IX Semana de Engenharia da UFFV Seminário Fluminense de EngenhariaNiterói, RJ, Brasil, 26-29 de novembro de 2007

ENLACE DE MICROONDAS PARA SEGURANÇA PÚBLICA :DESAFIOS PARA O LICENCIAMENTO EM 4.9 GHZ.

1Adilson de Oliveira Prado, 2Cristiano Pinto Pereira, 3Cristiano Torres do Amaral.

1Academia de Polícia Militar de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil.2 Curso de MBA em Serviços de Telecomunicações da UFF, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

3Assessoria de Telecomunicações da Polícia Militar de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil.

1adilson.prado@pmmg.mg.gov.br2cristiano.pereira@oi.net.br

3cristiano.amaral@pmmg.mg.gov.br

RESUMO

Artigo que destaca os pontos relevantes para licenciamento de um enlace de microondasna faixa de 4.9 GHz, interligando as principais Unidades de Defesa Social no Estado deMinas Gerais, em especial, na Região Metropolitana de Belo Horizonte. Para tanto, o textodiscute as etapas percorridas para o licenciamento e outorga de blocos de radiofreqüênciaem 4.9 GHz junto à Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL), em umprocedimento de caráter excepcional.

Palavras-chave: Licenciamento, Microondas, Segurança Pública.

1. INTRODUÇÃO

A implantação de uma rede de telecomunicações em Segurança Pública deve priorizar osigilo e a eficiência no tráfego das informações na rede, seja no formato de áudio, dados ouvídeo. Isso implica na adoção de parâmetros técnicos claros e objetivos para garantir que atopologia da rede adotada permita tais resultados. Por exemplo, o tráfego de dados em umafaixa de radiofreqüência que seja compartilhada com outras redes não apresenta-se demaneira conveniente para um sistema de comunicação que por natureza se propõe adotar osigilo como ênfase de sua gênese. Em síntese, não se apresenta de modo recomendávelque uma rede de comunicação para Segurança Pública adote uma faixa deradiofreqüências que seja comum ao público geral. Isso significa dizer que o tráfego dedados na faixa de 2.4 GHz, por exemplo, amplamente utilizada para acesso de internet semfio, não é de interesse para o compartilhamento de canais de radiofreqüência emSegurança Pública.

Além disso, a ausência do compartilhamento de radiofreqüência com o público em geral nãogarante ao usuário de Segurança Pública o pleno sigilo das informações, contudo reduz aprobabilidade de interceptação dos dados. Tal fato ocorre em função da adoção de

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equipamentos específicos para se conectar à rede, definidos por linha de montagem, paracada usuário do Sistema de Segurança Pública. Desse modo, a “sintonia acidental doespectro” por usuários não autorizados e seus equipamentos domésticos, ou mesmoclandestinos mal intencionados, é severamente atenuada.

Essa característica técnica promove um relativo aumento nos custos do projeto, uma vezque parte dos equipamentos envolvidos na rede são fabricados sob medida para o usuário.No entanto, deve-se observar que trata-se de uma rede pautada no sigilo, na segurança eeficiência das comunicações, cujo retorno não será financeiro, mas social.

Deve-se ressaltar também que a determinação da faixa de radiofreqüência no projeto passaainda pela observação da banda de dados que deverão trafegar por essa rede. Logo, abanda disponível por canal deverá comportar com ampla folga o fluxo de dados propostopara essa rede. Para tanto, este critério é de fundamental importância para implantação deuma rede voltada para Segurança Pública, pois o tráfego de voz/dados em nenhummomento poderá ser superior a capacidade da rede. Este fato apresenta-se como umacaracterística singular dos serviços de emergência (ITU-R V.573.4/2000), que recebem umadesignação internacional conhecida por Comunicações Críticas ou Missão Crítica (MissionCritical).

Neste projeto, a faixa de radiofreqüência é definida também em função do alcancedesejado, disposição das estações, características geográficas e outros elementos comunsnos enlaces de telecomunicações. Tal procedimento é concluído com a solicitação delicenciamento e outorga das radiofrequencias junto à Agência Nacional deTelecomunicações (ANATEL). A ANATEL aprecia o projeto submetido e publica no DiárioOficial da União (DOU) a concessão de licenciamento em Ato Administrativo. Estelicenciamento representa a autorização desta Agência Reguladora para o funcionamento darede, e a outorga define os direitos e deveres dos responsáveis/usuários da radiofreqüênciaperante a sociedade.

