Tipos de conexão celular (GSM, 3G, EDGE, HPSA, 4G e LTE

Julho 2017

Introdução

As tecnologias das conexões de telefonia celular ou móvel são denominadas pelo termo Gerações (G). A letra é precedida por um número que obedece a cronologia do aparecimento de cada uma das versões. Vejamos como o sistema de telefonia e internet móvel evoluiu desde o aparecimento da primeira geração, em meados dos anos de 1970.

1G

A primeira geração de telefonia móvel, chamada 1G, possuía um funcionamento analógico e era constituída por aparelhos relativamente volumosos. Esta geração utilizava, principalmente, os seguintes padrões:

AMPS (Advanced Mobile Phone System): apareceu em 1976 nos Estados Unidos e foi o primeiro padrão de redes celulares. Utilizado principalmente no continente americano, na Rússia e na Ásia, esta primeira geração de redes analógicas possuía fracos mecanismos de segurança permeável ao hacking das linhas telefônicas;

TACS (Total Access Communication System): é a versão europeia do modelo AMPS. Este sistema foi muito usado na Inglaterra e, depois, na Ásia (Hong-Kong e Japão) e utilizava a banda de frequência de 900 MHz;

ETACS (Extended Total Access Communication System): é uma versão melhorada do padrão TACS desenvolvido no Reino Unido que utiliza uma grande quantidade de canais de comunicação.

As redes celulares de primeira geração tornaram-se obsoletas com o aparecimento de uma segunda geração inteiramente digital.

2G

A segunda geração de redes móveis 2G marcou uma ruptura com a primeira geração de telefones celulares graças à passagem do analógico para o digital. Os principais padrões de telefonia móvel 2G são:

GSM (Global System for Mobile communications): o padrão mais utilizado na Europa no fim do século XX e também suportado nos Estados Unidos. Este padrão utiliza as bandas de frequências de 900 MHz e de 1800 MHz na Europa. Por outro lado, nos Estados Unidos, a banda de frequência utilizada é a de 1900 MHz. Chamamos de tribanda os telefones celulares que podem funcionar na Europa e nos Estados Unidos;

CDMA (Code Division Multiple Access): utiliza uma técnica de espalhamento de espectro que permite difundir um sinal de rádio numa grande gama de frequências;

TDMA (Time Division Multiple Access): utiliza uma técnica de corte temporal dos canais de comunicação para aumentar o volume de dados transmitidos simultaneamente. A tecnologia TDMA é utilizada no continente americano, na Nova Zelândia e na Ásia do Pacífico.

Graças às redes 2G, é possível transmitir vozes e dados digitais baixos, por exemplo mensagens de textos (SMS - Short Message Service) ou mensagens de multimídia (MMS - Multimedia Message Service). O padrão GSM permite um débito máximo de 9,6 kbps.

Algumas extensões da norma GSM foram criadas para melhorar o débito. É o caso do padrão GPRS (General Packet Radio System), que permite obter débitos teóricos de aproximadamente 114 kbits/s, mais próximos de 40 kbits/s na realidade. Esta tecnologia chama-se 2.5G.

O padrão EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) anunciado como 2.75G, quadriplica as melhorias do débito da norma GPRS, anunciando um débito teórico de 384 Kbps e abrindo, assim, a porta aos aplicativos de multimídia. Na verdade, a norma EDGE permite atingir débitos teóricos de 473 kbits/s, mas foi limitada para conformar-se às especificações IMT-2000 (Internacional Móvel Telecommunications-2000) do ITU (International Telecommunications Union).

3G

As especificações IMT-2000 (International Mobile Telecommunications for the year 2000) da União Internacional das Comunicações (UIT), definem as características da conexão 3G (terceira geração de telefonia móvel). Ela tem um elevado débito de transmissão: 144 Kbps com uma cobertura total para uma utilização móvel, 384 Kbps com uma cobertura média para uma utilização na rua, 2 Mbps com uma zona de cobertura reduzida para uma utilização fixa. Além disso, esta conexão tem compatibilidade dos serviços móveis de 3.a geração com as redes de segunda geração mundial e propõe atingir débitos superiores a 144 kbit/s, abrindo assim a porta para usos multimídia como a transmissão de vídeo, a videoconferência ou o acesso à Internet com elevado débito. As redes 3G utilizam bandas de frequências diferentes das redes precedentes: 1885-2025 MHz e 2110-2200 MHz.

A principal norma 3G utilizada na Europa chama-se UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) e utiliza a codificação W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access). Esta tecnologia utiliza a banda de frequência de 5 MHz para a transferência de voz e dados com débitos que podem ir de 384 kbps a 2 Mbps. A tecnologia HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) é um protocolo de telefonia móvel de terceira geração, chamado 3.5G, que permite atingir débitos de aproximadamente 8 a 10 Mbits/s. Esta tecnologia utiliza a banda de frequência 5 GHz e utiliza a codificação W-CDMA.

4G

A internet 4G vem logo depois da 3G, trazendo importantes avanços no que se refere à velocidade de conexão e ao carregamento de dados. Assim, a sigla 4G define a quarta geração de telefonia móvel e funciona com a tecnologia LTE (Long Term Evolution) que se baseia na transmissão de dados pela tecnologia WCDMA e GSM, porém dando prioridade aos dados de internet, embora não descarte o seu uso nas ligações por voz. Junto com a tecnologia LTE tem a tecnologia WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access/Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-Ondas), que prevê a compatibilidade e a interoperabilidade entre equipamentos baseados no padrão IEEE 802.16 compatível com os sistemas Linux.

A tecnologia LTE alcançou a uma velocidade de transferência de dados de 20 MHz de 300 Mbps do downstream (baixar) e 75 Mbps de upstream (carregar) em laboratórios, mas a velocidade real de navegação fica em torno de 100 Mbps de download e 50 Mbps de upload e uma latência (PING) de no máximo 30 ms (milissegundos).

5G

O 5G é a futura geração da telefonia celular e já vem sendo desenvolvida para substituir o 4G. Esta nova geração está prevista para ser lançada e disseminada por volta de 2020, continuando com o padrão de evolução das gerações anteriores.


A evolução desta geração prevê uma velocidade maior nos dispositivos pessoais como tablets e smartphones - dez vezes maior do que a velocidade da 4G. Mas não apenas isso, a expectativa é que o 5G traga a estrutura necessária para que a internet dos objetos seja uma realidade mundial.

Quadro das gerações de conexões

PadrãoGeraçãoBanda de frequênciaDébito
GSM2GPermite a transferência de voz ou de dados digitais de baixo volume.9,6 kpbs9,6 kpbs
GPRS2.5GPermite a transferência de voz ou de dados digitais de volume moderado21,4-171,2 kpbs48 kpbs
EDGE2.75GPermite a transferência simultânea de voz e de dados digitais43,2-345,6 kbps171 kbps
UMTS3GPermite a transferência simultânea de voz e de dados digitais com débito elevado0.144-2 Mbps384 Kbps
LTE e WiMAX4GPromove maior velocidade de transferência de dados para telefonia e multimídia300 Mbps de downstream75 Mbps de upstream
LTE5GO objetivo é atingir uma velocidade máxima dez vezes maior da 4G, chegando a 10 GbpsPrevisão: dez vezes maior do que a 4G---

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Última modificação: 3 de julho de 2017 às 14:53 por Pedro.CCM.
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