TCC Camilo Anauate_39022_9rds

FACULDADE DE INFORMÁTICA E ADMINISTRAÇÃO PAULISTA

Pós-Graduação <<Gestão de Redes de Computadores � Turma

9rds >>

CAMILO ALBERTO ANAUATE

A IMPORTÂNCIA DO DESENVOLVIMENTO DAS

COMUNICAÇÕES MÓVEIS (GSM 3/4G, WIMAX, WI-MESH)

PARA O AVANÇO DO VÍDEO POR TCP/IP NO BRASIL

São Paulo

2011

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Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado à Faculdade de

Informática e Administração

Paulista, como um dos requisitos

para a conclusão do Curso de Pós-

Graduação em Gestão de Redes de

Computadores

Orientador: Prof.Ms. Alexandre José

São Paulo

2011



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Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado à Faculdade de

Informática e Administração

Paulista, como um dos requisitos

para a conclusão do Curso de Pós-

Graduação em Redes de

Computadorores.

Aprovada em de de 2011.

BANCA EXAMINADORA

Prof. MS. Alexandre José

Orientador

Prof(ª). Dr. ou. Ms Xxx (nome completo)

Componente da Banca

Prof(ª). Dr. ou. Ms Xxx (nome completo)

Componente da Banca



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ii

Dedicatória: Dedico o presente trabalho a

meus filhos, Helena e Felipe, aos quais tive

muitas vezes que dizer que não voltaria para

casa cedo.



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AGRADECIMENTOS

Agradeço aos Professores do nosso curso, os

Srs. Alexandre José, Ricardo Giorgi, Antônio

Mariano, Anderson Tadeu Milochi, Miguel

Molina, Andrea de Paiva Gonçalves, Aldilene

Rissato Guirau, Flavio Foguel, João Carlos

Nogueira Guirau, Enock Godoy, Henry Kupty,

agradeço à Faculdade e agradeço aos colegas

de turma 9rds.



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RESUMO

Assim como smartphones, e-readers e players, o impulso na popularização dos

mais novos dispositivos datacêntricos chamados tablets empurrarão a banda

larga móvel para além de seus limites. Além de poderem ler sinopses, escolher

filme, sessão, assento e realizar a compra, o mesmo aparelho dá acesso

imediato a emails, ao serviço de chat móvel, atualiza notícias, provisiona

conteúdo das matérias e trabalhos escolares, executa jogos, toca videoclipes.

Tudo isso é possível através de aplicativos baixáveis pela internet,

gratuitamente ou não, que hoje se multiplicam. Uma destas interfaces gráficas

poderá mostrar imagens em tempo real geradas por câmeras de vigilância

espalhadas pelo planeta cujo acesso for aberto ou conhecido. Hoje já vemos o

poder do website YouTube e como abriga conteúdos em vídeo de cunho

educativo e de entretenimento em geral.

O vídeo sobre IP, seja pela TV digital, longa-metragem e filmes caseiros em

bibliotecas virtuais, ou imagens de câmeras de vigilância, continuarão a atrair

mais demanda. Além da segurança pública que precisa monitorar parques,

trânsito, aglomerações urbanas e ter equipamentos instalados em veículos da

polícia, ônibus e trens, novas aplicações devem surgir objetivando monitorar

remotamente, gado, plantios, obras, processos industriais, eventos, fenômenos

meteorológicos, marés entre outros acontecimentos sem ter de se deslocar.

Para acompanhar essa demanda, haverá necessidade de muita infra-estrutura.

Ao entregá-la poderemos estar redefinindo alguns índices da população

brasileira e integrando os 200 milhões de cidadãos pela via da comunicação à

distância. Na minha opinião, o provimento ostensivo de sinal de banda larga

em todos os recantos do país poderá motivar uma redistribuição demográfica.

A maneira mais rápida e eficiente de conseguir isso é pulverizar

geograficamente as concessões procurando subdividir as áreas em províncias

cuja demanda esteja latente. Seguindo o exemplo Norte-Americano, o governo

Brasileiro lançou o PNBL (Plano Nacional de Banda Larga) e estão surgindo as

MVNO (Mobile Virtual Network Operators), operadoras incumbidas de gerir o

acesso e o tráfego de dados.

Será necessário um grande alinhamento tecnológico, investimentos vultosos e

muita capacitação técnica de instalação e configuração de equipamentos. As

operadoras de telefonia celular que hoje dominam este mercado teriam de

compartilhar sua hagemonia e dividir sua responsabilidade e lucros. Normas

internacionais das tecnologias WiMAX, 4G/LTE e femtocelulares teriam que ser

aplicáveis no Brasil. A crescente oferta de dispositivos moveis bem como a

ampla gama de escolha entre variadas marcas e modelos disponíveis está

provocando o congestionamento das redes wireless, especialmente devido aos

aplicativos cada vez mais dinâmicos. Estimativas recentes de um relatório de

pesquisa indicam que serão mais de 1.5 bilhão de consumidores de banda

larga móvel ativos em 2015 para os quais o tráfego de dados será um desafio

significativo.

Palavras-chave: Vídeo sobre IP, WiMAX, 4G, LTE, Femtocélulas.



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ABSTRACT

Just as with smartphones, e-readers and players, the surge in popularity of the

newest datacentric devices called tablets will push mobile broadband beyond its

limits. Besides being able to read synopses, choose movie, seat and purchase

cinema ticket, the same device gives instant access to email, to mobile chat

service, to news updates, provides content for schoolwork, executes games and

plays videoclips. All this is possible through downloadable free and price rated

applications over the Internet, that are multiplying by the minute. One of such

graphic interfaces can display real-time images generated by surveillance

cameras around the planet to which access is open or known. Today we

already seeing the power of YouTube, as a home video content access tool with

an educational and general entertainment appeal.

Whether as Any format of IP video be it digital TV, feature films and home

movies stored into virtual libraries, or images from surveillance cameras, all will

continue to attract more demand. Besides public security�s monitoring of parks,

traffic, urban gatherings and cameras inside police vehicles, buses and trains,

new applications will arise to remotely monitor livestock, crops, construction,

industrial processes, events, weather, tides and many other events without

having to relocate. To supply this demand, there is much need for infrastructure.

As it is deployed, some population indexes can start being redefined and the

200 million Brazillian citizens will become progressively more integrated by

means of distance communication. In my opinion, the provision of blatant

broadband signal in all corners of the country can motivate a populational

redistribution. The fastest and most efficient way to accomplish this is to spray

the awards geographically by subdividing large areas into provinces or counties

where demand is latent. Following the example given by the U.S., the Brazilian

government launched the PNBL (National Broadband Plan) and the emerging

MVNOs (Mobile Virtual Network Operators) will play the role of managing

access and data traffic.

A great technological alignment will be necessary, as well as large investment

sums and lots of technical training for equipment installation and configuration.

The mobile operators that dominate this market would have to share their

hagemonia and divide their responsibilities and profits. International standards

of newer communication systems such as WiMAX, femtocell and 4G/LTE would

have to be fully applicable in Brazil. The increasing availability of mobile devices

and the wide range of choices between various available brands and models is

causing congestion on today�s wireless networks, especially considering the

increasingly dynamic applications. Recent estimates of a research report

forecast over 1.5 billion consumers of mobile broadband assets in 2015 for

which data traffic will be a significant challenge.

Keywords: Video over IP, WiMAX, 4G, LTE, femtocells



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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ................................................................................ 3

1 ABSORÇÃO DO CRESCIMENTO DE DADOS ......................... 8

2 TRANSFORMAÇÕES NA ATUALIDADE ....................................9

3 O MERCADO BANDA LARGA MMDS NO BRASIL..................14

4 MODULAÇÃO OFDM ................................................................20

5 MIMO .........................................................................................28

6 WIMAX .......................................................................................32

7 LTE / 4G ................................................................................... 54

8 CRIAÇÃO DE NEGÓCIOS - MULIMÍDIA INTERNET .............. 65

9 AS MVNO NO MUNDO E NO BRASIL .................................... 72

10 SOLUÇÕES WIRELESS DE VÍDEO-VIGILÂNCIA................ 75

11 RAZÕES DE SOLUÇÕES SEM FIO PARA VÍDEO .............. 89

12 O PADRÃO DE COMPACTAÇÃO H.264.............................. 90

13 AS FEMTOCÉLULAS............................................................ 98

14 PUBLICAÇÕES ....................................................................118

15 CASES DE SUCESSO .........................................................121

CONCLUSÃO ..............................................................................130

REFERÊNCIAS............................................................................131



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3

INTRODUÇÃO

O mercado de CFTV no Brasil tem crescido expressivamente e as ocorrências

capturadas pelas câmeras de vigilância aparecem nos noticiário da TV e nos

jornais quase que diariamente flagrando diversos tipos de ação ilícita.

Entretanto, a infra-estrutura de comunicação, o processamento e o tratamento

das informações de vídeo ainda são precários. A banda disponível para tráfego

de vídeo torna-se cada vez mais insuficiente para atender às novas demandas

de transmissão e transferência das imagens em tempo real pela internet. Para

que as centrais de monitoramento possam agir na prevenção ou gestão das

contingências com maior eficiência, os projetos precisam contemplar meios de

acesso mais modernos. A rede de cabos telefônicos de cobre existente já

chegou ao seu limite de capacidade e as instalações de fibra óptica são

limitadas por seu alto custo, atendendo apenas projetos pontuais. A solução de

curto prazo aponta para o uso da tecnologia wireless de última geração cujos

projetos vem se multiplicando em todo o mundo, em função do crescimento da

demanda por dados sobre IP de forma ubíquita. Uma ostensiva implementação

de sistemas de comunicações móveis no território brasileiro impulsionará o

ritmo de desenvolvimento econômico nacional desde que o setor de

telecomunicações acelere este processo. Seja por iniciativa pública ou privada,

o presente trabalho aborda tecnicamente os benefícios latentes contidos no

salto qualitativo da adoção da comunicação sem fio para dados, como isto já

vem sendo alcançado na atualidade e suas perspectivas futuras.

Objetivo

O presente trabalho se propõe a primeiramente citar as tecnologias de

comunicação sem fio existentes na atualidade, dar uma idéia do potencial que

elas trazem e mostrar os últimos aprimoramentos técnicos embutidos nas

mesmas que as permitem alcançar os níveis de qualidade exigidos no fluxo de

pacotes de vídeo. Num segundo momento são abordados recursos de gestão

de conteúdo de vídeo sobre IP e os aplicativos pelos quais ele chega ao

dispositovos móveis do usuário final. Num terceiro momento são apresentadas



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soluções complementares de infra-estrutura no assinante que ajudam a

distribuir a carga do tráfego de dados das macrocélulas. Finalmente este TCC

irá levantar algumas aplicações práticas de monitoramento de vídeo por IP em

tempo real utilizando determinados equipamentos, topologias e bandas de

frequência e mostrar os avanços alcançados. Há casos em que uma

combinação de investimentos púbico-privados beneficiam a municipalidade em

sua gestão de segurança pública e de engenharia de trânsito e podem também

atender o comércio por meio do acesso wireless. Objetiva-se também

demonstrar que a eficiência de streaming de imagens resulta da compressão

de vídeo utilizada, o que está ligado à qualidade de imagem, tanto na sua

resolução (pixels) quanto na taxa de atualização (quadros por segundo).

Existem, portanto, diversos parâmetros que compõem a equação do vídeo

(imagem capturada por câmeras) sobre IP e que derivam do processamento,

da transmissão e da recepção das imagens. A digitalização permite que sejam

tratadas como dados, o que nos coloca diante do desafio de obter largura de

banda suficiente com cobertura e alcance do sinal satisfatório. Abre-se ainda

uma importante vertente que é a gestão de conteúdo pela rede, recursos de

business intelligence que modelarão os produtos e serviços a serem oferecidos

no mercado na forma de negócios altamente rentáveis. O desempenho desta

comunicação pode significar o desempenho destes negócios, pois há uma forte

tendência para a queda dos preços de banda larga que precisam ser

assimilados no Brasil a exemplo do resto do mundo. Concluir mostrando a

importância da evolução tecnológica das comunicações móveis para a geração

de novas aplicações de tecnologia em modelos de negócios que beneficiem

pessoas e empresas.

Problema

Há hoje demanda por diversas soluções de tráfego de dados à distância

usando a internet que esbarram em limitações a serem vencidas. Neste

contexto, as o fluxo de imagens para vídeo-vigilância e monitoramento por IP

precisam de maior cobertura e largura de banda para alcançarem o

desempenho necessário. No Brasil, enquanto as operadoras emperram a

concessão das tecnologias WIMAX e Wi-MESH por interesses comerciais,



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todos os setores da economia padecem da carência de meios eficientes de

assegurar seus bens ativos, fiscalizar processos, investigar ocorrências e traçar

padrões de comportamento. Ou seja, existem diversas situações tais como

improdutividade, furtos, ameaça à segurança das pessoas, crimes ambientais,

seqüestros, assaltos, homicídios, acidentes, tráfico de armas e drogas, maus

tratos, e outros fenômenos naturais e sociais que poderiam ser combatidos

mais eficientemente, amenizados ou evitados.

Ainda há múltiplas outras finalidades em que o vídeo sobre IP poderá auxiliar,

quais sejam, processos agro-industriais, aglomerações públicas, ocorrências

em geração e transmissão de energia elétrica, vazamentos de tubulações,

procedimentos cirúrgicos, etc. Nas cadeias de lojas, hotéis e restaurantes,

joalherias, setor bancário, instituições de ensino, transporte público e até

penitenciárias, pode-se usar imagens para disciplinar os funcionários ou

acompanhar o cumprimento de padrões. Um exemplo bastante real foi o roubo

das provas do ENEM, que poderia ter sido evitado, e causou enorme prejuízo

ao governo e aos estudantes. A viabilização da gestão do vídeo-monitoramento

poderá estar logicamente atrelada a outros dados tais como GPS, temperatura,

sensoriamentos e alarmes através de vínculos lógicos em firmware para

integrar informações e automatizar comandos. Alternativamente pode-se optar

por notificações para análise prévia, tomada de decisão e disparo manual de

comandos. Enfim, de posse dos subsídios de informações e das

funcionalidades configuráveis, o operador poderá atingir níveis de interatividade

cada vez mais complexos. Isto permitirá uma análise, tomada de decisão e

adoção de medidas instantaneamente. A eficácia destas respostas a eventos

imprevistos poderão significar altas somas em dinheiro, ou excelente retorno

sobre investimento.

Metodologia

O procedimento metodológico incial foi de ampla pesquisa por tópicos

relacionados com o tema proposto. Foram utilizados catálogos de fabricantes,

revistas técnicas, websites, tutoriais para criar um acervo bibliográfico

abrangente. Depois, foram selecionados artigos técnicos, whitepapers, vídeos,

depoimentos, fichas de especificações técnicas de produtos, e outros



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conteúdos e destacados os trechos de relevância para o trabalho. Após isto, as

informações foram reunidas numa sequência lógica buscando contextualização

e entendimento específico dos fatores que compõe a equação que foi montada.

O roteiro utilizado foi o de construir o raciocínio a partir de informações que, a

permanecerem soltas nada significariam, mas �costuradas� em torno do tema

Mobile IP-Video visaram conduzir o leitor a um amplo entendimento.

A técnica utilizada incluiu a busca por palavras-chave, coleta, leitura,

organização, seleção, encadeamento, exemplificação e integração de todas as

informações. Mais da metade do material utilizado estava na língua inglesa na

forma de webinars, podcasts, palestras, chamadas para conferências,

seminários, estudos, forums virtuais (vide abaixo lista de grupos no portal

LinkedIn). A maioria das informações reflete a visão de futuro de países mais

adiantados em relação à comunicação de dados sem fio, tais como na América

do Norte e Europa. Entratanto, o fenômeno da globalização está rapidamente

suprimindo e até eliminando diferenças de estágio de desenvolvimento entre os

países dos cinco continentes, o que valida e justifica todas as colocações

feitas, pois com velocidade crescente teremos que alcançar um patamar

aceitável de infra-estrutura de comunicações não obstante a nossa extensão

territorial.

Fóruns de Grupos no portal Linked In:

1. Video Surveillance from IP Video Market Info

2. Networked Video Surveillance Servers (NVS)- CCTV, NVR- Video Analytics

3. Security Industry Group

4. Surveillance Investigators

5. Surveillance Technology

6. Telecom Professionals

Tipos de pesquisa:

Exploratórias � Não foram feitas experiências em laboratório ou e campo;

Descritivas ou explicativas � Na parte de infra-estrutura de comunicações

sem fio, foram feitos levantamentos acerca do espectro de freqüências, das

tecnologias OFDM, MIMO, WiMAX, 3G, 4G, LTE, Femtocélulas. Na parte de

aplicativos de usuário final foram pesquisadas e explicadas as últimas



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7

tendências de interfaces gráficas em dispositivos móveis mostrando

principalmente o novo conceito de múltiplas telas. Integrado a isto, foi falado

de técnicas de gestão de BI (business intelligence) para traçar perfis de

consumo e modelar negócios que melhor atendam aos anseios dos

clientes.

Estudo de caso � Foram pesquisados e estudados vários casos de

sucesso divulgados pela internet nos websites de diferentes fabricantes de

equipamento de comunicação sem fio para transmissão de dados na forma

de vídeo sobre IP. Na lista dos fabricantes figuram empresas como

Alvarion, Cisco, Dragonwave, Firetide, Fluidmesh, General Electric, Go-Net,

Motorola, Parks, Proxim, Radwin, Redline, Sky-Pilot, Tessco, Vencima,

Wavion, Wittelcom-Bertek, WKA-Tranzeo. Em algumas delas,

principalmente Motorola e Proxim, destaquei soluções já em funcionamento

no Brasil e exterior.

Métodos científicos específicos:

Dedutivo � Empregado a partir de fatos demonstrados em pesquisas.

Gráficos apontando tendências comportamentais de mercado alinharam-se

com o que se pretendia provar neste TCC.

Hipotético-dedutivo � A citação de diversos conceitos tecnológicos

auxiliou a identificação e compreensão da existência de tais recursos nos

equipamentos de rádio dos fabricantes e sua finalidade.

Fenomenológico � Por se tratar de comunicação por propagação de

ondas, as carcterísticas e limitações do meio físico justificam plenamente os

parâmetros de configuração apresentados. Buscou-se portanto embasar

científicamente as características da comunicação sem fio vinculadas à

idéia de fluxo de dados em altas taxas de bits por segundo sobre portadoras

em faixas de freqüência controladas.

Amostras: não foi feita pesquisa de campo

Instrumentos: não foi feita pesquisa de campo

Procedimentos: não foi feita pesquisa de campo

Análise e interpretação dos dados: não foi feita pesquisa de campo



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1 � OPÇÕES DE ABSORÇÃO DO CRESCIMENTO DO

TRÁFEGO DE DADOS

Como podem as operadoras continuar a oferecer uma alta qualidade do serviço

a todos os clientes mantendo a integridade de seu negócio? Os provedores de

serviços estão executando uma combinação de soluções para resolver a

questão, já que são eles próprios os �anfitriões� dos benefícios e dos

inconvenientes. São investimentos cuja estratégia engloba planos empresariais

e expansão da infra-estrutura.

1.1 � Aumento da capacidade instalada (Infra-estrutura)

A maneira óbvia de endereçar redes congestionadas é justamente aumentar

sua capacidade. Entretanto, a precificação dos serviços associada à

necessidade de infra-estrutura adicional resulta em um baixo e lento retorno

sobre investimento, porque o tempo e os recursos são empregados na frente, e

os ganhos virão depois. Além disso, é uma solução provisória, pois a infra-

estrutura adicional gera mais banda que poderá suportar mais demanda por

tráfego de dados, mas será somente uma questão de tempo até que a rede se

congestione novamente e comece tudo de novo.

1.2 � Investimento em novas tecnologias

O investimento nas tecnologias �next-generation� (LTE e WiMAX) é uma outra

opção importante e necessária para as operadoras, que trazem desafios de

complexidade de implementação e de alocação ajustada de espectro. Neste

contexto, é questionável se compensa esperar que as operadoras atuais

expandam o 3G pois a regionalização abre espaço para que novos players

(MVNOs) empreguem novas tecnologias comprovadamente eficientes. Além do

meio de acesso, as tecnologias de captura (câmeras profissionais e IP) e

processamento das imagens (compressão H.264) também evoluíram.

1.3 � A pulverização das células de carga

Outra opção é o �offloading� que move os dados para fora da rede

congestionada através das femtocells e das redes de Wi-Fi. Isto tem potencial

para ser uma solução elegante, mas depende de sistemas de faturamento



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sofisticados o suficiente para diferenciar entre dados consumidos da rede

celular contra os dados �offloaded� (descarregados) de uma rede fixa. Uma

quarta opção é controle ativo do consumo dos recursos com uma política de

rede que comercialize planos ou pacotes de serviços cuja tarifação atualizará

os controles de carregamento ajudando a regular o uso dos dados. Neste

equacionamento precisam ser levados em conta fatores como as opções

particulares da flexibilidade em dispositivos como o iPad. Aqui entram as

femtocélulas.

1.4 � Serviços sob demanda

Os serviços podem ser oferecidos por encomenda, com cálculo de gastos dos

períodos máximos e rendimentos associados diretamente com o consumo. Os

modelos por atacado (variações de e-commerce) em desenvolvimento

igualmente apresentam oportunidades ricas para receitas adicionais. Aqui entra

o acsso multimedia à internet por múltiplas telas de dispositivos móveis.

1.5 � Novos modelos de comercialização

Há o modelo de empacotamento do acesso de dados com preço de uma

aplicação, abandonando completamente o acesso de rede por assinatura. Tal

modelo de serviço permitiria promover descontos às aplicações vendidas, já

advertindo para evitar uso durante períodos de congestionamento. Empacotar

serviços fornece oportunidades novas de inserir nos pacotes informações que

auxiliem no controle de tráfego de dados móveis. Aqui entram as inovações de

BI

2 � TRANSFORMAÇÕES NA ATUALIDADE

2.1 � A Resiliência da Rede Mundial

O colapso da internet pública é um �alvo móvel�. VOIP, P2P e vídeo já foram

considerados como killer applications (aplicativos que �matam� a rede) da

internet, entretanto hoje funcionam robustamente. Serão as redes mais

resilientes do que se pensa? O diagrama abaixo mostra a evolução do uso de

banda na internet em termos de finalidade e consumo:



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Figura 1 � Ilustração da evolução do tráfego na internet por serviço em 20 anos. Fonte:

2.2 � A eminente redução da receita das operadoras

Para atender à crescente demanda por serviços de comunicação de dados, o

mercado precisa assimilar as aplicações e absorver novas tecnologias. Ao

entrarem em operação, geram mais competitividade e cria-se um hiato (gap)

entre a melhora na largura de banda, velocidade, cobertura, etc e o aumento

da receita pelo novo volume de tráfego. Em outras palavras, o preço tende a

cair, conforme mostra a figura abaixo, e isso já acontece no exterior. Na

transição eminente de 3G para 4G o tráfego de dados passará a ser dominante

sobre voz e provocará um desacoplamento entre faturamento e volume de

dados.



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Figura 2 � Evolução de dados sobre IP sem fio: desacoplamento entre receita das operadoras

e volume de tráfego. Fonte: The Big Skinny: How to get more bits through the same pipe at a

lower cost - DWI-APP-206 � agosto/2009 � www.Dragonwaveinc.com

2.3 � A solução é tecnológica, mas a viabilização é política

No quesito aumento da capacidade instalada, para continuarem competitivas

as operadoras terão de se modernizar e oferecer serviços equiparáveis aos de

primeiro mundo. A desagregação (unbundling) de elementos de redes de

telecomunicações conjuntamente com a regulamentação dos serviços para

ampliação da oferta e da competição são necessárias e fazem parte do PGMU

(Plano Geral de Metas de Universalização).

2.4 � Faixas de Freqüência para Tráfego de Voz, Imagem e Dados

Frequência Sigla Alocação

3 GHz � 30 GHz SHF Radio Digital, TV por assinatura DTH

300 MHz � 3 GHz UHF Canais de TV e a telefonia celular

30 MHz � 300 MHz VHF Rádio FM e TV aberta, canais 2 a 13

2.5 � A Quantidade de Espaço Reservada a Cada Tipo de

Serviço

telefonia 6,25 KHz para cada ligação ( 6,25 KHz de banda )

rádio AM 10 KHz de espaço para cada estação ( 10 KHz de banda )

rádio FM 200 KHz reservado para cada emissora ( 200 KHz de banda )

televisão 6 MHz de espaço para cada canal ( 6 mega de banda)

Estas bandas são reservadas segundo as características e quantidade de

informações que devem ser transportadas para cada tipo de serviço. Como



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exemplo, verifica-se que o espaço reservado para transmitir uma emissora de

TV poderia transmitir 960 telefones simultaneamente. Isto acontece porque a

telefonia precisa transportar apenas a voz que oscila em uma faixa em torno de

1.000 Hz. Portanto os 6,25 KHz de banda são mais que suficientes para

transportar as oscilações da fala em ambos os sentidos, sendo 3 KHz para

transmissão, mais 3 KHz para recepção com uma pequena freqüência de

espaço entre TX (transmissão) e RX (recepção).