O licenciamento dos canais de uma faixa de radiofreqüência é realizado conforme dispostona Lei Federal 9.472, de 17 de julho de 1997 - Lei Geral de Telecomunicações (LGT),normas e resoluções técnicas específicas da ANATEL. Esse procedimento é comum tantopara a iniciativa privada quanto para os Órgãos Públicos. Contudo, esse procedimento fogeà rotina quando são solicitados canais de uma faixa do espectro radioelétrico nãoconvencional para um determinado serviço. Por exemplo, a implantação de um enlace doServiço Limitado Privado (SLP) na parcela do espectro de radiofreqüência destinados àenlaces do Serviço de Telefonia Fixa Comutada (STFC). Teoricamente, este suposto enlaceestaria infringindo os regulamentos e resoluções propostos. No entanto, o carátersecundário do serviço e o interesse coletivo são valorizados, e sua autorização é avaliada.

Esse procedimento não convencional aplica-se nos projetos voltados para SegurançaPública, uma vez que a determinação dos canais do espectro de radiofreqüência é realizadasegundo parâmetros técnicos corriqueiros, como topografia e banda de dados, como ditoanteriormente, acrescidos ainda das demandas por sigilo e eficiência necessários emComunicações Críticas.

2. DESCRIÇÃO DO ENLACE DE MICROONDAS

O projeto de um enlace digital no modelo de Comunicações Críticas tem por finalidadeimplementar um Sistema Integrado de Comunicações (SIC) para Segurança Pública. EmMinas Gerais, a licitação na modalidade de Pregão Presencial Internacional n.º 200/2005assim descreve essa rede de telecomunicações de maneira sucinta:

2.1.1 Rede de Comunicação de dados, voz e imagens, com a tecnologia deRádio Digital, operando na faixa de 4.9 GHz (...)

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2.1.2 As redes Ponto-a-Ponto e Ponto-Multiponto deverão permitir a demandade tráfego de dados em alta velocidade, voz sobre IP, imagens e agregação decanais E1 (...) [Grifo nosso - Edital do Pregão Presencial Internacional n.º200/2005, de 11 de novembro de 2005].

Observa-se no texto em epígrafe o destaque para a faixa de “4.9 GHz” e “Ponto-Multiponto”para as redes que deverão compor este sistema integrado de telecomunicações. Noentanto, em 4.9 GHz faixa do espectro radioelétrico e a modalidade do serviço sãoregulamentados pela ANATEL para outra finalidade. O Anexo à Resolução da ANATEL n.º104, de 26 de fevereiro de 1999, estabelece a canalização deste segmento do espectro deradiofreqüência e assim descreve seu procedimento padrão para licenciamento:

Art. 1° Este Regulamento tem por objetivo estabelecer a canalização e ascondições de uso da faixa de 4400 MHz a 5000 MHz, por sistemas digitais deradiocomunicação do serviço fixo conforme definido no Regulamento deRadiocomunicações da UIT (S1.20), com capacidade de transmissão de 140Mbit/s e de 155 Mbit/s em aplicações ponto-a-ponto . [Grifo nosso – Resoluçãoda ANATEL n.º 104, de 26 de fevereiro de 1999]

Neste sentido, a Resolução da ANATEL n.º 104 não prevê a operação de sistemas detelecomunicações digitais na configuração “ponto-multiponto” e estações móveis conformeproposição do Sistema Integrado de Comunicações em Minas Gerais. Contudo, precede apublicação deste documento licitatório o planejamento e a discussão com essa AgênciaReguladora dos procedimentos excepcionais para implementação dessa rede, uma vez quetoda a argumentação está pautada no interesse público e na coletividade.

