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Área de TelecomunicaçõesDepartamento de Engenharia ElectrotécnicaEscola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico de Leiria
Orador:Doutor Rafael F. S. Caldeirinha
Área de TelecomunicaçõesDepartamento de Engenharia ElectrotécnicaEscola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico de Leiria
Orador:Doutor Rafael F. S. Caldeirinha
Comunicações Móveis: Mitos e RealidadesComunicações Móveis: Mitos e Realidades
Instituto deTelecomunicações
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Slide 2Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Sumário• Definição de Mobilidade• Características de um Sistema de Comunicação
Móvel: Requisitos e Limitações
• Tipos de Serviços• Bandas de Frequências• Arquitectura de uma Rede de Comunicações
Móveis • Comunicações Móveis Terrestres• Evolução das Comunicações Móveis• Conclusões
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Slide 3Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Definição de Mobilidade• Os utilizadores comunicam (sem fios) “ em qualquer
momento, em qualquer lugar, com qualquer um”.
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Slide 4Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Requisitos de um sistema de comunicação móvel
• Equipamento portátil– terminais de pequena dimensão com baterias de capacidade
elevada.• Número Pessoal de Telecomunicações (PTN)
– número do utilizador independente do terminal.• Grande capacidade de tráfego
– potencial do sistema é um acesso por adulto;– serviços avançados exigem grandes larguras de banda.
• Segurança de serviço– necessário adoptar técnicas avançadas de autenticação e
“encriptação”.• Inter-operação com outras redes
– necessário suportar comunicação com redes de outros tipos.
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Slide 5Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Limitações de um sistema de comunicação móvel
• Consumo dos terminais– capacidade de processamento limitada;– ecrãs de baixa qualidade.
• Interfaces de utilizador– compromisso difícil entre dimensões dos dedos e do teclado;– símbolos abstractos;– necessidade de novas formas de interacção (ex:
reconhecimento de voz).• Memória
– capacidade limitada.• Mobilidade
– dificuldade de manutenção de qualidade de serviço;• Disponibilidade de frequências
– grande ocupação de bandas úteis;– necessidade de coordenação mundial.
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Slide 6Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Limitações de um sistema de comunicação móvel (cont.)
• Taxa de transmissão– local: alguns Mbit/s– região: até poucas dezenas de kbit/s
• Qualidade de transmissão– grandes variações do nível de sinal– interferências significativas
• Tempos de estabelecimento de ligações– relativamente elevados (da ordem do segundo, eventualmente
menos)• Segurança
– possibilidade de escuta da interface rádio– estação base pode ser simulada, atraindo chamadas de
telefones móveis• Meio partilhado
– importante usar métodos de acesso seguros
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Slide 7Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Tipos de Serviços• Serviços de comunicações móveis incluem:
– telemensagens (paging);– telefone sem fios;– rádio móvel privado (trunking);– comunicações celulares;– informação e controle de tráfego, e orientação de rotas;– sistemas de dados via rádio;– multimédia e video-telefonia móvel;– sistemas de determinação e serviços baseados em
posição.
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Slide 8Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Tipos de Serviços
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Slide 9Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Designação das bandas de rádio (convenção)
Sigla Frequências Ondas Faixas de Frequências
VLF Muito baixas Muito longas 3 kHz a 30 kHz LF Baixas Longas 30 kHz a 300 kHz MF Médias Médias 300 kHz a 3 MHz HF Elevadas Curtas 3 MHz a 30 MHz VHF Muito elevadas - 30 MHz a 300 MHz UHF Ultra-elevadas - 300 MHz a 3 GHz SHF Super-elevadas Microondas 3 GHz a 30 GHz EHF Extremamente elevadas Milimétricas 30 GHz a 300 GHz Banda Faixas de Frequências
(GHz) L 1-2 S 2-4 C 4-8 X 8-12 Ku 12-18 K 18-27 Ka 27-40
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Slide 10Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Bandas de Frequência• VLF: telegrafia com os submarinos submersos.• LF: distâncias longas entre navios e estações costeiras.• MF: comunicações móveis aeronáuticas, marítimas e terrestres a
distâncias médias.• HF: alguns serviços móveis terrestres, marítimos e aeronáuticos
a distâncias grandes. • VHF: é usada para os serviços móveis terrestres, marítimos e
aeronáuticos em distâncias médias/pequenas, além dos telefones sem fios e dos serviços de telemensagem.
• UHF: comunicações celulares (distâncias pequenas), bem como os serviços móveis marítimos via satélite.
• Alguns serviços móveis para distâncias curtas estão previstos em SHF.
• EHF virá a ser ocupada por serviços móveis de banda larga adistâncias muito curtas.
