2017

Tecnologias de Celular

 

Tecnologias Celular Tecnologia 3G Tecnologia 4G Tecnologia 5G

Nesta página: Evolução das Gerações de sistemas celulares. Padrões de tecnologia utilizados pelas redes de celular tais como: AMPS, TDMA, CDMA, GSM, GPRS, EDGE, EVDO, WCDMA e HSPA.

 


Gerações de Sistemas Celulares

 

 

1G Sistemas analógicos como o AMPS.
2G Sistemas digitais como o GSM, CDMA (IS-95-A) ou TDMA IS-136.

 

O GSM e o CDMA possuem extensões que permitem a oferta de serviços de dados por pacotes sem necessidade de estabelecimento de uma conexão (conexão permanente) a taxas de até 144 kbps. As principais são o GPRS e o EDGE para o GSM e o 1XRTT para o CDMA.
3G Sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e taxas maiores que 256 kbps. Os principais sistemas são o WCDMA/HSPA e o CDMA EVDO. (mais detalhes)
4G Sistemas projetados para oferecer taxas de download de 100Mbps com o usuário em movimento e 1Gbps com o usuário parado. A taxa de uplink é de até 500Mbps. Apresenta também redução da latência. O LTE Advanced e o WiMAX foram as tecnologias aceitas como 4G pela ITU. (mais detalhes).

A denominação 4,5G está associada ao LTE Advanced Pro especificado pelo 3GPP em out/16. Ele possui taxas máx de download e upload superiores a 3 Gbps e 1,5 Gbps, respectivamente, além de possuir uma latencia muito menor.

 

5G Novas s aplicações: IoT Massivo, IoT (aplicações críticas) e acesso Banda Larga Wireless Fixo (1 Gbps)

 

 

 

A familia de tecnologias associada ao GSM e especificadas atualmente pelo 3GPP é o padrão adotado por todas as operadoras de celular a partir da 4G.

 

 

 

 

Evolução das Tecnologia Digitais GSM -> 5G

Origem GSM: Europa.

 

Geração 2G 3G
4G
5G
Tecnologia GSM GPRS EDGE WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSPA+
LTE
LTE-Advanced LTE-Advanced Pro -
Downlink 14,4 Kbps 171,2 Kbps 473,6 Kbps 2,0 Mbps 7,2/14,4 Mbps 21/42 Mbps 100
Mbps
1,0
Gbps
3,0
Gbps
20Gbps
Uplink - - 473,6 Kbps 474 Kbps 5,76 Mbps 7,2/11,5 Mbps 50
Mbps
0,5
Gbps
1,5
Gbps
10 Gbps
Canalização (MHz) 0,2 0,2 0,2 5 5 5 20 100 640 até 1.000
Latência
(ms)
500 500 300 250 ~ 70 ~ 30 ~ 10 ~10 <2 <1
Espec. Release 97 97 98 99 e 4 5 e 6 7 8 e 9 10,11, 12 13 14,15,16

*Taxa de dados máx. teórica

Nota: Down Link (ERB->Celular); Up Link (Celular->ERB).

 

 

Taxa de dados média para os usuários

 

Abaixo apresenta-se a taxa de dados(downlink) oferecida, aos usuários, pelas principais operadoras de banda larga móvel no Mundo:

 

Geração 2G 3G 4G 5G
Tecnologia GSM GPRS EDGE WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSPA+
LTE
-
Taxa de dados para usuário
10-40
Kbps
40-50
Kbps
100-130
Kbps
128-384
Kbps
0,3-1
Mbps
3-6
Mbps
5-12
Mbps
100
Mbps

 

 

 

 

Tempo de latência

 

 

A tabela a seguir apresenta a evolução do tempo de latência, medido como a contribuição para o tempo que a resposta a dados enviados demora para voltar.

 

 

milisegundos GPRS EDGE 3G 4G 5G
Latência 700 300 200 a 100 10 1

*

 

 

 

 

Evolução das tecnologias de celular no Brasil.

