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Tinano

Conceitos da Telefonia Celular

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Conceitos da Telefonia Celular

        Procuro aqui descrever uma teoria sobre o sistema celular sem muito uso de termos técnicos nem de aspectos sobre o tema que possam complicar o estudo do iniciante no assunto. "Teoria básica", mais uma vez, como outras que eu costumo escrever. 
Concordo que há uma falta de material técnico acessível, mas também ressalto que há poucas pessoas que realmente se interessam pelo assunto, e que por isso já dominam os princípios básicos sobre o tema. E existe aquela parcela das pessoas que tem um determinado interesse, mas não sabem por onde começar a estudar. Resposta: "pelo começo". Começo. "Teoria básica". Espero ter me explicado.Celular é telefonia. Logo, é phreak.

      E é um sistema muito "interessante", dependendo do ponto de vista. Redijo este texto àqueles que nunca tiveram contato com material referente à telefonia celular antes, e informo aqui sobre os principais aspectos do assunto. Se você realmente se interessar, aconselho a procurar outras fontes, tais como livros, revistas especializadas, fóruns pela Internet... Ao final, é anexada uma lista sobre as fontes que ao meu ver podem ajudar - e muito - a quem se interessar.

Começando: o que seria um sistema celular? Basicamente seria uma tecnologia de telefonia móvel baseada na divisão de uma 
determinada área geográfica em células (daí o uso do termo "celular").

Qual a razão desta divisão? Supondo que o uso de aparelhos portáteis limitariam a potência a ser adotada em tal 
aparelho, haveria uma limitação da distância máxima possível para a comunicação Unidade Móvel - Estação Rádio-Base (descrição logo à frente). Há também o fato de que a capacidade de uso da faixa de canais é limitada, e a reutilização das freqüências se faz 
necessária para um uso aberto a uma maior quantidade de aparelhos  simultaneamente.

Cada célula tem, em seu "centro", uma Estação - Rádio-Base  (ERB). Ela figura como o papel da "antena", transmitindo e  recebendo o sinal para as unidades móveis que situam na sua área de alcance. As diversas ERBs de uma área geográfica são ligadas a uma Central de Comutação e Controle (CCC), que atua como o centro do sistema. As centrais mantém contato entre si e com o sistema de telefonia fixa, interligando-se assim os sistemas. 

Veja alguns esquemas para fixação:


_____
/ | \_______________
/ /_\ \_____ \
\ ERB / | \_________\___
\_____/ /_\ \_____ \
/ | \ ERB / | \ |
/ /_\ \_____/ /_\ \ | Rede Pública
\ ERB / | \ ERB /____CCC <------> de Telefonia
\_____/ /_\ \_____/ | Convencional
| \ ERB / |
| \_____/____________/
| \
\______________________/


- Representação de um sistema celular. As células, ilustradas em forma de hexágono para melhor visualização, possuem uma ERB. 
Estas são ligadas à Central de Comutação e Controle, que por sua vez se enlaça à RTPC.


UM ========== ERB----------- CCC < ----- >

Sistema Público de (unidade (Estação - (Central de Telefonia móvel) Rádio-Base) Comutação e Controle)


- Etapas referentes ao estabelecimento da comunicação no
sistema celular.


Exemplificando para melhor entendimento: O que acontece se um telefone celular deseja ligar para um telefone fixo?

Descrevendo por passos:

1- A unidade móvel se comunica com a determinada ERB à célula  que adentra. Identifica-se, fornece o número discado e aguarda a resposta.


2- A ERB recebe os dados, e envia à CCC. A comutação ocorre, e então o pedido é enviado para o sistema de telefonia pública.


3- Se nada ocorre no processo (erros de encaminhamento, telefone chamado ocupado, ou erros do tipo), o telefone fixo toca, 
e se atendido, a comunicação se estabelece. Se ocorre o inverso, se um telefone fixo deseja chamar um telefone celular, as etapas

Ocorrem da seguinte maneira:

1- O pedido de chamada se inicia no próprio telefone fixo, com a discagem do número referente ao celular desejado. A central, ao 
qual o telefone é ligado, define a rota a ser tomada.