A televisão, no entanto, tem mais informações. Só de vídeo são 30 quadros por

segundo. Cada quadro é formado por 525 linhas. Cada linha é constituída por

aproximadamente 450 pontos. Estes pontos são os pixels, menor unidade

visível que forma a imagem em uma tela de TV. Quanto maior o número de

pixels, melhor a definição da imagem (Resol. Horiz, cap2.2 �

http://www.willians.pro.br/imagemtv.htm � A formação da imagem na televisão).

Todos estes números mostram que, para formar o vídeo da TV são mais de 7

milhões de pixels a serem transmitidos por segundo. Além do espaço para o

vídeo propriamente dito, há bandas de áudio, de sincronismo e de outros

elementos característicos da TV. Logo, a TV (analógica) necessita 6 MHz de

banda para que caibam todos os elementos a serem transmitidos. O Rádio FM,

por exemplo, nos oferece maior qualidade sonora. Isto ocorre porque a banda

de passagem para o rádio FM é de 200 KHz por canal, bem maior que os 10

KHz do rádio AM. Enfim, cada meio tem suas características, portanto

necessitam de um espaço adequado no espectro de freqüência para que suas

características possam ser levadas desde o transmissor até o receptor,

mantendo suas características originais.

2.6 � As Alocações de Frequência

Os canais de TV VHF e UHF foram sendo atribuídos conforme o crescimento

do volume de sinais transmitidos e foi quase possível colocá-la na seqüência

na medida em que exigem freqüências maiores com comprimento de onda

menor. Já a telefonia celular foi atribuída em diversos espaços do espectro,

preenchendo lacunas que ainda estavam disponíveis, que hoje praticamente já

não existem.

2.7 � A Otimização das bandas de comunicação



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Mas cada nova tecnologia requer um espaço novo em um espectro de

freqüência que é fixo e já não tem como atender a todos os desejos humanos.

Isto fez com que o Homem pesquisasse meios para aumentar os espaços para

mais sinais, que a tecnologia pede para inserir na sociedade. A alternativa foi

tentar diminuir a quantidade de informações que necessitam passar pelo

mesmo espaço. Assim, foram desenvolvidas técnicas de divisão de sinal em

segmentos menores que podem levar a mesma quantidade de informação. Na

fibra óptica, foi criada a multiplexação por comprimento de onda (Wavelength

Division Multiplexing ou WDM) de sinal luminoso. Para rádio, após a

modulação, também se buscou multiplexar os sinais para trafegar dados

simultaneamente por múltiplos pedaços de portadora. Isto foi possível após a

digitalização dos sinais que permitiu a compactação dos espaços repetitivos do

sinal transmitido encaixando mais transmissões no mesmo espaço do espectro.

2.8 � As Bandas de Freqüências para o Celular no Brasil

Estão disponíveis para o celular no Brasil (serviço móvel pessoal ou SMP)

frequências nas bandas de:

850 MHz, antigas bandas A e B

900 MHz, bandas de extensão utilizadas pelo GSM

1700 e 1800 MHz, bandas D, E e subfaixas de extensão utilizadas pelo

GSM

1900 e 2100 MHZ destinadas na sua maior parte para sistemas 3G



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É em atendimento a estas 4 bandas que se caracterizou o �quadriband� da

maioria dos aparelhos hoje no mercado. São subdivididas da seguinte forma:

Figuras 3, 4 e 5 � Diagramas das bandas de freqüência de celular no Brasil 850 e 900 Mhz �

TELECOM inteligência em Telecomunicações � Seção: Telefonia Celular � Áreas � 07/04/2010

� Link: http://www.teleco.com.br/bandac.asp

No quesito investimento em novas tecnologias, podemos analisar o seguinte:

3 � O MERCADO BANDA LARGA MMDS NO BRASIL

3.1 � O Fator MMDS na Banda Larga Móvel em 2,5 GHZ

A Distribuição de Sinais Multiponto para Multicanais � (MMDS ou Multichannel

Multipoint Distribution Service) é uma modalidade de serviço especial de

telecomunicações sem fio, que se utiliza de faixa de microondas para transmitir

sinais a serem recebidos em pontos determinados dentro de uma área de

prestação. Usado para redes de banda larga, o MMDS é um método alternativo

de recepção de programação de televisão a cabo comum em áreas rurais

pouco povoadas, onde cabos não são economicamente viáveis, mas também

estão presentes em áreas urbanas e no Brasil a Jet é a empresa licenciada

pela Anatel.



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Figura 6 � Esquema da topologia MMDS. Fonte: UFINE Technologies � Link:

http://ufine.co.kr/bbs/board.php?bo_table=02_075

3.2 � Vantagens MMDS para o wireless de internet banda

larga

1 � Curto período de construção. 6 dias do headend ao lançamento.

2 � Menor investimento. Dispensa vários cabos e a manutenção da linha.

3 � Maior alcance de cobertura. Com suficiente altura da torre da transmissão,

cobre diretamente 100 kms., chegando a 200 kms. através de relé.

4 � Maior índice de programações. Transporta mais de 100 jogos (cartão

SD/HDD).

5 � Suporta o acesso do serviço do Internet e do VolP.

6 � Permite selecionar mais espectros. Escolha de qualquer largura de faixa

dos seguintes bandas: 2.1 a 2.3; 2.3 a 2.5; 2.5 à faixa de 2.7 MHz (Ku).

7 � STB suporta PPV, PPT, NVOD e email.

8 � Serviço gratuito da instalação e do treinamento.

Some-se a isto que, apesar da confiabilidade do cabo, o custo de passar cabos

e componentes em frente às casas e prédios residenciais é altíssimo e nem

todos os moradores aderem. No sistema via ar, parte do investimento é feito

dentro da casa do consumidor, por isso é mais rápido e barato de ser



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implementado, e ainda se beneficia por completo dos avanços do sistema

digital. No Brasil, a TVA usa o MMDS, enquanto a DirecTV e a SkyNET utilizam

DTH (Direct to Home), e o NET Vírtua usa Cabo (coaxial bi-direcinal), sendo

que os sistemas MMDS e a Cabo oferecem ainda serviços de internet banda

larga. A figura abaixo da direita mostra os 3 tipos e a figura da esquerda ilustra

a distribuição do sinal:

Figura 7 e 8 � Diagrama com os 3 sistemas de TV por assinatura e Figura 22 � Diagrama

MMDS

Links: http://www.cefetrio.hpg.ig.com.br e HTTP://www.kbest.com.tw

As antenas 2.4 GHz são utilizadas para sistemas Internet Wireless, MMDS e

links de microondas, tornando possível a comunicação sem fio em longas

distâncias. Na ponta da transmissão podem ser antenas setoriais 90°,

enquanto que do lado da recepção são antenas parabólicas que vão instaladas

no topo de prédios e residências com visada livre, conforme imagens abaixo:

Figura 9 � Foto da esquerda: Antena Painel Setorial 90° | MM-2412S90 AQUARIO Link:

http://loja.tray.com.br/loja/produto-14629-1525-

antena_painel_setorial_90__mm2412s90_aquario

Figura 10 - Foto da direita: Antenas Parabólicas MMDS Fabricante Chinês www.cnetek.net

Distribuidor: Guilin Aiwei Electronic Equipment CO. Ltd.



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Link: http://tw.wdbiz.net/productdetail/mmds-parabolic-antennas-227041.aspx

Juntas, elas respondem pela topologia ilustrada abaixo:

Figura 11 � Desenho de instalação típica de MMDS com linha de visada entre as antenas

transmissora e receptora. Fonte: Link � http://www.lbagroup.com/associates/lbatn115.php

LBA Group Inc. � 3400 Tupper Drive Greenville, North Carolina � USA � 27834

800-522-4464 / 252-757-0279 / Fax 252-752-9155

3.3 � A Valorização da faixa 2,5 GHZ e a Digitalização

Segundo José Luiz Frauendorf, ex-diretor geral da Associação dos Operadores

de Sistema MMDS (Neotec - entidade que representa as operadoras de

MMDS), �houve uma valorização do espectro em que opera este sistema,

devido ao seu desenvolvimento tecnológico. Utilizando a faixa de microondas

terrestre entre 2500 e 2686 MHz, o MMDS tem alcance de 50 quilômetros e

tem capacidade para 31 canais no formato analógico e 180 canais no formato

digital. A programação local pode se juntar à recebida pelo satélite�.

Conforme noticiado em 16 de agosto de 2010, A proposta apresentada pela

Anatel na Consulta Pública 31 prevê que 140 MHz (segmentação de 2 x 70

MHz em FDD) dos 190 MHz da faixa de 2,5 GHz sejam gradativamente,

transferidos para o SMP (serviço móvel pessoal). As operadoras de MMDS

ficariam apenas com um bloco central de 50 MHz (TDD). Isto pode inviabiizar a

atividade do setor no país, exatamente pela impossibilidade de oferta de triple

play (como o NET �Combo�). Outra necessidade eminente para as operadoras



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de MMDS, será a digitalização de seu LineUP, para digamos assim, fazer

caber sua grade de programação dentro de um espectro tão reduzido (50Mhz).

A tabela abaixo mostra as novas destinações para a faixa de 2.500�2.620

MHz, incluindo os serviços SMP, SCM, MMDS, STFC, SLP, a divisão da faixa

em sistemas TDD e FDD e a destinação da faixa de 2.170�2.182 MHz ao

MMDS em caráter primário até 30/06/2013.

Com a digitalização de sua grade, as operadoras de MMDS podem ofertar

além de imagem em alta definição (HD) também serviços de Internet Banda

Larga. O grande desafio (além dos investimentos) é fazer caber tudo isso em

uma faixa tão pequena de espectro. Para isso o uso de tecnologias como

Encoders H.264, Multiplexadores e Moduladores digitais são questões a serem

estudadas pelos engenheiros e técnicos a serviço do MMDS. Os aparelhos

tecnológicos domésticos (conhecidos CPEs ou Customer Premises Equipment)

conectar-se-ão por antenas às macrocéulas das antenas nas estações rádio-

base fazendo um balanceamento de carga através das femtocélulas. É

importante notar que a topologia do MMDS assemelha-se à do WiMAX para

comunicação fixa, e ambas formam boas alternativas no salto qualitativo

necessário ao avanço do vídeo sobre IP no Brasil.



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19

Figura 12 - Diagrama da projeção do uso da faixa 2,5 GHz antes e depois de 31/06/13. Fonte:

Ampliação Do Acesso À Banda Larga: A Visão Do Regulador.

Conselheira Emília Maria Silva Ribeiro Curi - Agência Nacional de Telecomunicações �

ANATEL - XXIV Seminário Internacional ABDI São Paulo, 08/11/2010 � Slide 31/40

3.4 � A Atribuição da Faixa 2,5 GHz para WiMAX nos EUA

Nos EUA foi anunciado pelo FCC em novembro de 2004 o plano de reforma de

regras para o espectro na faixa entre 2.5-2.7 GHz MMDS/IFTS. Estas bandas

de frequência estavam originalmente designadas ao serviço de distribuição

multiponto (MDS ou Multipoint Distribution Service) e ao serviço fixo de

televisão educativa (ITSF ou Instructional Television Fixed Service). Mas para

alimentar a competição com os sistemas xDSL (serviço digital para linha de

assinante, por exemplo, o Speedy da Telefônica) e de cable modem (TV por

assinatura a cabo) e por sua aptidão natural, foram destinadas ao WiMAX,

conforme mostra diagrama abaixo.



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20

Figura 13 � Diagrama do planejamento de uso em WiMAX da faixa 2,5 GHz nos EUA em 2004

� Notícia divulgada em site não mediado (Creative Commons License)

Link: http://www.unmediated.org/archives/2004/06/fcc_alters_mmds.php

4 � MODULAÇÃO OFDM

4.1 � Conceitos de Codificação, Mudulação e Multiplexação

Codificar é o ato de representar um significado (informação) através de

símbolos (dados) e comunicá-lo através do tempo ou espaço. Nas

comunicações digitais, acomodamos uma determinada quantidade de símbolos

(bits) em um determinado canal de comunicação, cuja capacidade de

transferência (banda de passagem) nos dará taxas (bitrates) medidas em bits

por segundo. Qualquer processo físico de transmissão envolve a manipulação

de alguma característica específica do meio utilizado. Este meio é a portadora

do sinal. Falando de ondas eletromagnéticas como portadoras, podemos

manipular separadamente ou em conjunto a amplitude, a frequência ou a fase

para representar o nosso sinal codificado. o ato de manipular as características

da portadora é o que chamamos modulação. A escolha da portadora e da

forma de modulação impõe restrições sobre a forma de codificação. Agora que

temos sinais (informação) codificados e modulados, temos o problema do

compartilhamento dos nossos canais de comunicação. A essência do termo

multiplexar é isto: compartilhar o meio de comunicação. Isto pode ser feito no



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http://www.unmediated.org/archives/2004/06/fcc_alters_mmds.php


21

domínio frequência (frequency division multiplexing � FDM) ou no domínio

tempo (time division multiplexing � TDM). A própria maneira como o espectro

eletromagnético é "loteado" entre os diversos tipos de usuários (rádio, TV, etc.)

já é um exemplo de FDM. Mantendo suficientemente afastadas as frequências

das portadoras utilizadas por cada tipo de usuário evita-se o "crosstalk" (ou

diafonia, ou interferência co-canal, dependendo do contexto em que o

fenômeno se manifesta). Na multiplexaçào TDM, o que é feito é "fatiar" o tempo

de uso do canal, entregando a cada usuário, periodicamente, uma "fatia" de

tempo (time slot) durante a qual o canal é só dele. Isto é feito, por exemplo, nas

interfaces E1, onde os 2 Mbps (2048 Kbps mais precisamente) da banda do

canal são alocados em 32 time-slots de 312,5 ms (30 para canais de voz. um

para sinalização e um para sincronismo).

4.2 � Tipos de Modulações

Existem as moduações QAM (Quadrature Amplitude Modulation), sendo que

16QAM tem QoS superior com maior distância entre os 16 símbolos 4 bits cada

dificultando erros de interpretação no receptor, e 64 QAM tem maior taxa de

transmissão com constelação de 64 símbolos de 6 bits. Depois temos o tipo

PSK (PhaseShift Keying) cuja informação do sinal digital é embutida nos

parâmetros de fase da portadora. O QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

utiliza parâmetros de fase e quadratura da onda portadora para modular o sinal

de informação. Formam 4 símbolos com 2 bits cada. Já no DQPSK (Differential

QPSK) cada conjunto de bits representado por um símbolo provoca uma

variação de fase determinada no sinal da portadora.

O tipo CCK (Complementary Code Keying) é uma forma de espalhamento

espectral utilizando códigos complementares binários, que são seqüências de

mesmo comprimento com autocorrelação nula. Este código é utilizado para

modular a onda portadora e espalhar o sinal de informações a ser transmitido

da seguinte forma: a saída de um embaralhador (scrambler) de bits de dados

entra em um modulador através de um multiplexador 1:8 de entrada serial e

saída paralela, de modo que cada grupo de 8 bits é modulado separadamente.

Destes 8 bits, os seis últimos e mais significativos são utilizados para

selecionar uma dentre um conjunto de 64 palavras código complexas de 8

chips.



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22

A palavra selecionada é em seguida alimentada a um modulador diferencial.

Enquanto isso, os dois primeiros e menos significativos bits de dados que

entram no multiplexador são utilizados para realizar uma rotação de fase da

palavra código complexa selecionada, fazendo uma espécie de modulação

QPSK nela. As saídas deste modulador são os termos de fase e quadratura da

palavra código após a rotação. Estes símbolos são transmitidos através de

uma única portadora.

Figura 14 � Diagrama do I/O da modulação � Trabalho Final de Redes, tema Modulação, por

Maria Moura Malburg � Depto. Eng.Eletrônica � UFRJ em 04/11/04

4.3 � A Modulaçao OFDM

Nos anos 90, o OFDM (do inglês, Ortogonal Frequency-Division Multiplexing)

foi explorado para comunicação de dados em banda larga sobre canais radio

moveis, HDSL (Linha Digital de Assinante de Alta Taxa), ADSL (Linha Digital

de Assinante Assimétrica), VHDSL (Linha Digital de Assinante de Taxa Muito

Alta), DAB (Radiodifusão de Áudio Digital) e DVB (Radiodifusão de Vídeo

Digital).

A técnica de transmissão OFDM é uma forma especial de modulação multi-

portadora que consiste na transmissão paralela de dados modulando-se

diversas sub-portadoras densamente espaçadas cujas freqüências são

escolhidas de modo a manter ortogonalidade mútua. A técnica abandona a

utilização das bandas de guarda, permitindo a sobreposição espectral entre

sub-portadoras, onde um canal de banda larga altamente seletivo em

freqüência é dividido em sub-canais banda estreita não seletivos em

freqüência, cada qual enviando um sinal com taxa de bits relativamente baixa.

Isso lhe confere propriedades interessantes como a robustez a espalhamento

de atraso por múltiplos percursos de propagação e a ruído impulsivo,



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23

capacidade de transmissão de alta taxa de dados com elevada eficiência

espectral, possibilidade de emprego de modulação com taxa adaptativa e

possibilidade de alocação de potência nas sub-portadoras de acordo com as

condições do canal. Entretanto, tem sido mostrado (SLISKOVIC, 2001) que o

desempenho de um sistema OFDM é seriamente degradado pela interferência

inter-portadoras decorrentes de erros na estimação de parâmetros de

sincronização, tais como o desvio de freqüência entre transmissor e receptor e

o instante de inicio dos símbolos OFDM. A busca por algoritmos de

sincronização robustos que tenham baixa complexidade computacional tornou-

se muito importante.

4.3.1 � Ortogonalidade

Antes de serem modulados os sinais passam por diversas etapas de

processamento que melhoram sua performance. Primeiro, os dados são

submetidos a sistemas de proteção de erro com a inserção de um código

corretor como por exemplo o Reed-Solomon e embaralhamento (scrambling),

em que os bits de um mesmo byte são todos misturados. Em seguida, os bits

passam por um processo de entrelaçamento (interleaving), no qual eles são

reorganizados de modo que bits subseqüentes passam a ser separados no

tempo. Desta forma, a informação torna-se mais imune a erros do tipo rajada

(burst errors), que atingem bits subseqüentes, pois após este processamento,

estes erros passam a atingir bits pertencentes a diversos bytes diferentes, que

estão muito distantes na informação original. Isto torna mais fácil a recuperação

do sinal original no receptor.

Figura 15 e 16 � Exemplo de Distribuição de 3 e 6 sub-portadoras utilizando OFDM

Geralmente os sinais OFDM têm largura de banda de cada portadora na faixa

de 1kHz, podendo transmitir uma quantidade maior de informação em uma



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24

mesma largura de banda. Também é possível implementar a modulação OFDM

por meio de transformadas discretas de Fourier, viabilizando a utilização de

processadores digitais de sinais (Digital Signal Processor ou DSP) de alto

desempenho, resultando em um sistema mais estável, flexível e de custo

reduzido.

Os símbolos OFDM associados a cada subportadora são transformados em

símbolos prontos para transmissão através da transformada rápida inversa de

Fourier (IFFT ou Inverse Fast Fourier Tranform).

Figura 17 - Diagrama do sistema de transmissão diagrama de bloco, OFDM parte, tutorial 2:

MIMO, Turbo e JCE, por Alister Burr, Jaffrot Emmanuel, Eduardo Rodrigues de Lima, e Teich

Werner publicado em 2008/09/17 12:00 PM EDT

A figura abaixo é um fluxograma das etapas de processamento de sinais às

quais a informação contida no streaming de vídeo com padrão de codificação

MPEG2 é submetida à modulação OFDM.

Figura 18 - Diagrama �Experiences in establishing a digital C-OFDM transmission network� - por

Claus Wittrock, M.Sc. E.E - PROTELEVISION TECHNOLOGIES A/S � Pág. 2/12

4.3.2 � Intervalo de guarda elimina interferência entre

símbolos

O intervalo de guarda evita a interferência entre símbolos (ISI � Inter-Symbol

Interference), pois numa constelação com símbolos muito próximos entre si,



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25

com distância euclidiana muito pequena, aumentam as possibilidades de erro

de interpretação destes símbolos no receptor, proporcionando menor

segurança para a informação. A modulação de 1 x 106 símbolos/seg. indica

1ìseg de duração para cada símbolo. A ortogonalidade usa 1000 subcanais

com duração de 1ms por símbolo e insere intervalos de guarda iguais a 1/8

(125 ìseg) do tamanho dos símbolos entre eles. A ISI será evitada se o tempo

de dispersão do multipercurso (tempo entre recepção do primeiro e do último

eco) for menor que o intervalo de guarda, por exemplo, 125 microsegundos.

Isso corresponde a uma máxima diferença de 37,5 Km entre a distância dos

equipamentos. Os últimos 125 microsegundos de cada símbolo são copiados e

enviados com antecedência como um prefixo cíclico. Essa redundância ajudará

o receptor a integrar os multipercursos em senóides inteiras na demodulação.

O novo posicionamento das portadoras após a inserção do intervalo de guarda

é claramente ilustrado na figura abaixo que também mostra como as

portadoras coloridas são separadas no tempo e na freqüência.

Figura 19 � Intervalos de guarda, gráfico esquemático 3G

Este processo reduz a taxa de bits de cada portadora, mas por outro lado

proporciona uma maior robustez ao sinal com relação a ecos e multi-percursos.

Por exemplo, em ambientes bastante montanhosos ou com muitas edificações,

é comum que o receptor receba reflexões do sinal com certo atraso.

4.3.3 � Padrão 802.11

No padrão 802.11, utilizado para redes WLAN, a modulação CCK é utilizada no

preâmbulo ou cabeçalho dos pacotes de dados informando-os do início da



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26

transmissão sua duração, enquanto a modulação OFDM é aplicada ao resto

das informações úteis a taxas muito mais altas. Este processo híbrido evita a

ocorrência de colisões (CSMA/CA) e faz a compatibiliza com aparelhos padrão

802.11b e 802.11a/g.

4.3.4 � Codificação de canal de entrelaçamento

Exemplos de tipos de códigos de correção de erros incluem códigos de

decodificação turbo e códigos LDPC. Esses códigos somente funcionam perto

do limite Shannon ao canal Additive White Gaussian Noise (AWGN), e alguns

sistemas que adotaram esses códigos os concatenaram ou com Reed-

Solomon (por exemplo, no sistema MediaFLO) ou nos códigos BCH (no

sistema DVB-S2) para melhorar a performance sobre um canal wireless. O

modelo particular de canal WSSUS (Wide Sense Stationary Uncorrelated

Scattering Channel) tem sido usado em alguns trabalhos internacionais para

avaliação de desempenho de taxa de erros de bit do receptor na transmissão

digital de vídeo em sistemas de comunicações móveis.

4.3.5 � Transmissão adaptativa

O feedback ou retorno de informações sobre um canal criará a modulação

adaptativa que aplicará a codificação do canal e alocação de potência às

portadoras coletivamente. Entretanto pode atuar numa determinada faixa de

freqüência que sofreu interferência ou atenuação desabilitando ou

desacelerando suas sub-portadoras ao aplicar uma modulação mais robusta ou

codificação de erro (Modulação Discreta Multitom ou Discrete Multitone

Modulation - DMT). Esta adaptação de taxa na transmissão é chamada de bit-

loading e é usada em tempo real no ADSL e VDSL.

4.3.6 � OFDM estendido com múltiplo acesso

OFDMA é usado no uplink do padrão Wireless MAN IEEE 802.16, comumente

conhecido por WiMax. No Acesso por divisão múltipla de código multiportadora

(Multi-Carrier Code Division Mutliple Access ou MC-CDMA), também conhecido

como OFDM-CDMA, já faz a separação dos usuários. O manual de

planejamento de Alocação de Canal Fixo (FCA) é simplificado, ou esquemas

de Alocação Dinâmica de Canal são evitadas.

4.3.7 � Diversidade Espacial



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27

As redes de freqüência única (Single Frequency Networks ou SFN) são uma

forma de transmitir macrodiversidade, pois várias transmissões simultâneas

reforçarão a cobertura sobre uma área metropolitana. Elas usam o espectro

disponível mais eficientemente do que as redes de broadcast multi-freqüênciais

(MFNs) convencionais onde um conteúdo é replicado em diferentes

freqüências de portadoras. OFDM pode ser combinada com outras formas de

diversidade espacial, como por exemplo antenas dispostas e canais MIMO.

Isso é feito no padrão Wireless LAN 802.11n.

4.4 � Sumário das Vantagens do OFDM

Ortogonalidade elimina diafonia entre os subcanais;

Quase toda a banda disponivel pode ser utilizada;

Equalização simplificada � coeficiente único de multiplicação de sub-canais;

Robusto contra interferências co-canal na transferência de vários sub-

canais

Robusto contra desvanecimento causado por propagação multipercurso;

Alta eficiência espectral, próximo à taxa de Nyquist;

Implementação eficiente usando FFT para modulação e demodulação;

Componentes de processamento digital baratos calculam FFT

eficientemente;

Baixa sensibilidade sincronização de erros;

Não é requerido receptor de sub-canal modificado;

Facilita redes de freqüência simples, como transmissão por macro-

diversidade;

4.5 � Sumário das Desvantagens do OFDM

Sensibilidade ao efeito Doppler;

Sensibilidade ao desalinhamento nos osciladores TX-RX;

Sensibilidade a problemas de sincronização de freqüências � exigência

entre transmissor e receptor;

Consumo de energia do transmissor ineficiente, devido a necessidade de

um amplificador linear de energia.



