E aí vem o digital

Os telefones celulares digitais representam a segunda geração (2G) da tecnologia celular. Eles usam a mesma tecnologia de rádio que os telefones analógicos, mas a utilizam de uma maneira diferente. Os sistemas analógicos não usam completamente o sinal entre o telefone e a rede celular. Os sinais analógicos não podem ser comprimidos e manipulados tão facilmente quanto um sinal verdadeiramente digital. Este é o motivo pelo qual muitas companhias de TV a cabo estão mudando para a tecnologia digital: elas podem colocar mais canais dentro de uma determinada largura de banda. É impressionante o quanto os sistemas digitais podem ser mais eficientes.

Os telefones digitais convertem sua voz em informação binária (1s e 0s) e em seguida a comprimem (veja Como funcionam as gravações analógica e digital para detalhes sobre o processo de conversão). Essa compressão permite que entre 3 e 10 chamadas de telefone digital ocupem o espaço de uma chamada analógica.

Muitos sistemas celulares digitais dependem somente da modulação por chaveamento da freqüência (FSK, em inglês) para enviar dados de um lado para outro com o AMPS. A FSK usa duas freqüências, uma para os 1s e a outra para os 0s, alternando rapidamente entre as duas para enviar a informação digital entre a torre de celular e o telefone. Esquemas de modulação e codificação engenhosos são requeridos para converter a informação analógica em digital, comprimi-la e convertê-la novamente enquanto se mantém um nível aceitável de qualidade de voz. Isso significa que os celulares digitais precisam conter muita capacidade de processamento.

Os telefones digitais convertem sua voz em informação binária (1s e 0s) e em seguida a comprimem (veja Como funcionam as gravações analógica e digital para detalhes sobre o processo de conversão). Essa compressão permite que entre 3 e 10 chamadas de telefone digital ocupem o espaço de uma chamada analógica.

Muitos sistemas celulares digitais dependem somente da modulação por chaveamento da freqüência (FSK, em inglês) para enviar dados de um lado para outro com o AMPS. A FSK usa duas freqüências, uma para os 1s e a outra para os 0s, alternando rapidamente entre as duas para enviar a informação digital entre a torre de celular e o telefone. Esquemas de modulação e codificação engenhosos são requeridos para converter a informação analógica em digital, comprimi-la e convertê-la novamente enquanto se mantém um nível aceitável de qualidade de voz. Isso significa que os celulares digitais precisam conter muita capacidade de processamento.

Tecnologia de rede 2G

Há algumas tecnologias comuns usadas pelas redes de celulares 2G para a transmissão de informações:

  • acesso múltiplo por divisão de freqüência (FDMA)
  • acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA)
  • acesso múltiplo por divisão de código (CDMA)
Apesar de essas tecnologias parecerem bastante complexas, você poderá ter uma boa idéia de como elas funcionam apenas interpretando o título de cada uma.

A última palavra informa qual é o método de acesso. A palavra divisão permite saber que ela fraciona as chamadas com base no método de acesso.

  • FDMA coloca cada chamada em uma freqüência separada.
  • TDMA reserva certa porção de tempo para cada chamada em uma freqüência designada.
  • CDMA fornece um código exclusivo para cada chamada e a espalha (em inglês) ao longo das freqüências disponíveis.
O termo acesso múltiplo significa que mais de um usuário pode utilizar cada célula.

FDMA
A tecnologia FDMA separa o espectro em canais de voz distintos por meio de sua divisão em porções uniformes de largura de banda. Para entender melhor a tecnologia FDMA, pense nas estações de rádio: cada estação envia seu sinal em uma freqüência diferente dentro da banda disponível. FDMA é usada, principalmente, para a transmissão analógica. Apesar de ser capaz de portar informação digital, a tecnologia FDMA não é considerada um método eficiente para a transmissão digital.


