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LIVRO - Redes e Sistemas de Telecomunicações

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de 4.0 watts)
" Telefone portável (potência típica de 0.6 watts)
" Telefone transportável (potência típica de 1.6 watts)
Sistemas Digitais
A figura 2.7 mostra os componentes típicos de um sistema digital celular:
Figura 2.7
A vantagem que os sistemas digitais têm sobre os analógicos é o aumento
substancial da capacidade, bem como o aumento da segurança da comuni-
cação (sigilo). A seguir, uma breve explanação sobre as opções tecnológicas.
Time Division Multiple Access (TDMA)
TDMA tem as seguintes características:
! Implementação inicial triplica a capacidade de um sistema AMPS.
! Possibilidade no aumento na capacidade de seis a quinze vezes em
relação ao AMPS.
! Muitos blocos de espectro em 800 MHz e 1900 MHz são usados.
! Todas as transmissões são digitais.
7722 Redes e Sistemas de Telecomunicações
TDMA possibilita que cada chamada tenha um time slot, de tal forma que
inúmeras chamadas podem ocupar uma mesma banda de frequência.
Cada usuário é designado a um time slot específico. Em alguns sistemas,
os pacotes digitais são enviados em cada time slot e remontados pelo
equipamento receptor nos seus componentes originais de voz. TDMA usa
a mesma banda de freqüência e a mesma alocação de canais que o
AMPS. Como o NAMPS, TDMA provê três a seis canais na mesma banda
que seria ocupada por um canal AMPS. Diferentemente do NAMPS, os
sistemas digitais têm meios de comprimir o espectro usado para transmitir
informação de voz pela compressão do tempo disponível e redundâncias
que são comuns em uma conversação. TDMA tem 30 kHz de banda.
Usando codificadores de voz digitais, TDMA pode usar até 6 canais na
mesma banda, onde o AMPS usa somente um.
Extended Time Division Multiple Access (E–TDMA)
O padrão E–TDMA suporta uma capacidade quinze vezes maior do que os
sistemas analógicos, o que é obtido pela compressão dos tempos de silên-
cio durante as conversações.
Fixed Wireless Access (FWA)
FWA é um serviço telefônico que permite uma substancial redução de
custos ao substituir o local loop do tipo wireline por wireless. Pode-se usar
a tecnologia TDMA ou CDMA.
Figura 2.8
Wireless 7733
Code Division Multiple Access (CDMA)
CDMA é um padrão que suporta de oito a quinze vezes a capacidade de
um sistema analógico. Baseado na teoria de spread spectrum, é essenci-
almente o mesmo que um serviço wireline, com a diferença que o acesso à
Central telefônica é através de telefone wireless. Pelo fato do usuários es-
tarem isolados pelo código, eles podem compartilhar a mesma freqüência
carrier, eliminando assim o problema de reuso de freqüência. Todo site
CDMA pode usar a mesma banda de 1.25 MHz, o que simplifica o plane-
jamento de freqüência em um ambiente CDMA. Diferente do AMPS/TDMA,
o CDMA tem uma ligeira limitação no limite de capacidade, pelo fato de
cada usuário ser uma fonte de ruído em um canal compartilhado e de esse
ruído de vários acumular. Isso cria um limite prático de quantos usuários o
sistema pode sustentar. Os usuários que transmitem potência excessiva,
aumentam a interferência em outros usuários. Para o CDMA o controle da
potência de forma precisa é questão crítica quando o assunto é maximizar
a capacidade, bem como aumentar a vida útil das baterias dos telefones
celulares. A meta é manter cada aparelho no mínimo nível absoluto de
potência, de forma a garantir uma qualidade aceitável do serviço. O ideal
seria que a potência recebida pela estação base de cada aparelho móvel
fosse a mesma (sinal mínimo para interferência).
GSM
Global system for mobile communication (GSM) é um padrão aceito inter-
nacionalmente para a comunicação celular digital. Durante a evolução dos
sistemas celulares, vários sistemas foram desenvolvidos sem uma preocu-
pação explícita no tocante às compatibilidades, acarretando em problemas
no desenvolvimento de uma tecnologia que atendesse de forma globaliza-
da. O padrão GSM pretende equacionar esse problema. As especificações
do GSM definem funções e requisitos de interface não entrando em deta-
lhes de hardware.