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28

5 � MIMO

5.1 � Definição sintética de MIMO

A tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output), pronuncia-se �my-mo�,

quebra a barreira dos 100Mbps em transmissões wireless. O MIMO utiliza

múltiplas antenas para transmissão e recepção para melhorar o desempenho.

Quando dois transmissores e dois ou mais receptores são usados, dois canais

de transmissão podem ser transmitidos duplicando a taxa de transferência de

dados, além de aumentar a distância entre os equipamentos. O padrão IEEE

802.11n utiliza a tecnologia MIMO que no mínimo pode duplicar a taxa de

transmissão de 54Mbps dos padrões 802.11a e 802.11g para 108Mbps. MIMO

traz aumento de throughput e de alcance de um link sem necessidade de

banda adicional ou mais alimentação de energia, traz maior eficiência espectral

(maior taxa bps por largura de banda em hertz) e ainda dá maior confiabilidade

e diversidade (menor atenuação de sinal). Por todas estas propriedades, o

MIMO é uma importante parte da comunicação sem fio via modem nos padrões

IEEE 802.11n (Wi-fi), 3GPP Long Term Evolution, WiMAX e HSPA+.

5.2 � Funções do MIMO

MIMO pode ser sub-dividido em três categorias principais, pré-codificação

(precoding), multiplexação espacial (spatial multiplexing ou SM) e codificação

de diversidade (diversity coding).

5.2.1 � Pré-codificação

Na definição mais estrita, pré-codificação consiste na formação das múltiplas

emissões a serem transmitidas. Em termos mais gerais, é considerado todo o

processamento espacial que ocorre no transmissor. Na formação em camada

única (single-layer beamforming), o mesmo sinal é emitido a partir de cada uma

das antenas de transmissão com ponderação de fase (e às vezes ganho)

apropriada de tal forma que a potência do sinal seja maximizada na entrada do

receptor. Os benefícios são o aumento do ganho do sinal recebido, através de

sinais emitidos por antenas diferentes que se somam construtivamente, e a

redução do efeito de enfrequecimento do sinal (multipath fading). Na ausência



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29

do espalhamento (scattering), a pré-codificação resulta em um padrão bem

definido de direção, mas, em células típicas as emissões convencionais não

perfazem boa analogia. Quando o receptor tem várias antenas, a pré-

codificação não pode simultaneamente maximizar o nível de sinal em todas as

antenas de recepção. Neste caso, a pré-codificação com vários fluxos é

utilizada, o que requer o conhecimento de informações de estado de canal

(channel state information ou CSI) no transmissor.

5.2.2 � Multiplexação Espacial

A multiplexação espacial requer configuração de antena MIMO. Um sinal de

alta taxa é dividido em múltiplos fluxos de menor taxa sendo cada um então

transmitido de uma antena de transmissão diferente no mesmo canal de

freqüência. Se esses sinais chegam na matriz de antenas receptoras com

assinaturas espaciais suficientemente diferentes, o receptor pode separar

esses fluxos em (quase) canais paralelos. A multiplexação espacial é uma

técnica muito poderosa para aumentar a capacidade dos canais com maior

razão sinal ruído (signal noise ratio ou SNR). O número máximo de fluxos

espaciais está limitado ao menor número de antenas no transmissor ou no

receptor. A multiplexação espacial pode ser usada com ou sem conhecimentos

de canal de transmissão. Também pode ser usada para a transmissão

simultânea para vários receptores, conhecida como a divisão de espaço de

múltiplo acesso (space division multile Access). Ao se fazer a programação dos

receptores com diferentes assinaturas espaciais, uma boa �separabilidade�

poderá ser assegurada.

5.2.3 � Codificação de Diversidade

As técnicas de codificação de diversidade são usadas quando não há

conhecimento dos canais no transmissor. Nos métodos de diversidade, um

fluxo único (diferentemente dos vários fluxos na multiplexação espacial) é

transmitido, mas o sinal é codificado usando uma técnica chamada codificação

espaço-tempo (space-time coding). O sinal é emitido a partir de cada uma das

antenas de transmissão, com codificação totalmente (ou quase) ortogonal. A

diversidade de codificação explora o desvanecimento independente nos links

de múltiplas antenas para aumentar a diversidade de sinal. Como não há



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30

conhecimento dos canais, não há nenhum ganho na formação das emissões

para transmissão ou na matriz de antenas receptoras pela diversidade de

codificação.

A multiplexação espacial, entretanto, poderá ser combinada com a pré-

codificação quando o canal for conhecido no transmissor, ou combinado com a

codificação de diversidade quando a confiabilidade na decodificação for um

fator compensatório.

5.3 � Do serviço 802.11g para 802.11n

Figura 49 � Equipamentos 802.11n.

Fonte: Entendendo o Padrão 802.11n por Carlos E. Morimoto

Com o ponto de acesso e placa 802.11n, ambos com três antenas somando

todas as melhorias, foi possível aumentar tanto a velocidade de transmissão

quanto o alcance. A velocidade nominal subiu de 54 para 300 megabits (600

megabits nos APs 4x4, capazes de transmitir 4 fluxos simultâneos) e o uso de

múltiplos fluxos de transmissão torna o alcance do sinal quase duas vezes

maior.

Para atingir taxas de transmissão tão altas, o 802.11n combina uma série de

melhorias. A primeira é a redução do guard interval (o intervalo entre as

transmissões) de 800 ns para 400 ns, o que resulta em um ganho de cerca de

11% na taxa de transmissão. A ele se soma o aumento no número de

subportadoras (subcarriers) para a transmissão de dados de 48 para 52, o que

resulta em um ganho proporcional na taxa de transmissão. Somando os dois

com uma melhoria no algoritmo de transmissão de erros, foi possível chegar a

uma taxa de transmissão de 72.2 megabits por transmissor (usando um único

canal).

Se as melhorias parassem por aí, o 802.11n ofereceria um ganho de apenas

33% sobre o 802.11g, o que ofereceria poucos ganhos na prática. Daí em



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31

diante, os ganhos se baseiam no uso de "força bruta", combinando o uso de

vários rádios e de dois canais simultâneos. É aí que entra o MIMO.

Graças ao uso do MIMO, os pontos de acesso 802.11n podem utilizar dois ou

quatro fluxos simultâneos, o que dobra ou quadruplica a taxa de transmissão,

atingindo respectivamente 144.4 e 288.8 megabits.

A princípio, o uso de diversos transmissores, transmitindo simultaneamente na

mesma faixa de freqüência parece contra produtivo, já que geraria interferência

(como ao ter várias redes operando no mesmo espaço físico), fazendo com

que os sinais se cancelassem mutuamente. O MIMO trouxe uma resposta

criativa para o problema, tirando proveito da reflexão do sinal. A idéia é que,

por serem transmitidos por antenas diferentes, os sinais fazem percursos

diferentes até o receptor, ricocheteando em paredes e outros obstáculos, o que

faz com que não cheguem exatamente ao mesmo tempo. O ponto de acesso e

o cliente utilizam um conjunto de algoritmos sofisticados para calcular a

reflexão do sinal e assim tirar proveito do que originalmente era um obstáculo:

5.4 � MIMO, MISO e SIMO

Várias são as vantagens de se utilizar múltiplas antenas ao invés de uma. A

terminologia é �M� para Múltiplo, �S� para única, �I� para input e �O� para output.

Entretanto, os termos input e output são relativos às transmissões no ar e não

aos equipamentos. Essa notação particular, múltiplos inputs (MI) significa que

múltiplos transmissores enviam múltiplos fluxos de dados no ar; Múltiplos

outputs (MO) significa que múltiplos receptores estão recebendo múltiplos

fluxos de dados através do ar. A figura mostra as formas possíveis de

transmissão e recepção utilizando a tecnologia de múltiplas transmissões e

recepções.



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32

Figura 20 � Diferentes formas de tx/rx wireless � Fonte:

http://computer.yourdictionary.com/mimo

Todas as formas de comunicação estão contempladas, satisfazendo as

condições de topologia mista da comunicação ponto-a-ponto e ponto-

multiponto, além de ubíquita. Amplamente utilizado por rádios WiMAX, o MIMO

auxilia muito o tráfego de dados mais denso como é o caso de streaming de

vídeo. Independentemente do conteúdo, sejam canais de TV aberta, Pay-TV,

CATV, CFTV, IPTV ou fotos e filmes amadores pela internet, desde que

digitalizados, serão tratados como dados trafegando via TCP/IP. Os formatos

poderão variar entre MJPEG, MPEG2, H.263, H.264, AVI, WMV, extensões

proprietárias ou auto-executáveis, mas o empacotamento do OFDM usando

MIMO via WiMAX nos traz uma combinação de qualidade e eficiência.

6 � WiMAX

O WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) é uma tecnologia

com presença maciça no mundo todo, mas no Brasil ele pouco se desenvolveu

até hoje. Como meio de acesso a banda larga sem fio (Broadband Wireless

Access ou BWA), o WiMAX reúne condições para se concretizar como

plataforma comum padronizada no transporte de vídeo/imagens, voz e dados

(triple play) com segurança e QoS num ambiente wireless.



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33

Figura 21 - Mapa de instalações WiMAX em todo o mundo atualizado em abril/2010. Fonte:

Link: http://origin.library.constantcontact.com/download/get/file/1103610692385-

4/Worldwide+Map+of+Deployments+April2010.pdf

6.1 � As Tecnologias Wireless

O WiMAX pode ser classificado com W-WAN (Wireless Wide Área Network),

mas não é exclusivamente ponto a ponto. Ele pode operar na W-LAN (como

hotspot), na W-MAN (como backhaul) ou na W-WAN (como backbone).



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http://origin.library.constantcontact.com/download/get/file/1103610692385-


34

Figura 22 � Tecnologias wireless - Guia Técnico Cidades Digitais Mód.2 WiMAX � INATEL �

pág.2

A cobertura dos serviços wireless também está em mais de uma camada e sua

tecnologia depende da forma como é utilizada. Segundo a definição do próprio

WiMAX Forum: �WiMAX não é uma tecnologia e sim uma marca de

certificação, ou melhor, um selo de qualidade�. Isso significa que o WiMAX foi

desenvolvido para operar em diversas topologias e formas diferentes, em

LANs, MANs e WANs, conforme figura abaixo:

Figura 23 � Cobertura das tecnologias wireless - Guia Técnico das Cidades Digitais � Módulo 2

WiMAX � INATEL � pág.3



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35

6.2 � Comparativo Wi-Fi com WiMAX

Figura 24 � Comparativo Wi-Fi/WiMAX - Guia Técnico Cidades Digitais Mód.2 WiMAX �

INATEL � p.4

Acima vemos que ambas as tecnologias são padronizadas pelo IEEE, utilizam

a modulação OFDM que otimiza o espectro de freqüência e são amplamente

aceitas pelo mercado e muito utilizadas em dispositivos embarcados. A

diferença começa quando falamos do espectro de freqüência. WiMAX pode

trabalhar em freqüências não licenciadas, mas também tem freqüências

próprias. Outra vantagem é que a interferência co-canal que existia na

canalização do Wi-Fi e que inexiste no WiMAX, pois foi desenvolvido para atuar

em redes de longa distância, tem QoS total para todos tipos de serviço, prevê

roaming, tem segurança total e pode ser utilizado freqüentemente sem gastos

excessivos em infra-estrutura. Estes fatores colocam o WiMAX em uma

posição de destaque e polêmica entre as tecnologias emergentes da

atualidade.

6.3 � Tecnologia do WiMAX

O WiMAX não conflita com o padrão 802.11 (WiFi) mas o complementa. Como

o padrão IEEE 802.16 utiliza o mesmo LLC (Logical Link Controller baseado no

padrão IEEE 802.2) de outras redes LANs e WANs, é possível o roteamento



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36

entre eles. Por ser um complemento do WiFi também é possível incluir outros

protocolos das redes Ethernet (802.3), token-ring (802.5) e outras tecnologias

não padronizadas pelo IEEE mas que usam o LLC, incluindo o FDDI e o cable

modem (DOCSIS).

A solução da Intel para o WiMAX com acesso fixo opera nas freqüências de

2.5-GHz, 3.5-GHz e 5.8-GHz. Essa tecnologia é uma alternativa para o cable

modem, vários tipos de transmissão xDSL, serviços multiplexados tipo E1 e

serviços oferecidos por fibra óptica. A revisão IEEE 802.16e é uma extensão do

802.16-2004 com o objetivo de adicionar portabilidade e habilitar os clientes

móveis para acesso direto a redes WiMAX. O 802.16e usa a técnica de

multiplexação OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), que é

similar ao OFDM. No caso do IEEE 802.16-2004, o sinal do OFDM é dividido

em 256 canais contra os 64 canais do IEEE 802.11. Um aspecto importante do

IEEE 802.16 é que ele define uma camada MAC (Media Access Control) que

suporta múltiplas especificações da camada física (PHY). Isto é crucial para

que os fornecedores de equipamentos possam diferenciar suas ofertas de

serviços.

6.4 � Aplicações do WiMAX

6.4.1 � WiMAX como conexão WAN (Topologia Ponto-a-

ponto)

A combinação entre as tecnologias WiFi e WiMAX é representada na figura a

seguir, onde se aproveita os baixos custos do WiFi para as conexões entre os

clientes móveis de um prédio e a conexão WAN através de WiMAX até o

provedor de Internet.



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37

Figura 25 � WiMAX como conexão WAN - Eduardo Mayer Fagundes � Link:

www.efagundes.com

Figura 26 � Topologia de rede fixa com backhaul ponto-a-ponto WiMAX e clientes finais Wi-Fi.

6.4.2 � WiMAX como alternativa de conexão de gateways Wi-fi

Mas o WiMAX também é alternativa de conexão direta com gateways WiFi, a

exemplo de conexões do tipo E1 e DSL. Nesse caso, o gateway WiFi já possui

um chipset que se comunica diretamente com a antena do WiMAX, evitando a

instalação de uma outra antena exclusiva para o WiMAX.

Figura 27 � WiMAX como alternativa de conexão de gateways WiFi � Eduardo Mayer

Fagundes � Figura 28 Andrew Company e Artigo �Funcionamento do WiMAX Parte 1 por

Valdecir Lima (Gestor TI - CEASA) - Fortaleza, CE � 22/10/08 � Link:

http://tihoje.blogspot.com/2008/10/.html

6.4.3 � WiMAX como alternativa para conexões com clientes

No próximo exemplo a rede wireless combina conexões em WiFi e WiMAX

numa mesma rede, o que é possível porque ambos utilizam o mesmo protocolo

LLC.



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38

Figura 29 � WiMAX como alternativa para conexão com clientes - Eduardo Mayer Fagundes �

Link: www.efagundes.com;

Figura 30 � Topologia de rede fixa com backhaul mesh WiMAX e clientes finais Wi-Fi em áreas

privadas.

6.5 � O WiMAX nas camadas OSI física e de enlace

O Comitê 802 do IEEE, (Institute of Electrical and Electronics Engineers) dos

Estados Unidos, desenvolveu e publicou uma série de normas para redes

locais (LANs) e Metropolitanas (MANs) que foram adotadas mundialmente

inclusive pela ISO (International Organization for Standardization). As normas

desenvolvidas pelo IEEE para o padrão 802.16 são ilustradas na figura 10,

conforme o padrão OSI.



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39

Figura 31 � Pilha de protocolos no padrão OSI � Fonte:TELECO Inteligência em

Telecomunicaçãoes Seção Tutoriais Banda Larga - Wi-Fi e WiMAX II: Padrões IEEE 802.16/

Fig.10 FIGUEIREDO 2008. Link: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialww2/pagina_4.asp

6.5.1 � Protocolos 802.16

Os protocolos apresentados no padrão IEEE 802.16 podem ser classificados,

no modelo OSI, nos níveis: Usuário, Controle e Gerência. Conforme a figura

11, é possível notar que existem 2 camadas, MAC (Medium Access Control �

Controle de Acesso ao Meio) e PHY (Physical Layer � Camada Física), onde a

camada MAC possui três sub-camadas, CS (Service-Specific Convergence

Sublayer � Sub-camada de Convergência Específica), CPS (Common Part

Sublayer � Sub-camada de Convergência Comum) e SS (Security Sublayer �

Sub-camada de Segurança).

Figura 32 - Pilha de protocolos do IEEE 802.16 � Fonte:TELECO Inteligência em

Telecomunicaçãoes Seção Tutoriais Banda Larga - Wi-Fi e WiMAX II: Padrões IEEE 802.16/

Fig.11 FIGUEIREDO 2008. Link: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialww2/pagina_4.asp

Essas camadas têm as seguintes funções:

Subcamada de convergência: Transformação ou mapeamento de dados da

rede externa em SDU�s (Service Data Unit) MAC. Oferece suporte a ATM

(Asynchronous Transfer Mode) e protocolos baseados em pacotes;

Parte Comum da Subcamada MAC: Funcionalidade do núcleo MAC do

sistema de acesso, alocação de largura de banda, estabelecimento e

manutenção de conexão;



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40

Subcamada de Privacidade: Troca de chaves seguras, criptografia e

autenticação;

Camada Física (PHY): Apresenta diversas especificações, onde cada uma

delas é apropriada a uma dada faixa de freqüência.

Na camada MAC, dependendo da demanda dos assinantes, é alocado pelas

estações base à banda necessária nos canais de Uplink e Downlink, utilizando

a camada física que se adapte a faixa de freqüência de uso (LIMA 2008).

6.5.2 � Camada Física

A camada física contém a região física que provê características mecânicas,

elétricas, funcionais e procedimentais para ativar, manter e desativar conexões

físicas para transmissão de bits entre entidades da camada de enlace. Uma

rede sem fio de banda larga necessita de mais espectro do que as bandas ISM

(Industrial, Scientific and Medical) podem oferecer. Isso determinou a escolha

das bandas entre 10 e 66 GHz e 2 a 11 GHz para a operação do padrão IEEE

802.16. As microondas nesta faixa de freqüências se difundem em linha reta,

de maneira semelhante à luz, fazendo com que seja necessária à propagação

com linha de visada (Line Of Sight ou LOS). Foi projetado o padrão para

alcançar até 50 km de cobertura, para padrões mais robustos na modulação e

transmissão com linha visada. Diferente resultado disto é que as microondas

podem ser reunidas em feixes direcionais, desta forma, uma mesma estação

base pode direcionar várias antenas para diferentes setores com grande

independência.

Em razão das grandes distâncias cobertas por uma rede metropolitana, a

potência recebida na estação base pode mudar expressivamente de estação

para estação, fazendo com que a relação sinal/ruído atenue. Por isso, são

utilizados três esquemas de modulação diversos, dependendo da extensão

entre o assinante e a estação base: o QAM-64 (6 bits/baud); o QAM-16 (4

bits/baud); e o QPSK (2 bits/baud). A conseqüência é a extensão do alcance do

serviço ao valor de uma taxa de dados mais baixa, conforme figura abaixo:



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41

Figura 33 - Modulações QAM-64, QAM-16, QPSK de acordo com distâncias �

Fonte:TELECO Inteligência em Telecomunicaçãoes Seção Tutoriais Banda Larga - Wi-Fi e

WiMAX II: Padrões IEEE 802.16/ Fig.12 FIGUEIREDO 2008. Link:


Para que seja aceitável colocar a banda de modo flexível, são usados dois

tipos de multiplexação: a FDD (Frequency Division Duplexing) e a TDD (Time

Division Duplexing). No FDD (eixo Y), o uplink e o downlink estão em canais

separados podendo operar simultaneamente, enquanto que no TDD (eixo X) o

canal é dividido no tempo. O TDD não permitirá a transmissão simultânea em

ambos os sentidos mas seus quadros formados por slots de tempo (timeslots)

serão transmitidos periodicamente pela estação base obedecendo a um

critério. Os primeiros quadros destinam-se ao tráfego downstream. Antes dos

slots subseqüentes para tráfego upstream, há um tempo de proteção, durante o

qual as estações comutam o sentido. As figuras abaixo ilustram este processo:



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42

Figura 34 � Portadoras em blocos de frequência no tempo - Agilent Wireless Physical Layer

Structure � Resource Structure:

http://wireless.agilent.com/wireless/helpfiles/n7612b/frame_structure.htm

O primeiro ponto de inversão (switch point) está no Período de Guarda (GP ou

Guard Period) entre o slot de baixa de pacote (DwPTS ou Downlink Pilot

Timeslot) e o de subida do pacote (UpPTS ou Uplink Pilot Timeslot). O segundo

ponto de inversão poderá ocorrer em qualquer ponto entre o final de TS1 e o

final de TS6. As sincronizações de fluxo de dados são controladas por códigos

e modulações.

Figura 35 � Estrutura de espaços temporais de alocação de pacotes - Agilent Wireless Physical

Layer Structure � Timeslot Structure � Link:


Neste trabalho conjunto onde há coexistência de vários cenários FDD/TDD,

haverão interferências entre os canais adjacentes. Os serviços, finalidades e as

fontes geradoras estão indicadas e representadas no diagrama abaixo:



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43

Figura 36 � Fonte de interferência de canal adjacente para vários cenários coexistentes de

FDD/TDD � 22/01/08. Fonte Link: http://www.wimaxcom.net/2008/01/fdd-wimax-uncloaks.html

Para uma transmissão de voz, o tráfego é simétrico, mas para a Internet o

trafego downstream é maior que o upstream. Havendo uma maior eficiência e

aplicação da transmissão, quanto ao número de slots alterado dinamicamente.

6.5.3 � Camada de Enlace

A camada de enlace tem como objetivo detectar e opcionalmente corrigir os

erros que porventura ocorram no nível físico durante a transmissão de bits.

Sendo responsável por implementar o método de acesso ao meio, delimitar a

estrutura de quadro de enlace e reconhecer os endereços físicos MAC. A

camada de enlace de dados é analisada em três subcamadas que dominam os

principais protocolos, como o de controle de canais.

6.5.4 � Subcamadas MAC

Subcamada de Parte Comum (CPS ou Common Part Sublayer): promove a

função de acesso do sistema, a manutenção e estabelecimento da conexão e a

alocação de banda. É onde estão concentradas as principais funções do MAC

como escalonamento de uplink, requisição e garantia de banda;



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http://www.wimaxcom.net/2008/01/fdd-wimax-uncloaks.html


44

Subcamada de Convergência (CS ou Convergence Sublayer): estipula a

transformação ou mapeamento dos dados de rede externos recebido pelo SAP

(Service Access Point), na subcamada MAC CPS;

Subcamada de Segurança (Security Sublayer): faz a autenticação e provê a

segurança pela troca de chaves e pela criptografia, garantindo assim a

segurança durante as transmissões do WiMax.

A camada foi projetada para aplicações ponto multiponto, com altas

velocidades de download e upload. A forma como se dá o acesso e os

algoritmos de alocação de largura de banda do WiMax admitindo-se que vários

usuários se comuniquem no mesmo canal de transmissão.

A subcamada de acesso ao meio do IEEE 802.16 adequou duas classes de

permissões para requisições de banda. Para se garantir uma conexão para

toda a banda, há uma requisição, que é identificada pela conexão GPC (Grant

Per Connection) e a segunda classe de permissão é pelo nó cliente GPSS

(Grant Per Subscriber Station).

Há uma metodologia de inicialização designado para extinguir a necessidade

de configuração manual. Quando sincronizada a camada física, a estação

base espera as transmissões recorrentes das mensagens UCD (Uplink

Channel Descriptor) e DCD (Downlink Channel Descriptor) para assim

aprender a modulação e os esquemas FEC (Forward Error Correction ou

Correção Antecipada de Erros) na portadora. Sendo assim não há necessidade

de uma pré-configuração, para que um nó entre na rede WiMax. O WiMax

suporta qualquer tipo de transmissão (vídeo, dados, VoIP, etc.) em qualquer

tipo de tráfego continuo ou em rajadas, sendo a qualidade da conexão

garantida pelo QoS.

6.6 � Os Padrões do WiMax

6.6.1 � Rede Fixa � IEEE 802.16d

A norma para o �WiMax fixo�, foi delineada a camada MAC para um ambiente

de acesso sem fio, suportando protocolos de transporte como Ethernet, ATM

ou IP. A camada MAC foi projetada para altas taxas de transmissão (até 268

Mbit/s em cada sentido) de uma autêntica camada física de banda larga,



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45

aceitando-se ainda QoS (Quality of Service) compatível com ATM

(Asynchronous Transfer Mode); nrtPS (Non-Real Time Polling Service), UGS

(Unsolicited Grant Service), Best Effort (BE) ou rtPS (Real Time Polling

Service). Na tabela abaixo vemos se parâmteros como taxas de tráfego mínimo

reservado e máximo sustentado (Minimum Reserved Traffic Rate ou MRTR /

Maximum Sustained Traffic Rate ou MSTR), entre outros são atendidos por

estes serviços.