Na tecnologia FDMA, cada telefone usa uma freqüência diferente

TDMA
TDMA é o método de acesso usado pela Electronics Industry Alliance (Aliança das Indústrias Eletrônicas) - em inglês - e a Telecommunications Industry Association (Associação das Indústrias de Telecomunicações) - em inglês - para o Padrão Ínterim 54 (IS-54) e Padrão Ínterim 136 (IS-136). Usando TDMA, uma banda estreita com 30 kHz de largura e 6,7 milissegundos de comprimento é dividida em três janelas de tempo.

Banda estreita significa "canais" no sentido tradicional. Cada conversa chega ao rádio por um terço do tempo. Isso é possível porque os dados de voz que foram convertidos em informação digital são comprimidos de modo a ocupar um espaço de transmissão significativamente menor. Assim, a tecnologia TDMA tem três vezes a capacidade de um sistema analógico, usando o mesmo número de canais. Os sistemas TDMA operam nas freqüências de banda de 800 MHz (IS-54) ou 1.900 MHz (IS-136).

 


TDMA divide uma freqüência em janelas de tempo

GSM

Desbloqueando seu telefone GSM
Qualquer telefone GSM pode trabalhar com qualquer cartão SIM, mas alguns provedores de serviços "bloqueiam" o telefone para que ele somente funcione com seus serviços. Se o seu telefone estiver bloqueado, você não poderá usá-lo com qualquer outro provedor de serviços, seja localmente ou no exterior. É possível desbloquear o telefone usando um código especial, mas é improvável que sua operadora o forneça a você. Há sites na Web que fornecem o código de desbloqueio, alguns mediante uma pequena taxa, outros gratuitamente.
TDMA também é usada como a tecnologia de acesso para o Sistema Global para Comunicação Móvel (em inglês, GSM - Global System for Mobile Communications). Entretanto, a tecnologia GSM implementa a TDMA de uma maneira um pouco diferente e incompatível com o padrão IS-136. Pense no GSM e IS-136 como dois sistemas operacionais diferentes que trabalham no mesmo processador, como Windows e Linux, ambos trabalhando em um Intel Pentium III. Os sistemas GSM usam criptografia para tornar as chamadas telefônicas mais seguras. O GSM opera nas bandas de 900 MHz e 1.800 MHz na Europa e na Ásia, e na banda de 850 MHz e 1.900 MHz (algumas vezes referida como 1,9 GHz) nos Estados Unidos. Ele é usado em sistemas de celular digital e baseados em PCS. O GSM também é a base para a Rede Digital Ampliada Integrada (em inglês, IDEN), um sistema popular apresentado pela Motorola (em inglês) e usado pela Nextel (em inglês).

O GSM é o padrão internacional na Europa, Austrália e grande parte da Ásia e África. No Brasil, quase 64% dos celulares são GSM (dados da Anatel de dezembro de 2006). Nas áreas de cobertura, os usuários de celulares podem comprar um telefone que funcionará em qualquer lugar em que o padrão for suportado. Para se conectar aos provedores de serviços específicos em diferentes países, os usuários de GSM simplesmente trocam os cartões do módulo de identificação de assinante (SIM, em inglês). Os cartões SIM são pequenos discos removíveis que entram e saem dos telefones celulares GSM. Eles armazenam todos os dados de conexão e números de identificação que você necessita para acessar, especialmente, um provedor de serviços sem fio.

Infelizmente, os telefones GSM de 850 MHz/1900MHz usados nos Estados Unidos não são compatíveis com o sistema internacional. Se você mora nos Estados Unidos e necessita portar e utilizar telefone celular em uma viagem internacional, você pode comprar um telefone GSM de 3 ou 4 faixas e usá-lo tanto domesticamente quanto em viagens internacionais.

