Conceitos BConceitos Báásicos de GSMsicos de GSM

SumSumááriorio

�� Conceitos BConceitos Báásicossicos

�� O que O que éé Telefonia Celular?Telefonia Celular?

�� O que O que éé RRáádiofreqdiofreqüüênciaência ??

�� O que são O que são ““BandasBandas””??

�� DiferenDiferençças entre as tecnologiasas entre as tecnologias

�� EvoluEvoluçção das tecnologiasão das tecnologias

�� GSMGSM

�� O que O que éé GSM?GSM?

��Faixas de freqFaixas de freqüüência do GSMência do GSM

��GSM no mundoGSM no mundo

��DiferenDiferençças entre as tecnologiasas entre as tecnologias

��EvoluEvoluçção do GSMão do GSM

��33ºº GeraGeraççãoão

��Rede GSMRede GSM

��Sim CardSim Card

��Sim Card x AparelhoSim Card x Aparelho

��Aparelhos x Bandas de operaAparelhos x Bandas de operaççãoão

É a comunicação móvel através de um sistema celular que opera por radiofreqüência, interconectado com a rede telefônica fixa.

• A mobilidade é conseguida pela utilização de comunicação wireless (sem fio) entre o terminal e uma Estação Rádio Base (ERB) conectada a uma Central de Comutação e Controle (CCC) que tem interconexão com o serviço telefônico fixo comutado (STFC) e a outras CCC´s, permitindo chamadas entre os terminais celulares, e deles com os telefones fixos comuns.

• ERB (Estação Radio base) é uma antena que emite o sinal para o telefone celular e recebe o sinal dele, fazendo a comunicação entre as estações móveis e a CCC (Central de Comutação e Controle).

• CCC (Central de Comutação e Controle) é uma central telefônica que intermedia a comunicação entre um telefone celular e outro telefone celular ou fixo. Para isso, a CCC utiliza as ERBs, que a mantém em contato com as estações móveis.

• O terminal móvel se comunica com a ERB mais próxima. A área de cobertura referente a uma ERB é chamada de célula. Ao se locomover o terminal móvel muda de célula e tem sua comunicação transferida de uma ERB para outra. A mudança de ERB durante uma chamada é denominada “handover”.

• É possível a um terminal operar em um sistema celular em outra região do país ou do mundo desde que o terminal seja compatível com as características técnicas da operadora visitada e exista um acordo de roaming desta com a operadora do assinante. As principais características técnicas para permitir o roaming são freqüência de operação e padrão de tecnologia do terminal.

• Como as freqüências do espectro eletromagnético são um recurso escasso, devido a sua utilização por um grande número de aplicações, a ampliação da capacidade dos sistemas celulares foi possível com a divisão da banda disponível em grupos de freqüências que são reutilizados em células não adjacentes.

Conceitos BConceitos Báásicossicos

O que O que éé Telefonia Celular?Telefonia Celular?

Conceitos BConceitos Báásicossicos

O que O que éé RRáádiofreqdiofreqüüênciaência ??

• A Radiofreqüência (RF), assim como os raios X e a luz visível, é uma parte do espectro eletromagnético e propaga-se por ondas através do espaço, à velocidade da luz (300 mil Km por segundo). O comprimento das ondas varia com a freqüência, que se mede em Hertz (ciclos por segundo).

• Estas ondas e freqüências são usadas em diversas aplicações para a comunicação, como telefonia, televisão, rádio, ....

• Bandas são faixas de freqüência; no caso da telefonia celular, são faixas de freqüência de rádio, assim como aquelas que observamos no dial dos aparelhos rádio receptores.

• Todos os aparelhos das bandas A e B operam entre as radiofreqüências de 800 e 900 MHz (megahertz). Já as bandas D e E trabalham na faixa dos 1800 MHz, ou 1,8 GHz (gigahertz).

• No caso das bandas de terceira geração (WCDMA), elas estarão distribuídas na faixa do espectro de 1,9 GHz e 2,1 GHz.

Conceitos BConceitos Báásicossicos

O que são O que são ““BandasBandas””??

