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Telefone Celular, uma abordagem quase completa

 

Introdução

Nas últimas semanas a mídia provocou verdadeiro alvoroço ao noticiar que a Apple Inc. (aquela dos Macs e iPod) estaria lançando seu primeiro telefone celular o iPhone, para quem já acompanha as tendências de tecnologia sabe que qualquer lançamento da Apple é garantia de revolução.Porém pelos mais afoitos o anúncio feito pelo próprio CEO da empresa o Sr. Steve Jobs o iPhone não é como esperado, seja pela ausência de recursos ou pelo preço "salgado".

 

Mas e você, sabe realmente do que seu celular é capaz ? Calcula-se que aproximadamente 100 milhões de brasileiros possuem aparelho celular, no entanto, a grande maioria utiliza apenas o recurso mais primitivo desse dispositivo que é realizar e receber chamadas.

O objetivo deste artigo é justamente abordar de forma simples porém ampla os diversos tipos de aparelhos, suas tecnologias e algumas de suas características mas como tudo na vida tem um início comecemos pela história do aparelho celular.

 

História

A primeira ligação de um telefone celular foi realizada em Nova York no dia 3 de Abril de 1973 pelo pesquisador da Motorola Martin Cooper de uma esquisa no centro da cidade.O aparelho pesava aproximadamente 1Kg e media 25x7cm, sua bateria possuia autonomia de apenas 20 minutos de conversação mas aquele momento se tornaria um marco no avanço das Telecomunicações que afetaria completamente a forma com o qual as pessoas se comunicam.

 

A idéia de se comunicar em pontos remotos e de forma autônoma, ou seja, mobilidade, é muito antiga e foi empregada bem antes da idealização do telefone celular. Há mais de 100 anos o homem já desfruta da comunicação pelas ondas de Rádio Frequência e embora a invenção do rádio esteja associada ao italiano Guglielmo Marconi, de fato o primeiro homem a transmitir a voz humana por ondas de rádio foi um "Padre Brasileiro".

Bem a frente de seu tempo, de família humilde porém dotado de extrema genialide e habilidade inventiva o Padre Roberto Landell de Moura conduziu no dia 03 de Junho de 1900 um experimento que permitiu a transmissão e recepção de sinais de voz entre a Av. Paulista e os altos do Bairro de Santana, o evento foi coberto pela Imprensa sendo até destaque no Jornal do Comércio de 10 de Junho de 1900, também presenciaram o importante feito o Sr. P.C.P. Lupton, representante do Governo Britânico e sua família.

 

Algumas décadas depois o rádio se tornara o principal meio de comunicação em massa, além de instrumento de difusão de informações passou também a servir como hobby para entusiastas por comunicações estes denominados Radioamadores.Devido as dificuldades de propagação dos sinais de Rádio em "frequências muito altas" ou " Very High Frequency - VHF" os Radioamadores desenvolveram um sistema interessante para transpor obstáculos que consistia de uma estação de rádio estrategicamente posicionada do ponto de vista geográfico num local bem alto, esta estação permitia a recepção dos sinais de outras estações e os re-transmitia à outras, dessa forma uma estação que não podia se comunicar diretamente com outra utilizava a estação "central" como intermediária, a estação intermediária passou a ser chamada de Estação Repetidora.

 

Com a evolução natural da tecnologia, os equipamentos para Radioamador ganharam recursos e inovações importantes, surgiram os primeiros rádios portáteis, estes rádios conhecidos como HT (Handie Talkie) trazem uma série de inovações, são pequenos, possuem codificador e decodificador DTMF (o mesmo padrão empregado nas linhas telefônicas modernas) e possuem uma bateria que garante autonomia para algumas horas de conversação.Essa mesma evolução resultou num equipamento de conexão chamado Phone Patch, este equipamento permite a conexão entre o rádio e a linha telefônica fixa, dessa forma um Radioamador que possui em sua casa uma estação de rádio equipada com Phone Patch conectado numa linha telefônica e munido de um HT pode facilmente originar ou receber chamadas telefônicas em seu rádio portátil mesmo estando fora de casa, o raio de alcance neste caso é limitado em alguns quilômetros mas numa época onde não existiam celulares esse sistema era um avanço importante e serviu de base para o desenvolvimento dos celulares.

