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7 - Telefonia Móvel As redes de telefonia móvel, são baseadas em divisão de áreas geográficas, ao qual é denominada de células, onde cada célula é representada por uma rádio base - ERB, ao qual provê a cobertura desta área, utilizando-se da técnica de reuso de frequência. O reuso de frequência é feito dividindo-se todo o espectro disponível em grupos de frequências. Estes grupos são utilizados em células separadas entre si o suficiente para não haver interferência. Ou seja, as redes de telefonia móvel se utilizam de um sistema inteligente de alocação e reuso dos canais através da área de cobertura. Um grupo de canais de rádio é alocado a cada estação base celular, assim atendendo a região geográfica, que foi denominada de célula. As células possuem o formato de hexágonos, afim que não haja de sombras, ou seja, áreas que fiquem sem cobertura, neste formato, a sombra é eliminada na medida que as células vão se “agrupando”. Na imagem baixo podemos observar como se dá o formato das células e o reuso de frequências fator 7, onde é formado um conjunto de 7 células, com frequências diferentes. Grupo Básico de 7 células Fonte:smolkaetcaterva.blogspot.com.br/ Cobertura geográfica, com grupos adjacentes de sete células Fonte:smolkaetcaterva.blogspot.com.br/ Para que não haja sombras, ou seja, área sem coberturas, é necessário que haja sobreposição de o que pode gerar problemas, uma vez que as torres podem estar trabalhando com frequências distintas. Na imagem a seguir podemos observar esta sobreposição. Fonte:smolkaetcaterva.blogspot.com.br/ O problema é resolvido, quando as células são no formato hexagonal, uma vez que elas se encaixam perfeitamente, conforme observamos na imagem a seguir: Fonte: smolkaetcaterva.blogspot.com.br/ 7.1 Estações Rádio Base - ERB Estações Rádio Base ou ERBs ou “Cell site”, popularmente chamadas de antenas, são equipamentos que fazem a conexão entre os telefones celulares e a companhia telefônica. É a denominação dada em um sistema de telefonia celular para a Estação Fixa com que os terminais móveis se comunicam. São compostas, basicamente, de antenas e equipamentos de transmissão, recepção, torre, fonte e infraestrutura com: sistemas de proteção, combate à incêndio, alarmes, para-raios, prédio, entre outros. Uma ERB corresponde a uma célula, assim, ao invés de uma só estação irradiando em alta potência por uma grande extensão de área, são instaladas várias antenas espalhadas numa área trabalhando com potências menores, otimizando a utilização do espectro de frequências disponíveis. Exemplo de um ERB Fonte: telebrasil.org.br Para que uma ligação de celular seja efetuada, do dispositivo móvel, por exemplo, celular, se comunica com a ERB mais próxima, que encaminha a chamada telefônica a uma central de comutação e controle. Que dependendo do destino da chamada é encaminhada para outra central e assim sucessivamente. A medida que há o deslocamento de dispositivo, ou seja, se você estivar andando, existe também a troca de ERB, ou seja, o seu celular, sempre se comunicará com a ERB mais próxima dele. Esquema de uso da telefonia móvel. Fonte: telebrasil.org.br No site http://telecocare.teleco.cl9.com.br/telebrasil/erbs/ você pode observar o mapa com todas as ERB instaladas no Brasil, por estado e por operadora, onde a cor da torre representa uma operadora diferente. A seguir apresentamos o Mapa de Minas Gerais. Fonte: telecocare.teleco.cl9.com.br/telebrasil/erbs/# http://telecocare.teleco.cl9.com.br/telebrasil/erbs/ Na imagem a seguir, podemos observar algumas torres de telefonia móvel: Fonte: minhaoperadora.com.br Fonte: cambici.org.br 8 - VOIP Voz sobre IP, ou seja, VOIP, é o termo utilizado para caracterizar o serviço que consiste em transmitir informação de voz através do protocolo IP. Em um contexto geral, significa enviar informação de voz em formato digital dentro de pacotes de dados, ao invés da utilização do tradicional protocolo de comutação de circuitos utilizado há décadas pelas companhias telefônicas. Uma vez que já possua redes de dados instalados, estas podem também passar a transmitir voz, essa é uma das maiores vantagens desta tecnologia, pois assim, haverá da redução de custos de utilização e telefonia comum. A grosso modo é como se a voz fosse transmitida pela internet. Um exemplo é a ligação do WhatsApp, ou seja, se já temos internet podemos simplesmente ligar e não consumir o pacote de minutos contratado da operadora. Além do protocolo IP, esta tecnologia emprega um conjunto de protocolos como o por exemplo o RTP1, que é um protocolo responsável por garantir que tudo chegue no seu devido tempo. Por um lado, a qualidade da ligação empregando esta tecnologia, pode ser afetada quando se utiliza determinadas redes de