Logo, o projeto dessa rede foi então encaminhado à ANATEL para apreciação, discussão e,posteriormente, emissão do respectivo Ato de Autorização de Funcionamento deste enlacede microondas para Segurança Pública em 4.9 GHz. Neste projeto específico foramdetalhadas as especificações de cada estação, tal como observado na transcrição a seguir:

12.10.7 No caso de todas as Estações Nodais, dos Equipamentos do Backbonee das Estações Terminais com tráfego (mínimo previsto) superior a 2 Mbps (...)”[Edital do Pregão Presencial 200/2005, de 11 de novembro de 2005]

13. (...) será obrigatório o uso de equipamentos (rádios) que se conectem “semvisada direta” (NLOS), e que possuam pelo menos quatro tipos de modulaçãoortogonal (OFDM), automaticamente adaptativas às necessidades de cadaenlace de 4,9 GHz.” [Edital do Pregão Presencial 200/2005, de 11 de novembrode 2005]

Contudo, tais parâmetros técnicos ainda não são suficientes para o licenciamento doscanais em 4.9 GHz, faz-se necessária ainda a descrição minuciosa de cada estação, desdeo sistema irradiante (antenas e linhas de transmissão), transceptores digitais, até aeficiência espectral (ITU-R SM.328-11/2006). Para esse detalhamento, as informaçõestécnicas são encaminhadas à ANATEL por meio de formulários eletrônicos específicosatravés de sua página da internet, no Sistema de Informações Técnicas para Administraçãodas Radiocomunicações (SITARWEB) disponível em http://sistemas.anatel.gov.br/stel.

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No entanto, por tratar-se de um procedimento não convencional, algumas informaçõesrelevantes não constam desses formulários padronizados, e por isso devem ter umtratamento especial. Por exemplo, o “range” mínimo de potência das estações deve serdiscutido para previsão de futuros compartilhamentos ou interferências nos canaisadjacentes. Para isso não existem campos específicos nos formulários da web parainclusão dessas informações. Esta argumentação também se aplica para outros itens darede que devem ser discutidos formalmente com a Agência Reguladora.

Nesta discussão, a capacidade do enlace de microondas deve prever também aconfiguração de diferentes divisões de capacidade de tráfegos de upstream e downstream.Essa característica possibilita a eficiência espectral desejada, sendo condicionada pelaAgência Reguladora, uma vez que permite a gerência da rede de modo eficiente. Para oprojeto do SIC em Minas Gerais esse parâmetro foi proposto da seguinte maneira:

1.1.1 Possuir eficiência espectral mínima de 2.5 bps/Hz para a faixa defreqüência de 4.9 GHz, para cada tipo de modulação/largura espectral, dentrodo raio máximo de cobertura da célula. [Edital do Pregão Presencial 200/2005,de 11 de novembro de 2005

A utilização eficiente dos canais nesta faixa faz-se necessária em função das característicasda rede, bem como a gestão racional do espectro (ITU-R SM.1046.2/2006). Do ponto devista do usuário licenciado, tais parâmetros possibilitam um índice maior Qualidade deServiço (QoS) e mais banda de dados disponível para tráfego de áudio e vídeo.

14.2.5 (...) compressão em MPEG-4, com taxa de 30 frames por segundo (60fields) e resolução de 04 CIFs. Os equipamentos deverão suportar o padrãoH261 e/ou outro que consiga trafegar, em menor taxa, qualidade de vídeo igualou superior à supracitada.” [Edital do Pregão Presencial 200/2005, de 11 denovembro de 2005]

Essa banda disponível, alocada em canais de 40MHz, favorece o fluxo de diferentes tiposde pacotes, gerenciados em função dos padrões de rede adotados (IEEE 802.16.2/2004).No SIC de Minas Gerais essa preocupação se fez presente em função da previsão dotráfego de vídeo digital para a troca de imangens em as viaturas e a Central deCoordenação e Controle.

3. LICENCIAMENTO DO PROJETO

A viabilidade técnica de licenciamento desse tipo de enlace de microondas apresenta-setotamente corente com a realidade da gestão do espectro no âmbito internacional. Nestafaixa de radiofreqüência, tanto na Europa (OFCOM, 2002) quanto nos Estados Unidos(FCC, 2005), estão previstas as modalidades digitais para os serviços fixos e móveis:

5.442 In the bands 4825-4835 MHz and 4950-4990 MHz, the allocation to themobile service is restricted to the mobile, except aeronautical mobile,service.[Tabela de freqüências da Comissão Federal Comunicações (FCC)estadunidense, de 30 de setembro de 2005]

Além disso, a faixa de 4.4 GHz a 5 GHz possui no Reino Unido a alocação de canaisreservada para serviços prestados pelo Ministério da Defesa (MoD). Essa atribuiçãoespecial para os serviços militares e de Segurança Pública pode ser constatada emdiferentes bandas de radiofreqüência na documentação técnica emitida pela FCC e outrasAgências Reguladoras internacionais. Para tanto, a Conferência de Radiocomunicação

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Mundial (WRC), em 2003, recomendou, entre outras, a faixa de 4440 a 4490 MHz para asinstituições de segurança por intermédio da Resolução 646 de 2003.

