As vantagens do LTE / 4G

Logótipo LTE


Hoje em dia, as pessoas navegam na Web, enviam e-mails e consumem vídeo usando os seus computadores e tablets com ligações HSPA (3G) integradas. Também já há quem troque as suas ligações fixas ADSL por modems e dongles USB.

Com a introdução do LTE (4G), a experiência do utilizador será ainda melhor.

Haverá uma explosão de aplicações de video-on-demand, de TV interativa (como é o exemplo do Zonline ou do Meo Go!, de mobile video blogging1, de jogos avançados e serviços profissionais (Ericsson, 2007).

Por exemplo, as estações de emissão de TV (broadcasters) poderão substituir o recurso a transmissões via satélite por transmissões via 4G.

LTE é mesmo 4G?

Do ponto de vista formal, o LTE não é considerado totalmente 4G, mas algo imediatamente anterior (há autores que o consideram 3.9G).

Tal acontece porque o LTE não cumpre todas as especificações 4G definidas pelo ITU-R2 que especifica, entre outros parâmetros, taxas de transmissão de pico de 100Mbps para ambientes de alta mobilidade (como em comboios ou carros) e 1Gbps para ambientes estacionários, como casas ou escritórios. (Wikipedia).

Com a evolução do LTE já prevista – o LTE Advanced – aprovada pelo ITU-T3 e finalizada pelo 3GPP4 em março de 2011 (Americas, 2009) será possível alcançar todos os requisitos 4G (Wikipedia, 2012c).

Para aumentar a confusão, alguns operadores móveis – como a A&T ou a T-Mobile no EUA – referem-se ao HSPA+ (uma outra tecnologia) também como 4G.

De qualquer dos modos, neste texto referimo-nos ao LTE como 4G uma vez que, por questões de marketing, é esta a tendência do mercado, pelo menos em Portugal.

Vantagens do LTE

O LTE oferece vários benefícios importantes para os consumidores e operadores.

Débito

Um dos requisitos do LTE é o de fornecer velocidades de downlink de pico de pelo menos 100 Mbps. No futuro, a evolução da tecnologia para o LTE Advanced permitirá atingir velocidades até 1Gbps.

Para já, a Ericsson já demonstrou sistemas com débitos de 150 Mbps (Ericsson, 2007). O aumento da velocidade tem a ver, em parte, com uma melhor eficiência espectral como veremos de seguida.

Eficiência

A crescente utilização do espectro pelos diversos serviços de teleco- municações faz com que este seja um dos recursos mais importantes no planea- mento deste tipo de serviços, sendo para tal necessário uma gestão eficiente do mesmo (Sá, 2011).

O LTE suporta larguras de banda flexíveis de 1.4 MHz até 20MHz.

Para já, é possível operar a 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz 15 MHz e 20 MHz. Isto simplifica muito a utilização do espectro, uma vez que podem ser aproveitadas áreas onde haja mais restrições como pequenos blocos de largura de banda (Duarte, 2010).

Por outro lado, a flexibilidade espectral é ainda maior no sentido em que é possível operar – em simultâneo – nos modos Frequency Division Duplexing (FDD) e Time Division Duplexing (TDD).

As duas técnicas podem partilhar a mesma largura de banda, sendo possível utilizar a capacidade total de um sistema de comunicações móveis para poder incluir mais utilizadores por célula.

O LTE pode ser implementado quer com duas bandas de frequência no modo FDD (uma frequência para downlink e outra para uplink) quer com apenas uma banda de frequência em modo TDD onde a mesma banda é utilizada tanto para downlink e uplink).

As frequências previstas para ambas as técnicas poderão ser consultadas na figura seguinte.

Frequências propostas para o LTE - FDD e TDD (Ascom, 2012)

Frequências propostas para o LTE – FDD e TDD (Ascom, 2012)

Em Portugal, os operadores usam o modo FDD.

Só a Vodafone comprou espectro para usar (também) TDD – 25 MHz na banda de 2600 MHz) (Fonte).

 

Espectro ganho na fase de licitação do leilão 4G

Espectro ganho na fase de licitação do leilão 4G (Fonte)

 

Latência

Com o LTE é possível obter latência de 10ms ou menos (Dahlman, 2007). Isto traduz-se numa experiência de utilização muito mais fluída e rivaliza com latencias oferecidas nas redes fixas que são ideias para aplicações específicas como os jogos on-line.

Esta redução da latência tem a ver com a simplificação da topologia de rede, que será discutida mais à frente. As velocidades de handover (passagem para uma célula vizinha) também ficarão reduzidas por um factor de 10 devido à comunicação directa entre as estações base.

Na figura seguinte é possível observar a evolução do valor de latência das várias tecnologias.