(mais detalhes)

 

 

 

 

Tutoriais no Teleco sobre Tecnologia Celular

 

 

 

 

Tecnologias 2G

 

 

<>
GPRS

General Packet Radio Service

  • Taxa máxima encontrada na prática: 26 a 40 kbit/s.
  • Disputa os mesmos slots de tempo já existentes que o tráfego de voz, o que é um limitante para as operadoras oferecerem taxas maiores.
EDGE

Enhanced Data rates for Global Evolution

  • Pode aumentar em 3 vezes a taxa de transmissão pela utilização de um novo esquema de modulação.
  • Taxa máxima encontrada na prática de 384Kbps e uma média de 110 a 120 kbps em uma rede carregada.

 

 

A implantação do EDGE e do GPRS em sistemas GSM é feita com pequenas modificações nas redes existentes.Estas tecnologias exigem novos terminais multimodo (GSM/GPRS/EDGE), conforme as tecnologias disponíveis na rede.

 

Todas as operadoras brasileiras implantaram o GSM/GPRS em suas redes. O EDGE está também presente, mas com uma cobertura menor.

 

 

Sites com informações sobre o assunto

 

 

3GPP Responsável pela padronização da evolução do GSM para 3G/4G.
5Gamericas 5G Americas é uma associação setorial dos principais provedores de serviços e fabricantes do setor de telecomunicações. A missão da organização é de apoiar e promover o desenvolvimento total das capacidades da tecnologia sem fio LTE e sua evolução além do 5G.
Informação técnica e estatísticas de adoção das tecnologia.
ETSI Desenvolveu as normas para o GSM. É possível fazer download gratuito das normas.
GSA Site da Global mobile Suppliers Association. Estatísticas no mundo.

 

 

No Teleco:

Roteiro de Estudo - Tecnologias Básicas de Celular

 

 

Evolução da Tecnologia CDMA

 

 

Espectro Atual: 800 MHz e 1900 MHz
Geração 2 G 2,5 G 3 G
Tecnologia cdmaOne
(IS-95-A)
CDMA2000 1X* CDMA
1xEV-DO
CDMA
1xEV-DO
Rev. A
Taxa de dados
máx. teórica
(kbit/s)
14,4 153,6 2.400 3.100
Taxa de dados
média (kbit/s)
- 40-70 400-700 -
Canalização 1,25 MHz 1,25 MHz 1,25 MHz 1,25 MHz

Origem CDMA: US.

 

A evolução poderá ocorrer utilizando o espectro existente mas exige novos terminais multimodo.

 

A Vivo está em operação no Brasil com sistemas CDMA2000 1X e implantou o 1xEV-DO com cobertura limitada em algumas cidades.


CDMA2000 1X Também conhecida como CDMA/IS-95-C, CDMA 1xRTT ou cdma2000 1x.
1xEV-DO 1xEV-DO (Data Optimized). Na Rev. 0 uma portadora de 1,25 MHZ é dedicada apenas para dados.

 

Consulte Tecnologias 3G

 

 

Tutoriais no Teleco:

CDMA

1xEV-DO

 

 

Sites com informações sobre o assunto

 

 

3GPP2 Responsável pela padronização da evolução do CDMA para o 3G.
CDG CDMA Development Group, consórcio internacional de empresas que dão suporte ao CDMA.
TIA Desenvolveu as normas para o CDMA.

 

 

Comentários adicionais

 

 

As redes TDMA IS-136 que utilizavam o espectro atual de 800 MHz migraram para a tecnologia GSM.

 

No Japão foram construídas redes totalmente separadas para UMTS em 1900/2100 MHz. Não existe uma evolução a partir do PDC.

 

As redes analógicas AMPS tiveram uma evolução em que as operadoras migraram para CDMA (IS-95-A) ou TDMA IS-136.

 

 

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