Tabela 1 com políticas de entrega de serviço tx/rx de dados

Fonte: http://www1.cse.wustl.edu/~jain/cse574-06/ftp/wimax_qos/index.html

UGS � Suporta CBR como emulação de T1/E1 e VoIP sem supressão da voz;

rtPS � Suporta serviços em tempo real com dados de tamanhos variáveis numa

base periódica, como MPEG2 e VoIP com supressão de silêncio;

nrtPS � Suporta serviços sem tempo real que requisitem dados de tamanhos

variáveis e consegue alterar subitamente sua taxa, como para FTP;

BE � Para aplicações sem requisitos QoS, como navegação na Web;

6.6.2 � Padrão de Modulação adaptativa

A modulação pode ser ajustada quase que instantaneamente para uma melhor

transmissão, possibilitando melhor uso do espectro e diversificação da base de

usuários. A estrutura de quadros aceita que sejam coligados dinamicamente,

aos terminais de cliente, diferentes perfis de rajada, de acordo com as

condições do enlace. Múltiplos PDUs (Protocol Data Unit) de tamanho variável

de camada MAC podem ser encadeados em uma rajada única, diminuindo em

overhead da camada física (PHY). Através de uma autocorreção de requisição

e garantia de banda, a camada MAC elimina o overhead e o atraso em

acknowledgements,



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http://www1.cse.wustl.edu/~jain/cse574-06/ftp/wimax_qos/index.html


46

6.6.3 � Rede Móvel - IEEE 802.16e

Publicado em 2005, o padrão IEEE 802.16e utiliza OFDMA para multipercursos

em ambientes sem linha de visada (NLOS). O OFDMA escalável (SOFDMA -

Scalable OFDMA) é embutido no padrão para suportar larguras de banda

escaláveis, de 1,25 a 20 MHz e propiciar tráfego de altas taxas de dados

fazendo a inclusão de técnicas MIMO de diversidade espacial de antenas, em

conjunto com esquemas de sub-canalização, codificação avançada e

modulação. Isto permitirá que o WiMax Móvel atinja taxas de pico de download

de 63 Mbit/s por setor, e picos de uplink de 28 Mbit/s por setor, em canal de 10

MHz. Está apto a trabalhar num range de espectro que contemple várias

alocações mundiais.

A mobilidade deste padrão suporta esquemas otimizados de entrega

(handover) com latências menores que 50 ms para garantir aplicações em

tempo real, como VoIP e Vídeo sobre IP, sem degradação de atuação. Os

fluxos de serviços (Service Flows) permitem QoS baseado em IP na topologia

fim-a-fim. Adicionalmente, a sub-canalização e esquemas de sinalização

provêem mecanismo flexível para agendamento ótimo de recursos de espaço,

freqüência e tempo sobre a interface aérea, quadro a quadro.

O padrão cria sistemas flexíveis e poderosos de segurança. Autenticação EAP,

criptografia AES-CCM. Suporta diferentes grupos de credenciais de usuário,

incluindo: SIM/USIM cards (GSM/UMTS - Global System for Mobile

communication / Universal Mobile Telecommunications System), Smart Cards,

Digital Certificates e esquemas usuário/Senha. Há diversas aplicações para o

WiMax móvel, mencionadas na tabela 05.

Tabela 2 � Aplicações do WiMax

Classe Aplicação

Requisito

estimado de

banda

Requisito

estimado de

latência

Requisito

estimado

de jitter

1 Jogos interativos

multiplayer Baixo

50

kbit/s Baixo

< 25

ms N/D

2 VoIP &

videoconferência Baixo

32 a

64

kbit/s

Baixo < 160

ms Baixo

<

50

ms



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47

3 Streaming Baixo a

alto

5 kbit/s

a 2

Mbit/s

N/D Baixo < 100

ms 3

4 Web & IM (Instant

Messaging) Moderado

10

kbit/s a

2

Mbit/s

N/D N/D

5 Downloads de

mídia Alto

> 2

Mbit/s N/D N/D

Fonte:TELECO / Rodrigues 2008

6.6.4 � IEEE 802.16f

Foi criado para tratar dos MIBs (Management Information Bases) para

protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol), além de manter a

possibilidade de tratar redes sem fio Mesh como nas versões anteriores

802.16d e 802.16e.

6.7 � A infra-estrutura da rede WiMAX

As antenas transmitem e/ou recebem ondas de rádio. Ao oscilar na antena de

transmissão, a corrente alternada produz uma onda eletromagnética em sua

volta, que se irradia pelo ar. Quando atinge uma antena receptora, a onda

eletromagnética induz nela uma pequena corrente elétrica que se alterna para

frente e para trás ao longo da antena, acompanhando as oscilações da onda.

Essa corrente é muito mais fraca do que a presente na antena transmissora,

mas pode ser amplificada pelo aparelho receptor para posterior decodificação.

A atmosfera encontra-se repleta de ondas eletromagnéticas de várias

freqüências, e todas elas atingem as antenas receptoras. Contudo, cada

aparelho receptor possui um filtro próprio para captar uma faixa estreita de

freqüência, podendo sintonizar um sinal em particular. Ao ser sintonizado na

determinada faixa de freqüência o receptor só responde para sinais dessa faixa

determinada, excluindo os demais.

Ocorre uma associação do comprimento de onda com cada freqüência

utilizada, deste modo quanto menor o comprimento da onda, maior será a

freqüência, e o produto das duas equivale à velocidade da luz. Para que seja

eficiente a utilização de uma antena, deve haver uma relação correta entre o

comprimento da onda do sinal (transmitido ou recebido) e o seu comprimento



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48

físico. Quando se deseja uma maior diretividade da antena, são utilizados

refletores parabólicos, que focalizam as ondas em feixes estreitos, permitindo

assim a emissão de sinais de boa qualidade. Os refletores parabólicos são

muito utilizados em transmissões de comunicações telefônicas, radares,

receptação de satélites, entre outros.

Figura: Figura 37 � Foto e Diagrama com os Tipos de Antenas WiMAX � Fonte ANDREW

COMPANY 2006 - Planejamento de Um Projeto para Redes WiMAX, por Vitor Ferreira Ribeiro

� UNIMINAS � Uberlândia 2007

6.7.1 � Tipos de Antenas Usadas em WiMax

Há dois tipos de antenas que são utilizadas para as aplicações sem fio: omni-

direcional e direcional. Omni-direcional são antenas que cobrem 360º no plano

horizontal, trabalham bem em áreas amplas ou em aplicações multiponto.

Normalmente, esse tipo de antena é utilizado em estações base.

Em contrapartida, as antenas direcionais concentram o sinal em uma única

direção. Com relação ao sinal, o mesmo pode ser curto ou amplo (longo e

estreito), quanto mais estreito for o sinal, maior será à distância. Normalmente,

esse tipo de antena é utilizado em estações remotas.

Tipo Ilustração



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Antenas Simples / Standard (PS)

Antenas sem blindagem ou radome, usadas em regiões onde

não é necessária alta supressão de níveis de irradiação

lateral ou traseira. Fonte: ALLCNET 2008.

Antenas de Alta Relação Frente-Costas

Antenas com blindagem reduzida e sem radome, indicadas

para a grande maioria dos enlaces, pois apresentam alta

discriminação de níveis de irradiação traseira a partir de 100

graus, referenciados à direção de apontamento da antena.

Antenas de Alto Desempenho

Antenas com blindagem e polarização, com elementos

supressores de RF no seu interior e com radome. São

indicadas para enlaces de grande congestionamento, pois

apresentam alta discriminação de níveis de irradiação lateral

e traseira. Fonte: Motorola

Antenas de Ultra Alto Desempenho

Antenas com blindagem, com elementos supressores de RF

no seu interior e com radome. Indicadas para enlaces

críticos, principalmente entrada de grandes cidades, pois

acrescentam alta discriminação de níveis de irradiação

lateral, traseira e principalmente, próxima à direção de

apontamento. Fonte: Allcom

Antena tipo Yagi

Este tipo de antena foi criado para resistir à ambientes com

condições ambientais não favoráveis, como gelo, neve,

tempestades e ventos fortes. Seu sinal pode chegar a 30 km,

desde que haja condições eletricamente visuais e sua

principal função é interligar 2 redes distantes (WIRELESSIP

2008).

As antenas do tipo Yagi são empregadas nos enlaces de

rádio internos, pelas dimensões e facilidade de instalação e

operação. É muito utilizada quando existe a necessidade de

se instalar a antena dentro do próprio escritório,

possibilitando que o link seja ativado através de uma das

janelas do prédio (quando existem dificuldades técnicas para

instalar no topo do prédio ou existe facilidade de visada pela

janela).

Fonte: PIGNATTI 2008.



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50

Antena tipo Patch Panel

As antenas Patch Panel podem ser instaladas em ambientes

internos ou externos, possuindo a capacidade de atingir

grandes distâncias. Este tipo de antena tem formato plano e

amplo (MEUCCI 2008). Fonte: NETWORK 2008.

Figura 74 � Quadro sintético com os tipos de Antenas WiMAX � Fonte ANDREW COMPANY

2006 - Planejamento de Um Projeto para Redes WiMAX, por Vitor Ferreira Ribeiro � UNIMINAS

� Uberlândia 2007

6.7.2 � Mecanismos de Propagação

Os sinais transmitidos se propagam pelo meio atingindo um determinado raio,

dependendo da freqüência utilizada, do ambiente envolvido e da distância que

se deseja atingir. Os fenômenos que ocorrem são difração (desvio de

obstáculos), reflexão (mudança de direção conforme ângulo de incidência

sobre superfície refletora) e interferências (somatória de duas ondas levando

em conta suas oscilações).e

Nas WLAN�s utiliza-se a polarização vertical igualmente nas antenas tx e rx,

pois essa técnica diminui as perdas de sinal.

6.7.3 � Segurança

A subcamada de segurança está localizada abaixo da subcamada MAC, e tem

a responsabilidade de fornecer a segurança das transmissões entre as

estações dos clientes e a estação base. Utiliza protocolo de gerência de

chaves e métodos de autenticação baseado em certificados digitais e de

criptografia evitando o roubo de serviços o acesso não autorizado aos dados

transmitidos. Durante o processo de validação do acesso, caso ocorra alguma

ameaça a estação base, o acesso poderá pular o processo de autenticação e

criptografia e negar o solicitação de acesso à estação (ESPOSITO 2008).

6.8 � Arquiteturas de protocolo



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51

Tabela 3 � Unificação dos principais parâmetros da comunicação móvel

6.9 � A Migração para WiMAX Full System (Upgrade)

Nas figuras abaixo, a interface R7 separa o tráfego de controle e dos dados, o

que incrementa a escalabilidade e redundância do sistema. A atualização de

software de ASN-GW para NWG (WiMAX2) do 16m garantirão o acesso

agnóstico.



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52

Figura 38 � Software. Mobile WiMAX Deployment & Migration/Upgrade Strategies � por Adlane

Fellah & Robert Syputa � Maravedis Aviat Webinar � Wireless Market Research & Analysis �

Slide 17/22

Figura 39 � Infra. Mobile WiMAX Deployment & Migration/Upgrade Strategies � por Adlane


Slide 18/22

6.10 � Aspectos Comuns do Núcleo dos Pacotes para 4G

Os núcleos de pacotes WiMAX e LTE tem vários aspectos comuns nas suas

funções chave:

� Tanto o 16e/m quanto LTE são soluções totalmente IP (datacêntricas);

� MS (Mobile Station, ou estação móvel) BS (Base Station, ou estação base)

ASN/CSN (Access Service Network, ou rede de serviço de acesso /

Connectivity Service Network, ou rede de serviços conectividade)

� UE (User Equipment) eNodeB Evolved Packet Core (EPC)

� Separação de dados e do controle (Control/Data Plane Separation);

� Assinalamento de endereços (Address assignment)

� Autenticação (Authentication)

� Cumprimento da política (Policy Enforcement)

� Roteamento e chaveamento (Routing/Switching)

� Mobilidade (Mobility)

� Transferência geográfica de sinal (Roaming)

� Contabilidade do consumo e geração do faturamento (Accounting and Billing)

� Segurança (Security)

� Serviços multimedia (Multimedia services)



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53

� Baixa latência e alta taxa de dados (Low latency, High Throughput)

Figura 40 � Pacotes. Mobile WiMAX Deployment & Migration/Upgrade Strategies � por Adlane


Slide 22/22

6.11 � WiMax e LTE versus 3G

WiMax e LTE usam a tecnologia OFDMA que atenderão à crescente

necessidade de mais dados para netbooks, smartphones, tablets, dongles e

outros dispositivos. Comparado ao 3G, a OFDMA multiplica por até quatro

vezes a capacidade do espectro e abraça em definitivo o protocolo TCP-IP,

abandonando o modelo legado de circuitos que acompanha as

telecomunicações desde Graham Bell. É inevitável que haja a adoção destas

tecnologias para suportar a demanda por dados com mais conexões de banda

larga, tanto fixas quanto móveis. O WiMax Forum, organização responsável

pela promoção e certificação de produtos e banda larga sem fio baseados no

padrão IEEE 802.16, já tem mais de 550 sistemas registrados, atende 143

países, cobrindo 621 milhões de usuários em potencial.

Inegavelmente, entretanto, a LTE começa a ganhar impulso principalmente

com o crescente interesse na tecnologia TDD-LTE adotada pela China, que

usa o espectro de rádio de forma eficiente e flexível, com um único bloco

contíguo para servir tanto ao envio de informações pela base para os



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54

dispositivos quanto para o caminho reverso. Além disso, a TDD-LTE ganha

escala mais rapidamente, por ser ainda mais similar ao WiMax, que também é

TDD.

Concluindo, o WiMax é endereçado às novas operadoras, móveis ou fixas, que

têm pressa em atender à demanda de banda larga, como é o caso do Brasil e

da Índia. Já a LTE oferece a evolução controlada dos modelos de telefonia

celular para o mundo da banda larga. Ambas têm seu espaço e crescimento

garantidos, atrelados ao futuro da conectividade constante e de alta velocidade.

6.12 � O Salto da Tecnologia WiMAX para 802.16m

Segundo dados da Intel, o novo Mobile WiMAX 802.16m que substituirá o

802.16e continuando a ser totalmente compatível com mesmo, oferecerá

velocidades muito maiores com downloads de 170 Mbps e uploads de 90

Mbps. Hoje as operadoras de rede WiMax estão oferecendo pacotes de

serviços para downloads de 16 Mbps e uploads de 4Mbps em redes que

utilizam a tecnologia 802.16e. O WiMax já compete com o telefone móvel

baseado em padrões sem fio como o HSPA (High Speed Packet Access) e LTE

(Long Term Evolution) para serviços de dados sem fio e por enquanto está

desvantagem em termos de capacidade por infra-estrutura.

7 � LTE / 4G

Além dos estimados 1,8 bilhão de pessoas que terão banda larga em 2012,

cerca de dois terços serão consumidores de banda larga móvel. Se hoje no 3G

é possível navegar pela Internet, enviar e receber e-mails, musica e vídeo com

modems HSPA, com LTE (Long Term Evolution) novas aplicações podem ser

experimentadas, como TV interativa, blogs de vídeo móvel, jogos avançados e

serviços profissionais.

7.1 � Bebefícios do LTE para consumidores e operadores

7.1.1 � Desempenho e capacidade

Velocidades acima de 200Mbit/s com latência inferior a 10ms (requisitos de

4G).



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55

7.1.2 � Simplicidade

Suporta portadoras com largura de banda flexível, de menos de 5MHz até

20MHz nos modos FDD e TDD. Podendo introduzir novas faixas de

espectro pareadas e não-pareadas onde for mais fácil posicionar portadoras

de 10MHz ou 20MHz.

Simplificação da construção e do gerenciamento das redes, como

instalação plug-and-play, autoconfiguração e auto-otimização que reduzirão

custos.

Implementação em paralelo com redes de transporte e núcleo baseado em

IP simplificados, com construção, manutenção e introdução de serviços

mais fáceis.

7.1.3 - Ampla variedade de terminais

Além dos telefones móveis, computadores e dispositivos eletrônicos

incorporarão módulos LTE. Como o LTE suporta handover e roaming para

redes móveis existentes, todos esses dispositivos podem ter cobertura de

banda larga móvel ubíqua desde o primeiro dia. Em resumo, as operadoras

podem introduzir a flexibilidade do LTE para ir ao encontro dos objetivos de

suas redes existentes, espectro e negócios para banda larga móvel e serviços

multimídia.

7.2 � A Importância das Estratégias de BI para Operadoras

4G

Todas as idéias que seguem pelos próximos itens até o 8.6 foram extraídas do

White Paper entitulado Business Intelligence Strategies for 4G Operators da

autoria de Ari Banerjee, analista sênior da Heavy Reading.

7.2.1 � As características-chave das redes 4G

As diferenças entre o 4G e o 3G e 2G começam no núcleo: redes 4G terão um

núcleo IP horizontal, ao invés de uma estrutura hierárquica. Redes 4G serão

ambientes totalmente IP. Na ausência de elementos de comutação de circuitos

incluídos em uma rede 3G, a infra-estrutura IP terá de garantir latência muito



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56

baixa, a fim de fornecer serviços de voz e serviços de vídeo ao vivo na Internet.

Elas também terão de oferecer elevados níveis de serviço na capacidade de

gestão da qualidade, para evitar que as aplicações sensíveis e importantes

sejam suprimidas por aplicações menos sensíveis de tráfego pesado.

Do lado do cliente, as redes 4G também irão oferecer velocidades de acesso

muito maior, na casa das centenas de Mbps. 4G serão suscetíveis a incluir

muitas mais pequenas células (incluindo femtocélulas e picocélulas), bem

como pontos de acesso (access points) potencialmente complementares de

Wi-Fi e estações radiobase (ERBs) WiMax, e assim serão muito mais

complexas de gerir.

As redes 4G deverão facilitar a entrega de serviço e fazer roaming transparente

para 3G e até mesmo para 2G, onde a cobertura dos serviços de dados 4G

não esteja disponível. redes 4G deverá também facilitar o hand-off para redes

comutadas a circuitos onde serviços comutados a circuitos (possivelmente

incluindo voz e SMS) não estejam disponíveis na rede 4G logo no início.

Criticamente as redes 4G estarão destinadas a serem redes auto-otimizáveis e

auto-organizáveis (self-optimizing and self-organizing networks � SONs). No

contexto do ambiente de subida do pacote e da reotimização conforme outras

células aparecem / degradam / interferem nos seus próprios sinais através de

uma processo de auto-ajuste (auto-tuning) da rede; reconfiguração (incluindo a

aplicação de atualizações de software) e auto-cura, ou self-healing (detecção e

localização ou mitigação, por exemplo, de equipamentos ou falhas de rede ou

de software). As SONs também proverão a otimização da cobertura e

capacidade e balanceamento de carga, os ajustes automáticos para minimizar

as falhas de transmissão celular, e potencialmente até a auto-sintonização

(auto-tune) visando economia de energia. Elas deverão fazer tudo isso em

ambientes multi-marcas do mercado, o que exige ampla sensibilização

contextual. O gráfico abaixo mostra a inevitabilidade de utilização destes

recursos para viabilizar comercialmente maior volume de tráfego.



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57

Figura 41 � Novas curvas de volume de tráfego de dados � Fonte: 4Ggear� Quarterly Report:

Infrastructure Trends de 31 de agosto de 2010 � Pág.9/19 � MARAVEDIS por Chad Pralle �

Sênior Analyst � Broadband Wireless Association

7.2.2 � Mudanças nas redes móveis da próxima geração

A necessidade de controlar os custos, com o crescimento do tráfego de

dados e com a tendência de aumentar a velocidade de download/upload.

Figura 42 � Quadro comparativo das velocidades de downlink teórico de tecnologias-chave

sem fio. Fonte: Business Intelligence Strategies for 4G Operators por Ari Banerjee Senior

Analyst, Heavy Reading em setembro de 2010 � pág. 5/13

Serviços com grandes chances de se desenvolver no contexto 4G:

� Videoconferência móvel;



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58

� TV móvel e vídeo (incluindo os serviços de vídeo de alta definição com

carregamento rápido da imagem (downstream), bem como baixa

(download);

� radiodifusão móvel;

� O acesso móvel de banda larga e alta velocidade de transferência de

dados;

� Rich media de publicidade móvel;

� Aplicações corporativas hospedadas (como CRM na núvem), acessíveis

através de dispositivos móveis;

� Alta qualidade potencial de voz sobre IP;

Figura 43 � Tráfego global de dados móveis, 2009-2014 � Fonte: Cisco Networking Index

Visual [VNI] Global Previsão de dados móveis, 2009-2014 � Business Intelligence Strategies for

4G Operators por Ari Banerjee Senior Analyst, Heavy Reading em setembro de 2010 � pág.

6/13

Assegurar a gestão da experiência do cliente

Os serviços prestados através das redes 4G devem oferecer uma melhor

experiência do usuário do que as redes atuais 3G/HSPA se quiserem ajudar as

operadoras a gerar novas receitas. TV móvel ao vivo, vídeo chamada, e

serviços de vídeo móvel, todos precisam ser entregues com baixos níveis de

latência. Os clientes não vão tolerar baixos níveis de qualidade, portanto a

entrega de serviços de tráfego mais pesados e que consomem mais largura de

banda exigirão capacidade de gestão em tempo real, gerenciamento de

serviços preventivos e otimização de recursos.

7.3 � Como o BI pode ajudar as operadoras Mudar para 4G



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59

Uma implementação de BI (Business Intelligence) envolve a criação de uma

arquitetura que colete, armazene e integre conjuntos de dados oriundos de

vários sistemas para analisá-los como eventos complexos que apontem

padrões de comportamento úteis a uma tomada de decisões em tempo real. As

atividades relacionadas a tais decisões são planejamento operacional,

otimização da rede, lançamento de modelos de negócios, ofertas específicas

baseadas em fidelização, segmentação de clientes, gestão preditiva de

congestionamentos (churns). O conjunto complexo de diferentes bancos de

dados das operadoras poderão se intercomunicar para identificar tendências,

responder a requisições de clientes ou gerir o tráfego em célula

sobrecarregada. Uma arquitetura abrangente de BI poderá desempenhar este

importante papel para aumentar a rentabilidade da operadora ao manipular

dados relevantes de forma a obter a visão necessária em tempo real, através

do fornecimento de relatórios acionáveis e do discernimento auxiliar aos

usuários finais, como mostra a figura:

Figura 44 � O papel potencial do BI e Analytics Avançado em Redes de Telecom

Fonte: Business Intelligence Strategies for 4G Operators por Ari Banerjee Senior Analyst,

Heavy Reading em setembro de 2010 � pág. 8/13



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60

Dados podem ser extraídos dos bancos de dados desconexos, elementos de

rede e servidores. Técnicas de análise podem então ser aplicadas para os

conjuntos de dados, incluindo a correspondência de padrões, modelagem, etc,

a fim de permitir a segmentação avançada de clientes (por exemplo, pelo estilo

de vida, padrões de uso, localidade ou tipo de dispositivo). Isto permite que as

operadoras atribuam probabilidades a eventos futuros (por exemplo, tendência

à rotatividade, taxa provável de sucesso do serviço, níveis de perda de receita,

requisitos prováveis de largura de banda), planejem de acordo e decidam em

conformidade com os indicadores. Proceder a análise detalhada da �causa raiz�

(em ambas as redes, TI, domínios dos dispositivos e atividade do usuário)

ajudam na previsão (forecast) dos custos e do impacto das decisões (como o

lançamento de um novo serviço, de uma campanha de marketing, etc.).

7.4 � Aplicações suportadas por implementação efetiva de BI

7.4.1 � Otimização das Células

Adapta a sua potência de alcance para minimizar a interferência, enquanto

maximiza a largura de banda e a cobertura, fazendo o gerenciamento do

consumo de energia e o balanceamento de carga do tráfego.

7.4.2 � Descarga Sem Fio (Wireless Offload) Inteligente

Sistemas de profunda inspeção de pacotes (sistemas DPI - Deep Packet

Inspection) gerenciam o backhaul da rede e repositórios de dados de

assinante. Dependendo dos níveis de assinatura, dos aplicativos em uso, da

carga de tráfego em diferentes células de diferentes tipos (por exemplo, o

microondas de uma célula versus o DSL de uma femtocélula doméstica)

decisões de tráfego combinarão QoS com custo.

7.4.3 � Visibilidade de ponta-a-ponta / novos lançamentos

Verificar a aceitação e utilizações do assinante poderá gerar feedback do

impacto de um serviço e ajudar a reorientá-lo visando sucesso continuado.