Comparação das Latências de várias tecnologias

Comparação das Latências de várias tecnologias (Rysavy, 2008)

 

 

Simplicidade

Outra das vantagens dos produtos de rede LTE diz respeito às novas células que serão autónomas em termos de instalação e configuração. Entre estas tecnologias, estão o plug-and-play, self-configuration e self-optimization (Ericsson, 2007).

Uma célula será capaz de perceber o meio em que está inserida e alterar as suas configurações de modo a maximizar a eficiência da rede com muito pouca interacção humana.

Este automatismo irá tornar a implantação de novas células bastante mais fácil e barata.

Capacidade

O LTE deverá comportar até 200 utilizadores numa largura de banda de 5 MHz, e 400 utilizadores considerando uma largura de banda de 20 MHz (Bhandare, 2008).

Mobilidade

A mobilidade é bastante importante nas comunicações móveis, pois desempenha um papel relevante para a transmissão de informação. A velocidade a que o terminal se desloca influência a qualidade do sinal, podendo este apresentar maior degradação quanto maior for a velocidade do terminal.

A rede requer que um utilizador se mantenha ligado com velocidades até 350 km/h, podendo mesmo atingir os 500 km/h para uma largura de banda de 20 MHz (Pierre, 2008).

Arquitectura mais simples e baseada em IP

A alteração física da rede é indispensável para permitir uma melhoria global de performance.

Toda a infraestrutura foi redesenhada para suportar o aumento de tráfego esperado e simplificada para diminuir o número de equipamentos que introduziam atrasos, fazendo baixar a latência.

Como é possível observar na figura seguinte (fonte da imagem), foi eliminado o Radio Network Controller (RNC), um elemento da hierarquia que geria os handovers, encriptação, admissão, segurança, etc e dado mais poder às estações base.

Comparação simples de Arquitectura das redes 3G e 4G

 

Com o LTE, as estações base podem comunicar diretamente entre si, possibilitando a auto-gestão dos handovers e solucionando o problema da interferência no limite das células, transformando essa interferência num aumento da potência do sinal e consequente aumento de débito.

De qualquer modo, esta simplificação consegue manter a compatibilidade com os sistemas anteriores.

Por outro lado, uma vez que a arquitectura será toda baseada em IP, o serviço de voz passará a ser VoIP. Inicialmente a voz será reencaminhada para o 2G/3G através do uso de CS Fallback (Optimus, 2010).

Compatibilidade com outras redes

Como evolução do 2G/3G o LTE contempla total mobilidade/interoperabilidade com os sistemas actuais (Optimus, 2010).

Notas

  1. Um blog vídeo, – muitas vezes chamado de vlog – conta com uma estrutura idêntica à dos weblogs, possui actualização frequente e constitui-se como um site pessoal, mantido por uma ou mais pessoas. []
  2. International Telecommunications Union-Radio communications sector []
  3. ITU Telecommunication Standardization Sector []
  4. 3rd Generation Partnership Project []

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23 comentários no artigo As vantagens do LTE / 4G

  1. Jorge Luiz 16 Dezembro, 2013 at 13:26 #

    Tudo isso é muito bonito, enche os olhos só de ler. Mas a realidade à que somos submetidos é completamente diferente. No Brasil a venda de gato por lebre é a realidade. Falta de infraestrutura, falta de investimento, falta de uma agencia reguladora que não seja a mãe das operadoras que monopolizam o serviço (ANATEL). Tenho uma conexão que afirmam ser 3G, pois bem. Testes realizados no SpeedTest me revelam tais informações. [ Download 0,31 mbps ] [Upload 0,25 mbps ] [Latencia 115 MS ]. Realmente seria esta uma conexão HSPA como a operadora que sou refém me diz que é? é lamentável.

    • Ricardo Moreira de Carvalho 16 Dezembro, 2013 at 15:20 #

      Olá Jorge,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Este artigo é um artigo mais técnico que tenta mostrar um bocadinho da potencialidade do LTE.

      Em Portugal, as nossas redes LTE já tem alguma maturidade e tenho conseguido débitos de 50 Mbps tanto em Download como em upload.

      Não conheço a realidade concreta do Brasil, mas seguramente há-de melhorar. É uma questão de tempo e de investimento por parte dos operadores (temos que considerar que área é substancialmente maior!)

      Cumprimentos,
      Ricardo

  2. Antonio Matos 28 Dezembro, 2013 at 18:17 #

    Mesmo assim para o consumidor, que tecnologias deve apostar?
    Na compra de uma smartphone deve verificar se já tem suporte para LTE?
    Quando é que se deverá ter real uso desses avanços tecnologicos?

    • Ricardo Moreira de Carvalho 7 Janeiro, 2014 at 21:45 #

      Olá António,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Essas questões dependem do uso que cada pessoa faz. Depende das velocidades de acesso de que cada pessoa necessita e das zonas geográficas onde o equipamento será usado.

