2. Descrição das Atividades


Comunicação móvel representa um novo paradigma em telecomunicações e informática. O novo paradigma permite que usuários desse ambiente tenham acesso a serviços independente de onde estão localizados, e o mais importante, de mudanças de localização, ou seja, mobilidade. Isso é possível graças a comunicação sem fio que elimina a necessidade do usuário manter­se conectado à uma infra­estrutura fixa e, em geral, estática. Um sistema distribuído com unidades móveis consiste de uma parte tradicional formada por uma infra­estrutura de comunicação fixa com elementos estáticos que está interligada à uma parte móvel, representada por uma área ou célula onde existe a comunicação sem fio dos elementos computacionais móveis. Com a diminuição dos custos desses dispositivos, a comunicação móvel se tornará viável não somente para o segmento empresarial mas para as pessoas de uma forma geral. A disponibilidade dos equipamentos, e a solução de antigos problemas relativos a ruído e interferência em sistemas de comunicação sem fio, abriram o interesse pelo tema.

A questão principal na comunicação móvel é a mobilidade que introduz restrições inexistentes na comunicação tradicional formada por elementos estáticos. Logo, o objetivo principal da comunicação móvel é prover para os usuários um ambiente com um conjunto de serviços comparáveis aos existentes num sistema estático que permita a mobilidade.

A evolução conjunta da comunicação sem fio e da tecnologia de informática busca atender muitas das necessidades do mercado: serviços celulares, redes locais sem fio, transmissão de dados via satélite, TV, rádio modems, sistemas de navegação, base de dados geográfica, etc. A comunicação sem fio é um suporte para a comunicação móvel, que, portanto, pode ser vista como uma área da comunicação sem fio. Esta, por sua vez, explora diferentes tecnologias de comunicação que são inseridas em ambientes fixos e móveis.

A comunicação sem fio pode ser classificada por grandes áreas: Redes e Serviços de Comunicação Pessoal, Celular, Comunicação Móvel, Redes Locais e Comunicação Via Satélite.

PCS (Personal Communication Services) e PCN (Personal Communication Networks) são os principais serviços na primeira grande área. Como dito anteriormente, surgem como opção de baixo custo para os serviços celulares. O objetivo é também embutir serviços de comunicação de dados na forma de mensagens, bem como serviços de curta distância, para comunicação em ambientes fechados ou para comunicação entre prédios.

Os sistemas celulares formam a área de maior destaque atualmente, conforme dados apresentados anteriormente e projeções futuras. Envolve além das tecnologias de comunicação, aspectos de segurança e até biológicos.

A área de comunicação móvel pode também ser considerada como uma especialização dos serviços celulares, entre elas a computação móvel, explorando principalmente a tecnologia digital.

As redes locais sem fio se ajustam a ambientes com alta mobilidade do pessoal administrativo ou de produção, como em universidades, hospitais e fábricas, ou em velhas construções com dificuldades para cabeamento. Essa nova tecnologia reduz significativamente os custos de reinstalação, reconfiguração e manutenção das unidades móveis como um PC. São geralmente conectadas a outras redes locais ethernet e exploram transmissores de baixa potência, pequenas distâncias, e técnicas de espalhamento espectral, descritas posteriormente.

Comunicações via satélite possuem características bastante peculiares, entre elas são a alta capacidade e possibilidade de atender um elevado número de usuários a baixo custo. A viabiliade econômica desses projetos se concentra no atendimento de massa global, a custos reduzidos, competitivos, sem fronteiras e, principalmente, complementando os serviços já existentes. Nesta linha, cobrem regiões não atendidas por sistemas terrestres, pela baixa densidade populacional, pela baixa renda, ou por dificuldades geográficas, caracterizando os seus maiores segmentos de comunicação sem fio fixo, de extensão celular e de internacionalização dos serviços celulares. Muitos projetos estão em andamento e têm sofrido muitos ajustes de objetivos, dimensões implementações. Na concepção de mobilidade as células são unidades móveis enquanto os usuários estão fixos, devido ao posicionamento em altitudes elevadas. Os sinais transmitidos são recebidos por toda área coberta, uma ampla área geográfica, e o custo é independente da distância entre os usuários. Com isso, apresentam uma alta capacidade para transmissões broadcast e sistemas distribuídos. Por outro lado, o problema de segurança é bastante grave uma vez que qualquer unidade receptora pode captar o sinal. Dessa forma os mecanismos de criptografia devem ser usados no caso de comunicação segura.

Basicamente os satélites se estabelecem em três níveis. Os satélites de baixa órbita LEO (Low Earth Orbit) são posicionados em torno de 1000 km de altitude mas em diferentes posições com relação a terra. Os satélites de órbitas médias MEO (Medium Earth Orbit) estão aproximadamente a 10000 km de altitude. E os satélites de órbitas elevadas ou geoestacionária GEO (Geosynchronous Earth Orbit) estão situados à aproximadamente 36000 km de altitude e em regiões próximas a linha do equador.

Os satélites LEO foram os primeiros a serem lançados e apresentam um complexo problema de roteamento dos sinais e rastreamento em terra. Devido às baixas altitudes é necessário um número mais elevado de unidades para uma maior cobertura, apesar dos equipamentos serem também menores por trabalharem em baixas potências. Os atrasos nos processos de comunicação também são menores.