 

Fazendo uma analogia simples os celulares podem ser comparados aos HT's usados pelos Radioamadores, as Estações Rádio-Base (ERB's) operam como uma Estação Repetidora com Phone Patch, e as similaridades não param por aí, ambos utilizam RF para propagar seu sinal, se você se distanciar muito de uma ERB o celular fica sem sinal, claro que a tecnologia embarcada no sistema celular é bem superior aos equipamentos de Radioamador mas o princípio é o mesmo.

 

A título de curiosidade os telefones celulares são assim chamados porque uma área geográfica composta por ERB's. é denominada "célula".

 

Evolução

No início os celulares eram extremamentes caros, afinal as Operadoras deveriam repassar o custo de implementação das redes para os usuários, a infraestrutura complexa e cara necessária ao funcionamento dos celulares operava de forma precária e como base foi usada a infraestrutura já disponível no sistema de Pager. Fatores como deficiência na área de cobertura, instalabilidades na rede e problemas com conexão eram frequentes mas ainda sim muitos profissionais foram beneficiados, pessoas que trabalham na rua como vendedores, consultores, corretores não estavam mais restritos a receber apenas mensagens, poderiam se comunicar de verdade interagindo ativamente na comunicação.

 

Hoje o cenário mudou bastante, talvez ainda não seja o ideal mas o celular está acessível a qualquer pessoa, o custo dos terminais (aparelho celular) caiu vertiginosamente e as redes foram ampliadas ao ponto de oferecer serviços de razoável qualidade porém o custo das ligações e conexões de dados ainda é alto para nossa realidade.O mais importante é que hoje o celular não está restrito a fazer e receber ligações telefônicas, é possível usar serviços como troca de mensagens de texto, mensagens multimídia, acesso a Internet incluindo acesso a Web e E-Mail.

 

Redes Celulares

A evolução das redes celulares foi marcada com avanços tecnológicos importantes, cada etapa desse processo foi dividido em Gerações, vamos conhecê-las:

 

1G - Primeira Geração

Os primeiros padrões adotados eram Analógicos, o mais empregado foi o AMPS (Advanced Mobile Phone System), esse padrão no Brasil foi outorgado para operar na faixa de frequências que vai de 824MHz à 894MHz e possuia diversos problemas como a baixa qualidade nas ligações, o consumo excessivo de bateria e o principal deles, a possibilidade de interceptar e ouvir comunicação dos usuários.

No Padrão AMPS o sinal analógico é modulado em FM, portanto, qualquer receptor de rádio capaz de rastrear frequências na faixa de UHF pode facilmente ser empregado para escutas telefônicas, como curiosidade a modulação FM é a mesma empregada na faixa de Broadcasting Comercial em VHF, ou seja, a famosa rádio FM da sua cidade ou região: Antena 1, Transamérica, Kiss FM, Radio Rock, etc.

No AMPS já era possível a comunicação de dados através de protocolos como o X.25 permitindo taxas entre 9Kbps e 14Kbps.

 

2G - Segunda Geração

Aqui inicia-se o emprego da tecnologia Digital e temos uma sensível melhora na qualidade dos serviços principalmente em comunicação de voz, outro problema resolvido foi o da possibilidade de escutas telefônicas, os padrões de modulação digital são bem mais complexos de serem decodificados e exigem equipamentos mais aperfeiçoados e caros, embora ainda possível interceptar chamadas a complexidade do processo requer conhecimentos técnicos avançados..