E s t a ç ã o M ó v e l E R B

B a n d a A8 2 4 - 8 3 5 8 4 5 - 8 4 6 , 5

8 6 9 - 8 8 0 8 9 0 - 8 9 1 , 5

B a n d a B8 3 5 - 8 4 5 8 4 6 , 5 - 8 4 9

8 8 0 - 8 9 0 8 9 1 , 5 - 8 9 4

B a n d a D9 1 0 - 9 1 2 , 5 1 7 1 0 - 1 7 2 5

9 5 5 - 9 5 7 , 5 1 8 0 5 - 1 8 2 0

B a n d a E9 1 2 , 5 - 9 1 5 1 7 4 0 - 1 7 5 5

9 5 7 , 5 - 9 6 0 1 8 3 5 - 1 8 5 0

T r a n s m i s s ã o d aF r e q ü ê n c ia s ( M H Z )

Número de Canais: 20 (798 usuários por canal)

Espaço do Canal: 1250 KHz

Número de Canais: 832 (3 usuários por canal) Espaço do Canal: 30 KHz

Número de Canais: 832 (1 usuário por canal) Espaço do Canal: 30 KHz

Número de Canais: 124 (8 usuários por canal)

Espaço do Canal: 200 KHz

AnalAnalóógicogico TDMATDMA

CDMACDMA GSMGSM

Conceitos BConceitos Báásicossicos

DiferenDiferençças entre as tecnologias...as entre as tecnologias...

Primeiro sistema celular implantado, disponibilizava apenas tráfego de voz e possui muitas limitações, de capacidade, pois permitia apenas 1 usuário por canal e não suportava serviços.

A digitalização permitiu que até 3 usuários compartilhassem o mesmo canal, através da divisão por tempo (cada usuário utiliza um “espaço de tempo” próprio durante a transmissão, compartilhando o canal com outros dois usuários)

Nesta tecnologia, todos os telefones móveis e todas as ERBs transmitem seus sinais ao mesmo tempo e nas mesmas freqüências, para diferencia-los o sistema atribui um código exclusivo para cada assinante.

No GSM, a divisão do canal também é feita por tempo, como no TDMA, algumas variações de tamanho de canal e quantidade de assinantes por canal.

EvoluEvoluçção tecnolão tecnolóógica do celulargica do celular

Conceitos BConceitos Báásicossicos

EvoluEvoluçção das tecnologias...ão das tecnologias...

GSMGSM

O que O que éé GSM?GSM?

Tecnologia EDGE ou Tecnologia EDGE ou EnhancedEnhanced Data rates for Global Data rates for Global EvolutionEvolutionÉ uma tecnologia utilizada no padrão de telefonia móvel conhecida como 2,5G, que permite às redes GSM

suportar e oferecer serviços de dados de alta velocidade (384 kbit/s), sendo uma evolução do GPRS.

O EDGE usa o mesmo conceito da tecnologia TDMA (Time Division Multiple Access), no que se refere à estrutura dos quadros, canais lógicos e largura de banda de 200kHz, assim como as redes GSM atuais. Desta forma,

permite a coexistência com as redes atuais.

GSM ou Sistema Global para ComunicaGSM ou Sistema Global para Comunicaçções Mões MóóveisveisÉ uma tecnologia móvel e o padrão mais popular para celulares do mundo.

Telefones GSM são usados por mais de um bilhão de pessoas em mais de 200 países. A presença mundial do sistema GSM faz com que o roaminginternacional seja muito comum através de "acordos de roaming" entre operadoras de celular.

Os cartões SIM são usados nos celulares GSM para o armazenamento de dados como a agenda telefônica e mensagens de texto, além dos dados da operadora, como qual é o plano

contratado.

GPRS GPRS -- General General PacketPacket Radio Radio ServiceService

É uma tecnologia que aumenta as taxas de transferência de dados nas redes GSM existentes. Esta permite o transporte de dados por pacotes

(Comutação por pacotes). Sendo assim, o GPRS oferece uma taxa de transferência de dados muito mais elevada que as taxas de transferência das tecnologias anteriores, que usavam comutação por circuito, que eram em torno de 12kbps. Já o GPRS, em situações ideais, pode ultrapassar a

marca dos 170kbps. No entanto na prática, essa taxa está em torno dos 40 kbps.

FreqFreqüüênciaência

GSMGSM

Faixas de freqFaixas de freqüüência do GSM...ência do GSM...

