Uma nova geração de telecomunicações que pretende oferecer uma mobilidade global (roaming global) com uma alta gama de serviços, desde o simples serviço de voz, a comunicações mais exigentes como televisão em directo.
Para ser 3G:
Quem decide 3G -> ITU
Taxas de transmissão outdoor acima dos 144kb/s
Taxas de transmissão indoor acima dos 2Mb/s.
Porquê o 3G?
Uma maior largura de banda traz a possibilidade de criação de novos inúmeros serviços!
Para o cliente:
Passagem de Filmes, Televisão em directo
Chamadas por vídeo, Notícias, Musica, Desporto
Jogos, Chat, Serviços de informação
Para o negócio:
Grande velocidade em tele-trabalho
Vídeo conferência
Informação em tempo real (Por exemplo: Bolsa)
Coberturas através de pico, micro e macro células sem perda de sinal, suportando várias densidades de utilizadores.
Coberturas através de pico, micro e macro células sem perda de sinal, suportando várias densidades de utilizadores.
Grande capacidade para operações multi-operadora (para roaming).
Grande eficiência de uso do espectro, para aumentar a capacidade.
Flexibilidade na qualidade de serviço (aplicações diferentes têm taxas atraso de transmissão e de erros diferentes).
Alta segurança na comunicação
Problemas de segurança no GSM sugerem novas formas de protecção.
Problemas de segurança no GSM sugerem novas formas de protecção.
Problemas como:
Fracos algoritmos de encriptação e autenticação.
Pequeno comprimento paras as chaves (32 bits).
Não existência de autenticação de rede ( Uma falsa base station pode provocar um ataque)
Insegurança na transmissão da chave ( o código da chave e os parâmetros de autenticação são transmitidos de forma visível entre e dentro das redes)
Usa segurança IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
Arquitectura
Inicialmente a 3G tinha como objectivo servir de unificação e desta maneira criar um modelo standard de telecomunicações. Entretanto, este objectivo foi fracassado, assim, e neste momento, o 3G divide-se, essencialmente, em três categorias:
UMTS (W-CDMA)
CDMA2000
TD-SCDMA
UMTS (W-CDMA)
UMTS (Universal Mobile Telephone System), baseado na tecnologia W-CDMA, é geralmente a solução preferida pelos países que usam GSM, centro da Europa. UMTS está ao cargo da organização 3GPP, também responsável pelo GSM, GPRS e EDGE.
FOMA criada pela companhia japonesa NTT DoCoMo, é reconhecida por ser a primeira solução comercial para o serviço 3G. Apesar de baseada na tecnologia W-CDMA não é compatível com o UMTS, entretanto estão se a dar passos para remediar esta situação.
CDMA2000
Outro significativo standard 3G é o CDMA2000, que é um tipo de upgrade do CDMA da 2G. Os principais locais de utilização serão América, Japão e Coreia.
O CDMA2000 é da responsabilidade do 3GPP2 uma agência independente da 3GPP.
TD-SCDMA
Uma menos conhecida tecnologia de 3G é o TD-SCDMA desenvolvido na China pelas companhias Datang e Siemens. É previsto uma versão operacional para 2005.
Evolução das Comunicações Móveis
EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution)
Considerada uma tecnologia de 2.75G
É um serviço 3G utilzando tecnologia 2.5G
Compatível com redes TDMA e GSM
Introduz modulação 8PSK, produzindo uma taxa de transmissão trêz vezes superior GSM.
Introduz uma nova tecnologia não existente no GPRS, Incremental Redundancy.
Pode ter taxas de transmissão acima dos 384kb/s
Comparativo das Taxas de Transmissão
Estrutura do Burst
A portadora tem um largura de 200kHz, e a estrutura da frame GSM TDMA não é alterada.
Um burst inclui uma sequência de 26 simbolos no meio, 3 símbolos na cauda e outros 3 no fim e 8.25 símbolos de guarda numa das pontas.
Cada burst contem 2 x 58 símbolos, cada comprimido em 3 bits.
EDGE Protocolos
EDGE usa os protocolos do GSM/GPRS sempre que possível, minimizando a necessidade de implementação de um novo protocolo.
Em todo o caso alguns protocolos são modificados para optimizar a preformance.
A EDGE inclui um modo packet-switched e um modo circuit-switched, EGPRS e ECSD, respectivamente.
Desenvolvido por 3GPP2 (Uma parceria entre 5 entidades de telecomunicações: ARIB e TTC no Japão, CWTS na China, TTA na Coreia e TIA na América do Norte).
Evolução do CDMA2000
CDMA2000 1X-EV
CDMA2000 1X-EV-DO
CDMA2000 1X-EV-DV
CDMA2000 3X
O CMDA2000 é compatível com todas as versões anteriores (CDMA)
CDMA Revisão
Tipos de acesso
Codificação
O emissor codifica os sinais
O receptor utiliza um correlador para descodificar cada código
CDMA Revisão [2]
Códigos
0s códigos não devem correlacionar-se com outros códigos ou com uma shiftagem no tempo de eles próprios.
Spreading codes são como códigos pseudo - aleatórios.