      Por exemplo, no caso de utilizadores profissionais que usem a ligação à Internet para aceder a aplicações exigentes, sou da opinião de que já faz todo o sentido o uso de 4G/LTE.

      Agora, se o perfil do consumidor é de aceder à Internet de forma esporádica, talvez 3G seja mais do que suficiente..

      De qualquer forma, os operadores de telecomunicações, estão a deixar de investir na tecnologia 3G para canalizar esforços para o 4G/LTE.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  3. Marcos Morais 14 Janeiro, 2014 at 21:06 #

    Ola Ricardo

    Estou a pensar comprar um iphone nos EUA que sao consideravelmente mais baratos, no tentanto verifiquei que o equiopamento funciona com todas as frequencias LTE em portugal exepto a 2600 MHzs, numa utilizacao normal sera que e notaria, uma grande quebra de rapidez em relacao aos demais, ou perda de rede em lte ?

    • Ricardo Moreira de Carvalho 15 Janeiro, 2014 at 17:31 #

      Olá Marcos,

      Obrigado pelo seu contacto.

      Eu estou convencido de que não se notará quebras de serviço, mas tudo depende do planeamento que os operadores fazem das suas redes e das zonas geográficas.

      Naturalmente, em teoria se tiver num local onde só haja cobertura LTE 2600, não terá acesso, mas creio que esse cenário é apenas teórico.

      As frequências mais baixas (850/1800) são mais apetecíveis para a transmissão porque conseguem melhor performance.

      Pessoalmente, já testei LTE num ipad que não tem 2600 e o desempenho foi fantástico na zona da grande Lisboa.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  4. José Tavares 10 Abril, 2014 at 15:37 #

    Boa tarde,
    vi no Ebay o seguinte artigo:
    Unlocked 4G LTE Mobile Router Wi-Fi Embedded Battery 6 Hours Huawei E5372. Se o adquirir, este permite-me inserir um cartão 4G de qualquer operadora e ter a net “espalhada” pela casa? VIvo em Portugal.
    Obrigado se me puder dar um esclarecimento.
    Cumprimentos

    • Ricardo Moreira de Carvalho 10 Abril, 2014 at 22:20 #

      Olá José,

      Obrigado pelo seu comentário.

      As bandas em uso pelos operadores portugueses, são: 800Mhz (Banda 20), 1800Mhz (Banda 3) e 2600 Mhz (Banda 7).

      Caso esse equipamento use estas bandas, então será compatível.

      Contudo, tenha atenção que esse equipamento se trata de um MiFi. Um MiFi tem como objectivo ser um equipamento portátil de Internet (quando está em viagem, de férias, etc).

      Não está desenhado para “espalhar” a Internet por “toda a casa” porque o seu alcance é mais reduzido e só permite um número fixo de utilizadores (às vezes 5, outras vezes mais).

      Para ter em casa, recomendo algo mais “potente” como um router LTE.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  5. Bruno G. 30 Agosto, 2014 at 11:15 #

    Olá Ricardo,

    Antes de mais, muito obrigado pela “luz” que trás aos que pouco ou nada percebem de telecomunicações, eu sou um leigo e compreendi bastante bem todas as suas descrições.

    Tenho uma questão:

    Adquiri um equipamento com capacidades LTE Cat. 6 e que segundo as suas especificações funciona nas bandas:
    FDD-LTE: B1(2100MHz)/B3(1800MHz);
    TDD-LTE: B41(2496-2690MHz)

    Li recentemente que a Vodafone utiliza as bandas FDD-LTE 800 e 1800 e TDD-LTE 2600 em conjunto para obter velocidades até 300Mbps ( teoricos ).

    Está correcto o meu raciocinio ao presumir que o telefone utilizará ao mesmo tempo as bandas FDD 1800 e TDD 2600 e que com essas duas bandas obterá resultados a tender para os 300Mbps onde houver a cobertura suficiente?

    • Ricardo Moreira de Carvalho 17 Setembro, 2014 at 8:34 #

      Olá Bruno,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Não sei. Uma coisa é aquilo que é teoricamente possível, a outra é o que estará implementado no terreno.

      Apesar da Vodafone ter comprado a licença para operar em TDD, não tenho conhecimento se já o estarão a usar e em que moldes.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  6. Ivo Pires 10 Setembro, 2014 at 0:18 #

    Olá Ricardo,

    Antes de mais, parabéns pelo blog!

    Info apple: http://www.apple.com/iphone/LTE/
    As bandas 3, 7 e 20 estão disponíveis nas duas versões do iPhone 6.

    Se percebi bem, o iPhone 6 comprado nos USA funciona perfeitamente no 4G de Portugal, correcto?