Os padrões digitais mais adotados são: TDMA (Time Division Multiple Access) IS-136 e IS-54 com sinal de voz digitalizado de 64Kbps no IS-136 e comprimido para 8Kbps no IS-54, na verdade IS-136 e IS-54 se referem aos algoritmos de criptografia e privacidade adotados no TDMA, a modulação propriamente dita é feita através da técnica DQPSK que permite uma taxa efetiva de 48,6Kpbs para digitalização da voz, a taxa de dados ainda está limitada à 14Kbps.

 

CDMA (Code Division Multiple Access) IS-95A ou ainda CMDAOne, possui uma arquitetura básica bem semelhante a do AMPS e utiliza a mesma faixa de frequência porém utiliza alguns elementos adicionais para compor a rede como o BSC (Base Station Controller) responsável pelo controle de um grupo de ERB's, o HLR (Home Location Register) e o VLR (Visitor Location Register) que são bases de dados responsáveis pelas informações de assinantes e visitantes na rede.O sinal de voz pode ser digitalizado (via vocoders) em 13Kbps ou 8Kbps, um dado interessante sobre os vocoders (codificadores de voz) é que estes podem ocupar uma largura de banda maior melhorando a qualidade da voz porém reduzindo a capacidade do sistema, por isso geralmente são empregados vocoders com lagura de banda menor.

No CDMA o sinal é modulado em QPSK que usa técnicas de espalhamento espectral (Spread Spectrum), como curiosidade o sistema GPS (Global Positioning System) utiliza a técnica CDMA com códigos únicos para suas propriedades de correlação, tecnologicamente o CDMA é bem superior ao TDMA e por isso é considerado por muitos como uma tecnologia "mais promissora", no entanto, os direitos de royaltyes que pertencem a Qualcomm pode comprometer os investimentos futuros das concorrentes Nokia e Ericsson na oferta de novos aparelhos e inovações tecnológicas fadando o CDMA à extinção, no CDMAOne a taxa máxima de dados ainda está limitada aos mesmos 14Kbps do TDMA.

 

GSM (Global System for Mobile Communications), é a tecnologia digital de celulares mais empregada no mundo e é baseado em redes TDMA que a princípio pode soar como desvantagem pelo fato dessa tecnologia ser inferior ao CDMA mas torna-se uma vantagem pelo baixo custo de infraestrutura, um detalhe interessante dessa tecnologia é que a autenticação e ingresso do usuário na rede é feito através de dados gravados num smart card composto de algumas unidades como CPU e ALU Timer, I/O Port, Security e Pure Logic, memórias RAM, ROM e EEPROM e não mais no próprio aparelho celular como antes, esse recurso traz diversos benefícios como por exemplo a troca simples do aparelho trocando apenas o SIM Card sem qualquer necessidade de reprogramação para manter os dados de linha e assinatura.As redes GSM foram alocadas em 4 faixas de frequência: 850MHz, 900MHz, 1800MHz e 1900MHz.

Por se tratar de um padrão "aberto" e usado no mundo todo o GSM tem uma perspectiva de crescimento e evolução bem maior que o CDMA, O GSM evolui a cada dia e tem se mostrado uma tecnologia bastante flexível mas ainda é cedo para afirmar se ela será a vencedora ou não nessa disputa.

O sistemas de segunda geração possuem o compromisso de manter compatibilidade com os sistemas de primeira geração exceto no caso do GSM, no início de transição entre essas gerações a cobertura digital ainda era deficiente em muitas áreas, os fabricantes decidiram então manter nos aparelhos CDMA e TDMA a retro-compatibilidade com os sistemas AMPS, esses aparelhos entraram no mercado designados como Dual-Mode.

 

2,5G - Evolução da Segunda Geração

O grande marco desta geração é que os dados passam a ser agora comutados por pacotes e não por circuitos como nas anteriores, na prática isso significa taxas de transmissão mais altas estabelecendo um novo patamar para os usuários e finalmente quebrando a barreira dos 14Kbps.