GSM 850 824 – 849 MHz e 869 – 894 MHz

GSM 900 880 – 915 MHz e 925 – 960 MHz

GSM 1800 1710 – 1785 MHz e 1805 – 1880 MHz

GSM 1900 1850 – 1910 MHz e 1930 – 1990 MHz

RangeRange

Padrão Padrão Americano**Americano**

Padrão Padrão Europeu*Europeu*

* utilizado no Brasil pelas bandas D e E* utilizado no Brasil pelas bandas D e E

** a ser utilizado no Brasil pela Vivo** a ser utilizado no Brasil pela Vivo

PresenPresençça da Tecnologia GSMa da Tecnologia GSM

Veja, no mapa abaixo, as freqüências GSM no mundo.O GSM opera nas freqüências de 850, 900, 1800 e 1900, dependendo da localidade.

GSMGSM

GSM no mundo...GSM no mundo...

Espectro

Geração 2 G 2,5 G 2,5/3 G

Tecnologia GSM GPRS EDGEWCDMA (UMTS)

HSDPA (WCDMA)

Taxa de dados máxima teórica (Kbit/s)

14,4 171,2 473,6 2.000 14.000

Taxa de dados média (Kbit/s)

- 30 - 40 100 - 130 220 - 320 550 - 1100

Canalização (KHz)

200 200 200 5.000 5.000

3 G

Atual: 900 e 1800 MHz (Europa) e 1900 MHz (EUA)

Novo: 1900/2100 MHz

EvoluEvoluçção da Tecnologia GSMão da Tecnologia GSM

GSMGSM

EvoluEvoluçção do GSM...ão do GSM...

O WCDMA (UMTS), padrão sem fio que está sendo implantado pelas operadoras que migram de

redes 2G baseadas em GSM para redes 3G baseadas em CDMA, suporta as mais altas taxas de

velocidade de dados que proporcionam conectividade em todo o mundo.

A tecnologia WCDMA (Wideband CDMA) está sendo implementada pelas operadoras nos Estados

Unidos e no Japão com a transição de TDMA/GSM/GPRS/PDC. Os termos WCDMA e UMTS são,

efetivamente, sinônimos.

WCDMAWCDMA

Operadoras WCDMA no mundoOperadoras WCDMA no mundo

WCDMA67 milhões de clientes

105 operadoras46 países

GSMGSM

33ºº GeraGeraççãoão

Arquitetura Arquitetura

O GSM tem a estrutura básica dos sistemas celulares e oferece as mesmas funcionalidades básicas dos demais sistemas celulares associadas à mobilidade como roaming e handoverentre células.

GSMGSM

Rede GSMRede GSM

MobileMobile StationStation

Ou Estação Móvel é o terminal utilizado pelo assinante quando carregado com um cartão

inteligente conhecido como Sim Card ou Módulo de Identificação do Assinante (SubscriberIndentify Module). Sem o SIM Card a Estação Móvel não está associada a um usuário e não

pode fazer nem receber chamadas.

Uma vez contratado o serviço junto a uma operadora o usuário passa a dispor de um SIM

Card que ao ser inserido em qualquer terminal GSM faz com que este passa a assumir a identidade do proprietário do SIM Card.

Cada equipamento terminal GSM apresenta uma identificação única, caracterizado por um

número composto por 15 dígitos, denominado IMEI - International Mobile Equipment Identity

ou Identificação Internacional de Equipamento Móvel. O Equipment identity register (EIR) da

rede móvel consegue identificar e, caso necessário, monitorar os terminais registrados. O número IMEI também permite conclusões relativas ao fabricante e ao número do modelo do

equipamento terminal GSM.

GSMGSM

Rede GSMRede GSM

MobileMobile--ServicesServices SwtchingSwtching Centre (MSC)Centre (MSC)

Ou Central de Comutação e Controle (CCC) é a central responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área geográfica designada como a área do MSC. A diferença principal entre um MSC e uma central de comutação fixa é que a MSC tem que levar em consideração a mobilidade dos assinantes (locais ou visitantes), inclusive o handover da comunicação quando estes assinantes se movem de uma célula para outra. O MSC encarregado de rotear chamadas para outros MSC´s é chamado de Gateway MSC.

HomeHome LocationLocation RegisterRegister (HLR) (HLR)

Ou Registro de Assinantes Locais é a base de dados que contém informações sobre os assinantes de um sistema celular.

VisitorVisitor LocationLocation RegisterRegister (VLR)(VLR)

Ou Registro de Assinantes Visitantes é a base de dados que contém informações sobre os assinantes em visita (roaming) a um sistema celular.

Base Base StationStation SystemSystem (BSS) (BSS)

É o sistema encarregado da comunicação com as estações móveis em uma determinada área. É formado por várias Base Transceiver Station (BTS) ou ERB´s, que constituem um célula, e um Base Station Controller (BSC), que controla estas BTS´s.