dados, para que resultados melhores sejam obtidos, deve-se utilizar redes privadas que possam ser gerenciadas de forma inteligentes, com a priorização para os pacotes. Para se utilizar esta tecnologia, primeiramente é necessário a conversão dos sinais de voz analógicos para sinais digitais, de forma que a informação possa ser transmitida através de uma rede IP. Para que a voz humana seja transportada através do meio físico nos sistemas de telecomunicações, ela é codificada, comprimida, e enviada até o destino, onde passa pelo processo de decodificação convertendo sinais digitas em acústicos novamente, Este processo é realizado por meio de CODECs, codificadores e decodificadores, que podem ser tanto softwares quanto hardwares, e que são totalmente especificados pelo padrão H.323. Estes CODECs captam sinais acústicos analógicos gerado pela voz e transformam as vibrações acústicas em sinais digitais com valores binários 0 e 1. Mas estes CODECs não realizam somente a conversão analógico-digital, são eles os responsáveis também pela compressão dos sinais digitais, para que estes possam trafegar na rede de forma mais rápida e eficiente, mas isto também não é o bastante. Diferentemente dos tipos de dados que trafegam comumente por uma rede, onde os pacotes IP perdidos e/ou atrasados são eventualmente rearrumados para formar informações coerentes, conversas sobre IP podem apresentar delay, perda de pacotes e jitters2 se os pacotes não chegarem na ordem correta ou se sofrerem atrasos. • Delay ou atraso: Dois problemas que são consequência deste atraso de pacotes são o eco e a superposição de vozes. O eco se torna um problema quando ocorre um atraso de mais de 50ms. Quando o eco é percebido como um problema de qualidade, o sistema VoIP deve arrumar uma maneira de cancelar este efeito. A superposição de vozes começa a ficar significante se o atraso em um dos sentidos de propagação da informação torna-se maior que 250ms. 1 real-time protocol 2 É uma variação estatística do atraso na entrega de dados em uma rede, ou seja, pode ser definida como a medida de variação do atraso entre os pacotes sucessivos de dados. • Jitter: É a variação do tempo de atraso da chegada dos pacotes introduzida pela variação do atraso de transmissão da rede. Remover o jitter requer a retenção de pacotes por um tempo que seja suficiente para que o pacote mais lento chegue a tempo de ser executado na sequência correta, o que causa um delay adicional. O buffer necessário para corrigir o jitter adiciona atraso, que é usado para corrigir a variação do atraso a que cada pacote é submetido enquanto trafega pela rede. • Perda de pacotes: Redes IP não podem garantir que todos os pacotes serão entregues corretamente, muito menos que eles irão chegar na ordem. Pacotes poderão ser perdidos devido a períodos de pico e congestionamento da rede. Devido a particularidade na transmissão e a natureza da voz, o sistema de retransmissãonormal do TCP não é satisfatório. Procedimentos para compensar a perda de pacotes incluem interpolação de discurso, com retransmissão do último pacote e o envio de informação redundante. Geralmente perda de 10% ou mais dos pacotes não são toleráveis. Fato é que a tecnologia está sempre avançando, e esta combinação dos avanços passou a garantir uma melhor qualidade de Serviço, pois os pacotes de voz passaram a ter prioridade sobre pacotes de dados comuns, e a melhora dos algoritmos de compressão de voz, tornaram voz sobre IP uma realidade, pelo menos dentro das redes privadas de LANs e WANs. Em um contexto geral, este tipo de tecnologia, pode ser empregada em quase todas as aplicações de comunicações que envolvam a voz, desde uma simples ligação entre usuários até complexas teleconferências que envolvam mais de um ponto. Assim os principais objetivos dos provedores de serviço VOIP, é reproduzir a mesma capacidade e qualidade das operadoras telefônicas, porém a um custo reduzido, oferecendo assim a alternativa aos usuários. Basicamente, neste caso o objetivo dos fabricantes é adicionar as suas redes IP a capacidade das redes telefônicas, e assim conectar a rede de telefonia a rede de foz, de tal modo que a voz e as características atuais de uma ligação sejam preservadas. Na imagem abaixo podemos observar um esquema, que detalha as possibilidades desta tecnologia, onde a central PABX é interligada ao roteador de internet e aos demais aparelhos telefônicos. Fonte: cisp.co.za 8.1 Dispositivos VOIP • VoIP Fone: também chamado de IP Fone, foi desenvolvido para a de operação em redes VOIP, esse tipo de aparelho possui diversas funcionalidades como a vídeo conferencia por exemplo; • Celular VOIP: através de uma conexão em uma rede sem fio, este aparelho efetua a autenticação, e você poderá utiliza-lo para fazer ligações; • Softphone: conhecido também como net fone, é um aplicação, ou seja, um software de computador que é utilizado para fazer chamadas VOIP; • Gateway: equipamento responsável por estabelecer a conexão entre uma rede IP a rede publica de telefonia • Gatekeeper: é um gerenciador de sistemas VoIP, capaz de permitir a autenticação dos componentes da rede IP no caso de uma solicitação de chamadas dos terminais • ATA - Adaptador Telefônico Analógico: Usado para converter sinais digitais fornecidos pelo VoIP em redes IP para sinais analógicos. 