CDMA
A tecnologia CDMA tem uma abordagem totalmente diferente em relação à TDMA. A CDMA, após digitalizar os dados, os espalha ao longo de toda a largura de banda disponível. Chamadas múltiplas são sobrepostas umas sobre as outras no canal, cada uma designada por um código seqüencial exclusivo. CDMA é uma forma de espalhamento espectral, o que significa que os dados são enviados em pequenos pedaços ao longo de diversas freqüências diferentes disponíveis para uso, a qualquer momento, na faixa especificada.

 


Na tecnologia CDMA, os dados de cada telefone têm um código exclusivo

Todos os usuários transmitem na mesma faixa do espectro de banda larga. O sinal de cada usuário é espalhado por toda a largura da banda por meio de um código de espalhamento exclusivo. No receptor, esse mesmo código exclusivo é usado para recuperar o sinal. Como os sistemas CDMA necessitam de um registro de tempo exato em cada pedaço de sinal, eles consultam o sistema GPS para obter essa informação. Entre oito e 10 chamadas independentes podem ser suportadas no mesmo espaço de canal como uma única chamada AMPS analógica. A tecnologia CDMA é a base para o Padrão Ínterim 95 (IS-95) e opera em ambas as bandas de freqüência de 800 MHz e 1.900 MHz.

Teoricamente TDMA e CDMA são interferem uma com a outra. Na prática, sinais CDMA de alta potência elevam o patamar de ruído para os receptores TDMA, e os sinais TDMA de alta potência podem causar sobrecarga e embaralhamento dos receptores CDMA.

Vamos ver agora a diferença entre as tecnologias de banda múltipla e o modo múltiplo.

Banda dupla X modo múltiplo
Se você viaja muito, provavelmente vai querer telefones que ofereçam bandas múltiplas, modos múltiplos ou ambos. Vamos dar uma olhada em cada uma dessas opções:

  • Banda múltipla - um telefone que tem capacidade de banda múltipla pode alternar freqüências. Por exemplo, um telefone TDMA de banda dupla pode usar serviços TDMA tanto em um sistema de 800 MHz quanto em um de 1.900 MHz. Um telefone GSM de banda quádrupla pode usar serviços GSM nas bandas de 850 MHz, 900 MHz, 1.800 MHz ou 1.900 MHz.
  • Modo múltiplo - nos telefones celulares, "modo" se refere ao tipo de tecnologia de transmissão utilizado. Assim, um telefone que suporte AMPS e TDMA pode alternar de um para outro, conforme necessário. É importante que um dos modos seja AMPS. Isso lhe proporcionará serviço analógico caso esteja em uma área que não possua suporte digital.
  • Banda múltipla/Modo múltiplo - o melhor de ambos os mundos permite que você alterne entre as freqüências de banda e os modos de transmissão conforme necessário.

A alternância de bandas ou modos é feita automaticamente por telefones que suportam essas opções. Geralmente o telefone tem uma opção padrão estabelecida, como 1.900 MHz TDMA, e tenta se conectar primeiro naquela freqüência com aquela tecnologia. Caso ele suporte bandas duplas, ele alternará para 800 MHz se não puder se conectar a 1.900 MHz. E se o telefone suportar mais de um modo, ele tentará primeiro o(s) modo(s) digital(s) e, em seguida, alternará para o analógico.

Você pode encontrar tanto telefones de modo duplo quanto de modo triplo. O termo modo triplo, ou "tri-mode", pode ser decepcionante. Ele pode significar que o telefone suporta duas tecnologias digitais, como CDMA e TDMA, assim como analógico. Nesse caso, ele será um verdadeiro telefone de modo triplo. Mas isso também pode significar que ele suporta uma tecnologia digital em duas bandas e também oferece suporte analógico. Uma versão popular do tipo de telefone de modo triplo para pessoas que fazem muitas viagens internacionais possui serviço GSM na banda de 900 MHz para Europa e Ásia e na banda de 1.900 MHz para os Estados Unidos, além do serviço analógico. Tecnicamente é um telefone de modo duplo, e um desses modos (GSM) suporta duas bandas.