7.4.4 � Capacidade de Gestão em Tempo Real



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61

Para analisar a capacidade de seus ativos e da carga, as operadoras precisam

receber feeds de inventário de rede, informações de ativação e demais

sistemas operacionais de suporte (OSS, ou Operational Support Systems),

dados de tráfego dos sistemas DPI, roteadores e switches e sistemas de

gerenciamento de rede. Estes ajustes constantes precisarão mitigar para redes

super ou subdimensionadas (com conseqüentes impactos sobre os custos ou

desempenho), e verificar indicativos comerciais em tempo real para inferir quão

rápido será o crescimento esperado e então prever futuros pontos de tensão e

estrangulamento. As previsões financeiras advindas do sistema informarão em

tempo real os controles de custos necessários para priorizar novos

investimentos com base em informações saídas �do forno� e uma visão

holística do negócio (auxiliando no planejamento �just-in-time� e na compra de

ativos).

7.4.5 � Garantia de Serviço de Preferência

Análise de correlação serviços sensíveis à latência (baseados em conteúdo de

vídeo) apontarão estratégias de correção adequadas, baseadas em

experiências extrapoladas a partir de outras redes. Monitorização e resposta

em tempo real serão exigidos para evitar problemas antes que eles surjam (ou

pelo menos antes que os assinantes os notem). Análise offline ou separação

manual de análise entre sistemas não será suficiente. As diferentes soluções

de software que existem hoje (por exemplo, plenitude de entrega e garantia de

serviços, gerenciamento de desempenho e SQM (Service Quality

Management) necessitam evoluir para proporcionar um modelo de serviço

unificado, com foco na otimização em tempo real da continuidade nas

experiências dos assinantes. Um sistema de BI pode fornecer a ponte que

permita análise multi-plataforma. Para ir mais longe e oferecer correções de

falhas em tempo real, também deve ser capaz de fornecer instruções diretas

aos sistemas automatizados de gerenciamento de rede, roteadores, switches,

dispositivos DPI, sem a necessidade de intervenção humana.

7.4.6 � Controle de Serviço em Tempo Real com Base no

Perfil de Assinante



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62

Através de sistemas de gerenciamento de identidade e casamento de

preferências do assinante, bem como dados sobre o desempenho da rede, os

serviços podem ser entregues sob medida aos diferentes usuários

individualmente.

7.5 - Benefícios do Bi para Aplicações do Lado do Cliente

7.5.1 � Necessidade de Tempo Real visão do cliente

Compreender o humor, as transações dos clientes é fundamental, assim como

rede social, análise de sentimentos, ambientes de call center trarão dados

relativamente estruturados que auxiliarão em diagnósticos e nos melhores

cursos de ação.

7.5.2 � Ofertas personalizadas para clientes

Ao combinar perfis de sofisticação do cliente, as plataformas podem

proporcionar um conjunto muito mais rico de opções de serviços especialmente

para os clientes de alto grau de controle que desejem adequar cada aspecto do

seu serviço.

7.5.3 � Publicidade personalizada

Apesar de ser uma zona sensível do ponto de vista de privacidade e

segurança, a publicidade personalizada tem o potencial para produzir novas

receitas recorrentes significativas. Ao encontrar extratificar locais, níveis de

gastos, uso de serviços, aplicações e redes sociais, e até mesmo os dados

coletados por organizações de terceiros, nichos atrativos de clientes alvo são

identificados com diferentes anúncios.

7.5.4 � Fornecimento de Serviços Controlados pelo Próprio

Cliente

Permite aos assinantes individuais projetar e selecionar os parâmetros dos

serviços que estão comprando. Simplicidade para não alienar quem quer o

básico e menu de opções para quem quer sofisticção.

7.5.5 � Política de Gestão em Tempo Real



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63

Numa rede auto-organizável definem-se novas políticas em tempo real �

eventualmente por períodos temporários � em resposta a, ou por causa das

previsões de acontecimentos ajudando a gerenciar a infra-estrutura de

serviços.

7.5.6 � Pró Atividade do Faturamento e Prevenção de Perdas

Serviços de ordens de pagamento ponta-a-ponta, protecção contra fraudes,

perdas de receita e dívidas nos pedidos de compra e programação de

entregas. BI olhará os eventos (dispositivos de mediação), faturas (sistema de

faturamento), dados de clientes (SAC/CRM) e dados de pagamentos (contas a

receber) analisando padrões incomuns ao invés de discrepâncias absolutas.

Poderá então interligar os serviços da rede com as funções de planejamento,

permitindo antecipar possíveis problemas e não apenas reagir a eles.

7.5.7 � Gerenciamento de Dispositivos em Tempo Real

Além dos tablets, notebooks e laptops, o crescimento do M2M (machine-to-

machine, ou comunicação entre máquinas) capacitará outros dispositivos como

medidores, monitores, alarmes e câmeras wireless alta definição, etc. Estes

poderão incluir firmware de dispositivo proativo, sistema operacional e

gerenciamento de segurança ou de aplicações, por exemplo atualização

automática de patches, (deltas de versão de programas), quarentena de

dispositivos problemáticos, avisos de incompatibilidade de conteúdo buscados

e redirecionamentos baseados em BI e interação com sistemas de CRM.

7.5.8 � Gestão de Roaming

A combinação de redes e suas capacidades locais, de tipos de dispositivos e

de tipos de conteúdo com seus requisitos de desempenho farão da prestação

de serviços por itinerância (roaming) algo muito mais complexo. O 4G irá

facilitar muitos serviços baseados em torno de video, o que implicará num

maior consumo de dados. Análises em tempo real permitirão às operadoras

decidir permissão de acesso base nos perfis de uso dos clientes, no seu valor

para a operadora.

7.6 � Conclusões



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64

As operadoras proporcionarão aos consumidores experiências mais intensas a

ponto deles ficarem ainda mais dependentes destes serviços. A criatividade e

customização farão com que serviços hoje considerados supérfluos ou inócuos

se transformem em coqueluches, como o monitoramento remoto de câmeras IP

por dispositivos de rede sem fio, foco do presente trabalho.

7.7 � A preponderância de dados sobre voz

Figura 45: tendências de dados e voz em redes móveis (fonte: International Wireless

Embalagens Consortium [IWPC], Milão, 2008).

Em detrimento apenas de voz, os serviços móveis de dados precisam melhorar

para suportar cargas maiores. Há forte tendência ao backhaul Ethernet, a

tecnologia de transporte selecionada mais eficiente quando as informações já

estão "empacotadas" no formato compatível.

Aqui no Brasil todas as operadoras estão ampliando a rede GSM 3G (HSPA e

UMTS) de pacotes de dados, que possibilitou a venda dos Dongles, ou odems

celular USB para notebooks. Os modems PCMCIA da rede 2 e 2,5G foram

extintos, e com eles o ping de 500-600ms que hoje está em 100ms. Esta

diminuição no tempo de resposta na comunicação de dados pela internet

possibilita melhor navegação, principalmente para streamings de vídeo, que

vem crescendo. O CDMA (Code Division Multiple Access) da Vivo

proporcionava maior cobertura de sinal de voz e também dados nos planos

Vivo Zap 3G, 1xRTT (1 times Radio Transmission Technology) na maior parte

do território e 1xEVDO (Evolution Data Only). Entretanto, a própria Vivo

percebeu a necessidade de migrar para GSM usados pela Claro e pela TIM

cujos planos GPRS e EDGE tinham mais cobertura em pacote de dados, mas

ainda eram inferiores na capacidade de trafegar pacotes maiores. Eram bons

para dados, como coordenadas GPS, mensagens de texto na comunicação de

terminal instalado em veículo de carga com sua base operacional e máquinas

de cartão de crédito sem fio. Para imagens era insuficiente e daí decorreu o



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65

salto já ocorrido para o 3G suramencionado. Estes fatos por nós vividos são o

reflexo da verificação apontada no gráfico acima, onde há queda brusca no

backhaul de voz via TDM (Time Division Multiplex), ou tecnologia de

multiplexação por divisão de tempo, predecessora do CDMA, em operação há

25 anos nos EUA. Em seu lugar, os Norte-Americanos já perceberam que

apesar de sua ampla cobertura pelo país, a convergência de dados os forçarão

a migrar.

8 � Negócios na Experiência Mulimídia pela Internet

Nos EUA, enquanto 100 milhões pagam TV por assinatura, já surgiram 5

mihões de espectadores residenciais ou comerciais de conteúdo inusitado em

vídeo (Over the Top, ou OTT) produzido por empresas ou indivíduos, através

de um dispositivo on-line (conectado à internet). Mas isto é apenas a ponta do

iceberg, pois além destes e das salas de vídeo-conferência, os dispositivos

móveis, os smartphones já respondem por 60 milhões de unidades em 2010,

ou seja 20 a 25% dos consumidores naquele país. 7 milhões é o número de

tablets ativados em 2010 com projeção de mais 13 milhões em 2011. Estes

dispositivos poderão ser iPads da marca Apple, mas outros fabricantes também

estarão entrando agressivamente neste mercado. A multifuncionalidade destes

aparehos passa por controle remoto, comandos de automação, pesquisa e

descoberta de conteúdos, além da sincronização e da interatividade em relação

aos conteúdos, ou seja,não são meras telas para consumo de vídeo.

Em termos de PCs, são 170 milhões de usuários assistindo aos vídeos, sendo

Na medida em que avança a era da convergência, os acessos a streamings de

vídeo via Netflix, o portal Norte-Americano de Shows da TV e Filmes, somam

mais horas que todos os DVDs no mercado. Isto contribui para adicionar valor

a um dispositivo cujo intuito original era simplesmente navegar na internet,

enviar e receber emails ou mais recentemente estar conectado via redes

sociais.

Para ser vitorioso neste cenário, provedores da TV paga é necessário:

- Serviços e entrega de todas as plataformas estejam inclusas;

- Que considerem os conteúdos OTT e que os ofereçam aos PCs e Celulares;



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66

- Melhorar e incrementar as experiências na �sala de estar� para múltiplos

acessos simultâneos. Mesmo viajando em ônibus, o passageiro insatisfeito

com a programação e com os recursos poderá preferir carregar o Google TV;

- Foco em experiências convergentes que permitam ao usuário acessar

conteúdos de forma contínua e ininterrupta trafegando por plataformas e redes

distintas. Precisam da flexibilidade de poder pausar e retornar a consultas a

bibliotecas a qualquer tempo, sem latência.

8.1 � A Valoração da Experiência de Convergência de

Multimídia

A convergência está recriando uma sociedade com mobilidade e sociabilização

numa riqueza de situações que irão determinar suas preferências. Pesquisas

descobriram que os consumidores esperam ter experiências com conteúdo

consistente sem terem que aprender a lidar com novas tecnologias a cada

salto, que eles também demandam estar continuamente conectados às suas

comunidades, e que o serviço ofertado possa ser melhor absorvido através da

oferta de conteúdo em vídeo que acompanha e potencializa em tempo real

suas decisões.

8.2 � O Incremento da competitividade

Figura 46 � O Incremento da Competitividade - Diagrama do Slide p.10/25

Fonte: Apresentação nº 132687 � Monetizing Converged Media Experiences � Home Business

� Motorola Mobility Inc. � Webinar promovido em 16/11/2010

O ecossistema de vídeo sobre IP em residências, estabelecimentos e em

mobilidade está crescendo em grandes proporções, fazendo surgir novos

mercados e negócios ligados à mídia on-line. Os provedores destes serviços



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67

tier 1 e entrantes devem levar em conta para garantir e alavancar seu

faturamento são:

Promover diferenciais na experimentação do usuário;

Entregar os conteúdos em múltiplas telas de vídeo;

Integrar comunidades e estimular a formação de opinião coletiva;

8.3 � O Gerenciamento de Serviço em Mútiplas Telas

Figura 47 � Gerenciamento de Serviços em Múltiplas Telas - Diagrama do Slide p.12/25



O gerenciamento de serviço com telas múltiplas (ou Multiscreen Management

System) pode ser visto na forma do console da Motorola Médios acima, uma

interface gráfica interativa (client ou software suíte) accessível pela nuvem

(cloud computing) permitindo às prestadoras semear mais contratos, aumentar

a satisfação do cliente enquanto estão diminuindo seus custos operacionais.

Seu menu mostra vários serviços interativos visíveis simultaneamente que

operam através de qualquer infra-estrutura de sistema de entrega de vídeo, por

qualquer rede de acesso, em qualquer operadora para qualquer cliente. A

fórmula que aumenta a Média de Faturamento por Usuário / Assinante (ARPU

ou Average Revenue Per User) é a multiplicidade de serviços em diversas

plataformas.

8.4 � A Certificação dos Serviços em Múltiplas Telas



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68

Figura 48 � Certificação dos Serviços em Múltiplas Telas - Diagrama do Slide p.13/25



A Motorola propõe serviços de gerenciamento mútuo (pelo provedor e pelo

consumidor) através de suítes para servir a todos dispositivos domésticos fixos

ou móveis com consoles intuitivos de múltiplas telas para diagnósticos e

manutenção on-line. A idéia é que o próprio consumidor possa fazer um �self-

service� tecnológico, aumentando sua satisfação e diminuindo os custos com

suporte técnico do provedor.

8.5 � A Segurança Digital no Serviço em Múltiplas Telas

A viabilização deste negócio passa pela segurança da informação, qualidade

da imagem, gestão dos direitos digitais, compatibilidade com a plataforma dos

fabricantes e bom desempenho na comunicação multimídia.



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69

Figura 49 � Segurança Digital no Serviço em Múltiplas Telas - Diagrama do Slide p.14/25



8.6 � A Diversidade de Experiências no Serviço em Múltiplas

Telas

A abstração dos serviços na nuvem pode ser facilmente representada numa

GUI (Graphic User Interface) ou interface gráfica para usuário, como a que

segue abaixo, para que novos dispositivos possam ser imediatamente

adicionados. Note-se que todo o fluxo da mídia pela internet é ilustrado nas

passagens dos serviços à direita para as aplicações através das interfaces de

serviços, e depois pelos portais e suas interfaces até chegar nas telas do

usuário via HTTP.



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70

Figura 50 � Diversidade de Experiências no Serviço em Múltiplas Telas - Diagrama do Slide

p.15/25



8.7 � A Missão da Gestão do Serviço em Múltiplas Telas

Figura 51 � Missão da Gestão de Serviço em Múltiplas Telas - Diagrama do Slide p.16/25



A suíte de ferramentas acima é completamente modular e sugere que os

provedores possam adotar as soluções paulatinamente na medida em que o

perfil dos clientes finais justifique tal investimento e que estejam portanto

dispostas a pagar para obter esta gama de serviços. Creio que a principal



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71

motivação do consumidor é poder lidar com uma plataforma integrada, de fácil

manuseio, estar em dia com a manutenção de seu parque tecnológico

particular, extrair do mesmo sempre os maiores benefícios e saber que o

provedor tem acesso remoto on-line ao status de todos os seus aparatos no

momento de recorrer ao suporte. No quesito segurança eletrônica, por

exemplo, este gerenciamento auxiliaria na inclusão das rotinas de

monitoramento de CFTV, alarmes, barreiras de intrusão e biometrias. Desde

que estejam no modelo IP, o manuseio e controle �supervisório� de tais

equipamentos estariam isentos de custos adicionais como licenças de

softwares, treinamento ou contratação de assistência técnica.

8.8 � A Busca por Conteúdo em Serviço de Múltiplas Telas

Figura 52 � Busca por Conteúdo de Qualquer Dispositivo com Gestão de Serviço em Múltiplas

Telas � Diagrama do Slide p.18/25 � Fonte: Apresentação nº 132687 � Monetizing Converged

Media Experiences � Home Business � Motorola Mobility Inc. � Webinar promovido em

16/11/2010

Um novo grupo de agregadores determina como encontrar e requisitar

conteúdo pelo funil de serviços sob demanda, recebendo-os no dispositivo de

preferência quando e onde quiser.

As revistas da programação de TV por assinatura foram substituídas pelos

websites das operadoras ou dos próprios canais que geram o conteúdo. Já no

sistema DTH sinopses e programações podem ser acessadas pela própria TV.

No caso da IPTV os usuários poderão navegar pelos conteúdos de forma



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72

pessoal, social, contextualizada enquanto estão conectados. Poderão usar seu

dispositivo portátil para controlar e selecionar o conteúdo que querem assistir

em casa ou em trânsito.

8.9 � O Acesso e a Manipulação dos Serviços em Múltiplas

Telas

Um recurso interessante é saber o que pessoas conhecidas estão assistindo,

juntar-se a elas e trocar comentários via chat. Ao associarmos alguém a algum

conteúdo, podemos chamar a pessoa on-line e convidá-la a assistir ao

conteúdo �junto conosco�. Este compartilhamento é executado

instantaneamente sem busca, não importando a distância ou outras barreiras

entre ambos.

É nesta circunstância que novos aplicativos relativos ao conteúdo passam a ser

comercializados, sendo então baixados pela internet e instalados no tablet do

adquirente. Por exemplo, se recomendo e envio uma partida de futebol e todas

as estatísticas relativas a ela são exibidas numa aplicação à parte que facilita o

meu acompanhamento e compreensão do evento, então irei querer obter este

aplicativo, ele passa a ter valor para mim.

Figuras 53 e 54 � Acesso e manipulação dos Vídeos na Gestão de Serviço em Múltiplas Telas

� Diagrama do Slide p.18/25 � Fonte: Apresentação nº 132687 � Monetizing Converged Media

Experiences � Home Business � Motorola Mobility Inc. � Webinar promovido em 16/11/2010

9 � AS MVNO NO MUNDO E NO BRASIL



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73

O 2º VoIP Meeting 2010 promovido em 25/11/10 pela IP News, um website de

notícias sobre avanços da tecnologia no Brasil, contou com a presença de

Francisco Moreto ([email protected]) que falou sobre as oportunidades nos

produtos e serviços móveis. Este capítulo se baseia em sua apresentação

gentilmente cedida, contando com sua permissão de utilização do material

bastante preciso e atual para a inclusão no presente trabalho.

9.1 � Conceitualmente falando, são três os formatos:

9.1.1 � MNO (Mobile Network Operator)

Empresa que possui licença para uso do espectro de rádio-frequência e infra-

estrutura requerida para prestação do serviço móvel.

9.1.2 � MVNO (Mobile Virtual Network Operator)

Operadores de redes móveis virtuais são organizações que provêem serviços

de telefonia móvel para seus clientes, porém sem terem licença de uso do

espectro de rádio-frequência.

9.1.3 � MVNE (Mobile Virtual Network Enabler)

Apóiam as MVNOs com consultoria e suporte a operação e negócios,

propiciando redução dos riscos operacionais como: investimentos com

infraestruturas e especialização e gestão de pessoal operacional entre outros.

9.2 � Modelos de Negócio Genérico



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mailto:[email protected]


74

Figura 55 - Diagrama com abrangência estrutural dos modelos de negócio genéricos � Fonte:

extraído da apresentação de Francisco Moreto S. Franco � Diretoria da Marketing e Soluções

do CPqD em 25-11-2010

9.3 � Modelo de Serviços

Figura 56 - Diagrama que mostra os fluxos e reponsabilidades de cada modelo de serviço �

Fonte: Extraído da apresentação de Francisco Moreto S. Franco � Diretoria da Marketing e

Soluções do CPqD em 25-11-2010

9.4 � Previsões para o Mercado Brasileiro

Tabela 5 � Previsão de surgimento e crescimento das MVNOs no mercado

nacional dos próximos anos



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75

Fonte: Extraído da apresentação de Francisco Moreto S. Franco � Diretoria da Marketing e

Soluções do CPqD em 25-11-2010

10 � SOLUÇÕES WIRELESS DE VÍDEO-VIGILÂNCIA

10.1 � Soluções Expedience® Ponto-Multiponto



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76

Figura 57 � Soluções com MotoWi4 � Canopy� Point-to-Multipoint Solutions � Fonte: Webiste

www.motorola.com/mesh

10.2 � Estação Base e Expedience® e Unidades de Usuário

Projetada para fácil instalação em diferentes configurações, o design flexível da

Estação Base de Transceptor Expedience da Motorola (BTS � Base Tranceptor

Station) provê arquitetura de sistema altamente escalável para áreas rurais e

metropolitanas. Junto com a Unidade de Assinante Residencial (RSU �

Residential Subscriber Unit), a Unidade de Assinante Externa (OSU � Outdoor

Subscriber Unit), a Unidade de Assinante Móvel (MSU � Mobile Subscriber

Unit), as CPEs de Cartão de PCs e os sistemas de gerenciamento

NetProvision� e NetManage�, a BTS incorpora modulação adaptativa

automática para maximizar a capacidade do link por ar sobre uma ampla

variedade de configurações e condições de propagação.

BTS RSU OSU MSU CPE NetMgmt

10.3 � As Características da Estação Base Expedience®



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http://www.motorola.com/mesh


77

� Protocolo de transmissão de Divisão de Tempo Duplex (TDD).

� Modulação de amplitude em quadratura adaptável 4/16/64 QAM.

� Opções de transmissão de potência de 2/5 W na banda de 2,5 a 2,7 GHz.

� Configuração de célula de três, quatro, seis ou omni setor.

� Interface de rede de Camada 2.

� Suporte IEEE 802.1q (VLAN).

� Gerenciamento de rede baseado em padrões SNMP, Web, CLI, e FTP

� Pacote de montagem para interiores e exteriores completamente integrado

� Design flexível que permite a montagem integral opcional da antena de setor

� Transmissão de rádio sem linha de visada.

Figura 58 � Diagrama de rede por rádio Canopy para vídeo-vigilância e vídeo-monitoramento

sobre IP � Fonte: Whitepaper Canopy Wireles Broadband Platform � Vídeo Surveillance

Architechture � Ago/2006 � pág.7/25

10.4 � As redes por rádio MotoMESH

Baseadas em mobilidade, as redes MEA (Mobility Enabled Access) mostradas

abaixo são compostas de uma gama de equipamentos e dispositivos que

juntos conseguem prover uma solução completa contemplando desde infra-

estrutura até o usuário final. As vantagens mais significativas são:

dispensam torres para fixação de antenas;

alavancam o uso de espectro não licenciado com mais bits por cliente;



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78

O �multi-hopping� possibilita balanceamento automático com descobertas e

conexões de usuários em tempo real;

Totalmente baseadas em IP, aproveitam dispositivos e sistemas existentes.

Figura 59 � Diagrama de Topologia do Manual MotoMESH 1.0.1 � Fonte: Network SetUp and

Installation Guide � Set/2005 � 6881011Y46-A � pág. 23/228

10.5 � Dispositivos de Rede MOTOMESH

Nomenclatura do diagrama:

Mobile internet Switching Controller (MiSC) � Controlador de internet móvel

Intelligent Access Points (IAP) � APs inteligentes

Mesh Wireless Routers (MWR) � Roteadores sem fio mesh

Wireless Modem Cards (WMC) � cartões de modem sem fio

Vehicle Mounted Modems (VMM) � modems veiculares



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79

Figura 60 � Diagrama de Arquitetura da rede wireless do Manual MotoMESH 1.0.1 Network �

Fonte: SetUp and Installation Guide � Set/2005 � 6881011Y46-A � pág. 28/228

Figura 61 � Diagrama de rede por rádio mesh com acesso em mobilidade � Fonte: Spec Sheet

MotoMESH Solo - Single Radio Meshed Network with Mobility Enabled Access � Motorola Inc.

2007 � pág. 2/2

A plataforma Canopy, parte integrante do portfolio de soluções de comunicação

em banda larga sem fio MOTOwi4� transporta qualquer tipo de vídeo, som ou

dados pertinentes ao tráfego de vigilância por IP oferecendo:

Confiabilidade comprovada mundialmente

Flexibilidade de configuração

Integração de sistemas analógicos e híbridos



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80

Escalabilidade (por modularidade) superior

Instalação e funcionamento mais rápido e fácil

Múltiplas camadas de segurança de rede

Gerenciamento de largura de banda eficiente

Viabilidade financeira excepcional (ótima relação custo-benefício)

Expertise e suporte técnico Motorola Wireless de classe mundial

10.6 � As variações de solução sem fio da Motorola para

vídeo

Figura 62 � Construção de redes sem fio baseadas em IP com excelente relação custo-

benefício � Fonte: Motorola Wireless Broadband Vídeo Surveillance Brochure � 2008 - pág. 3/6

� www.motorola.com/motowi4

Wi4 Fixed PMP/PTP Wi4 Indoor WLAN Wi4 Mesh MEA Wi4 WiMAX

Figura 63 � Símbolos das quatro vertentes de sistemas de segurança e proteção internos e

externos 24/7 � Fonte: Motorola Wireless Broadband Vídeo Surveillance Brochure � 2008 -

pág. 4/6 � www.motorola.com/motowi4



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81

Figura 64 � As múltiplas soluções da Motorola aumentam a visualização situacional com

interoperabilidade e tempo real em diversas aplicações � Fonte: Motorola Wireless Broadband

Vídeo Surveillance Brochure � 2008 - pág. 5/6 � www.motorola.com/motowi4

10.7 � GO-Net

Figura 109 � Topolgia urbana com �Outdoor Multi Radio Beamforming Mesh Wi-Fi System� da

GoNET � FOnte: Smart Grid GoNet METRO BROADBAND WIRELESS SYSTEM � breaking

the boundaries of Wi-Fi � pág.5/6 � www.gonetworks.com

Figura 65 � Quadro mostrando maior abrangência do �Outdoor Multi Radio Beamforming Mesh

Wi-Fi system� da GoNET � Fonte: Smart Grid GoNet METRO BROADBAND WIRELESS

SYSTEM � breaking the boundaries of Wi-Fi � pág.4/6 � www.gonetworks.com



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82

Nas figuras acima temos uma representação prática de como a tecnologia de

formação de emissão de raio (beamforming) 360° da GoNet pode estender a

cobertura da comunicação sem fio para novas topologias de access points

mesh e wi-fi. Isto amplia o escopo de aplicações internet das municipalidades

(hotspots) passando pelos provedores de acesso sem fio (acesso público

compartilhado com �melhor esforço�) e chegando às operadoras 3/4G (banda

larga).