CDMA2000 evolução até 3G
CDMA2000 1X -EV
1ª fase do CDMA2000
Suporta voz e dados sobre um canal CDMA
Duplica a capacidade do CDMA (continuando a crescer os serviços de voz e os serviços wireless de Internet)
Data rates superiores a 140 kbps (e superiores a 307 kbps no futuro)
Sem sacrificar os serviços de voz em prol dos dados
Oferece uma maior velocidade ou maior capacidade de serviços de dados (peak rates maiores que 2Mbps e um throughput maior que 700 kbps )
Suporta aplicações como streaming video e download de grandes ficheiros
Acesso a ligações de dados do tipo "always-on"
Acesso wireless mais simples, rápido e útil
CDMA2000 1X EV-DV (ou 1X-EV FASE 2)
4ª fase de desenvolvimento do cdma2000
Integra voz e dados na mesma banda de frequência
Transmissão de dados na ordem dos 3Mbps ate 5Mbps
CDMA2000 3X
Aprovado pelo ITU, IMT-2000 (3G) standard.
Utiliza um espectro de 5 MHz (3x 1.25 MHz canais)
Velocidades na ordem dos 2-4 Mbps.
Handover
Handover
Assegurar-se que a passagem por diferenters células não interrompe a ligação. Na 3G um utilizador pode estar ligado a várias células ao mesmo tempo, podendo receber dados de todas elas.
Controlo de Admissão
Controlo na admissão à rede dos utilizadores feito ao nível da prioridade. A prioridade de um é definida no contrato de subscrição do serviço.
Alocação de códigos
Os códigos são escolhidos por forma a evitar a interferência entre as várias células.
Controlo de Potência
Os algoritmos de controlo de potência asseguram que um utilizador envia ou recebe informação com suficiente potência e todos os utilizadores são incutidos a enviar com uma potência para que todos os sinais enviados cheguem à mesma magnitude. Se um utilizador falar com um megafone todos os outros não se conseguem ouvir.
Diagrama de rede CDMA2000
Home Agent (HA). Autentica o Mobile IP de MS’s. O HA pode também opcionalmente atribuir comunicações seguras ao PDSN. O HA também recebe informação do AAA para os utilizadores.
Home Agent (HA). Autentica o Mobile IP de MS’s. O HA pode também opcionalmente atribuir comunicações seguras ao PDSN. O HA também recebe informação do AAA para os utilizadores.
Packet Data Serving Node (PDSN). Estabelece, mantem e termina sessões PPP com a MS. Quando é usadado o simple IP, o PDSN atribui um IP ao utlizador. O PDSN também inicia as sessões de segurança providênciadas pela AAA.
Authentication, Authorization, and Accounting (AAA) server. A AAA é responsavel pela maioria dos serviços de seguança na core network do cdma2000. O AAA pode autorizar utilizadores, atrbuir prefis e dar informação sobre a QoS para nós que o requisitem. Pode também opcionalmente atribuir endereços IP.
Há dois tipos básicos de configuração da core network do cdma2000
Simple IP (resticted mobility). Simple IP refere-se ao método de acesso em que o utilizador está usando um IP dinâmico. O utilizador mantém o IP, se mantiver-se dentro de uma área correspondendo à rede. Se sair dessa área o utilizador perde o IP.
Mobile IP. No Mobile IP o utilizador pode utilizar um IP estático ou dinâmico pertencendo à sua rede IP. Este IP mantém-se qualquer que seja o movimento do utilizador, ou seja, o utilizador pode passar por várias redes que não perde o IP.
Estabelece uma sessão de protocolo ponto-a-ponto (PPP) com o PDSN.
PDSN pode autenticar a MS ao comunicar com o servidor AAA, que verifica se é um subscritor válido
Quando a MS está autenticada, pode usar o IP Control Protocol (IPCP) para requisitar um endereço IP.
Para redes IP simples o MS pode receber o seu endereço através do servidor AAA, e para mobile IP o home agent atribui-lhe um IP durante o processo de registo do mobile IP
Quando a MS está autenticada, pode comunicar com qualquer ip autorizado e passar por qualquer rede ip autorizada.
A migração do CDMA para o CDMA2000 requer mínimos upgrades na rede e um pequeno investimento de capital.
A migração do CDMA para o CDMA2000 requer mínimos upgrades na rede e um pequeno investimento de capital.
Requer upgrades ao nível do software das base stations.
Possível upgrade de algum hardware nas base stations mais antigas.
Benefícios óbvios para as operadoras que podem beneficiar de um serviço 3G fazendo poucos gastos.
O TDMA chegou ao seu limite. Uma possível solução para as operadoras TDMA pode ser o CDMA2000. O CDMA2000 oferece imensas vantagens:
O TDMA chegou ao seu limite. Uma possível solução para as operadoras TDMA pode ser o CDMA2000. O CDMA2000 oferece imensas vantagens:
Oferece um caminho directo para a 3G em apenas um passo, enquanto que as opções alternativas levariam dois ou três.
Requer um pequenpo aumento de espectro (1.25MHz) para serviços avancados preservando a capacidade de serviços existente.
Vasta gama de produtos existente a preços competitivos.
A migração do GPRS para o CDMA2000 não e muito útil pelo facto de existir o serviço UMTS, serviço este que se adequa mais às redes do tipo GSM.
A migração do GPRS para o CDMA2000 não e muito útil pelo facto de existir o serviço UMTS, serviço este que se adequa mais às redes do tipo GSM.