É importante deixar claro que na prática as supostas taxas de transmissão de dados em alta velocidade que a propaganda tanto apregoa ainda não é sentida pelos usuários, as redes 2,5G foram implementadas sobre a mesma infraestrutura das redes 2G com a promessa de oferecer novos serviços com forte apelo multimídia, o usuário final só irá mesmo desfrutar dessas maravilhas quando a infraestrutura de redes 3G estiver efetivamente implementada, o que pode ainda demorar um pouco.

Nesta geração as redes CDMAOne evoluem para CDMA-1xRtt (CDMA IS-95C ou CDMA2000 1x) e as redes GSM-CSD e HSCSD para Redes GSM-GPRS e GSM-EDGE, ou seja, evolução só para transmissão de dados.

 

3G - Terceira Geração

Esta geração promete uma verdadeira revolução na transmissão de dados em redes celulares, serviços como vídeo-conferência e a promessa do celular substituir definitivamente dispositivos portáteis como palmtops e notebooks ganha apelo comercial, começa a ser moldado o conceito de Mobile Office (Escritório Móvel) onde executivos e vendedores externos possuem acesso as redes corporativas podendo usufruir de todos os seus serviços "off-site". As taxas prometidas para essa versão é de até 2Mpbs, e algumas tecnologias prometem até mais, veja algumas delas: CDMA 1xEVDO, CDMA 1xEVDO Rev.A, WCDMA (UMTS) e HSDPA (WCDMA), como podem ver hoje o mercado está tão confuso que lança tecnologias novas antes mesmo das anteriores serem difundidas, onde vamos parar !!!

Existem rumores que novas tecnologias estão sendo testadas e aperfeiçoadas para a 4G - Quarta Geração, portanto, não se espante se encontrar esse termo por aí.

 

Telefones Celulares

Os aparelhos celulares também evoluíram até porque ele é a interface entre os serviços oferecidos pela redes e o usuário final.

Hoje há celulares para todos os gostos e bolsos o que pode confundir um pouco o usuário menos preparado que deseja adquirir um novo celular, vou elucidar um pouco essa questão falando sobre os diferentes recursos e suas aplicações.

 

Celular, Smartphone ou XDA?

Embora se assemelhem sob muitos aspectos, existem alguns conceitos que os tornam essencialmente diferentes sobretudo no que se refere a funcionalidade.

Conceitualmente falando, um telefone celular é um dispositivo móvel/portátil que permite ao usuário fazer e receber ligações telefônicas, indicado para usuários básicos ou que não possuem necessidades de recursos avançados, podem possuir algumas funcionalidades digamos "básicas" que foram sendo agregadas ao longo do tempo, dentre as quais destaco:

- Agenda de Contatos

- Agenda de Compromissos

- Calculadora

- Hora Mundial

- Toques personalizados

- Displays coloridos

- Câmera fotográfica digital

- Personalização de temas, etc

 

O Smartphone é a evolução natural do telefone celular, os "telefones inteligentes" são destinados aos usuários avançados que demandam necessidades específicas, esses aparelhos possuem em sua memória um Sistema Operacional que permite uma gama de personalização bem maior, essas modificações permitem que o aparelho seja utilizado para alguma atividade específica como por exemplo a instalação de um software para a equipe de força de vendas de sua empresa.

Além dos recursos encontrados nos celulares os smartphones contam com:

- Sistema Operacional embutido, varia de acordo com o fabricante, os mais utilizados são o Symbian, PocketPC ou Windows Mobile, PalmOS e até Linux

- Permite a instalação dos mais diversos softwares, esse recurso torna os smartphones praticamente sem limites pois para uma necessidade específica basta instalar um software, caso este não exista é possível se desenvolver através de ferramentas geralmente disponibilizadas pelo fabricante do Sistema Operacional.