Um dos benefícios é a leitura automática (Automatic Meter Reading ou AMR)

de medidores, um atrativo que atende às exigências de uma forma rápida fácil

e efetiva de coleta de informações de consumo, diagnóstico e status de

dispositivos de água ou energia. Isto poupa o tempo de deslocamento das

concessionárias até as residências para leituras físicas e provê um faturamento

virtualmente em tempo real.

Figura 66 � Topologia �Outdoor Wi-Fi System� da GoNET � Fonte: Documento GoNet Video

Surveillance Application Note 1107 © 2007 � www.gonetworks.com

10.8 � Possibilitando Melhorias na Segurança Pública

Tradicionalmente as aplicações de segurança pública se baseavam no rádio

para comunicar ou responder a um incidente. A tecnologia evoluiu tanto na

infra-estrutura quanto nos dispositivos móveis a ponto de ser possível fazer a

prevenção ativa de crimes por gestão dos incidentes em tempo real através de



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83

imagens de alta definição com um backhaul de alta capacidade. A arquitetura

que atenda a segurança pública precisa contemplar alto padrão de segurança,

flexibilidade e escalabilidade que só poderá existir na estrutura convergente de

comunicação fim-a-fim. A convergência de todo o sistema em uma plataforma

unificada e comum promove a integração continuada de outros sistemas

similares já em operação obtendo uma atmosfera de colaboração entre os

grupos, eventualmente formando um macro-sistema. Isto traz a demanda por

um backbone IP fundamentalmente inter-operável que possa acomodar

múltiplos sistemas e seus serviços para convergirem em torno de uma única

solução. Nesta ótica, o IP representa um benchmarking de rede digital, no qual

o departamento de segurança pública poderá ir muito além da voz para incluir

dados, fotos e vídeo. Esta sofisticação das informações ligadas ao incidente

auxiliarão o time de pronta-resposta, com decisões podendo ser informadas e

com os recursos certos na hora certa.

A melhoria avassaladora na disponibilidade de banda dos sistemas wireless

tem possibilitado o vídeo estar parelho com voz em confiabilidade, alcance e

qualidade. A geração de imagens para o monitoramento de incidentes e para a

vigilância das ruas levará a segurança pública a um novo patamar. Com a

crescente oferta de câmeras de ata definição e sistemas de backhaul wireless

de alto desempenho, o crime tem muito maiores probabilidades de ser

registrado em vídeo, às vezes até de forma imprevista, como em acidentes e

ações suspeitas flagradas ao acaso. Esta flexibilidade aliada ao

compartilhamento de vídeo móvel apresenta uma força multiplicadora

incremental ao cumprimento da lei.

10.8.1 � Por que wireless?

As vantagens de assegurar segurança através de vídeo-vigilância e

monitoramento remoto de alta qualidade tornaram-se inquestionávelis e,

portanto, indispensávelis. Até pouco tempo porém, os sistemas de CFTV

tradicionais (locais e não-IP) eram o único caminho. Este legado demandava

extensa quantidade de passagem de cabo, e na medida em que as redes de

vídeo-vigilância em segurança pública evoluíram em escala, a complexidade da

instalação e manutenção destas infra-estruturas a cabo se tornaram tarefas

hercúleas. Além disso, o cabo coaxial sempre apresentou limitações de



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84

distância por sua alta atenuação inerente e suscetibilidade a interferência,

obrigando a pontos de terminação que limitavam a flexibilidade do projeto como

um todo.

A tecnologia sem fio avançou tanto nos últimos 10 anos que as tecnologias

wireless atuais podem prover igual desempenho na comparação com as

wirelines (linhas a cabo) alternativas. A diferença está na flexibilidade da

instalação que ficou mais rápida e barata. Soluções completas fim-a-fim

passaram a existir com todo o aparato necessário para dimensionamentos de

redes de segurança.

Uma solução simples de vídeo-vigilância fim-a-fim sem fio usará câmeras

wireless que transmitirão os dados de vídeo a uma receptora central que por

sua vez os enviarão a uma central de monitoramento remota. Neste exemplo, a

evolução das aplicações de monitoramento de alta qualidade pode ser

atribuída ao backhaul de alta capacidade. Concluindo, é a tecnologia de

backhaul sem fio que dá a capacidade e flexibilidade que excedem de longe a

dos cabos numa comparação de preço versus desempenho. Muitas vezes são

a única opção prática.

Figura 67 � Backhaul de Vídeo-Monitoramento usando Tsunami TM MP-8100-BSU e MP-8100-

SU da PROXIMS

Tem havido várias soluções apresentadas para resolver os problemas

decorrentes do cabeamento, mas essas soluções parecem tratar o sintomas e

não a doença. Numa solução abrangente, as complicações da fiação pode ser

simplesmente resolvidas através da eliminação os fios. Em certas áreas



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85

metropolitanas, os serviços de telefonia fixa não podem ser instalados devido

às restrições de regulamentação e físicas, tornando seu custo proibitivo. Em

qualquer cenário, a flexibilidade a capacidade de instalação do wireless �a

qualquer hora e em qualquer lugar� é fora de comparação. No clima

macroeconômico atual, é especialmente relevante tomar cuidado com cada

real gasto. Com backhauls sem fio de baixo custo, as migrações continuarão

inevitáveis.

10.8.2 � Alta Definição

Os sistemas de vigilância por IP com requisitos resoluções VGA e pequena

largura de banda inaugurou a era digital para o mercado da segurança e vídeo-

monitoramento e se tornou uma tecnologia prática a apenas alguns poucos

anos atrás. No entanto, muitos especialistas em segurança ficaram insatisfeitos

com as melhorias de desempenho de vídeo entre analógico e digital e foram

convencidos da necessidade de uma revisão das instalações atuais de redes

de vigilância analógicas.

Tabela 6 � requisitos de largura de banda para resoluções de câmera

populares Mega Pixel Resolução Razão Tipo de Tela Nome

0,3 640 x 480 4:3 Monitor de Computador VGA

0,4 720 x 480 3:2 Televisão NTSC

0,9 1280 x 720 16:9 Wide Screen HD 720p

2,1 1920 x 1080 16:9 Wide Screen HD 1080p

Hoje as câmeras de alta definição 1920x1080 estão fornecendo resoluções

megapixel, estabilização eletrônica de imagem, zoom ótico de alta capacidade

e a habilidade de transmitir diretamente para monitores de computador. A partir

destas novas implantações crescentes de equipamentos de alta definição

chamados HD, ou high definition, a necessidade de backhaul de vídeo torna-se

crítica.

10.8.3 � Solução Proxim de Backhaul para Vídeo-

Monitoramento



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86

As organizações de segurança pública sempre is recentes necessitam das

melhores e mais recentes ferramentas para bem servir e proteger a

comunidade. Os links de backhaul (ou comunicação tronco) de alto

desempenho da Proxim são considerados seguros e confiáveis e portanto

ideais para o transporte de vídeo ao vivo de alta qualidade a partir de múltiplas

câmaras de vigilância para o centro de comando com criptografia de nível

militar. Estas soluções altamente escaláveis permitem a implantação

instantânea de vigilância com múltiplas câmeras fazendo entrocamento de

comunicação sem fio por um único rádio.

Mega Pixel Resolution Aspect Ratio Screen Name

Figura 68 � A serie TsunamiTM QB-8100 oferece conectividade robusta mesmo em cndições

sem linha de visada (NLoS) usando a tecnologia de antenas MIMO que mitiga perda de sinal

por Multipath fading e aumenta significativamente o ganho geral.

Uma variedade de câmeras de alta resolução com análise de vídeo (vídeo

analytics) agregadas está sendo usada para a fiscalização de trânsito,

identificação de placas e de sinalização de trânsito, violações, acidentes

rodoviários, etc. Seus requisitos variam de acordo com sua localização e

situação. O monitoramento de eventos suspeitos, tais como violação de

perímetro, sensores de movimento, objetos se movendo na direção errada e

presença de objeto �deixados� além de um tempo pré-determinado é resolvido

com câmeras de baixa resolução VGA ou SIF, com 5 qps (quadros por

segundo) que é uma taxa de atualização (frame rate) aquém da capacidade

ocular humana para captar saltos nos movimentos.

As implantações em locais de alta segurança como aeroportos e bancos

precisam de aplicações como reconhecimento facial, capacidade de identificar

pacotes abandonados, bagagem desacompanhada, etc. Para serem



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87

executados em um ambiente com um elevado volume de pessoas. Essas

instalações exige câmeras de resolução 1080p HD rodando à taxa de 30 fps

(frames per second, o mesmo que qps em inglês) para capturar cada pixel.

A figura abaixo ilustra a diferença de tamanho original em cada resolução, ou

seja, a resolução sem zoom digital. CIF é a qualidade padrão resultante da

conversão analógico-digital dos DVRs do sistema tradicional de CFTV com 320

x 240 pixels. VGA é a qualidade máxima destes equipamentos e consumirá 2 a

3 vezes mais banda e espaço em disco rígido com 640 x 480 pixels. As

câmeras IP oferecem como default resoluções entre 1 e 2 megapixels. É

inegável a vantagem das resoluções mais altas, mas exigem muito mais banda

de comunicação.

Figura 69 � Diagrama relacionando a nitidez do campo de visão das diversas resoluções mais

usadas em CFTV em seus tamanhos naturais (sem aproximação ou afastamento digital).

Fonte:

10.8.4 � Vigilância de Rua � Trânsito de Veículos e Pessoas



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88

Câmeras de vigilância de rua estão normalmente localizadas junto às lâmpadas

de iluminação das pistas, calçada e canteiros, ou junto aos semáforos, ou

mesmo em telhados e locais de alta elevação para ter uma clara vista das ruas

abaixo. Esses locais também são ideais para co-localizar unidades rádio de

backhaul. Para calcular a quantidade de câmeras:

Tabela 7 � Quantidade de câmeras suportadas pela comunicação tronco

(backhaul link) num cruzamento de rua típico que identifique placas, registre

infrações de trânsito e acidentes.

Intersecção de Rua

Megapixel Nome 30 fps 24 fps 18 fps 12 fps 6 fps

0,3 VGA 215 253 318 431 759

0,4 NTSC 209 249 312 414 744

0,9 HP 720p 75 89 115 150 259

2,1 HP 1080p 33 39 49 67 122

O limite de quantidade de câmeras está ligado a capacidade de banda de passagem de

dados (throughput) da comunicação tronco (backhaul) 227 Mbps, UDP

Os cálculos de requisito de largura de banda para as câmeras foram feitos com base no

algoritmo de compressão de vídeo H.264

Estas câmeras, juntamente com o transmissor são capazes de operar em

condições de qualquer tipo de terreno e de clima com um elevado grau de

�ciência situacional� usando o software de vídeo analytics. Uma alta variedade

de resoluções de câmeras mais análise de vídeo estão sendo conjuntamente

empregadas para fiscalizar o trânsito, conforme mostra a figura abaixo:

Figura 70 � Facilidade de Instalação usando o TsunamiTM

MP-8100-BSU e MP-8100-SU de alta

capacidade de comunicação de tronco sem fio (backhaul)

A vigilância constante em túneis e pontes é fundamental para a segurança

rodoviária e sempre foi uma tarefa desconcertante instalar e manter sistemas



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89

de cablagem nesses ambientes. Com rádios a implantação é simples e muito

mais rápida e, em caso de qualquer alteração ou problemas, é mais fácil de

controlar e modificar as extremidades do projeto de forma modular em relação

à rede por cabo. Não é à toa que estamos testemunhando uma acelerada

procura por configurações modulares de equipamentos wireless que só

precisam de uma fonte de energia.

11 � RAZÕES PARA WIRELESS EM VÍDEO-VIGILÂNCIA

As soluções de vídeo-vigilância sem fio garantem os seguintes quesitos

fundamentais:

11.1 � Máxima cobertura

Amplas bandas de comunicação de dados transportam pacotes de vídeo com

menos rádios mais potentes suportando grandes quantidades de câmeras de

alta resolução por um range de extensão territorial progressivamente maior.

11.2 � Operação Ininterrupta

11.3 � Máxima Qualidade

As baixíssimas latências impedem a perda de quadros ou atrasos de imagens.

11.4 � Máxima Flexibilidade

O Multicast elimina múltiplos links. Antena integrada e célula solar dão

autonomia.

11.5 � O Melhor Retorno Sobre Investimento Hoje e no Futuro

Redução do capital inicial investido e custos operacionais, melhorando ROI

graças à:

Alta capacidade e performance que vem reduzindo o número de rádios.

Baixa potência de alimentação com PoE;

Aquisição de banda por demanda;

Tecnologia de rádio inovadora e programável.

Atualização de firmware pelo ar (Over The Air - OTA);

Features incrementais em firmware opcional para aplicações especiais;



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90

11.6 � Máxima Confiança

O tempo médio para falha, ou Mean Time Between Failures (MTBF), chega a

ser de 254.000 horas (29 anos) e a taxa de falhas documentada é de apenas

0,03%, o que significa tempo máximo de trabalho desde o primeiro minuto de

serviço, e some-se a isso ainda:

Conformidade com a NEBS (Network Equipment-Building System), ou seja,

aderente ao padrão estabelecido pela Telecordia, antiga Bellcore ou Bell Labs

para equipamentos usados em centrais de telecomunicações. A certificação é

exigida antes que o equipamento possa ser integrado a diversas instalações

que lidam com portadoras de sinais. As especificações lidam com

gerenciamento de energia, isolamento elétrico, preparação para desastre e

interfaces de hardware. Cobre questões afeitas à segurança do produto,

compatibilidade eletromagnética e requisitos de meio ambiente. Se o radio não

atender a quaquer uma das centenas de requisitos já não estará conforme

(maiores informações de design, manutenção e testes estão no website

www.nebs-faq.com). O checklist de requisitos é usado pelas operadoras de

telecomunicações Norte-Americanas, as RBOCs (Regional Bell Operating

Companies), Verizon, SBC, Qwest e Bell South e pelas operadoras de longa

distância, as IXCs (Interexchange Carriers), que incluem a AT&T, a Qwest, a

Sprint, e a WorldCom. Juntas estas empresas respondem por uma

capitalização de mercado avaliada em US$ 260 bilhões.

11.7 � Rádios Definidos por Software

A utilização de SDR (Software Defined Radios) permitem atualizações a todas

as porções da rede sem substuições dispendiosas de equipamentos.

11.8 � Opções de Firmware

Firmwares dos fabricantes habilitam suporte a outros serviços como aquisição

de voz e dados (SCADA ou AMI) sem os altos custos de reposição de

hardware.

12 � O PADRÃO DE COMPACTAÇÃO H.264



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91

Sem comprometer a qualidade de imagem pode reduzir o tamanho do Motion

JPEG em 80% e o MPEG-4 parte 2 em 50%.

12.1 � O Desenvolvimento do H.264

O H.264 é o resultado de um projeto conjunto entre o Video Coding Experts

Group (VCEG) da International Telecommunications Union (ITU) e do ISO/IEC

Moving Picture Experts Group (MPEG). ISO significa International Organization

for Standardization (Organização Internacional para Padronização) e IEC é

uma organização que supervisiona padrões eletrônicos e elétricos, bem como

tecnologias relacionadas. O H.264 é o nome usado pela ITU-T, enquanto a

ISO/IEC o denominou MPEG-4 parte 10/AVC.

12.2 � Como funciona a compactação de vídeo

A compactação de vídeo remove dados redundantes para que seu arquivo

digital possa ser efetivamente enviado e armazenado. Aplica-se um algoritmo

na origem para transmissão ou armazenamento, e para reproduzí-lo aplica-se o

algoritmo inverso. A demora para compactar, enviar, descompactar e exibir um

arquivo é denominado latência. Quanto mais avançado o algoritmo de

compactação, maior a latência, devido à maior capacidade de processamento.

Um par de algoritmos que funcionam juntos é denominado como codec

(codificador/decodificador) de vídeo. Os codecs de vídeo com diferentes

padrões são incompatíveis entre si, ou seja, o conteúdo de vídeo que é

compactado usando um padrão não pode ser descompactado com outro

padrão. Um decodificador, ao contrário de um codificador, deve implementar

todas as partes necessárias pois deve restaurar cada bit de um vídeo

compactado. Na figura abaixo, um codificador H.264 gerou até 50% menos bits

por segundo para uma seqüência de vídeo amostra do que um codificador

MPEG-4 com compensação de movimento e foi três vezes mais eficiente do

que um codificador MPEG-4 sem compensação de movimento e seis vezes

mais eficiente do que o Motion JPEG.



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92

Figura 71: Fonte: Revista RTI � pág. 29 Título: O Padrão de Compactação H.264, seção

Videosupervisão, artigo produzido pela AXIS, publicado em julho/2009

12.3 � Perfis e níveis do H.264

Este padrão de vídeo fornece recursos em perfis (conjuntos de recursos

algorítmicos e limitação da complexidade de implementação do decodificador)

e níveis (classes de desempenho) que idealmente são compatíveis com

produções populares e formatos comuns. As câmeras de rede e os

codificadores de vídeo provavelmente utilizarão um perfil denominado da linha

de base, que se destina principalmente a aplicações com recursos limitados de

computação. É mais adequado de acordo com o desempenho disponível em

um codificador em tempo real, que é incorporado em um produto de vídeo de

rede. O perfil também permite baixa latência, que é um requisito importante de

vídeo de vigilância e também especialmente importante para habilitar o controle

em tempo real para câmeras de rede PTZ (pan/tilt/zoom ou

panorama/inclinação/zoom). O H.264 tem 11 níveis ou graus de recursos para

limitar os requisitos de desempenho, largura de banda e memória. Cada nível

define a taxa de bits e a taxa de codificação em macroblocos por segundo para

resoluções variando de QCIF a HDTV e outras. Quanto maior a resolução,

maior o nível necessário.

12.4 � A Compreensão dos quadros

Um quadro I ou intra de autocontrole pode ser decodificado

independentemente sem qualquer referência a outras imagens sendo a

primeira imagem em uma seqüência de vídeo. São pontos de partida ou de



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93

ressincronização para novos visualizadores se o fluxo de bits transmitidos for

danificado. Eles podem ser usados para implementar avanço rápido, retrocesso

e outras funções de acesso aleatório. Um codificador inserirá automaticamente

quadros I em intervalos regulares ou mediante solicitação, se novos clientes

forem participar da visualização de um fluxo. A desvantagem dos quadros I é

que eles consomem muito mais bits, mas por outro lado, não geram muitos

artefatos. Um quadro P, que significa inter de previsão, faz referências a partes

de quadros I e/ou P anteriores para codificação do quadro. Os quadros P

geralmente exigem menos bits do que quadros I, mas uma desvantagem é que

eles são muito sensíveis a erros de transmissão, devido à dependência

complexa de quadros de referência P e I anteriores. Um quadro B, ou inter

bipreditivo faz referências a um quadro de referência anterior e um quadro

futuro.

Figura 72: Uma seqüência típica com quadros I, B e P. Um quadro P pode fazer referência

somente a quadros I ou P anteriores, enquanto um quadro B pode fazer referência a quadros I

ou P anteriores e posteriores. Fonte: Whitepaper entitulado �Compactação de Vídeo H.264 -

Novas Possibilidades em Vigilância por Vídeo de 2008, pág. 5/10.

Na restauração de vídeo, a decodificação deve sempre iniciar com um quadro

I. Os quadros P e B, se usados, devem ser decodificados juntos com os

quadros de referência. No perfil da linha de base do H.264, somente os

quadros I e P são usados. Esse perfil é ideal para câmeras de rede e

codificadores de vídeo, pois a baixa latência é atingida já que os quadros B não

são usados.

12.5 � Métodos básicos de redução de dados

Em um quadro de imagem, os dados podem ser reduzidos simplesmente pela

remoção das informações desnecessárias, que terão um impacto na resolução



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94

da imagem. Em uma série de quadros, os dados de vídeo podem ser reduzidos

por métodos como codificação de diferença, onde um quadro é comparado

com um quadro de referência (por exemplo, quadro I ou P anterior) e somente

os pixels que tiverem sido alterados em relação ao quadro de referência são

codificados. Dessa forma, o número de valores de pixel que são codificados e

enviados é reduzido.

Figura 73: Com o formato Motion JPEG, as três imagens na seqüência acima são codificadas e

enviadas como imagens únicas separadas (quadros I) sem dependências entre si. Fonte:

Whitepaper entitulado �Compactação de Vídeo H.264 - Novas Possibilidades em Vigilância por

Vídeo de 2008, Figura 3 � pág. 6/10.

Figura 74: Codificação de diferença (as partes em movimento, ou seja, o homem correndo) da

primeira imagem (quadro I) em relação às seguintes (quadros P), por meio de vetores de

movimento, reduzindo assim a quantidade de informações enviadas e armazenadas. Fonte:

Whitepaper entitulado �Compactação de Vídeo H.264 - Novas Possibilidades em Vigilância por

Vídeo de 2008, Figura 4 � pág. 6/10.

A quantidade de codificação pode ser ainda mais reduzida se a detecção e a

codificação de diferenças forem baseadas em blocos de pixels (macroblocos)

em vez de pixels individuais; portanto, as áreas maiores são comparadas e

somente os blocos significativamente diferentes são codificados. A sobrecarga

associada à indicação da localização de áreas a serem alteradas também é

reduzida. No entanto, a codificação de diferenças não reduziria

significativamente os dados se houvesse muito movimento em um vídeo. Aqui,



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95

podem ser usadas técnicas como compensação de movimento com base em

blocos que considera quanto do que compõe um novo quadro em uma

seqüência de vídeo pode ser localizado em um quadro anterior, mas talvez em

um local diferente. Essa técnica divide um quadro em uma série de

macroblocos. Bloco por bloco, um novo quadro � por exemplo, um quadro P �

pode ser composto ou �previsto� ao verificar um bloco de correspondência em

um quadro de referência. Se uma correspondência for localizada, o codificador

simplesmente codificará a posição na qual o bloco de correspondência deve

estar localizado no quadro de referência. A codificação do vetor de movimento,

como é chamada, utiliza menos bits do que se o conteúdo real de um bloco

fosse codificado.

Figura 75: Ilustração da compensação de movimento baseada em bloco. Fonte: Whitepaper

�Compactação de Vídeo H.264 - Novas Possibilidades em Vigilância por Vídeo de 2008, Figura

5 � pág. 7/10.

12.6 � A Eficiência do H.264

O H.264 eleva a tecnologia de compactação de vídeo para um novo patamar.

Um novo e avançado esquema de previsão intra é introduzido para codificação

de quadros I e pode reduzir significativamente o tamanho dos seus bits

mantendo uma alta qualidade ao permitir a previsão sucessiva de blocos

menores de pixels em cada macrobloco. Isso é feito ao tentar localizar pixels

de correspondência entre os pixels codificados anteriormente que limitam um

novo bloco de pixels 4x4 para ser intracodificado. Ao reutilizar os valores de

pixel que já foram codificados, o tamanho de bits pode ser drasticamente

reduzido. A nova previsão intra é uma parte fundamental da tecnologia do

H.264 que é comprovadamente muito eficiente. Para fins de comparação, se



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96

somente os quadros I fossem usados em um fluxo de H.264, ele teria um

tamanho de arquivo muito menor do que um fluxo de Motion JPEG, que usa

somente quadros I.

Figura 76: Alguns modos com previsão intra que podem ser considerados na codificação de

pixels 4x4 em um dos 16 blocos que compõem um macrobloco. Cada um pode ser codificado

usando diferentes modos. Fonte: Whitepaper �Compactação de Vídeo H.264 - Novas

Possibilidades em Vigilância por Vídeo de 2008, Figura 6 � pág. 7/10.

Figura 77: As imagens acima ilustram a eficiência do esquema de previsão intra do H.264,

onde a imagem intra prevista é enviada �gratuitamente�. Somente os modos de previsão intra e

conteúdo residual precisam ser codificados para gerar a imagem de saída. Fonte: Whitepaper

entitulado �Compactação de Vídeo H.264 - Novas Possibilidades em Vigilância por Vídeo de

2008, Figura 7 � pág. 8/10.



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97

A compensação de movimento com base em blocos � utilizada na codificação

de quadros P e B � também foi aprimorada no H.264. Um codificador H.264

pode optar por pesquisar blocos de correspondência � abaixo para precisão de

subpixel � em algumas ou muitas áreas de um ou vários quadros de referência.