8.2 Cenário VOIP Fato é que a tecnologia evolui constantemente, e na medida em que a tecnologia VoIP e a telefonia IP foram surgindo como soluçõe, que nos proporcionou a integração das telecomunicações, novos equipamentos começam a fazer parte deste cenário. A seguir iremos mostrar os possíveis cenários que podem ser elaborados, com a utilização desta tecnologia. Na imagem a seguir um cenário muito utilizado, de um terminal IP para outro terminal IP, onde a comunicação é realizada através de um software instalado em um computador. Fonte: teleco.com.br Na imagem abaixo, o cenário VoIP entre dois telefones IP, esses telefones foram especialmente desenvolvidos para essa finalidade, fornecer interface de comunicação IP para trafego de voz. Fonte: teleco.com.br Já entre dois telefones comuns pode ser utilizado o dispositivo adaptador telefônico analógico ATA que realiza a conversão entre os sinais digitais e entregam sinais analógicos ao telefone analógico convencional ilustrado conforme a figura 11. Fonte: teleco.com.br Na imagem abaixo, podemos observar o esquema de ligação geral entre uma rede comum, com a internet e a rede telefônicas, e os respectivos equipamentos necessários para que tudo funcione corretamente. Fonte: teleco.com.br 9 - Tendências As tecnologias evoluem, bem como comportamento do consumidor, em se tratando de tecnologia esta evolução se dá de forma extremamente rápida. A seguir é apresentado algumas tendências que envolvem o ramo de telecomunicações. • Maior porcentagem do tráfego no mundo será via smartphone: O uso da computação móvel deve se solidificar ainda mais. A projeção é de que em 2020 os smartphones sejam responsáveis por nada mais nada menos que 80% do tráfego de dados. • Crescimento da “HD voice”: O uso das mensagens de voz em alta definição, deve aumentar devido a novas tecnologias e aplicativos que deem conta da transmissão com qualidade. A expectativa é de que essa melhoria seja atrativa e renove os serviços baseados em voz, principalmente VOIP. • Uma minoria de usuários será responsável pela maior parte dos dados trafegados: As grandes empresas tendem a dominar o uso de dados. Segundo a Empresa Ericsson, os 10% de usuários mais ativos serão responsáveis por 55% do tráfego de dados mobile. Aumentado a porcentagem, chega-se à conclusão de que os 20% de pessoas que mais navegam em seus dispositivos usarão 70% dos dados. • O investimento pode chegar aos bilhões para as empresas: As operadoras terão que atualizar sua infraestrutura básica de conectividade e, no caso da próxima mudança para a quinta geração, 5G, as redes móveis podem chegar na casa dos bilhões • Upgrade3: Muitas empresas de telecomunicações continuam a utilizar processos manuais de negócios, apesar da disponibilidade de inovações e novas tecnologias. Em uma indústria tão fortemente regulamentada, muitos simplesmente foram lentos para se modernizar, temendo maiores dores de cabeça decorrentes da adoção de novas tecnologias. A atual infraestrutura de telecomunicações precisa ser reconstruída para acomodar o aumento desenfreado do tráfego dos muitos dispositivos que estão sendo conectados • A mudança digital: difícil, porém necessária, a disponibilidade de novas tecnologias e inovações pode inovar na transformação digital para as operadoras. As áreas com maior potencial de melhoria digital incluem atendimento ao cliente, vendas e faturamento. Como exemplo, utilizar a internet e principalmente oscanais de mídia social para atender os clientes. • Gestão de peças e logística: Ter um do inventário digital, das peças permite uma avaliação muito mais ampla da eficiência na entrega, previsão, montagem, manutenção, entre outros. As empresas dispostas a investir em softeares de inteligência artificial para avaliar o inventário de peças e logística, se tornarão mais eficientes em todas as áreas. 