- Conectividade com o Desktop, muitos celulares permitem trocar informações com seu computador de mesa mas nos smartphones essa funcionalidade é essencial.

- Ferramentas de Produtividade, pelo mercado ao qual esses aparelhos são destinados muitos já contam de fábrica com softwares de edição de texto, planilhas eletrônicas, apresentações e banco de dados.

- Permite a troca de arquivos entre computador e o smartphone e entre dispositivos.

 

XDA é um termo novo e ainda pouco empregado, existe uma confusão natural entre o Smartphone e o XDA pois ambos possuem as mesmas características e infinitas possibilidades funcionais graças ao fato de ambos utilizam Sistemas Operacionais.O XDA não é a evolução do smartphone e tampouco do telefone celular mas sim a fusão entre celular e palmtop ou PDA, a diferença reside na forma como o usuário interage com o aparelho, nos smartphones as funções, menus e outros recursos são acessados através do teclado numérico já consagrado nos aparelhos celulares convencionais embora seja admissível a adição de algumas teclas especiais.

Já nos XDA o usuário interage de forma mais natural, geralmente os aparelhos possuem telas sensíveis ao toque (touch screen) que podem ser manipuladas com canetas especiais do tipo Stylus ou com os dedos.Existem XDA's com teclado embutido que podem ou não ser retráteis, esses teclados geralmente seguem o padrão QWERTY, ou seja, o mesmo dos computadores de mesa e há ainda a possibilidade dos teclados serem virtuais sendo manipulados pela tela touch screen.

 

Multimídia vs Produtividade

Nos últimos anos os fabricantes de aparelhos celulares entre os quais incluem-se os Smartphones e os XDA decidiram desenvolver produtos destinados à necessidades específicas de seus usuários, é notório que dificilmente exploramos os recursos desses aparelhos em 100% o que não deixa de ser um desperdício.

O mercado decidiu classificar os consumidores e separá-los em 2 grandes grupos, os usuários domésticos e os usuários corporativos.

Os usuários domésticos se caracterizam por consumir produtos mais voltados ao entretenimento, aparelhos que permitem ouvir músicas, assistir vídeos como traillers e clips e até mesmo filmes inteiros digitalizados, câmeras fotográficas de melhor qualidade e resolução, etc.

Já os usuários corporativos se caracterizam por consumir produtos voltados à produtividade, aparelhos que permitem a troca de arquivos importantes com seu computador de mesa, o envio e recebimento de emails, conexões às redes corporativas através de VPN's entre outros recursos.

Portanto, de agora em diante procure estabelecer primeiro quanto pode gastar e qual a sua real necessidade antes de comprar seu novo celular.

 

Conectividade

Outro aspecto fundamental na escolha de um aparelho celular é como este pode interagir com outros dispositivos, de que adiantaria por exemplo um celular com câmera digital se este não puder transferir as fotos para seu computador?

Vamos entender algumas formas de conexão.

 

Cabo Serial ou USB

A forma mais simples de conexão é sem dúvida feita através de cabos, os primeiros utilizavam cabos com interface serial, hoje praticamente todos são USB, mas geralmente estas conexões só permitem a conexão entre celular e computador de mesa, a taxa de transferência nesse caso varia bastante mas geralmente está limitada à 115Kbps para os seriais e 480Mbps para os USB.

 

Infravermelho

Umas das conexões wireless mais simples e comum, geralmente encontrada nos controles remotos dos mais diversos aparelhos, foi a primeira interface sem fio adotada nos aparelhos celulares, há alguns anos a maioria dos dispositivos portáteis possuiam uma interface infravermelho como: notebooks, palmtops, modems, câmeras digitais, calculadoras e até alguns desktops, embora o padrão possibilite taxas de transferência de dados de até 4Mbps a interface empregada nos celulares geralmente está limitada à 115Kbps pois emula uma interface serial.