O tamanho e o formato do bloco também podem ser ajustados para aprimorar

uma correspondência. Em áreas em que não há blocos de correspondência em

um quadro de referência, são utilizados macroblocos intracodificados. O alto

grau de flexibilidade em compensação de movimento com base em bloco do

H.264 é válido em cenas de vigilância com muitos elementos, em que a

qualidade pode ser mantida para aplicações exigentes. A compensação do

movimento é o aspecto mais exigente de um codificador de vídeo e as

diferentes formas e graus com os quais ele pode ser implementado por um

codificador H.264 podem ter um impacto na eficiência de compactação de

vídeo. Com o H.264, os artefatos geralmente em bloco � vistos em vídeo

extremamente compactado usando padrões Motion JPEG e MPEG que não

sejam H.264 � podem ser reduzidos usando um filtro de eliminação de blocos

em loop. Esse filtro suaviza as bordas de blocos usando uma potência

adaptável para fornecer um vídeo descompactado quase que perfeito.

12.8 � Conclusão

O H.264 apresenta resiliência aprimorada a erros. Ele fornece novas

possibilidades para criar melhores codificadores de vídeo que permitam fluxos

de vídeo de qualidade superior, taxas de quadro mais altas e resoluções

superiores a taxas de bits mantidas (em comparação aos padrões anteriores)

ou a mesma qualidade de vídeo a taxas de bits inferiores. O H.264 representa

a primeira vez que a ITU, ISO e a IEC se reuniram em um padrão comum e

internacional para compactação de vídeo. Devido à sua flexibilidade, o H.264

tem sido aplicado em diversas áreas, como DVD de alta definição (p. ex., Blu-

ray), transmissão de vídeo digital, incluindo TV de alta definição,

armazenamento de vídeo on-line (por exemplo, YouTube), telefonia móvel de

terceira geração, em software como QuickTime, Flash e sistema operacional

MacOS X da Apple Computer e em consoles de jogos de vídeo domésticos,

como o PlayStation 3. Com suporte de várias indústrias e aplicações para

necessidades profissionais e de clientes, o H.264 deve substituir outros



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98

padrões e métodos de compactação utilizados atualmente. À medida que

formato H.264 se tornar mais amplamente disponível em câmeras de rede,

codificadores de vídeo e software de gerenciamento de vídeo, os designers e

integradores de sistemas precisarão se certificar de que os produtos e os

fornecedores que escolherem ofereçam suporte a esse novo padrão aberto.

13 � AS FEMTOCÉLULAS

13.1 � Conceito

Tabela Logarítmica de Denominação Científica de Quantidades

10n Prefixo Símbolo Desde Escala curta Equivalente decimal

1024

yotta Y 1991 Septilhão 1 000 000 000 000 000 000 000 000

1021

zetta Z 1991 Sextilhão 1 000 000 000 000 000 000 000

1018

exa E 1975 Quintilhão 1 000 000 000 000 000 000

1015

peta P 1975 Quadrilhão 1 000 000 000 000 000

1012

tera T 1960 Trilhão 1 000 000 000 000

109 giga G 1960 Bilhão 1 000 000 000

106 mega M 1960 Milhão 1 000 000

103 quilo k 1795 Milhar 1 000

102 hecto h 1795 Centena 100

101 deca da 1795 Dezena 10

100 Unidade 1

10−1

deci d 1795 Décimo 0,1

10−2

centi c 1795 Centésimo 0,01

10−3

mili m 1795 Milésimo 0,001

10−6

micro µ (mu)1 1960 Milionésimo 0,000 001

10−9

nano n 1960 Bilionésimo 0,000 000 001

10−12

pico p 1960 Trilionésimo 0,000 000 000 001

10−15

femto f 1964 Quadrilionésimo 0,000 000 000 000 001

10−18

atto a 1964 Quintilionésimo 0,000 000 000 000 000 001

10−21

zepto z 1991 Sextilionésimo 0,000 000 000 000 000 000 001



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99

10−24

yocto y 1991 Septilionésimo 0,000 000 000 000 000 000 000 001

Femto (símbolo f) vem do norueguês femten, significando quinze. Indo além

das melhorias nos links de rádio, ganhos adicionais estão sendo alcançados ao

se levar a rede mais próxima dos usuários finais. Dois exemplos são as

picocélulas instaladas pelas operadoras e as femtocélulas instaladas pelos

próprios usuários. Ao adicionar-se novos nodes, ou nós na rede, houve um

significativo incremento da capacidade e performance da comunicação, onde

antes apenas antenas no alto de torres e com elevado consumo de energia

elétrica se responsabilizavam por todo o tráfego sobre áreas extensas. Em

seguida, as microcélulas surgiram nas arquiteturas de rede para aumentar a

penetração em construções, particularmente em densas áreas urbanas.

Embora sejam menos potentes que as ERBs das redes macro, as microcélulas

operam de modo bastante similar transmitindo o sinal por área limítrofe de

vizinhanças em bairros residenciais, complexos comerciais com escritórios ou

amplos prédios como aeroportos. No rastro deste sucesso, as picocélulas

levaram esta idéia ainda mais adiante cobrindo áreas menores como um andar

de edifício. Esta topologia complementar funciona como uma extensão da

macro estrutura de rede sem fio e provê compartilhamento de sinal em áreas

pouco ou nenhum alcance.

As femtocélulas são as mais recentes entrantes nesta equação e,

diferentemente das picocélulas, são como um dispositivo doméstico,

requerendo baixa potência de alimentação. São relativamente accessíveis a

camadas de médio poder aquisitivo e, quando bem desenhadas, passíveis de

instalação e manutenção pelo próprio usuário, na modalidade �plug-and-play�.

As femtocélulas melhoram a cobertura de sinal em áreas internas e também

aumentam dramaticamente o ganho da capacidade a uma razão superior à

otimização de eficiência normalmente alcançada quando se faz varredura da

rede e análise espectral. Este dispositivo permite ao operador um ganho nos

cenários SOHO, onde a femtocélula pode promover a interatividade entre

outros utensílios digitais de entretenimento, jogos, segurança eletrônica,

automação entre outros.



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100

Podem representar uma economia de até 25% na infra-estrutura da operadora

celular na medida em que tais custos sejam transferidos às operadoras de

banda larga por xDSL, TV a Cabo ou Fibra Óptica. Neste repasse de custódia

também está implícita a liberação de valiosa capacidade instalada da infra-

estrutura macro de serviços móveis, tanto para voz via CDMA2000 quanto para

pacote de dados via EV-DO. Uma única femtocélula pode significar um setor de

ERB com a diferença que no primeiro caso um grupo familiar compartilha esta

capacidade adicional ao passo que apenas um indivíduo se beneficiaria no

segundo caso.

Figura 78 - Diagramas mostrando evolução do compartilhamento da macrocélula para a

autonomia da femtocélula � Fonte: Apresentação Femtocell A Game Changing Device in the

Wireless.pdf, slide nº 5/9 - Empresa Airvana (Website www.airvana.com)

13.2 � O Bojo da Necessidade Atual

Os gráficos abaixo mostram uma forte tendência à utilização de voz via celular

por faixa etária e coloca os mais jovens como maiores utilizadores. Ter

smartphone à disposição principalmente para dados e ocasionalmente para voz

confere maior autonomia a este público. As femtocélulas amenizam o custo

desta conveniência em ambientes fechados.



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101

Figura 79: Gráfico de percentuais de chamadas wireless em substituição à telefonia

convencional por faixa etária � Fonte: Yankee Group 2006 TAF Survey � pág. 3/11 do arquivo

Transforming The Indoor Experience.pdf produzido pela Empresa Airvana (Website

www.airvana.com)

13.3 � Como Funcionam as Femtocélulas?

Trazendo cobertura de internet banda larga aos aparelhos celulares em áreas

internas através das conexões existentes proporcionam baixo custo, fácil

instalação, baixo consumo de energia. Farão conexão IP com a operadora

móvel pelos serviços ADSL, TV por assinatura ou fibra óptica (GPON) de forma

prática para o usuário.

Figura 80 � Diagrama da combinação de acessos macrocélula e femtocélula � Fonte:

Apresentação Femtocélula Transforming The Indoor Experience.pdf, slide nº 7/11 - Empresa

Airvana (Website www.airvana.com)

13.4 � As Femtocélulas Poderão Entregar aos Usuários

Finais:

13.4.1 � Maior cobertura indoor



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102

Alcance de 5 a 20 metros com sinais �cinco barras".

13.4.2 � Desempenho de tráfego de dados superior

Conectividade a apenas 4-6 usuários ativos simultâneos com menor contenção

e maiores taxas de dados por usuário do que no ambiente macrocelular

externo.

13.4.3 � Melhor experiência em multimídia

Entregarão continuadamente pacotes de música, fotos e vídeo ao vivo para

laptops, smartphones, e telefones com menus de recursos.

13.4.4 � Melhor qualidade de voz

Suportam uma nova geração de codecs de voz a taxas superiores. pela

proximidade do aparelho á femtocélulas;

13.4.5 � Serviços de emergência reforçada

As femtocélulas conhecem e divugam sua própria localização, o que facilita o

reconhecimento da proveniência das chamadas e agiliza o atendimento.

13.4.6 � Serviços móveis convergentes VoIP

Ao utilizar tecnologias VoIP, as femtocélulas serão capazes de se conectar a

telefones fixos existentes, bem como a telefones celulares.

13.5 � As Operadores Necessitam de Capacidade e

Cobertura

Com o aumento do uso de celulares, as operadoras são obrigadas a um plano

de maior capacidade e cobertura. Entretanto elas continuam o embate com

vários problemas fundamentais e em curso:

13.5.1 � Alto Custo de Aquisição do Site (ERB)

Aumentar densidades macro-celulares existentes pode resolver alguns destes

problemas, mas a construção dos sites é problemática e representa

aproximadamente 50% de toda despesa da operadora. Na Europa já há

elevada densidade de sites GSM e novas aquisições são altamente



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103

regulamentadas. Nos EUA, muitas comunidades negociam longa e arduamente

para controlar a localização e o impacto visual das ERBs;

13.5.2 � Células mais Densas Significam mais Backhaul

Células menores como as micro-células ou pico-células podem melhorar a

cobertura e a capacidade da rede, mas sua implantação carrega desafios

políticos. Ao invés das altas torres que fixam antenas no alto de sua estrutura e

equipamentos dentro de containers climatizados em área restrita, o acesso

utiliza postes e outras estruturas de utilidade pública comum. Isto precisa estar

garantido e previsto, com energia e backhaul de rede. Sua implementação

poderá acontecer fora de padrão, exigir mão-de-obra especial de instalação e

demandar mais infra-estrutura distribuída de backhaul, o que também é

potencialmente dispendioso;

13.5.3 � Difícil Cobertura de Sinal em Áreas Internas

No mercado de GSM, as operadoras fazendo transição para redes UMTS estão

descobrindo que a cobertura interna é mais difícil de conseguir com as

densidades da rede celular existente. As redes UMTS normalmente operam em

freqüências mais altas, tornando-as menos aptas a penetrar paredes dos

edifícios. Além disso, a transição em UMTS de pacotes de SMS de baixa

velocidade para multimídia de alta velocidade aumenta a demanda por

cobertura de banda larga móvel consistente. Entre as operadoras CDMA,

novas aplicações como o PTT ou push-to-talk e o crescimento disperso e

simultâneo de acesso corporativo à Internet via laptop requerem cobertura

geral para serem eficazes;

13.5.4 � Telefones Existentes Devem ser Inclusos

A implantação generalizada de access points Wi-Fi tem estimulado o

desenvolvimento de soluções convergentes fixo-móveis (FMC ou Fixed Mobile

Solutions), como a tecnologia que permite que telefones dual-mode acessem

tanto o VoIP pela rede Wi-Fi quanto o sinal para chamadas de voz da

operadora celular. Estas primeiras soluções FMC, entretanto, não funcionarão

com os aparelhos celulares existentes, sejam eles UMTS ou CDMA.



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104

13.6 � Benefícios das Femtocélulas para as Operadoras

Conforme vimos e agora enumeraremos, cada vez mais desafios enfrentados

pelas operadoras móveis podem ser resolvidas por femtocélulas à medida em

que sua tecnologia se desenvolve:

13.6.1 � Aumento da Capacidade da Rede

Com os assinantes instalando Femtocélulas, as operadoras aliviarão carga

sobre redes macro-celulares e aumentarão a capacidade global;

13.6.2 � Custos de Capital Reduzidos

Mesmo aumentando o número de assinantes na rede de uma operadora móvel,

a introdução de femtocélulas reduzirá o capital gasto por usuário em novos

equipamentos da macro-célula;

13.6.3 � Ampliação de Oportunidades de Receita

Com excelente cobertura e desempenho superior, os serviços móveis

multimídia aumentarão em popularidade, elevando receita média por usuário

(ARPU);

13.6.4 � Menores custos de Backhaul

O custo de intercomunicação do tráfego para o núcleo da operadora será feito

pelo próprio serviço xDSL do usuário, sem qualquer custo para o operador.

13.6.5 � Aderência dos Clientes Cativos e Conversão de

Novos

Com excelente cobertura e planos de chamada por zonas funcionando em

casa, as operadoras reduzirão a rotatividade de clientes e atrairão mais

usuários para planos familiares.

13.7 � Emergem as Redes Híbridas Móveis

A combinação de femtocélulas com fios de banda larga IP trará uma nova

geração de rede sem fio � a rede móvel híbrida. Anteriormente, as redes de

macro célula pertenciam e eram operadas fim-a-fim pelas operadoras móveis.

Como redes privadas, garantiam sua segurança inerentemente pelas práticas



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105

operacionais, equipamentos e serviços de cessão de linhas. Redes híbridas

móveis por sua vez irão utilizar uma combinação de serviços de transporte,

algumas proprietárias e controladas pela operadora, e outras não. Conforme

forem sendo implementadas femtocélulas, as operadoras reutilizarão da grande

em larga escala os principais elementos de suas redes, tais como faturamento,

autenticação, autorização, contabilidade (que formam o trinômio AAA), política

e serviços de mobilidade. Contudo o uso da Internet como uma rede de

backhaul causará mudanças arquitetônicas fundamentais para as operadoras

móveis. Devido às femtocélulas utilizarem qualquer conexão de banda larga

residencial IP, os assinantes conectarão suas femtocélulas à Internet via

roteadores xDSL ou cable modems. Isto colocará maior ênfase em uma outra

categoria de produtos � os gateways de segurança e mobilidade � para

proteger a integridade do núcleo das redes das operadoras do ambiente

público da Internet, proteger a integridade do tráfego dos usuários, e para

apoiar transições suaves e contínuas entre as redes de macro e femtocélulas.

Para atender a esta necessidade, uma nova geração de alto desempenho em

segurança e mobilidade de gateways emergiu. Projetado para lidar com um

grande número de túneis criptografados e fazer gestão da interconexão para

entrega de pacotes entre macro-células e redes Wi-Fi, tais gateways se

tornarão pontos críticos de ancoragem para a segurança das femtocélulas e

fundamentais nas futuras redes móveis.

Figura 81 � Diagrama de múltiplas tecnologias celulares banda larga combinadas para acessos

à internet pela macrocélula, femtocélula e rede wi-fi � Fonte: Apresentação Femtocélula



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106

Transforming The Indoor Experience.pdf, slide nº 7/11 - Empresa Airvana (Website

www.airvana.com)

13.8 � Os Habilitadores das Femtocélulas

Por que de repente as femtocélulas se apresentam com um elemento viável na

evolução das redes móveis? Três avanços tecnológicos e mercadológicos

conduziram a esta nova realidade.

13.8.1 � Amplas Malhas de Banda Larga por Cabo

A expansão e disponibilidade das com serviços ASDL, TV a cabo e fibra óptica

abriram as portas e criaram os cenários propícios. A existência das redes de

acesso � seja de cabos telefônicos, Híbrida coaxial-fibra óptica (HFC) ou fibra

pura � a níveis de capilaridade consideráveis, levou às conexões por banda

larga como as conhecemos hoje. Justamente por já haver milhões de

assinantes dispondo destes serviços por IP se beneficiando destas infra-

estruturas é que as femtocélulas podem ser instaladas.

13.8.2 � Processadores de Baixo Custo

A disponibilidade recente de equipamentos baratos e poderosos chamados

Field Programmable Gate Arrays (FPGA) ou �gama de portas programáveis no

campo�, e os Digital Signal Processors (DSP) ou �processadores de sinal

digital� permitiu que softwares para estações-base complexas pudessem ser

executados em pequenas plataformas. Os referidos equipamentos FPGAs

formaram tradicionalmente a base para sofisticados ativos de rede com preços

acima da casa do milhar cada, que despencaram drasticamente com registros

de corte de até 97% de seu valor entre 1998 e 2005. Agora os FGPAs ofercem

opções por conversões a circuitos integrados para aplicações específicas, ou

application-specific integrated circuits (ASICs) ainda mais baratos.

13.8.3 � Arquiteturas Sem Hierarquia (ou Flat Architectures)

Dado que ponderosa capacidade de processamento pode ser aplicada às

femtocélulas de baixo custo, pilhas de software de rede podem entrar em

colapso substancial. Além disso, o IP substituiu rapidamente os protocolos de

transmissão específicos das telecomunicações hierárquicas. A combinação do

software colapsado com o transporte por IP habilitaram as femtocélulas na



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107

utilização destas redes não hierárquicas � como a própria internet � como

interconexão ao núcleo das operadoras, conforme mostra a figura.

Figura 82 � Diagrama com Estrutura hierárquica da macrocéula VS. Arquitetura IP das células

de assinantes � Fonte: Apresentação Femtocélula Transforming The Indoor Experience.pdf,

slide nº 8/11 - Empresa Airvana (Website www.airvana.com)

13.9 � Barreiras Técnicas para Femtocélulas

Os desafios a superar representam inovação e deverão ser objeto de disputa e

diferenciação entre os fabricantes de access points femto concorrentes:

13.9.1 � Rádio mitigação de interferências

Ao contrário das instalações macrocelulares onde a cobertura RF pode ser

ajustada manualmente e otimizada por técnicos por um longo período de

tempo, as femtocélulas precisarão sentir o ambiente de rádio ao redor delas no

momento em que forem conectados pelo consumidor. Terão então

necessidade de mitigar potenciais interferências ajustando-se dinamicamente

em dois cenários típicos:

13.9.1.1 � Interferência Macro-femto

Embora sejam configurados estaticamente, a densidade RF das macrocélulas

e sua penetração através de paredes será imprevisível e variará de acordo com

o local de instalação da femtocélula. Estas deve ajustar-se para evitar



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108

interferência com as redes macrocelulares que estarão enxergando e ouvindo o

RF instalado e operante.

13.9.1.2 � Interferência Femto-femto

Como muitos consumidores instalando suas próprias femtocélulas, a RF do

ambiente se tornará mais complexa. Femtocélulas se afetarão mutuamente,

particularmente em ambientes urbanos com múltiplas redes comodatárias, mas

também em áreas suburbanas mais densas. Quando um vizinho instala uma

nova femtocélula, as demais circumvizinhas devem ajustar a sua transmissão

para controlar a interferência, ou seja, há manutenção constante.

13.9.2 � Seleção Automática de Sistema

Deverá haver um indicador no dispositivo

13.9.3 - Transições Ativas entre Macro e femtocélulas

A conversão ou handoffs serão críticos na súbita perda da cobertura da rede.

13.9.4 � Segurança

Cada femtocélula cria túnel criptografado via Ipsec de identificação e

autenticação na operadora para evitar que hackers pretiquem o spoofing, ou

seja, mascarem pacotes IP falsificando endereços do remetentes para induzir o

usuário a pensar que se trata de alguém conhecido, e com isso utilizar seus

serviços de forma fraudulenta.

13.9.5 � Escalabilidade

As operadoras necessitarão de femto gateways de segurança em grande

escala na borda de suas redes nucleares para lidar tantos túneis IPsec. Eles

também protegerão a rede da operadora de ataques gerados pela Internet

como os tipos man-in-the-middle (interceptor) e denial of service (negação de

serviço).

13.9.6 � Controle de acesso

O proprietário da femtocélula deverá ser autorizados aos serviços de adicionar

ou excluir usuários autorizados e não autorizados que estejam passando perto



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109

da femtocélula, como um transeunte estranho das vizinhanças em um

condomínio.

13.10.2 � Ponto Focal de Conteúdo

Com uma rede femtocélula mais rápida e ágil, os dispositivos móveis podem

expandir a sua funcionalidade e se tornar o veículo para criar, gerenciar,

armazenar e fazer publicação de conteúdo multimídia móvel.

13.10.3 � Um veículo para Implantação do 4G

Femtocélulas podem representar ilhas de 4G (WiMAX, UMB e LTE) num

oceano 3G unindo e prolongando as tecnologias, como uma plataforma de

baixo risco que comporta poucos usuários mas acessam o backhaul com a

rapidez necessária para o tráfego wireless operando a mais de 100 Mbps

prontamente disponíveis.

13.10.4 � Conclusão

As operadoras poderão usar femtocélulas para construir uma nova geração de

serviços a menor custo, em redes de arquitetura plana que podem utilizar a

Internet como backhaul e oferecer aos clientes uma capacidade expandida

para novos serviços multimidia móveis.

13.11 � Coberturas

Medidas em bits/second/hz/square meter, as femtocélulas proporcionam até 10

vezes mais capacidade, o que supera qualquer magnitude de ganho por

eficiência espectral de rádio. Considerando que estatísticamente 36% das

ligações para celular e 45% dos acessos a dados via celular acontecem dentro

de casa, a macrocélula passa a ter excelente via de acesso ao usuário entre 4

paredes.

Tabela 8 � Abrangência das células dos assinantes / Legenda

Macrocélulas

(em laranja)

Microcélulas

(em azul)

Picocélulas

(em azul)

Femtocélulas

(em verde)

Vários Kms Alguns

Quarteirões

Grandes galerias

/ andares

Grandes Casas



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110

100s usuários 40 usuários 10-20 usuários 4�6 usuários

Figura 83: � Diagrama representando as áreas de cobertura das células do lado do assinante �

Fonte: Revista Mobile Leader � Vol.2 Issue 2 2009 � págs 18 e 19

13.12 � Dados sobre celular tende a crescer 5x entre 2010 e

2013

Nesta escalada de milhões de novos assinantes de pacotes de dados em todo

o jundo, os smartphones serão a grande locomotiva.



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111

Figura 84 : Diagrama extraído da Apresentação Femtonomics Femtocélula Economics for

Mobile Operators.pdf, slide nº 2/12 - Empresa Airvana (Website www.airvana.com)

13.13 � Topologia Mista

Com a idéia de um uso superior interno (dentro das residências) combinada ao

uso em dispositivos móveis externo, temos uma topologia mista que agrega

valor ao modelo de negócio. A comunicação direta entre a macro-célula e os

aparelhos celulares e/ou smatphones denota uma segundo serviço atendendo

simultaneamente um outro público de forma compartilhada.

Figura 85: Diagrama extraído da Apresentação Femtocélula A Game Changing Device in the


As Femtocélulas entregam experiência de tecnologia 4G ao usuário portando

dispositivos móveis 3G. Usuários de femtocélula experimentarão throughputs

de Multi Megabits, entrando em rivalidade com a Rede 4G. Como se já não

fosse bom o suficiente, proporcionará experiência melhorada também aos

usuários em mobilidade fora das femtocélula ao liberar espaço para mais

compartilhamento. A contenção reduzida trará taxas incrementais aos usuários

da macrocélula, conforme representado abaixo:



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112

Figura 86: Diagrama extraído da Apresentação Femtonomics Femtocélula Economics for

Mobile Operators.pdf, slide nº 5/12 - Empresa Airvana (Website www.airvana.com)

13.14 � Aplicações das Femtozonas

�Trazendo Minha Vida Móvel para Casa, Levando Minha Vida em

Casa no Celular�. As femtocélulas estão estrategicamente localizadas nos

lares e podem representar um papel crucial por fazerem a ponte entre

dispositivos móveis e domésticos, o que habilita uma nova classe de serviços

intimamente convergentes. Numa disputa para ser �o centro da sala digital do

amanhã�, as femtocélulas tem diversas vantagens sobre outros candidatos

como o PC, set-top box, roteador/home gateway, e gateway de mídia.

13.15 � A Biblioteca de Serviços na Femtozona

Aplicações disponíveis no ecossistema de serviços na femtozona estão

nascendo:

13.15.1 � Serviço de Alerta à Família

Dá avisos via SMS da chegada ou saída de um membro da família aos outros

membros distantes, como um pai sendo notificado que seu filho chegou da

escola.

13.15.2 � Número de Casa Virtual

Um número que toca em todos os aparelhos da casa quando recebe uma

chamada.

13.15.3 � Sincronização de Mídia

Sincroniza automaticamente música e videoclipes entre aparelho celular e PC.



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113

13.15.4 � Transferência de Fotos

Faz o upload de fotos tiradas num celular para o PC doméstico ao retornar para

casa e já as exibe em molduras digitais.

13.15.5 � Sincronização de Contatos/Calendário

Feita automaticamente entrando na área de cobertura da femtocélula

residencial.

13.15.6 � Controle Remoto

O aparelho celular terá a habilidade de funcionar como controle remoto para

DVR, DVD, TV, etc. quando estiver em casa.

