Evolução das Gerações Móveis: GSM, TDMA, CDMA, 2.5G, 3G

Evolução das gerações de redes móveis

1ª Geração — Analógica (AMPS)

Nota: o termo GSM aparece no texto original; porém, o GSM é um padrão da 2ª geração (digital).

A 1ª geração era analógica. O padrão mais empregado foi o AMPS, que no Brasil operava na faixa de frequências de 824 MHz a 894 MHz. Essa geração apresentava diversos problemas, como:

• baixa qualidade nas ligações;
• consumo excessivo de bateria;
• alta possibilidade de interceptação e escuta das comunicações dos usuários.

No padrão AMPS o sinal é modulado em FM; qualquer receptor de rádio capaz de rastrear frequências na faixa de UHF podia ser empregado para escutas telefônicas. Era possível a comunicação de dados por protocolos como o X.25, permitindo taxas entre 9 kbps e 14 kbps.

2ª Geração — Digital

A 2ª geração introduziu a tecnologia digital, com melhora sensível na qualidade dos serviços, principalmente de voz. Outro problema atenuado foi o das escutas telefônicas: os padrões de modulação digital são mais complexos de decodificar e exigem equipamentos mais aperfeiçoados. Ainda que seja possível interceptar chamadas, a complexidade do processo requer conhecimentos e equipamentos avançados.

Os padrões digitais mais adotados incluem:

• TDMA (Time Division Multiple Access)
• CDMA (Code Division Multiple Access)
• GSM (Global System for Mobile Communications)

TDMA (Time Division Multiple Access)

No TDMA citam-se as especificações IS-136 e IS-54. O texto original refere taxas de voz digitalizada de 64 kbps no IS-136 e compressão para 8 kbps no IS-54; menciona também que IS-136 e IS-54 se referem a algoritmos de criptografia e privacidade adotados no TDMA. A modulação propriamente dita é feita por técnicas como DQPSK, que permitem uma taxa efetiva de aproximadamente 48,6 kbps para digitalização de voz, sendo que a taxa de dados seguia limitada à ordem dos 14 kbps conforme implementações iniciais.

CDMA (Code Division Multiple Access)

O CDMA, referido como IS-95A ou CDMAOne, possui arquitetura básica semelhante ao AMPS e, em muitos casos, utiliza faixas de frequência semelhantes. A rede inclui elementos como o BSC (Base Station Controller), responsável pelo controle de um conjunto de ERBs; o HLR (Home Location Register) e o VLR (Visitor Location Register), bases de dados responsáveis por informações de assinantes e visitantes na rede.

O sinal de voz pode ser digitalizado via vocoders em taxas como 13 kbps ou 8 kbps. No CDMAOne, a taxa máxima de dados inicialmente também estava limitada à ordem dos 14 kbps, similar ao TDMA em suas primeiras versões.

GSM (Global System for Mobile Communications)

O GSM é baseado em técnicas de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA). A princípio, isso pode ser visto como desvantagem em relação ao CDMA; porém, apresenta vantagens como baixo custo de infraestrutura. Entre os benefícios do GSM está a facilidade de troca do aparelho mantendo-se o mesmo cartão SIM (SIM card).

As redes GSM foram alocadas em quatro faixas de frequência principais: 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz e 1900 MHz.

2.5 Geração

O grande marco da 2.5 geração é que os dados passaram a ser comutados por pacotes, e não mais por circuitos como nas gerações anteriores. Na prática, isso significa taxas de transmissão mais altas, estabelecendo um novo patamar para os usuários e quebrando a barreira dos 14 kbps.

3ª Geração

A 3ª geração representou uma revolução na transmissão de dados em redes celulares, possibilitando serviços como videoconferência e trazendo a promessa de que o celular substituísse dispositivos portáteis como palmtops e notebooks. As taxas prometidas para essa versão chegaram a até 2 Mbps em cenários ideais.

Handover

Handover é a troca de rede de acesso. Se a troca se dá pela passagem do tráfego de uma célula para outra operando com a mesma tecnologia, trata-se de handover horizontal. Caso essa passagem ocorra entre células de tecnologias diferentes, define-se handover vertical.