O infravermelho ainda é a interface que oferece maior compatibilidade sobretudo com dispositivos antigos, seus contras são a baixa velocidade na troca de informações e a necessidade dos dispositivos que irão trocar dados estarem alinhados sem obstáculos e numa distância máxima de apenas alguns centímetros.

 

Bluetooth

Com o uso de RF, essa tecnologia sem fio é a ideal para os telefones celulares devido uma série de fatores como: baixo custo, baixo consumo de energia, conexões com até 10 metros de distância e a ausência da necessidade dos dispositivos estarem alinhados.

Para estabelecer o enlace entre os dispositivos é necessário realizar um procedimento chamado pareamento em ambos dispositivos, sua taxa máxima de transmissão de dados é de até 700Kbps.

 

Wi-Fi

A grande vedete das tecnologias sem fio é o Wi-Fi, através também de RF e disponível apenas nos Smartphones e XDA's mais sofisticados permite não apenas a troca de dados mas o ingresso desses dispositivos em redes corporativas e Internet, pode atingir taxas de até 54Mbps com distâncias de várias dezenas de metros e ainda permite que os dados sejam criptografados aumentando sensivelmente a segurança no tráfego de dados.

Com a crescente evolução das tecnologias VOIP, conexões Wi-Fi nos celulares ajudarão usuários a economizar em tarifas sobretudo para ligações internacionais.

 

Apple iPhone

Eu abri este artigo mencionando o iPhone e a decepção de alguns usuários, a mídia como sempre fez estardalhaço para divulgar a notícia do primeiro celular produzido pela Apple Computer Inc. que até mudou seu nome para Apple Inc.

Como todos os produtos produzidos pela compania fundada por Steve Jobs o iPhone não é apenas mais um celular no mercado, se trata de um produto dotado de conceito e design únicos.O iPhone é um XDA GSM voltado para o mercado multimídia, inovador, com 4 ou 8Gb de memória, Wi-Fi, Bluetooth, tela multitouch widescreen, câmera digital, Sistema Operacional MacOS X e por incrível que pareça, tem apenas 1 botão.

A decepção fica por conta do iPhone ser GSM Quadriband mas não suportar as novas redes UMTS de Terceira Geração e pelo preço, nos Estados Unidos o produto atrelado a um contrato de 2 anos com a operadora Cingular a versão de 4Gb vai sair pela bagatela de US$ 499.

Como sempre não há previsão para o lançamento aqui no Brasil, alguns de nós já estamos habituados a ter que esperar para poder ter lançamentos, provavelmente quando o iPhone chegar oficialmente por aqui já existirão versões melhoradas ou até mesmo produtos mais avançados sem contar que o preço aqui ultrapassará facilmente os R$ 2.500,00, quem se habilita?

 

Conclusão

Ficou claro que a tecnologia e os benefícios que os telefones celulares proporcionam vieram para ficar e facilitar nossas vidas, mas também fica evidente que os fabricantes e operadoras com estratégias comerciais cada vez mais agressivas e as constantes mudanças na tecnologia deixam o consumidor sem entender o que devem ou não consumir.Devemos estar atentos, um produto "bonitinho" pode não atender todas as nossas necessidades e com a diversidade de padrões, tecnologias, acrônimos e siglas fica difícil até mesmo para os mais experientes escolher o produto adequado.

Antes de gastar seu dinheiro "suado" com o novo lançamento do mercado procure analisar os recursos e benefícios, compatibilidade com tecnologias atuais e futuras e se realmente é tudo aquilo que a propaganda diz, hoje com a Internet está fácil consultar especificações de produtos e sua aceitação no mercado, lembre-se, o melhor teste pelo qual um produto pode passar é o teste do consumidor, se um número grande de pessoas insatisfeitas se manifestar contra não compre!

 

 

 

Denis Squillante (tudobr@yahoo.com.br)

Profissional de TI há mais de 16 anos com sólida experiência em Hardware, Redes de Computadores e Sistemas Operacionais.