A rede GSM está dividida em três principais sistemas:
" Sistema de Comutação (Switching System (SS)).
" Sistema de Estações Base (Base Station System (BSS)).
" Sistema de Suporte e Operação (Operation and Support System
(OSS)).
7744 Redes e Sistemas de Telecomunicações
SS
É responsável pelo processamento das chamadas e funções relacionadas
com os usuários. As seguintes unidades funcionais fazem parte do SS:
Home Location Register (HLR): é a base de dados usada para armazena-
mento e gerenciamento das assinaturas. O HLR é considerado a mais im-
portante base de dados, pois armazena dados permanentes, incluindo per-
fil de serviços aos usuários, informação sobre localização e status de ativi-
dades.
Mobile Services Switching Center (MSC): executa as funções de comuta-
ção telefônica (switching) do sistema. Ele controla as chamadas de ou para
outros sistemas telefônicos e sistemas de dados, como também executa
funções como bilhetar as chamadas, interfacear com a rede, sinalização
por canal comum (common channel signaling) entre outros.
Visitor Location Register (VLR): é o banco de dados que contém informa-
ções temporárias sobre os usuários que são necessárias pelo MSC para
que possa prover o serviço de visita aos usuários. O VLR está sempre in-
tegrado com o MSC. Quando uma unidade móvel faz roaming dentro de
uma nova área de MSC, o VLR conectado àquela MSC requisitará dados
sobre aquela unidade móvel do HLR. Mais tarde, se a unidade móvel fizer
a chamada, o VLR terá a informação necessária para estabelecer a cha-
mada sem ter que interrogar o HLR a cada tempo.
Authentication Center (AUC): fornece os parâmetros de autenticação e
encriptação que verificam a identidade do usuário e garante a confidencia-
lidade de cada chamada. O AUC protege os operadores de rede de dife-
rentes tipos de fraudes encontradas hoje no mundo da comunicação wire-
less.
Equipment Identity Register (EIR): é o banco de dados que contém infor-
mação sobre a identidade do equipamento móvel a fim de evitar chamadas
de aparelhos roubados, não autorizados ou defeituosos. O AUC e o EIR
são implementados como nós stand-alone ou como um nó AUC/EIR com-
binado.
BSS
Todas as funções relacionadas com rádio são executadas no BSS que
consiste de Base Station Controllers (BSCs) e Base Transceiver Stations
(BTSs).
Wireless 7755
! BSC: fornece todas as funções de controle e links físicos entre o MSC
e o BTS. É um comutador de alta capacidade que possui funções tais
como handover (transferência de controle), dados de configuração de
célula e controle de níveis de potência RF. Um número de BSCs são
servidas por um MSC.
! BTS: manipula a interface de rádio com a unidade móvel. O BTS é o
equipamento de rádio (transceptores e antenas) necessário para o ser-
viço de cada célula na rede. Um grupo de BTSs é controlado por um
BSC.
OSS
O Centro de Operação e Manutenção (OMC) está conectado a todos os
equipamentos no sistema de comutação e ao BSC. A implementação do
OMC é chamada de OSS que é uma entidade funcional de onde os opera-
dores monitoram e controlam o sistema. O propósito do OSS é oferecer
suporte às atividades de operação e manutenção que são requeridas por
uma rede GSM. Uma importante função do OSS é fornecer uma visão ge-
ral da rede e suportar as atividades de manutenção de diferentes organi-
zações.
Elementos funcionais adicionais:
! Message Center (MXE): É um nó que fornece de forma integrada, voz
fax e mensagens. Especificamente, o MXE manipula short message
service (SMS), broadcast de célula, voice mail, fax mail, e-mail e notifi-
cação.
! Mobile Service Node (MSN): O MSN é o nó que manipula os serviços
de rede inteligente móvel (IN).
! Gateway Mobile Services Switching Center (GMSC): é um nó usado
para interconectar duas redes. Esse gateway é geralmente implemen-
tado em um MSC. O MSC é então referido ao GMSC.
! GSM Interworking Unit (GIWU): O GIWU consiste de hardware e
software que fornecem uma interface para várias redes no tocante à
comunicação de dados.