A segunda geração são os satélites GEO que movimentam sincronamente com a terra, mantendo a mesma posição em relação a linha do equador. Isto permite manter as estações terrestres em posições fixas. O primeiro satélite GEO foi lançado pela INTELSAT (International Telecommunications Satellite Organization) em 1965 e, a partir daí, passaram a predominar. Com o sincronismo os problemas de roteamento e rastreamento são reduzidos. Aumentando a altitude também reduz­se o número de unidades para uma maior cobertura. Uma unidade com antena não direcionada pode cobrir até 30% da superfície terrestre, bastando três satélites distanciados a 120 graus para uma ampla cobertura. Mas, a proximidade à linha do equador deixa algumas regiões polares sombreadas. Também eleva­se as dimensões dos equipamentos pelo uso de grandes potências, reduz­se a portabilidade e dificulta atendimentos de massa. Outra característica importante são os atrasos na comunicação, comprometendo aplicações e sistemas. O atraso por enlace é de aproximadamente 120 ms, portanto 240 ms de ida e volta. Envolvendo mais de um satélite, esse atraso aproxima de 1s, o que inviabiliza muitos serviços. Outra variável importante na comunicação sem fio é o grande potencial de mercado. Tailândia esse número já supera a casa dos 20%, apesar da baixa disponibilidade de serviços telefônicos. Espera­se que já no início do próximo século um em cada três telefones será móvel, ou 415 milhões dos projetados 1,4 bilhões de telefones. É um mercado que dobra a cada ano e, considerando a elevada redução de custos, pode ser uma previsão pessimista (The Economist, 1997). É o segmento de telecomunicações com a maior taxa de crescimento, com uma taxa esperada de 30 a 40% por ano.

O Brasil tem feito uso da comunicação via rádio por muitos anos. Em telecomunicações as comunicações via rádio analógicos têm sido frequentes em telefonia interurbana, e também em telefonia celular desde o início dos anos 90. Nos últimos dois anos o mercado tem experimentado um crescimento acelerado e com expectativas de uma expansão ainda maior. Um mercado de 4,5 milhões de celulares em São Paulo no ano 2000 é otimista se comparado com a expectativa governamental de aproximadamente 10 milhões em todo o Brasil. A redução de custos é acompanhada por uma acentuada elevação da demanda. Embora o preço pelo uso de um telefone celular ainda seja muito elevado se comparado a um telefone fixo, o sucesso é confirmado pela mobilidade e facilidades que este serviço oferece. Essa diferença de preço, no entanto, torna­se cada vez menor. A redução de preços é compensada pela elevação do número de usuários. Outra relação de referência é o custo por usuário versus a distância a sua central. Apesar das variações de custos de empresa para empresa, o que sempre se observa é um custo constante por usuário do sistema celular enquanto o custo do cabo é crescente com a distância.

Essa inovação pode provocar uma revolução sem precedentes e já mais imaginada, capaz de provocar mudanças profundas na sociedade e se torna difícil prever qual é o futuro. Por um século as redes telefônicas cresceram em dimensão mas com baixas mudanças tecnológicas. Recentemente surgiram o fax, o telefone móvel, as comunicações via satélite, a Internet. Todas essas inovações foram inicialmente projetadas como de uso restrito e de luxo, mas passaram rapidamente a serem movidas por grandes mercados e consequentes mudanças tecnológicas. Neste contexto, a comunicação sem fio surge como uma forte inovação na medida em que passa a ser um componente pessoal, que acompanha o usuário onde quer que ele esteja. Do outro lado, a redução de custo contribui cada vez mais para facilitar o acesso. Tudo isso faz com que a comunicação sem fio se torne um negócio capaz de ultrapassar todas as expectativas hoje levantadas em torno da Internet.

Seguindo os aspectos levantados, os sistemas móveis apresentam como grandes vantagens a mobilidade permitida ao usuário, o acesso direto a informação ou serviços e a independência de cabeamento, reduzindo os custos e o tempo de instalação e disponibilização dos serviços. Por outro lado, os sistemas também apresentam desvantagens com características bem diferenciadas. O espectro de frequência é bastante limitado e existem vários serviços que demandam parte desse espectro. As questões de privacidade e segurança são bastante delicadas, apesar do ganho conseguido com os sistemas digitais. A energia disponível em cada unidade móvel é um fator de alta limitação, comprometendo o tempo de uso pelo usuário e também exigindo sofisticados algoritmos para o rastreamento dessas unidades móveis e de roteamento das informações. Por estar sujeito as interferências diversas, outros meios de transmissão e geográficos e mobilidade do usuário, a garantia da qualidade do serviço é uma atividade complexa. Finalmente, a própria complexidade tecnológica é outra desvantagem.

O objetivo dessa proposta é explorar alguns dos problemas aqui levantados. Em especial os problemas de localização de estações e unidades móveis, alocação de frequências e gerenciamento de energia ([4, 46, 47]).



INIRIA - CNPq         Relatório Técnico - 1999         Anterior         Próxima