Tecnologia 4G

Kleber Bernardo2011

Comunicação Móvel

A Evolução da Internet na década de 90

Ascensão das tecnologias 2G, 2.5G e 3G

Maior necessidade de tráfego de dados do que de voz

Evolução tecnológicas dos aparelhos e técnicas de modulação de sinal

Contexto Histórico

Dispositivos móveis de grande poder tecnológico: Smartphones, Tables,

Netbooks, etc.

•Lançamento de novos aparelhos quase que diariamente

•Agregação de serviços e produto

•Forte apelo às redes sociais

Mercado com grande

crescimento

Necessidade das pessoas sempre ficarem “conectadas”

Contexto Histórico

O gargalo de tráfego de dados por uma boa tecnologia sem fio

Planos de tráfego de dados são bem caros em comparação com os serviços de banda larga fixa

Deficiência no uso do espectro

Trafego de voz compensa mais financeiramente que o tráfego de dados para as operadoras de serviços

Falta de homogeneidade dos sistemas de modulação e de largura de banda

Principais Problemas

Sem suporte eficiente para serviços em tempo-real

Experiência do usuário deficiente

Velocidades de transmissão e recepção muito distante do ideal para o crescente volume de dados

Principais Problemas

Não está totalmente definida, mas já existem serviços ofertados

Veio para refinar o uso dos espectro do sinal, dando maior eficiência ao sistema

É baseada na tecnologia IP, preocupação voltada para a rede de pacotes

Flexibilidade de banda, facilitando as integrações de roaming internacionais

Compatível com a família 3GPP – 2G, 3G

O que é 4G?

Melhor experiência do usuário, enriquecido com a interatividade com multimídias digitais e serviços em

tempo-real

Maior cobertura da célula, diminuindo os custos com infraestrutura

Maiores taxas de transmissão, atingindo a escala dos Giga bits

O que é 4G?

Promete ser uma grande revolução no uso de equipamentos móveis para o acesso a Internet

Maior oportunidade de oferta de serviços Web

Princípio do “Anytime Anywhere”

O que é 4G?

•Celular 4G•Serviços e

Aplicações•WLAN•Tecnologias

Wireline•Digital Broadcast

– HDTV, IPTV, VoD, etc.

•IMT-2000

Ecossistema diversificado baseados na tecnologia IP

Ecossistema 4G

SDR – Software Defined Radio

OFDM – Orthogonal frequency-division mutiplexing - Multiportadora

MIMO – Multiple Input and Mutiple Output

UMTS como padrão

Tecnologias Envolvidas

TD-SCDMA – padrão desenvolvido na China

LTE – Long Term Evolution

WiMax

Tecnologias Envolvidas

LTE é o padrão desenvolvido pela 3GPP, juntamente com grandes empresas. Promete curar o GSM/CDMA que fragmentou a industria

LTE usa OFDM e MIMO. Primeiro serviço LTE foi oferecido pela TeliaSonera em Dezembro de 2009, na Escandinávia. Há grande

interesse pelo uso dessa tecnologia em grandes empresas de telefonia móvel e de serviços de telecomunicações

WiMax é um padrão da IEEE (802.16e) e do WiMax Forum. O início de seu uso comercial teve início em 2006 na Coréia do Sul.

LTE e WiMax

Tecnologia 4G em forte expansão

Interesse de oferta do serviço em mais de 150 operadoras em todo o mundo.

Melhor custo-benefício para o tráfego de dados

Expectativa de explosão de usuários e serviços em 2012 e 2013

O Poder do LTE

Comparativo do tráfego de dados e voz com o custo gerado

O Poder do LTE

Downloads de 326,4 Mbps e Uploads de 86,4 Mbps

Tempo de resposta em 10 milissegundos

Área de cobertura da célula de 100 Km, algumas operadoras cogitam até 200 Km

Custo do bit trafegado é muito menor que nas gerações anteriores

O Poder do LTE

Eficiência no uso do espectro de sinal, que varia de 1,4 MHz à 20 MHz (ou 40 MHz) dependendo do

serviço e da disponibilidade

Opera em faixas de frequência de 700 MHz à 2.6 GHz (previsão para o uso de 3.5 GHz)

Utilizada tanto FDD quanto TDD e a transmissão e recepção são assíncronas. FDD para downlink e TDD para

uplink

O Poder do LTE

Exemplo de uso do espectro

O Poder do LTE

Características que facilitam o roaming internacional, obedece o princípio de “Anytime,

Anywhere” e seu tempo de resposta é melhorado

Retrocompatibilidade com tecnologias anteriores a partir da 2G. Permite o processo de handoffs, por

exemplo

O Poder do LTE

Estrutura EPC

Arquitetura LTE - EPC

•MME - Mobile Management Entity: é o plano de controle e gerencia de estados, autenticador, mobilidade com nós 3GPP (2G/3G), roaming, etc.

•SGW – Service Gateway: encaminhar e roteia pacotes de e para eNodeB e PGW. Serve como uma âncora para handovers e roaming entre os sistemas 3GPP.

Elementos presentes

nessa arquitetura

Arquitetura LTE - EPC

•PGW – Package Data Network Gateway: atua como interface entre as redes LTE e a rede de pacotes como a Internet ou redes IMS baseadas em SIP (fixo e móveis). Responsável pela atribuição do IP, melhor esforço, inspeção dos pacotes. Serve também como integração entres sistemas 3GPP e não-3GPP;

•ePDG - Evolved Package Data Gateway: responsável pela interligação entre EPC e as redes não-3GPP.

Elementos presentes

nessa arquitetura

Arquitetura LTE - EPC

WiMaxBaseado em IP com modulação

OFDMA usada em uplink e downlink.

Mais de 500 operadores cobrindo mais de 620 milhões de usuários em

147 países.

Possui suporte apenas a TDD, nas bandas de 2.3 GHz, 2.5 GHz e 3.5

GHz. Novas bandas podem ser adicionadas no futuro.

LTEBaseado em IP com modulação OFDMA

usada em downlink e SC-FDMA em uplink.

Poucas redes comerciais para FDD LTE com poucos usuários. Espera-se aumentar

esse número a partir de 2011.

Suporta TDD e FDD. TD-LTE largura de banda de 1.8 GHz a 2.6 GHz (possível

inclusão de 3.5 GHz no futuro). LTE FDD largura de banda de 700 MHz a 2.6 GHz.

LTE x WiMax

LTEGrande market share a longo prazo, com

melhor oportunidades para roamings internacionais e nacionais.

Padronizado pelo 3GPP com apoio de fabricantes e grandes operadoras.

Poderoso ecossistema com forte suporte das operadores e fabricantes, grande opções de escolha de equipamentos.

WiMax

Pouca complexidade para soluções rurais que não precise de

roaming com sistemas 3GPP.

Padronizado pelo IEEE e WiMax Forum, apoiados por fabricantes.

Maior interoperabilidade entre fabricantes, mas com pouca diversidade de aparelhos.

LTE x WiMax

WiMax

Próxima versão do WiMax: WiMax2 é esperado em

2012.

Suporta cenários fixos, nômades e móveis.

LTELTE Advanced será a próxima

versão do LTE e ainda está em desenvolvimento.

Mobilidade em mente, mas poderia suportar cenários fixos

LTE x WiMax

Essas duas tecnologias podem trabalhar em conjunto para oferecer ótimos

serviços 4G

Uma arquitetura mista é viável e estimulada, já que o WiMax saiu na frente

do LTE

LTE x WiMax

Exemplo de Arquitetura LTE + WiMax

Resumindo 4G