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1 FACULDADE UNYLEYA PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE REDES E TELECOMUNICAÇÕES As principais diferenças e atribuições existentes nas gerações das comunicações móveis digitais 2G, 3G e 4G Raphael B. M. Azevedo Trabalho da disciplina Fundamentos da Telefonia Tutor: Anderson Fraga Salvador 2021 2 As principais diferenças e atribuições existentes nas gerações das comunicações móveis digitais 2G, 3G e 4G Referência: REDAÇÃO PSAFE. 2G, 3G e 4G: as diferenças das conexões de internet móvel, junho de 2015. Disponível em: <https://www.psafe.com/blog/2g-3g-e-4g-as- diferencas-das-conexoes-de-internet-movel/>. Acesso em 20 de novembro de 2021. MAGALHÃES, André Lourenti. Quais são as diferenças entre redes 1G, 2G, 3G, 4G, 5G e 6G?, abril de 2021. Disponível em:<https://canaltech.com.br/internet/diferencas-entre-1g-2g-3g-4g-5g-6g/>. Acesso em 20 de novembro de 2021. O acesso à internet em celulares através de dados móveis é comum com a presença das tecnologias 3G e 4G. Olhando para o passado, desde as tecnologias 2G e até 1G, é fácil notar a constante evolução desse tipo de conexão ao longo dos anos. Mas o que significam esses termos? Antes de entrar em mais detalhes, há uma explicação básica para a nomenclatura: a letra "G" representa a geração da rede de internet móvel, enquanto os números indicam a evolução a cada versão. Ou seja, quanto maior o número, a tecnologia é mais avançada e mais recente. As redes móveis funcionam por meio de radiofrequências que conversam com seu celular. Cada área geográfica é dividida entre células, e cada uma destas apresenta uma estação de rádio base, que é formada por antenas com receptores e emissores de sinais ligados a uma central telefônica. Confira a seguir o processo de evolução das conexões de telefonia móvel. 3 Figura 1 - Processo de evolução das conexões de telefonia móvel. 1 PRIMEIRA GERAÇÃO DAS COMUICAÇÕES MÓVEIS (1G) A primeira geração de conexões mobile surgiu com o objetivo simples de possibilitar ligações de voz em um aparelho sem fio, possibilitando a execução de chamadas em movimento. Contudo, pela baixa capacidade de tráfego e pelo alto custo, não se sabia ao certo qual era o potencial de crescimento da nova tecnologia. A transmissão funcionava de forma analógica, utilizando sinais de rádio para codificar o áudio, e a tecnologia era limitada a fornecer os serviços de voz entre aparelhos. O serviço tinha problemas de compatibilidade devido aos diferentes padrões adotados pelos países. Nos Estados Unidos e no Brasil, por exemplo, era utilizado o padrão Advanced Mobile Phone System (AMPS). Outros padrões incluíam Nordic Mobile Telephone (NMT), para países nórdicos, e o Total Access Communications Systems (TACS), aplicado no Reino Unido. O AMPS, ele operava na faixa de 800 MHz. Basicamente, as bandas eram divididas entre canais de 30 kHz, o que é possível graças ao Frequency Division Multiple Access (FDMA — múltiplo acesso por divisão de frequência), que reserva uma banda de frequência para cada canal, podendo ser usado o tempo todo. 4 Os sinais recebidos de um transmissor cobriam uma área específica, chamada de célula. Quando um usuário saía dessa célula e passava a integrar outra, o sinal era transferido sem transição ou interferência. Esse foi o grande divisor de águas para a tecnologia 1G e o que possibilitou o avanço da mobilidade na telefonia. 2 SEGUNDA GERAÇÃO DAS COMUICAÇÕES MÓVEIS (2G) A partir da segunda geração de conexão móvel, chamada de 2G, todo o funcionamento é feito de forma digital. Dessa forma, permitem várias conversas ao mesmo tempo, sem interferência entre elas. Além da transição para a criptografia digital, o 2G contou com um padrão único, chamado de Global System for Mobile Communication (GSM), o que ajudou a ampliar a sua compatibilidade. O 2G, aplicado a partir de 1991, foi importante para distribuir serviços de voz e mensagens de texto. Havia, também, capacidade para transmissão de dados, mas de forma limitada: o pico de taxa de transferência de dados era de aproximadamente 97 Kbps. Por conta dessa funcionalidade, aparelhos mais básicos ainda possuem o acesso à conexão 2G. Algumas melhorias ao padrão GSM facilitaram a transmissão de dados e o acesso à internet por celulares. As tecnologias General Packet Radio Service (GPRS) e Enhanced Data for Global Evolution (EDGE) foram fundamentais nesse processo, oferecendo maiores velocidades de transmissão – no caso do GPRS, o pico atingia uma taxa de aproximadamente 171 Kbps, enquanto o EDGE alcançava até 384kbps. GPRS e EDGE trouxeram maior velocidade na transmissão de dados e permitiram o uso de internet por celulares, mas ainda operavam como avanços dentro da tecnologia 2G. Por isso, esses serviços foram frequentemente chamados de "2,5G" ou "2,75G", simbolizando a transição entre as gerações. 3 TERCEIRA GERAÇÃO DAS COMUICAÇÕES MÓVEIS (3G) O 3G, lançado em 2001, corresponde à terceira geração de conexão móvel, que consolidou o acesso e a navegação pela internet por celulares. O enfoque dos novos padrões e tecnologias foi o uso diário de serviços de internet, como a navegação em sites, redes sociais, acesso a e-mails e troca de mensagens. 5 O padrão utilizado foi o Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), que auxiliou na migração do GSM para o 3G, e foi o primeiro a alcançar a marca de 2 megabits por segundo na taxa de transmissão em dispositivos parados. A implantação do 3G, no entanto, foi um processo demorado em vários países devido ao uso de um espectro de frequência diferente do 2G. A mudança de geração ampliou o acesso à internet móvel, comportando números cada vez maiores de taxas de dados. Assim como na geração anterior, o 3G recebeu melhorias ao longo dos anos, aumentando a velocidade e a capacidade de transmitir dados móveis. A introdução da tecnologia High Speed Packet Access (HSPA) elevou o pico de downloads a 14 Mbps, enquanto a HSPA+ permitiu taxa de até 42 Mbps. Você pode notar a presença dessas tecnologias com o "H" ou "H+" exibidos em seu celular. 4 QUARTA GERAÇÃO DAS COMUICAÇÕES MÓVEIS (4G) Seguindo com a transição entre gerações, o 4G representa a quarta grande fase de tecnologias para a conexão móvel, com avanços significativos na transmissão de dados. Através do padrão Long Term Evolution (LTE), foi anunciada em 2010 e ampliou a velocidade, a capacidade de tráfego e a estabilidade do uso de internet em celulares. O 4G possibilitou usar dados móveis para realizar serviços que, até então, eram limitados à conexão por banda larga fixa. A nova tecnologia permitiu, por exemplo, reproduzir vídeos em alta definição, jogar online e realizar de videoconferências com velocidade e estabilidade que não eram disponibilizadas no 3G. A quarta geração trouxe uma taxa de transmissão que podia atingir até 300 Mbps e é uma rede baseada em protocolo IP, o que aumenta a capacidade de usuários simultâneos. As atualizações e melhorias na rede incluíram o LTE Advanced e o LTE Advanced-Pro, que elevaram a velocidade de conexão, construindo uma transição para a próxima geração. Essas inovações trouxeram tecnologias como o carrier aggregation, atribuindo o uso de mais de um bloco de frequência para a navegação, ampliando as taxas de transmissão.
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