GSMGSM

Rede GSMRede GSM

EquipamentEquipament IdentifyIdentify RegisterRegister (EIR)(EIR)

Ou Registro de Identidade do Equipamento é a base de dados que armazena os IMEI´s dos terminais móveis de um sistema GSM.

OperationalOperational andand MaintenanceMaintenance CenterCenter (OMC) (OMC)

Ou Centro de Operação e Manutenção é a entidade funcional através da qual a operadora monitora e controla o sistema.

AuthenticationAuthentication CenterCenter (AUC)(AUC)

Ou Centro de Autenticação é responsável pela autenticação dos assinantes no uso do sistema. O Centro de Autenticação está associado a um HLR e armazena uma chave de identidade para cada assinante móvel registrado naquele HLR possibilitando a autenticação do IMSI do assinante. É também responsável por gerar a chave para criptografar a comunicação entre MS e BTS.

GSMGSM

Rede GSMRede GSM

O CHIP, ou SIM Card (Subscriber Identity Module), é um tipo de cartão inteligente, especialmente projetado para telecomunicações.

Todo aparelho GSM precisa de um para funcionar. Cada SIM Card possui um número de série com 20 dígitos, único mundiamente.

Este número (ICCID – Integrated Circuit Chip Identification) serve para identificar o usuário do SIM Card.

O que O que éé o SIM Cardo SIM Card

A IdentificaA Identificaçção do Usuão do Usuááriorio

Diferente do TDMA e CDMA, sistema no qual o número de telefone está associado ao serial do aparelho, no GSM o seu número está associado ao número de série do SIM Card (ICCID).

TDMA ou CDMA: 9999 9785

GSM: 9999 9785

N.º de série do aparelho (ESN)

N.º de série do SIM Card (ICCD)

GSMGSM

Sim CardSim Card

IMSI IMSI -- International Mobile Subscriber Identity

Trata-se de um número de identificação de 15 dígitos, que identifica cada usuário GSM. O IMSI é composto por um código de três dígitos (Mobile Country Code, MCC) do país, um código de dois dígitos para a rede (Mobile Network Code, MNC) e um número de dez dígitos para a identificação do assinante. O SIM Card envia o código IMSI do assinante para a rede móvel durante o registro na mesma.

MSISDN MSISDN - Mobile Subscriber ISDN Number

Consiste no número de telefone e é guardado no SIM. A associação IMSI com MSISDN somente é conhecida pela operadora.

O número discado para chamar um aparelho celular na rede é o MSISDN, sendo esse número internamente na rede móvel associado de maneira transparente para o usuário ao IMSI.

Ex: um número MSISDN pode ser: 55 51 99991234, e o número IMSI relacionado com esse número pode ser: 724 01 0123456789.

GSMGSM

Sim CardSim Card

O SIM Card também é responsável por armazenar a agenda de contatos e as últimas mensagens de texto (SMS) recebidas. Com o SIM Card, ao mudar de aparelho, você não sómantém o número, como também mantém a agenda e mensagens recebidas.

ComodidadeComodidade

O SIM Card utiliza duas senhas para garantir a segurança e a integridade dos dados armazenados. São os códigos PIN (senha) e PUK (chave da senha).

O PIN 1 é a senha de acesso ao SIM Card. Se o PIN 1 estiver ativado, sua senha serásolicitada sempre que você ligar o aparelho.

Caso você digite o PIN 1 incorretamente por três vezes, o seu SIM Card será bloqueado. Para desbloquear, você deve informar a chave da senha, ou seja, o PUK 1 de oito dígitos.

PIN E PUK PIN E PUK –– Senhas para SeguranSenhas para Seguranççaa

GSMGSM

Sim CardSim Card

IMSI – identificação do assinante

MSISDN – número do assinante

ICCID – identificação do SIM

PIN – senha de acesso ao SIM

PUK – senha de acesso ao SIM

....

IMEI –

identificação do aparelho

GSMGSM

Sim Card x AparelhoSim Card x Aparelho

Dual band – podem operar em 900/1800 ou 850/1900

Tri band – podem operar em 900/1800/1900 ou 850/1800/1900

Quadri band – operaram em 850/900/1800/1900

GSMGSM

Aparelhos x Bandas de operaAparelhos x Bandas de operaççãoão