10 - Rede 5G Esta tecnologia poderia ter sido mencionada na unidade 6 – Redes de Acesso, Bem como na Unidade 9 – Tendências, mas para ela foi reservado um capítulo a parte, por envolver as duas questões. Mas o que é 5G? 3 Significa melhoria, atualização. Quinta geração de internet móvel ou quinta geração de rede sem fio, esta será a próxima geração, que permitira a evolução da conexão, assim atingiremos uma maior velocidade de conexão na maioria dos dispositivos pessoais como tablets e smarphones. Esta rede funcionará para a troca de informações, assim como temos hoje na 3G e 4G. Esta tecnologia ira proporcionar uma navegação em alta velocidade na rede, assim vídeos com alta resolução, até em 4K4, serão carregados quase que instantâneo A perspectiva é que o 5G, forneça todo o suporte para que a internet das coisas5 funcione e seja uma realidade, a chegada destes dispositivos criará uma demanda enorme por redes de alta capacidade e velocidades. A imagem a seguir ilustra o que a internet das coisas pode nos proporcionar, tudo estará interconectado. Fonte: blog.cedrotech.com 4 A resolução 4K existe em televisão digital e cinema digital. O termo refere-se a dispositivos que tenham resolução ao redor de 4000 pixels na horizontal e 2000 na vertical. Tal resolução é apontada como a resolução limite para um televisor doméstico 5Internet das coisas é um conceito tecnológico em que todos osobjetos da vida cotidiana estariam conectados à internet, agindo de modo inteligente e sensorial. A ideia é que, cada vez mais, o mundo físico e o digital se tornem um só, através dispositivos que se comuniquem com os outros, os data centers e suas nuvens. Aparelhos vestíveis, como o Google Glass e o Smartwatch 2, da Sony, transformam a mobilidade e a presença da Internet em diversos objetos em uma realidade cada vez mais próxima Em um contexto geral, o 5G não se limite as telecomunicações, ele vai além desta questão uma vez que permite a conexão de pessoas, maquinas, carros, casas, cidades inteligentes, enfim, tudo aquela que envolva tecnologia e possa se conectar. Outra questão não menos importante, é que esta tecnologia deve proporcionar uma maior transmissão de dados em larga escala, o que é chamado hoje de big data6, permitindo analisar com mais propriedade informações sobre tráfego, abastecimento de água ou proporcionando que os municípios possam implantar soluções informatizadas que impactem diretamente na vida dos cidadãos. Pois existe a previsão que nos próximos anos, a quantidade de equipamentos que fazem uso da internet cresça exponencialmente e se o que temos hoje não mudar, teremos sistemas lentos e travando. Por essa questão, que existe a perspectiva que o 5G transforme o nosso modo de interação. Para se ter uma ideia, o que temos atualmente, as melhores conexões são as 4G LTE, que atingem velocidades aproximadas de 1 gigabit por segundo em condições ideais – prédios, paredes, micro-ondas e sinais Wi-Fi, podem interferir nessa conexão, diminuindo a velocidade. Enquanto isso, o 5G deverá proporcionar velocidades aproximadas entre 10 e 50 gigabits por segundo. Outro benefício será diminuição do tempo de latência7 da conexão, ou seja, a velocidade de resposta entre a ação do usuário e o funcionamento propriamente dito. Mas para que tudo isso funcione, além da operadores passarem a oferecer este produto, é necessário que fabricantes de equipamentos como: roteadores, modens, redes, entre outros, estejam aptos para a novidade. Em alguns países como o Estados Unidos, por exemplo, o 5G, já é uma realidade, porém no Brasil ainda não. A ANATEL, pretende licitar a frequência de 3.5 GHz, para receber a tecnologia, porem esta frequência atualmente é utilizada por operadores de TV aberta, via satélite, na chamada “Banda C Estendida”, assim seria necessário a instalação de filtros, para impedir as interferências. Segundo a fabricante chinesa Huawei, a expectativa é que os testes no Brasil comecem em 2019, porém antes de pensar em disponibilizar o 5G para todos, o pais ainda precisa realmente decidir e licitar a banda padrão que será utilizada. 6 Big Data é a análise e a interpretação de grandes volumes de dados de grande variedade. Para isso são necessárias soluções específicas 7 Latência é sinônimo de atraso, é uma expressão de quanto tempo leva para um pacote de dados ir de um ponto designado para o outro Porém não se pode antecipar as coisas, primeiramente precisa-se fortalecer a cobertura 4G e assim atualiza-las para 4,5G que utiliza os elementos de LTE, isso é necessário para que suporte o 5G no futuro. No Brasil, as operadoras já estão modernizando as suas redes, primeiramente trabalhando na virtualização destas, para depois migrar tudo para o modelo de nuvem, o que é primordial para a implantação massiva das redes 5G e redução da latência. A Imagem a seguir é o que mais define as possibilidades do 5G, uma cidade, onde a rede se espalha e tudo se interliga, onde tudo se comunica, as possibilidade crescem, sistemas autônomos podem ajudar, a tendência de falhas é quase nula. Fonte: cbronline.com 7 - Telefonia Móvel 7.1 Estações Rádio Base - ERB 8 - VOIP 8.1 Dispositivos VOIP 8.2 Cenário VOIP 9 - Tendências 10 - Rede 5G