2- Descobre-se então se o celular chamado está em modo roaming (fora da sua área de habilitação) ou não. Não é necessário 
descrever os passos para a detecção deste processo. O que levaremos em consideração será o fato de que o pedido chegará a 
ERB ao alcance da unidade móvel chamada. Emite-se a "corrente de toque", e se o celular responder (sinal de que está ligado e apto à receber chamadas), a comunicação é estabelecida.

Como vemos, há várias etapas em um sistema celular, e a principal preocupação e de que todas funcionem mutuamente e com o menor índice de falhas. Mas ocorrem muitos erros de comunicação entre as etapas; seja congestionamento, dependendo do horário a  ser efetuada a ligação, ou seja problemas na detecção do sinal da unidade móvel... foge do objetivo do texto enumerá-las aqui. Levanta-se uma questão: e se a unidade móvel estiver em  movimento, e por acaso adentrar na área referente a outra célula?  A comunicação não é interrompida durante essa passagem, a qual  denominamos handover.

Tratemos agora sobre os canais de comunicação. Estes,  utilizados na transferência de informações e da própria voz 
modulada, são divididos em dois tipos: os canais de conversação (maioria, utilizados para transporte de informação sonora), e os 
canais setup, usados para transmissão da sinalização na forma digital.


O sistema adotado primeiramente no Brasil denomina-se AMPS (Advanced Mobile Phone Service, ou Serviço Telefônico Móvel 
Avançado). O já ultrapassado sistema analógico, para ser mais conciso. Porém, por ser mais simples, vale a pena basear-se nele 
primeiramente. Há a utilização de freqüências separadas para a transmissão da EM e para a transmissão da ERB, e a diferença entre elas é de 45 MHz. A alocação dos canais para uso sentido EM-ERB se faz na faixa de 825 a 845 MHz, e 870 a 890 MHz para o uso no sentido inverso. Cada canal ocupa 30 kHz.

* Abre aspas para somente fornecer uma informação: as escutas de canais celulares se fazem nos referentes à comunicação ERB - EM (os canais "de volta"). Por este motivo não se consegue ouvir o usuário do aparelho celular. Eu sei, você já escutou algumas 
conversas e notou que, em algumas se consegue ouvir sim os dois lados da conversa. Mas veja a razão: em alguns casos, a voz da 
pessoa no celular chega do outro lado, e lá é recaptada pelo microfone e enviado de volta ao celular (logicamente, pelo canal 
que você estaria escutando). Isso ocorre muito quando a pessoa do "outro lado" está também em um aparelho celular, utilizando viva-voz.

A alocação dos canais no sistema AMPS ocorre da seguinte forma: - 825 a 845 MHz: 666 canais para comunicação de "ida" (EM - 
ERB); - 870 a 890 MHz: 666 canais para comunicação de "volta" (ERB - EM);

Estes 666 canais são divididos em sistemas A e B (a famosa banda A e banda B), sendo que cada conjunto pode ser utilizado por 
uma operadora. Cada conjunto então se dividiria em 333 canais, dentre os quais 312 são canais de voz e 12 são canais de controle. 

 

A alocação se daria assim:

(-------Sistema A-------)(---------Sistema B---------)
|1|2| ... |312| ... |333|334| ... |354||355| ... |666|
<------------><---------><------------><------------->
canais canais de canais de canais de
de voz controle controle voz

Canais em cima? Como eu disse, não foi uma descrição completamente abrangente, mas o uso de termos e detalhes técnicos 
não se faz necessário no momento. Você está reclamando? Se estiver, só te alerto uma coisa: já que acha que pode saber tanto, 
o que está fazendo na Internet? Ou não tem capacidade para encontrar fontes mais detalhadas de informação? Não tenho 
obrigação nenhuma em escrever isto a você, e se você reclama pelo que eu escrevo... ei, por que continua lendo?

Desculpe, foi só um desabafo. Continuemos do tema.