    Agradeço em avanço!
    Cumps

    • Ricardo Moreira de Carvalho 2 Outubro, 2014 at 14:35 #

      Olá Ivo,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Sim, desde que seja o modelo GSM.

      Cumprimentos,
      Ricardo

      • Diogo Carvalho 18 Dezembro, 2014 at 1:28 #

        Há duas versões do iPhone 6 Plus GSM, o 1522 e o 1524. Pelo que percebo do site apenas o 1524 é compatível com as frequências usadas em Portugal. Estou correcto?

        • Ricardo Moreira de Carvalho 19 Dezembro, 2014 at 17:11 #

          Olá Diogo,

          Pelo que vejo, ambos os modelos usam as frequências usadas em Portugal.

          Contudo, o modelo 1522 é o que é o GSM “oficial”. O outro (1524) é um modelo especifico desenhado para o operador Sprint que usa outra tecnologia – CDMA. Provavelmente, a Sprint pediu para que este modelo de iPhone também fosse compatível com redes GSM por questões de roaming.

          http://www.techwalls.com/differences-between-iphone-6-6-plus-models/

          Cumprimentos,
          Ricardo

  7. Ivo Ribeiro 6 Outubro, 2014 at 15:33 #

    Boas Ricardo, se conseguires esclarece-me uma coisa.
    Mandei vir dos Estados Unidos um LG G2 (LS980, que é o modelo da Sprint). Neste momento tenho tudo a funcionar perfeitamente e na altura que o mandei vir tive em atenção as frequencias 4G do telemovel que são, 800 / 1900 / 2500, e como em Portugal a Vodafone utiliza as frequencias 800, 1800 e 2600 MHz pensei que iria ter acesso ao 4G, visto que tem pelo menos uma frequencia em comum (800).
    Após configurações que fiz e testes tive resultados de 5mb dentro de casa e 15 mb fora de casa (download), e nos testes dizia “hspa+(3g)”. Como referiste em cima, o hspa+ é o equivalente ao nosso 4G certo? Então isto quer dizer que tenho acesso ao 4G? Já agora deixo um link das especificações do telemovel.
    http://www.gsmarena.com/lg_g2-5543.php

    Obrigado

    • Ricardo Moreira de Carvalho 31 Outubro, 2014 at 16:05 #

      Olá Ivo,

      Obrigado pelo comentário.

      O HSPA+ não é 4G. O que disse é que há operadoras que dizem que é 4G por questões de Marketing (e aumentam a confusão).

      As 3 frequências LTE da Vodafone não estão disponíveis em todas as localizações, o que poderá ajudar a explicar o facto de não estar a captar LTE 800 MHz na sua localização.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  8. Gustavo 14 Junho, 2015 at 5:47 #

    Opa… td bem? gostaria de saber se o 4G pegou aqui no Brasil… o que pretendo comprar é Asus ZenFone 2 ZE551ML … Como eu não intendo de 4g… Vi que existem duas configurações:
    4 G FDD Versão CN – 2100 MHz (1)/1800 MHz (3)
    4 G FDD Versão WW – 2100 MHz (1)/1900 MHz (2)/1800 MHz (3)/1700 MHz AWS (4)/850 MHz (5)/2600 MHz (7)/900 MHz

    Desde já agradeço

    • Ricardo Moreira de Carvalho 14 Outubro, 2015 at 16:06 #

      Olá Gustavo,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Vivo em Portugal, não conheço a realidade no Brasil, lamento.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  9. Alexandre 1 Julho, 2015 at 12:11 #

    O sony xperia z3 tem o lte avançado ou capta?

    • Ricardo Moreira de Carvalho 6 Novembro, 2015 at 17:32 #

      Olá Alexandre,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Não lhe sei dizer, não conheço bem esse produto.

      Cumprimentos,
      Ricardo

  10. Carlos mota 11 Dezembro, 2015 at 17:48 #

    Boa tarde.
    Comprei um asus zenfone go, por nao ser 4G vou ter alguma limitação?

    • Ricardo Moreira de Carvalho 18 Fevereiro, 2016 at 14:12 #

      Olá Carlos,

      Obrigado pelo seu comentário.

      Creio que não, desde que as frequências 3G sejam as que usam as operadoras em Portugal (1800 e 2100 salvo erro).

      Cumprimentos,
      Ricardo

      • Ricardo Saraiva 27 Setembro, 2016 at 4:31 #

        UMTS 2100 MHz (Vodafone, NOS, meo).
        UMTS 900 MHz (Vodafone).
        LTE 800 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz (Vodafone, NOS, meo).
        GSM 900 MHz (Vodafone, NOS, meo).
        GSM 1800 MHz (Vodafone, meo).