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Slide 11Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Arquitectura de uma Rede de Comunicações Móveis - Modelo Estratificado
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Slide 12Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Arquitectura de camadas funcionais de uma rede de comunicações móveis
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Slide 13Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Integração de tecnologias de acesso e transporte
• Objectivos– permitir inter-operação entre diferentes opções das
redes de acesso e de transporte;– assegurar uma rede aberta;– facilitar uma evolução tecnológica suave para UMTS.
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Slide 14Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Comunicações Móveis Terrestres
• Actualmente usa-se a banda [70, 2 200] MHz para os serviços móveis de fonia, dados e mensagem, devido a:– características de propagação;– tamanho e tipo de antenas;– facilidade de fabrico de equipamento.
• As antenas são, geralmente, dipolos, monopolos,ouelementos impressos:– isolados para os terminais móveis;– em agregado para as estações base.
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Slide 15Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Comunicações Móveis Terrestres• Antenas: Representação da radiação emitida por
uma antena directiva.
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Slide 16Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Comunicações Móveis Terrestres• Propagação com Percurso Múltiplo
Raios chegam de todas as direcções desde o plano horizontal até 45º na vertical
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Slide 17Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Comunicações Móveis Terrestres
• A propagação na banda VHF/UHF caracteriza-se por:– ser quase independente da polarização, e das propriedades
electromagnéticas do solo;– se fazer essencialmente por raios directo e reflectido;– ser influenciada pela presença de obstáculos;– ser pouco sensível à refracção na atmosfera;– ter um alcance aquém do rádio horizonte;– não sofrer perturbação pelos gases atmosféricos e
hidrometeoros.
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Slide 18Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Comunicações Móveis Terrestres• Diminuição da intensidade da emissão com a
distância em relação à antena.
500 000 Estação de difusão de televisão
100 000 Estação de difusão rádio
20 Estação base – GSM
Potência radiada - Watt (PAR) Fonte
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Slide 19Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução das Comunicações Móveis
Árvore genealógica
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Slide 20Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
• A 1ª geração caracterizou-se por usar tecnologia analógica e transportar apenas voz.
• A 2ª geração usou tecnologia digital, e permite transportar dados, embora tenha sido dimensionada para voz.
• A 3ª geração, de tecnologia digital, é dimensionada para dados e multimédia.
• A 4ª geração, de tecnologia digital, para dados e multimédia.
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Slide 21Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
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Slide 22Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
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Slide 23Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Alcances e débitos binários
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
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Slide 24Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
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Slide 25Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
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Slide 26Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
[Fonte: RACAL]
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Slide 27Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
[Fonte: Ericsson]
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Slide 28Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
[Fonte: Nokia]
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Slide 29Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Evolução dos Sistemas de Comunicações Celulares
[Fonte: Fabricantes, Operadores]
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Slide 30Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
• Assinantes– 8120,2 milhares de assinantes (final do 2º trimestre de
2002). – crescimento de cerca de 0,6% face ao trimestre anterior, – aderiram ao serviço cerca de 916 milhares de assinantes
nos últimos doze meses, o que representa um acréscimo de cerca de 13%.
– O número de cartões pré-pagos representa 78,3% do total de cartões activos.
– Atingiu um valor de penetração de 78,4 assinantes/100 hab. (final do 2º trimestre de 2002), sendo a média dos países da União Europeia de 75,6%.
Serviço Móvel Terrestre - 2 º Trimestre de 2002 em Portugal
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Slide 31Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Serviço Móvel Terrestre - 2 º Trimestre de 2002 em Portugal
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Slide 32Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Serviço Móvel Terrestre - 2 º Trimestre de 2002 em Portugal
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Slide 33Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Previsão do número de utilizadores móveisglobais
0
500
1000
1500
2000
2500
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2010
3G
1G + 2G
Milh
ões
de u
tiliz
ador
es
3G ~10% do total em 2005
3G ~ 50% do total em 2010
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Slide 34Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Conclusões• Comunicações Móveis representam um papel
importante no cenário de desenvolvimentoeconómico global.
• Comunicação sem fios:– Permite a troca de informações a altas taxas (até 2 Mbits/s - UMTS);– Representa a fronteira a ser alcançada pelos sistemas de
terceira geração – “a global system to connect anywhereand anytime”.
• Convergência• UMTS:
– início do serviço em Dezembro 2003 !?– viabilidade do negócio só acontecerá em 2005.
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Slide 35Comunicações Móveis: Mitos e Realidades
Conclusões (cont.)Áreas de investigação em comunicações celulares:
• Comunicação sem fios– Qualidade de transmissão (largura de banda, taxa de erros, atraso)– Modulação, codificação e interferência– Acesso ao meio, regulamentos
• Mobilidade– Consumo energético– Potência computacional limitada, dimensões dos mostradores, …– Ergonomia– ...
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Obrigado!Obrigado!
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Área de TelecomunicaçõesDepartamento de Engenharia ElectrotécnicaEscola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico de Leiria
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