Seguindo essa diretriz, a ANATEL publicou no DOU, de 05 de abril de 2006, AtoAdministrativo n.º 57.228, de 30 de março de 2006, autorizando a Polícia Militar de MinasGerais exploração da faixa de radiofreqüência em 4.9 GHz. Para tanto, foi delega a essainstituição a faixa de 4.950MHz a 4.990MHz, ou seja, 40MHz de banda para implantação deum Sistema Integrado de Comunicações.

4. CONCLUSÕES

Neste contexto, verifica-se que a implantação de um enlace digital de microondas voltadopara a Segurança Pública pode adotar parâmetros técnicos diferenciados. Esses critériosbuscam enfatizar a eficiência da rede adotando recursos não usuais.

Os recursos técnicos definidos para implantação do enlace de 4.9 GHz em Minas Geraisvisavam manter essa rede de dados preventivamente imune à ruídos e interferências, alémde dificultar a interceptação do tráfego de dados por estações clandestinas. Desse modo, aoperação do enlace será realizada em uma faixa de radiofreqüência com um razoávelafastamento espectral (ITU-R SM.1046.2/2006) dos canais com ampla utilização pelosprovoderes de internet sem fio e outros serviços de telecomunicações.

Além disso, as redes de telecomunicações voltadas para Segurança Pública receberam umtratamento especial, uma vez que seu perfil técnico e finalidade de operação contemplam ointeresse público em sua plenitude. Tais enlaces de microondas podem promover o acessoem banda larga de dados primordiais para as atividades de policiamento ostensivo, seja namodalidade fixa ou móvel. Este acesso digital permitirá consultas em tempo de real deáudio, dados e vídeo nos locais de ocorrência de crimes, bem como a identificação porvídeo de criminosos, consulta e certificação digital de documentos, etc.

Destarte, o licenciamento excepcional na faixa de 4.9 GHz para o enlace digital demicroondas em Minas Gerais demonstra a viabilidade técnica de implantação de projetossemelhantes em outras faixa de radiofreqüências, por outros Órgãos nacionais queexerçam atividades voltadas para a Segurança Pública ou Defesa Nacional. Este tratamentodiferenciado poderia ainda se estender para outras esferas da sociedade que tambémpossuem o interesse público como essência de sua atividade, como a educação e saúde.Trata-se, portanto, de um precedente que poderá favorecer universidades, escolas técnicasou hospitais na adoção de enlaces digitais de microondas mais confiáveis, mesmo quesejam em faixas de radiofreqüência não convencionais.

5. REFERÊNCIAS

BRASIL. Lei Federal n.º 9.472 – Lei Geral de Telecomunicações, de 17 de julho de 1997,art.131-137.

BRASIL. Agência Nacional de Telecomunicações. Resolução n.º 104 – Regulamento sobreCanalizaçao e Condiçoes de Uso da faixa de 5 GHz, de 26 de fevereiro de 1999.

BRASIL. Agência Nacional de Telecomunicações. Formulário de Solicitação de Serviços deTelecomunicações n.º 11, Descrição do Sistema n.º 165, Descrição das Estações n.º104 - Sistema de Informações Técnicas para Administração das Radiocomunicações(SITARWEB).

FCC (Agência Federal de Comunicações dos Estados Unidos) Tabela de Freqüência, de 30de setembro de 2005.

MINAS GERAIS. Edital de Licitação Modalidade Pregão Presencial n.º 200, de 11 denovembro de 2005.

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OFCOM (Agência Reguladora de Comunicações do Reino Unido) Tabela de Alocação deFreqüência n.º 12, 2002. pp.120.

IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrôncios) R-802.16.2. Coexistência deSistemas de Acesso Wireless em Banda Larga, 2004.

ITU (União Internacional de Telecomunicações) - Recomendação SM.328-11. Espectro eLargura de Banda de Emissões, 2006.

ITU - Recomendação SM.1046.2. Definição de eficiência e uso do Espectro em Sistemas deRádio, 2006.

ITU - Recomendação V.573.4. Vocabulário de Radiocomunicação, 2000.

WRC (Conferência de Radiocomunicação Mundial). Resolução 646 Proteção Pública eDesastres, 2003.