13.15.7 � Vídeo Móvel

Fará streaming de vídeos em tempo real de DVR (gravador de imagens

geradas por câmeras de vigilância) ou de aparelhos DVD diretamente para o

aparelho celular.

13.15.8 � Tablet Familiar

Habilitará funcionalidades de comunicação familiar, como mostrar através de

visores a localização geográfica de seus membros, o calendário de atividades,

mensagens ou lembretes, caixa de mensagens de voz ou texto e fotos tiradas

dos celulares.

13.15.9 � Promoção de Ponto de Venda

Permitirá aos vendedores detectarem a presença de clientes e providenciarem

mensagens de boas vindas, cupons e indicações dos serviços da loja a verejo.

13.15.10 � PBX Virtual

Em um escritório, a femtocélula combinada ao software do PBX IP numa rede

corporativa farão dos aparelhos celulares extensões virtuais da telefonia.

13.17 � Os Sete Tratos Exclusivos das Femtocélulas

Estes tratos distribuem inteligentemente a banda para diferentes tarefas:



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114

Trato 1 � Ponte entre redes móveis e domésticas

Como no Bluetooth, abre interatividade entre os dispositivos móveis e

domésticos traduzindo as informações pelo padrão DLNA (Digital Living

Network Alliance), que compartilha conteúdos e transodifica-os para exibição

em diferentes telas.

Trato 2 � Presença

Transparente ao usuário, converte-se em serviços disparando alertas,

transferindo conteúdos A/V e melhorando a interatividade em tempo real com

redes sociais. Não requer qualquer ação do aparelho e detecta cobertura com

homogeneidade.

Trato 3 � Âncora Universal à Rede Doméstica

Conexão tipo tubo transparente digital que leva os serviços para fora da

femtocélula. Já há produtos como Slingboxes e outros appliances, mas

nenhum provê acesso remoto universal a todos os dispositivos da casa como

se o usuário lá estivesse.

Trato 4 � Plataforma para Entrega de Serviços Gerenciáveis

A femtocélula pode ser o nó por onde serviços convergentes são entregues

pela operadora como filmes, games, notícias, publicidade, educativos,

turísticos, etc.

Trato 5 � Ponto Local de Injeção de Tráfego

Como ponto de intersecção, dispensa ligação conference call, faz transmissão

simultânea de conteúdo (home broadcasting) e PTT para localização (localized

push-to-talk). Nas aplicações de negócios, um hipermercado poderá enviar

promoções aos aparelhos de usuários que estão entrando na cobertura de sua

femtocélula. Como identifica individualmente membros de uma família, pode

ser a base para a criação de portais pessoais e políticas individualizadas da

experiência em casa. Um filho adolescente terá maior interesse por músicas e

pesquisa, enquanto seu irmão de 9 anos poderá retomar o jogo do dia anterior,

a mãe assistirá a uma vídeo-aula de culinária e o pai estará on-line com

colegas da empresa. Tem o potencial de se tornar um personalization node,



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115

coletando informação almejada por cada usuário enquanto preserva sua

privacidade.

Trato 6 � Banda Larga Móvel Transparente

Traz continuidade de serviços, pois a interface celular está sempre ativa, o que

preserva a confiabilidade do sistema mesmo remotamente.

Trato 7 � Ferramenta de Relacionamento Social

A femtocélula se transforma numa poderosa ferramenta de rede social pelas

chamadas femto groups, um agrupamento estático ou dinâmico de

femtocélulas que obedecem a determinado critério. Além da conexão lógica

entre elas, podem abrir canais peer-to-peer (entre dois pontos individuais) e

cada femtocélula pode participar de mais de um grupo, ou seja, pode ligar-se a

diferentes comunidades para compartilhar toda uma base de conhecimento.

Um exemplo simples seria um grupo de famílias cujos filhos são colegas na

escola, em que um pai seria notificado da chegada ou saída de sua filha da

casa da amiga ou da sua. No caso corporativo, femtocélulas de diversas filiais

de uma multinacional poderão dar acesso a funcionalidades de um PBX, como

discagem para ramais de 4 dígitos para chamadas e transferências à longa-

distância. A comunicação intergrupos femto também pode revelar presença ou

ausência de qualquer membro individual ou entregar serviços de forma

segmentada ou indistinta a todos os membros, como a uma família estendida.

13.18 � Femtocélulas Como Plataforma de Entrega Unificada

de Serviços Numa Residência Digital

Vejamos exemplos de pacotes destas características combinadas:



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116



13.19 � Implementando Serviços e Aplicações nas Femtozonas



No diagrama acima vemos a femtocélula como ponto de convergência entre a

operadora móvel, a rede doméstica e a internet. Os serviços envolverão

diferentes modelos de arquitetura e componentes dependendo da aplicação.

13.20 � Componentes dos Serviços nas Femtozonas



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117

Racionalizando, teremos quatro componentes de aplicações de serviços

(aparelhos celulares, femtocélulas, dispositivos domésticos e servidores de

aplicativos). Para viabilizar a comunicação física pelas infra-estruturas não

hierárquicas, será necessário tratar as camadas intermediárias, as plataformas

dos dispositivos e as interfaces de programação de aplicações (APIs ou

Application Programming Interfaces). Juntas estas camadas unificam a

experiência, conforme abaixo:



13.22 � Motivações do usuário final

Estatisticamente hoje 70% do tráfego de dados é feito dentro de construções. A

cada novo lançamento, as posições de vendas de aparelhos e sistemas

operacionais se alternam em questão de poucos meses. O comportamento no

uso dos aplicativos também se modifica, conforme surgem novas opções. Os

gráficos abaixo ilustram estas mudanças súbitas:



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118

Figuras 90 e 91 : Diagramas extraído da Apresentação Femtocélula A Game Changing Device

in the Wireless.pdf, slide nº 5/9 - Empresa Airvana (Website www.airvana.com)

Embora usuários em mobilidade prefiram usar rede wi-fi local a consumir seu

plano de pacote de dados, não há largura adequada para tanta comunicação

simultânea, principalmente se envolver imagens. Imaginando um almoço de

negócios internacional no qual se queira fazer uma apresentação usando

recursos multimídia on-line, além de bons aparelhos preciso de várias

tecnologias corretamente combnadas para lidar com a Tsunami de dados.

Figura 92: NEW_Traffic_Offload_or_Load_Management_FINAL_EXTERNAL[1].pdf

14 � PUBLICAÇÕES

14.1 � Wi-Fi Com Esteróides

Artigo Revista Veja 13/10/2010, págs. 110 � 112, Coluna �Internet�

A Transferência das freqüências da TV analógica para a internet sem fio acena

com uma revolução na velocidade e no alcance da tecnologia de tráfego de

dados.

Por Alexandre Salvador

�O FCC decidiu destinar parte das freqüências ociosas (espaço

branco) que sobraram na migração dos canais de televisão

analógica para digital no uso gratuito das redes de internet sem

fio, as super wi-fi, ou wi-fi com esteróides. A iniciativa faz parte do

PNBL de Barack Obama, que pretende levar a internet a novos

domicílios de 100 milhões de americanos. Na última vez em que o

FCC liberou faixas de freqüência para uso livre, em 1985, houve

um avanço espetacular nas tecnologias sem fio de uso doméstico.

Popularizaram-se aparelhos como o telefone sem fio, o controle

remoto de portão, a babá eletrônica e, finalmente, o próprio wi-fi.

Essa experiência anterior permite previsões ambiciosas para o



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119

uso das novas faixas de freqüência. Como ocorreu há 25 anos,

pode-se ter a certeza de que elas servirão de base para uma nova

era.

Figuras 93 e 94: Ilustrações da Publicação no artigo da revista Veja em referência

Conforme gráficos acima, o espaço hoje disponível para o wi-fi é

diminuto ocupando apenas duas faixas de freqüência na casa dos

2,4 GHz e dos 5,8 GHz. Elas são divididas com eletrodomésticos,

inclusive o forno de micro-ondas. �O espaço para comunicação

wi-fi está ficando congestionado. Isso aumenta a incidência de

interferência nas transmissões e diminui a capacidade de

transferência de dados�, diz o engenheiro Cristiano Magalhães

Panázio, professor do departamento de telecomunicações do

Estado de São Paulo. Ao aumento acelerado da demanda por

conexões da internet sem fio não corresponde a ampliação das

faixas de freqüência disponíveis.



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120

A nova faixa dos EUA encontra-se numa área privilegiada do

espectro eletromagnético, na zona de ondas de baixa freqüência,

que se propagam por distâncias maiores atravessa barreiras

físicas como paredes ou árvores com maior facilidade. Nas

freqüências altas, o sinal se enfraquece, por isso um roteador

doméstico tem dificuldade de vencer mais do que um andar de

prédio e não serve a um raio maior que 100 metros. Com as

novas freqüências, será possível usar o roteador para o campus

inteiro de uma universidade, para um prédio de vinte andares

razão pela qual funcionarão bem nas regiões rurais.

O Brasil está atrasado na expansão das redes de internet sem fio

(conforme mostram o quadro evolutivo e a tabela comparativa

abaixo). O país só poderá seguir o caminho dos Americanos após

2016, data estipulada para a digitalização total dos sinais de TV.

Além disso, o plano de expansão de banda larga é gerido por um

dinosssauro do tempo dos telefones públicos movidos a ficha: a

estatal ressuscitada Telebrás. É difícil esperar inovações da parte

dela.

Figura 95: Ilustrações da Publicação no artigo da revista Veja em referência

14.2 � Tá Lento, Mas Vai Melhorar

Artigo Revista Veja 25/08/2010, páginas. 117 � 119

Coluna �Ordem de Grandeza�

O número de brasileiros com acesso via celular à conexão de internet de banda

larga superou rapidamente o contingente de usuários da rede fixa. Agora, o

desafio é aumentar a velocidade � Artigo escrito por Malu Gaspar



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121

Pela primeira vez, já há mais brasileiros se conectando à internet no celular

(3G) do que pela rede fixa. Isto se deve a alguns impulsos rumo à banda larga

móvel, pois com o celular, a internet cabe no bolso, além de oferecer ampla

gama de serviços, como TV digital paga nos aparelhos, assim como vídeo sob

demanda. Com uma conexão à rede móvel pode-se executar transações

bancárias, arrematar ações no pregão, optar pelo melhor trajeto para escapar

do trânsito nas grandes cidades ou ate vigiar a própria casa. Mas, no Brasil,

além de mais cara, a conexão no celular figura entre as mais ineficientes do

mundo. Os números mostram isso com clareza. Um novo ranking que aferiu a

rapidez da banda larga móvel em 61 países pôs o Brasil numa sofrível 43ª

posição � com um quinto da celeridade de países como Arábia Saudita e

Bélgica, no topo da lista. Na é só isso. Segundo a consultoria International Data

Corporation (IDC), com sede nos Estados Unidos, a internet portátil brasileira

atinge, em média, um terço da velocidade da já lentíssima rede fixa. Todas as

operadoras juntas têm colocado de pé seis novas antenas por dia, desde o

início de 2010. É um esforço necessário, mas não suficiente. Para dar o

inadiável salto de patamar no volume e na velocidade de processamento dos

dados, os especialistas concordam que será preciso adotar no Brasil o 4G.

15 � CASES DE SUCESSO

15.1 � Solução Wireless de Banda Larga da Redline Provê

Video Vigilância e Monitoramento Remoto para a Cidade do

México

Figuras 96 e 97: ©2010 Redline Communications Inc. Todos os Direitos Reservados.

Redline Communications Inc., 302 Town Centre Blvd., Suite 100, Markham, ON, Canada L3R

0E8 � Phone: +1.905.479.8344 � Toll-Free

Para instalar uma rede wireless para CFTV, a fabricante Redline forneceu

rádios AN-0i com baixa latência com um raio médio de 3 km da base devido à

obstrução dos prédios e fuligem suspensa que degradam as imagens. Numa



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122

banda de segurança pública de 4.9 GHz com largura de banda restrita a 50

MHz, a chave para mitigar a perda ou enfraquecimento de sinal é a modulação

OFDM combinada a uma medida de linha de visada óptica que emprega

menores alturas de antena para reduzir as obstruções visuais. Algumas

características relevantes deste projeto são:

� Fácil gerenciamento = baixa manutenção

� Custos operacionais ou OPEX (Operational Expenditures) mais baixos em

relação aos cabos de fibra ou cobre;

� Em conformidade com a IEEE 802.3af- PoE ou Power over Ethernet

� Caixas de Proteção IP-67 com ajustes em aço inoxidável

� ready Criptografia de bits AES-256 com FIPS 140-2 para segurança da rede

sem fio (wireless)

15.2 � Parceria Municipal entre WISP e Segurança Pública

Cria Nova Dinâmica para a Entrega da Banda Larga Móvel

A provedora de serviços de internet sem fio (WISP � Wireless Internet Service

Provider) Iowa Evertek, Inc., o município de South Sioux City, Nebraska � EUA

juntos construíram ampla infra-estrutura sem fio na cidade usando a plataforma

Expedience da Motorola®. Como resultado, segundo o Chefe de Polícia da

cidade, Scot Ford "agora somos capazes de obter retorno da consulta em vídeo

solicitada numa fração de segundo, antes de sair da viatura policial, tamanha a

agilidade." Todos os 15 carros de patrulha do departamento estão equipados

com um rádio transmissor/receptor Expedience montado no porta-malas,

permitindo que os funcionários se comuniquem a uma taxa de 1 Mbps na

descida e 256 kbps na subida dos pacotes de dados, quer estejam

estacionados ou em alta velocidade. Os policiais podem solicitar e receber

informações instantaneamente de placas, executar verificação de

antecedentes, trocas de e-mails, eliminando a necessidade de retorno à

delegacia.



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123

Figuras 98 e 99 Instalação do rádio veicular e estático. Fonte: catálogo de casos Motorola

Ainda segundo Ford, "temos agora a possibilidade de enviar fotos, utilizar

streaming de vídeo ao vivo, acessar todo o tráfego e o poder da Internet a partir

do veículo. Temos também a capacidade de enviar e receber mensagens

eletrônicas entre nós, e o público tem a capacidade de enviar uma mensagem

de e-mail diretamente para um oficial na viatura.� Roxanne White, Gerente

Geral da WISP Evertek diz: "sem linha de visada e usando apenas uma antena

omni-direcional conseguimos acessar imagens geradas em sistemas de CFTV

das escolas ensino médio.� �Não temos que esperar pela tecnologia WiMax e

podemos programar os equipamentos funcionando em três dias, e por ser

muito escalável para redimensionamentos de novos enlaces de comunicação,

as ampliações podem ocorrer em apenas de 30 dias", comemora.

Na região está sendo permitida a utilização do espectro licenciado para MMDS

de 2.5 GHz para aplicações móveis. Nesta perspectiva, há preparativos em

curso para instalação da tecnologia sem fio nos véículos do corpo de

bombeiros e unidades de resgate da cidade. Através dela, o sistema de saúde

de emergência enviará dados do paciente na ambulância a caminho do hospital

durante os procedimentos de primeiros socorros. Num incêndio, obter-se-á um

mapa ou uma fotografia aérea que mostre a localização dos hidrantes em

relação ao local da ocorrência. Também há benefícios no auxílio às análises de

impressões digitais e outros trabalhos forenses.

Segundo Jamie Burnsted da Evertek, �depender das redes celulares para o

desempenho de qualidade de comunicação em momentos de crise quando



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124

aumenta o uso público destes serviços está provando ser uma grande fraqueza

em operações de segurança pública.

Observe-se que todas estas necessidades estão surgindo em um cenário de

orçamentos apertados, que impedem que grande parte das localidades invista

em infra-estrutura de segurança pública separadamente. Com flexibilidade,

mobilidade e robustez de desempenho da plataforma Expedience da Motorola,

os WISPs tem uma oportunidade sem precedentes para expandir suas ofertas

de serviços e obter os benefícios que vêm através de parcerias com governos

municipais e distritais.

15.3 � Macaé � RJ, Brasil

A solução porposta foi a implementação da plataforma Ponto-a-Multiponto da

Motorola com 90 pontos de acesso paras serviços de banda larga sem fio,

comunicação integrada e transmissão de dados. O integrador, a Jevin

Comércio e Serviços Ltda., possui certificações, técnicos e engenheiros

capacitados em implantação e gerenciamento de cidades digitais.

�O sistema funciona com um módulo de gerenciamento instalado em um lugar

estratégico, que transmite o sinal para os receptores localizados nas entidades

de apoio do governo municipal, todos conectados a redes de computadores,

serviços de telefonia (VoIP) e outros equipamentos. Além das sedes do

município e dos pontos de acesso público, outros quatro distritos, localizados a

50 quilômetros de Macaé, contarão com equipamentos da Motorola. Isto

permitirá melhorar a comunicação dos órgãos públicos, promovendo assim a

inclusão digital dessas cidades�, ----afirmou Joeval Martins, Gerente de Canais,

da Motorola.

Dentre o leque de benefícios, incluem-se controle de epidemias, otimização no

sistema de gerenciamento das farmácias municipais em seus estoques de

medicamentos, interconexão entre os diferentes centros de saúde, sistema de

vídeo-conferência e de telemedicina. Automatização de todos os processos

administrativos e a criação de sistemas de comunicação que melhoram o

intercâmbio de dados e de informações entre as diversas repartições estatais

do município.

As soluções Ponto-a-Multiponto permitem comunicação entre os distritos

vizinhos de Macaé e implementação de novas tecnologias de segurança para



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125

diminuir e prevenir roubos e outros tipos de crimes. Neste sentido, o município

poderá contar com um sistema de vídeo-vigilância e de monitoramento de ruas

e de espaços públicos por meio de câmeras sem fio.

No programa Macaé Inteligente, segundo o Dr. Guto Garcia, secretário carioca

de Ciência e Tecnologia �criou-se a Fábrica da Cidadania, na qual os jovens

aprendem através de um curso a reciclar computadores doados por entidades

privadas. Numa segunda fase, os melhores alunos do programa são

contratados para realizarem o monitoramento de 15 postos situados na

periferia da cidade, onde a população tem acesso a computadores e Internet,

além de cursos.�

Atualmente, Macaé conta com 80% de cobertura digital em sua área urbana e

40% na zona rural, ambas interconectadas através de 90 pontos de acesso. O

objetivo é proporcionar cobertura em todas as repartições públicas, as quais

incluem: instituições, fundações, postos municipais, secretarias, faculdades,

escolas públicas, postos de saúde e hospitais.

15.4 � Parnaíba � Piauí, Brasil

Nesta cidade foi implementada uma rede baseada nas plataformas Ponto a

Multiponto, Ponto a Ponto e WLAN da Motorola e o software PRIZM, que

permite acesso gratuito à Internet a aproximadamente 140.000 habitantes.

O programa Parnaíba Digital, que visa democratizar o acesso à informação

para toda a população do município por meio do uso da Internet e proporcionar

ampla cobertura de rede sem fio a diferentes repartições municipais

interconectadas a centros de saúde, hospitais e postos de segurança pública,

incluindo delegacias de polícia. Além disso, após a finalização do projecto,

mais de 100 escolas contarão com conexão à Internet para utilização dos

alunos, para que os professores se actualizem e para melhorar a comunicação

entre as diferentes instituições educativas e de pesquisa.

Na segunda fase do projeto, iniciada em 2009, inclui a instalação de câmaras

digitais sem fio em pontos estratégicos da cidade, as quais transmitirão as

imagens capturadas para um centro de vigilância da Guarda Civil Municipal.



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126

Além disso, também está prevista a conexão de todo o sistema público de

saúde à rede, o qual beneficiará a população em várias atividades, tais como, o

acesso ao histórico clínico dos pacientes via web, interconsultas,

videoconferências em locais remotos e o agendamento de consultas médicas

via Internet, que solucionará um dos grandes problemas dos hospitais da

região.

�Com esse projeto, Piauí se converte em um ótimo exemplo dos benefícios

que uma cidade digital pode oferecer. Além de reduzir a brecha digital e

otimizar a gestão pública, a digitalização contribui para reduzir os níveis de

insegurança, por meio da otimização das comunicações das forças públicas e

dos sistemas de vídeo-vigilância. O sistema de saúde também logra

aperfeiçoar seu funcionamento por meio da conexão constante entre hospitais,

ambulâncias, médicos e pacientes. E o sistema de transito inteligente, por seu

lado, agiliza a circulação dos automóveis e previne tediosos engarrafamentos�,

destacou Joeval Martins, Gerente de Canais Banda Larga Sem Fio da Motorola

do Brasil.

A ampliação do projecto com as soluções sem fio da Motorola também

pretende optimizar todos os processos administrativos do governo local e

melhorar o sistema completo de comunicações entre as diferentes repartições

estatais do município.

�Para dar prosseguimento aos próximos passos do projeto, a intenção é

instalar outros clusters de rádio com equipamento da Motorola, expandindo a

cobertura da rede já estabelecida�, afirma Reginaldo Marreiros, Gerente Geral

da Safety Way.

15.5 - Internet Livre de Hortolândia é tema de pesquisa

Por Isabela Santos (11/11/10)

Um grupo de alunos da UNASP (Universidade Adventista de Hortolândia), do

curso de Sistema de Informação, escolheu como tema do Trabalho de

Conclusão de Curso o projeto de Internet Livre, desenvolvido pela Prefeitura de

Hortolândia.

Para acessar os pontos de acesso da rede se fio, é necessário possuir

computador com placa de rede wi-fi/wireless com uma antena e estar a mesnos

de 100 metros do equipamento. Se a distância da antena for maior que 100



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127

metros, é necessária a utilização de uma antena parabólica de grade 2.4GHZ,

virada em direção ao ponto da antena de transmissão. No primeiro acesso será

aberta uma página de cadastro que gerará um login e senha. O cadastro é

necessário para a segurança do acesso. O serviço, implantado na cidade em

setembro de 2009 faz parte do Programa Cidade Digital que tem como objetivo

levar tecnologia, cidadania e inclusão digital para a população hortolandense.

Além da internet livre e grátis, foram implantados 15 laboratórios de informática

nas escolas municipais, como forma de levar aos alunos o acesso à tecnologia

digital. Os alunos ganharam laboratórios equipados com livros, projetor

multimídia (lousa digital), vídeo, microscópio e, também, painéis eletrônicos

com temática ambiental. Os professores ganharam a TV digital Sapsa (Serviço

de apoio ao Professor em sala de aula). O projeto permite a exibição de filmes

educativos e documentários em sala de aula, em complementação ao ensino

dos alunos.

Com o SAPSA, fica garantido:

Ferramenta de apoio aos professores da rede pública e privada;

Acesso a trechos de vídeos, filmes, entrevistas ou quaisquer tipos de

programas que possam agregar valor ao processo de ensino;

Busca e recuperação de material multimídia didático de apoio às aulas;

Navegação em tempo real, armazenamento de conteúdo educacional para

uso posterior e navegação linear;

Navegação por diferentes conteúdos educacionais em função de dúvidas e

comentários de alunos, propiciando hábitos de pesquisa;

Mantém o modelo pedagógico, pois o professor está em sala de aula;

Agrega valor ao processo de ensino e aumenta o envolvimento do aluno;

A produção de vídeo pelos alunos traz uma dinâmica de aprendizagem com

participação ativa no processo e maior fixação do conteúdo didático;

Gerenciamento centralizado de conteúdos, professores, escolas e

terminais;

Diagrama Geral da Comunicação WiMAX para Tráfego de Dados



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128

Figura 100: Diagrama do Arquivo PDF CpQD Plant Management � OSP entitulado �Cidadania

Eletrônica e Cidades Digitais� Pág. 24/32 por Giovanni Moura de Holanda e Hamilton da Costa

Lamas



Lamas



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129

Detalhe da rede interna em uma escola



Lamas



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130

CONCLUSÃO

Diante da inquestionável demanda crescente por comunicação de dados sem

fio, decorre a necessidade de determinar quais os caminhos para seu

provimento. O emprego combinado das tecnologias expostas no presente

trabalho podem agilizar o tráfego de vídeo sobre IP, prover acesso ubíquito

com melhor qualidade, revolucionar a disseminação de conteúdo e gerar novas

fontes de receita. Em última instância é uma importante contribuição para o

desenvolvimento do país, dadas todas as suas vertentes, algumas das quais

procurou-se expor aqui. Ao final, temos uma equação onde todos os aspectos

tratados viabilizam os avanços do vídeo sobre IP através das comunicações

sem fio.

Os fatores que compõe esta equação são: vídeo digital (resolução em pixels e

taxa de atualização em quadros por segundo, modulação OFDM, MIMO, novas

bandas do espectro de freqüência, femtocélulas, tecnologias MMDS e WiMAX

de rádio, aprimoramento da macrocélula para 4G/LTE, modelos de gestão de

BI, aplicativos baixáveis pela internet, dispositivos móveis de múltiplas telas,

padrão de compactação de vídeo H.264, entre outros.

O desenvolvimento da esquação ideal dependerá do que se almeja conseguir e

quais os recursos disponíveis em cada caso. Nos casos de sucesso

apresentados, buscou-se mostrar que há benefícios para todos os envolvidos e

que os resultados são alcançados em etapas.



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131

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