Evolução da Rede Móvel
Desde o surgimento da primeira geração de comunicação móvel, o 1G, na década de 1980, muito foi aperfeiçoado e adaptado tendo-se como base os requisitos por maior capacidade, velocidade e confiabilidade durante a troca de informações. O Quadro 1 mostra um panorama geral das características de cada geração enquanto que a Figura 1 mostra a evolução das taxas de transferência de dados [1].
Quadro 1 – Resumo da evolução das redes de comunicação móveis [2]. Traduzido pelo autor.
| Geração | Década de Surgimento | Descrição |
| 1G | 1980 | Analógica, a primeira completa ou quase completa rede móvel automática que foi destinada apenas para chamadas de voz, apesar de que soluções baseadas em acessórios pudessem ser adaptadas para uso de dados. Os sistemas iniciais eram baseados em equipamentos de usuários montados em veículos que podiam, também, ser utilizados como dispositivos portáteis. O peso era tipicamente de vários quilos e havia um auricular separado. Alguns exemplos dessa fase do 1G são NMT-450, Netz-C e AMPS. No desenvolvimento futuro do 1G, também foram introduzidos dispositivos portáteis, embora os primeiros fossem grandes e pesados em comparação com os dispositivos modernos, pois não eram destinados para os bolsos. Exemplo dessa fase é o NMT-900, lançado nos países nórdicos entre 1986 e 1987. |
| 2G | 1990 | O diferencial mais importante do 2G foi a funcionalidade digital, que forneceu a integração de serviços de mensagens e dados no sistema e nos dispositivos. Exemplos dessa geração são GSM e IS-95. |
| 3G | 2000 | O desenvolvimento adicional de sistemas com capacidade de multimídia levou à terceira geração. O principal diferencial dessa geração é a possibilidade de usar taxas de dados consideravelmente mais altas. De acordo com o conjunto original de requisitos de desempenho da ITU, o LTE inicial ainda pertence à fase 3G. |
| 4G | 2010 | A ITU-R definiu um conjunto de princípios e requisitos de desempenho para os sistemas da quarta geração. Na fase inicial da revisão de conformidade pela ITU, havia dois sistemas que atendiam aos requisitos, ou seja, a versão avançada do LTE (LTE-A, a partir da Release 10) e WiMax (a partir do WirelessMAN-Advanced). Como os mercados de telecomunicações móveis têm crescido fortemente e a concorrência está mais forte do que nunca, também houve interpretações paralelas das capacidades 4G. Geralmente, a Release 8 LTE é interpretada como pertencente ao 4G e o HSPA+ é considerado por várias operadoras como um sistema 4G. |
Figura 1 – Evolução das taxas de transmissão [2].
A jornada começa com a primeira geração 1G, implantada inicialmente no Japão em 1979 pela NTT (Nippon Telegraph and Telephone) e posteriormente disponibilizada comercialmente em outros países na década de 1980. Essa geração, baseada em sistemas analógicos, foi projetada para fornecer serviços de comunicação de voz. Uma inovação significativa foi o MTSO (Mobile Telephone Switching Office), que facilitava o roaming (a capacidade de um dispositivo manter a conectividade ao se mover entre áreas geográficas) e o handoff (o processo de transferência de uma chamada em andamento ou sessão de dados de uma célula de serviço para outra sem interrupção), tornando-se a espinha dorsal da infraestrutura 1G [3,4].
A década seguinte viu o nascimento da segunda geração 2G, marcada por uma mudança revolucionária para a transmissão de dados digitais. A introdução da internet móvel e das mensagens de texto, juntamente com o aprimoramento da qualidade do serviço e eficiência espectral, destacaram a 2G. Além disso, surgiram evoluções como o GPRS (General Packet Radio Service) e o EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), permitindo maior capacidade de transmissão de dados e estabelecendo a base para as gerações futuras [3,4].
Respondendo à crescente demanda por altas taxas de transmissão para serviços multimídia, a terceira geração 3G foi desenvolvida no final dos anos 1990, seguindo o conjunto de requisitos IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) definido pela ITU (International Telecommunication Union). Entre as especificações apresentadas, o padrão UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) da 3GPP (Third Generation Partnership Project) destacou-se, levando a uma evolução natural do GSM e a introdução do HSPA+ (High Speed Packet Access Plus), que aprimorou drasticamente as taxas de transferência de dados em relação às suas predecessoras [3,5].
Finalmente, a quarta geração 4G foi lançada em 2010, elevando a capacidade de transmissão de dados a um novo patamar e introduzindo o conceito de Voz sobre IP, VoIP (Voice over IP). Esta geração foi padronizada através do LTE, da 3GPP, e do WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), do IEEE, ambos baseados em multiplexação ortogonal por divisão de frequência: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Multiple Access) e SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) [3,6].
Atenção: O texto acima foi extraído do TCC de:
Christian Mailer, intitulado Plataforma de CORE 5G em nuvem para disponibilização de funções de rede como serviço, disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/209624.
Lucas Kienen Rota, intitulado Avaliação e validação da interoperabilidade das Redes Non3GPP com as redes 5G fim a fim (UE a UE), disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/248729.
Referências:
[1] MAILER, Christian. Plataforma de CORE 5G em nuvem para disponibilização de funções de rede como serviço. 2020. 54 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Controle e Automação, Departamento de Engenharia de Controle, Automação e Computação, Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Blumenau, Blumenau, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/209624. Acesso em: 15 abr. 2021.
[2] PENTTINEN, J. 5G Explained: Security and Deployment of Advanced Mobile Communications. 1. ed. Hoboken, NJ, EUA: Wiley, 2019.
[3] ROTA, Lucas Kienen. Avaliação e validação da interoperabilidade das Redes Non3GPP com as redes 5G fim a fim (UE a UE). 2023. 88 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Controle e Automação, Departamento de Engenharia de Controle, Automação e Computação, Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Blumenau, Blumenau, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/248729. Acesso em: 13 jul. 2023.
[4] BOTH, C. ET AL. Soft5G+: explorando a softwarização nas redes 5G. [S.l.]: XXXVIII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos, 2020. P. 27, 28, 29, 30.
[5] SILVA, Gabriel Henrique Davanço. Classificação de tráfego por classes de serviço no núcleo 5G. 2022. 80 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Controle e Automação, Departamento de Engenharia de Controle, Automação e Computação, Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Blumenau, Blumenau, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/237577. Acesso em: 13 jul. 2023.
[6] KRAUS, Dener. Computação de borda para indústria utilizando a rede 5G. 2021. 95 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Controle e Automação, Departamento de Engenharia de Controle, Automação e Computação, Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Blumenau, Blumenau, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/228613. Acesso em: 13 jul. 2021.