Trataremos agora das funções características da rede celular. Um aparelho celular recebe a denominação de "móvel". Logo, pode se mover. Ele tem a sua habilitação feita em uma determinada CCC, sendo esta denominada central domicílio do tal aparelho. Quando ele sai da área referente àquela CCC, acontece o que é chamado de roaming. A nova CCC é informada então da presença daquela unidade, e informa a central domicílio da nova posição daquele aparelho. O celular está apto então a receber e efetuar chamadas, como se estivesse em sua própria área de habilitação. É claro, paga uma taxa em cada ligação recebida ou efetuada, em razão do roaming.Uma função importante para ser citada é o handoff. Você já leu este termo aqui, e agora explico. o Handoff permite que se mantenha a conversação quando o aparelho móvel passa de uma célula a outra. Há uma pequena interrupção na continuidade da conversa, mas nada perceptível. E quando a mudança ocorre para uma ERB ligada a uma outra CCC, o processo recebe o nome de handoff entre centrais.

Certo... hmmm, disse sobre os canais, roaming, etapas... CCC? A meu ver, a teoria para o iniciante não necessita mais de nenhum 
complemento. Mas para não terminar bruscamente este texto, já que citei somente o sistema AMPS, vamos falar um pouco sobre técnicas de múltiplo acesso utilizados em outros sistemas.O múltiplo acesso permite que vários usuários usufruam do 
sistema ao mesmo tempo. Isso é estritamente necessário em um sistema com tráfego constante, no caso um sistema celular. Há três técnicas em uso nestes tipos de sistema: FDMA, TDMA e CDMA. Saiba sobre cada uma delas.

 

FDMA (Frequency Division Multiple Access, ou Múltiplo Acesso por Divisão de Freqüência): a técnica adotada no sistema AMPS. 
Nela, um determinado espectro de freqüências é dividido em vários canais, e cada comunicação ocupa um deles (é claro, um para ida e outro para volta). O principal problema dele é, além da facilidade de interceptação do sinal, a restrição de uso, visto que, mesmo com a quantidade de canais que fornece, não consegue atender à demanda exigida em determinadas áreas. O sistema analógico, atualmente já ultrapassado e que usufruía desta técnica, apresentava vários problemas, muitos deles referentes à esta 
técnica adotada. É relembrar para notar.

TDMA (Time Division Multiple Access, ou Múltiplo Acesso por Divisão de Tempo): atualmente, muito utilizada nos sistemas 
digitais. Os canais continuam com a mesma largura de banda, a mudança acontece na forma com que os canais são utilizados. Cada um aloca, pela divisão do tempo, três usuários simultaneamente, multiplicando assim a capacidade do sistema. Como há somente a divisão dos quadros a ser utilizados em cada comunicação, esta técnica pode ser adotada tanto com sistemas digitais como com analógicos.

 

CDMA (Code Division Multiple Access, ou Múltiplo Acesso por Divisão de Código): estritamente digital. Neste, as comunicações 
são misturadas em tempo e freqüência, mas separados por códigos randômicos. O quesito que mais conta nesta técnica é a segurança e o sigilo das informações trocadas, visto que para interceptar uma conversa, por exemplo, teria que se descobrir o código referente àquela conversa.

Bom. Chego ao fim deste texto. Espero ter lhe informado, mesmo não tão detalhadamente, sobre os princípios básicos dos celulares. Uma resposta: procurei escrever um texto "simples" para oferecer àqueles que me procuram com dúvidas mas não detém a base sobre o assunto. E muitas vezes a questão refere-se aos assuntos mais simples. Se eu mesclasse o técnico com o simplório aqui garanto que haveriam pessoas que não se dariam ao trabalho de ler, julgando ser o conteúdo "muito complicado".

Como prometido, cito aqui algumas fontes sobre o assunto:

Fórum da INFO: http://www.uol.com.br/info/fórum/ferias2.html 2006 - Inexistente já!
Um fórum sobre "telefonia ela Internet", mas que foge um pouco do tópico e trata sobre a telefonia, em especial dúvidas a 
respeito de celulares. Vale a pena uma visita, mas se você detém um pouco de conhecimento sobre os aspectos gerais da telefonia (phreak), pode dar umas boas risadas com o que encontrar lá ("Por que meu celular não dá linha?", ou "liguei um diodo na linha DE CASA e liguei de graça").

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