O documento discute a evolução das redes móveis e apresenta a tecnologia 4G. A 4G promete altas taxas de transmissão de dados, experiência aprimorada do usuário e suporte a serviços em tempo real através do LTE. O LTE é o padrão desenvolvido pela 3GPP e já está sendo implantado por grandes operadoras, enquanto o WiMax também é uma tecnologia 4G alternativa.

1. Tecnologia 4G
Kleber Bernardo
2011
Comunicação Móvel

2. Contexto Histórico
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

3. Contexto Histórico
Dispositivos móveis de grande poder
tecnológico: Smartphones, Tables,
Netbooks, etc.
Mercado com • Lançamento de novos aparelhos quase
que diariamente
grande • Agregação de serviços e produto
crescimento • Forte apelo às redes sociais
Necessidade das pessoas sempre
ficarem “conectadas”

4. Principais Problemas
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

5. 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

6. O que é 4G?
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

7. 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

8. 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”

9. Ecossistema 4G
Ecossistema • Celular 4G
• Serviços e Aplicações
diversificado • WLAN
• Tecnologias Wireline
baseados na • Digital Broadcast – HDTV, IPTV, VoD, etc.
tecnologia IP • IMT-2000

10. Tecnologias Envolvidas
SDR – Software Defined Radio
OFDM – Orthogonal frequency-division mutiplexing -
Multiportadora
MIMO – Multiple Input and Mutiple Output
UMTS como padrão

11. Tecnologias Envolvidas
TD-SCDMA – padrão desenvolvido na China
LTE – Long Term Evolution
WiMax

12. LTE e WiMax
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.

13. O Poder do LTE
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

14. O Poder do LTE
Comparativo do tráfego de dados e voz
com o custo gerado

15. 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

16. 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

17. O Poder do LTE
Exemplo de uso do espectro

18. 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

19. Arquitetura LTE - EPC
Estrutura EPC

20. Arquitetura LTE - EPC
• MME - Mobile Management Entity: é o plano
de controle e gerencia de estados,
Elementos autenticador, mobilidade com nós 3GPP
(2G/3G), roaming, etc.
presentes
nessa • SGW – Service Gateway: encaminhar e
arquitetura roteia pacotes de e para eNodeB e PGW.
Serve como uma âncora para handovers e
roaming entre os sistemas 3GPP.

21. 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
Elementos em SIP (fixo e móveis). Responsável pela
atribuição do IP, melhor esforço, inspeção dos
presentes pacotes. Serve também como integração entres
nessa sistemas 3GPP e não-3GPP;
arquitetura
• ePDG - Evolved Package Data Gateway:
responsável pela interligação entre EPC e as
redes não-3GPP.

22. LTE x WiMax
WiMax LTE
Baseado em IP com modulação Baseado em IP com modulação OFDMA
OFDMA usada em uplink e downlink. usada em downlink e SC-FDMA em uplink.
Mais de 500 operadores cobrindo Poucas redes comerciais para FDD LTE
mais de 620 milhões de usuários em com poucos usuários. Espera-se aumentar
147 países. esse número a partir de 2011.
Possui suporte apenas a TDD, nas Suporta TDD e FDD. TD-LTE largura de
bandas de 2.3 GHz, 2.5 GHz e 3.5 banda de 1.8 GHz a 2.6 GHz (possível
GHz. Novas bandas podem ser inclusão de 3.5 GHz no futuro). LTE FDD
adicionadas no futuro. largura de banda de 700 MHz a 2.6 GHz.

23. LTE x WiMax
LTE WiMax
Grande market share a longo prazo, com Pouca complexidade para
melhor oportunidades para roamings soluções rurais que não precise
internacionais e nacionais. de roaming com sistemas 3GPP.
Padronizado pelo 3GPP com apoio de Padronizado pelo IEEE e WiMax
fabricantes e grandes operadoras. Forum, apoiados por fabricantes.
Poderoso ecossistema com forte suporte Maior interoperabilidade entre
das operadores e fabricantes, grande fabricantes, mas com pouca
opções de escolha de equipamentos. diversidade de aparelhos.

24. LTE x WiMax
LTE WiMax
LTE Advanced será a próxima Próxima versão do WiMax:
versão do LTE e ainda está WiMax2 é esperado em
em desenvolvimento. 2012.
Mobilidade em mente, mas Suporta cenários fixos,
poderia suportar cenários
fixos nômades e móveis.

25. 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

26. Exemplo de Arquitetura LTE + WiMax

27. Resumindo 4G