Evolução dos Celulares
Este tutorial apresenta a evolução dos celulares em oito áreas básicas: dispositivo de entrada, interface
aérea, memória, processador, fonte de energia, sistema operacional, display e interface de extensão.
Desta forma, o leitor poderá identificar o caminho esperado pelos serviços móveis e como as operadoras
poderão reter seus principais clientes nos próximos anos.
Luciana Bianchini de Oliveira
Analista de Marketing Sênior da Siemens para região Mercosul, desde 2003, trabalhando com Planejamento
Estratégico e Inteligência Competitiva nos mercados de telefonia móvel.
É economista pela Universidade Presbiteriana Mackenzie com especialização em Inteligência Competitiva
pela ESPM (Escola Superior de Propaganda e Marketing ) e Economia Aplicada a Administração de
empresas e Finanças pela FGV EASP.
Antes de trabalhar na Siemens foi responsável pelo desenvolvimento de ferramentas e práticas de
monitoramento da concorrência no mercado de biotecnologia e químicos na Monsanto do Brasil.
Marilson Duarte Soares
Engenheiro de Telecomunicações com onze anos de experiência na área de rádio e sistemas móveis
celulares.
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Michelle Poliana Fernandes
Coordenadora de Recursos e Informação para região Mercosul, desde 2003, tendo estagiado na Siemens na
área de Estratégias Tecnológicas em 2002.
Formada em Administração de Empresas com habilitação em Empreendedorismo e Negócios pela
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) em 2002.
Categoria: Telefonia Celular
Nível: Introdutório
Enfoque: Técnico
Duração: 20 minutos
Publicado em: 08/03/2004
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Terminais Celulares: Introdução
Ao olharmos para nosso telefone celular, pensamos em modernidade ou em algo extremamente recente, mas
a essência de tais aparelhinhos é oriunda de um passado bem antigo, com seus primeiros passos tecnológicos
datados a mais de um século, sem falar na necessidade de comunicação que se confunde com o
aparecimento do homem na terra.
A primeira tentativa de comunicação com terminais sem fio foi em junho de 1880, quando Alexandre
Grahan Bell conseguiu transmitir a voz utilizando-se da luz com um aparelho batizado de "photophone".
Em linhas gerais, a voz projetava-se através de um tubo para um espelho fino que vibrava e agia como um
transmissor, a luz era então direcionada para outro espelho que fazia o processo inverso atuando como
receptor.
Figura 1: "Photophone" de 1880.
Embora não relacionado à telefonia móvel que conhecemos atualmente, a experiência de Grahan Bell pode
ser considerada como a primeira tentativa de transmissão da voz sem fio.
Diversos experimentos na área de microondas e rádio apareceram no início do século passado relacionados
com os serviços militares, emergência e polícia. Todos abriram caminhos para os avanços nas comunicações
móveis impulsionando a idéia de um terminal pequeno, seguro e confiável, criando a necessidade de
desenvolvimento de pequenos aparelhos inteligentes e com tamanhos reduzidos.
As oito áreas básicas de um celular
O homem observou que deveria trabalhar com um terminal que pudesse evoluir com o tempo em diversas
áreas, como apresentado na figura 2, para então poder não somente reduzir o tamanho e o peso dos
aparelhos, mas também disponibilizar novos serviços que pudessem agregar valor, gerando um interesse em
um público cada dia maior, objetivando aumentar a receita das operadoras e a escala de produção dos
fabricantes.
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Figura 2: As oito áreas de evolução dos terminais.
Tecnologias com grandes escalas de produção possuem uma maior vantagem competitiva, pois podem
manter um desenvolvimento constante em cada uma das áreas, ou seja, os fabricantes devem procurar
garantir um padrão tecnológico para diluir custos de fabricação.
Os serviços que vão trabalhar sobre esses terminais também devem seguir uma linha de padronização global,
porém determinadas características das aplicações vão ser customizadas levando em consideração as
culturas locais.
Figura 3: Terminais agregando valores aos usuários.
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Terminais Celulares: Avanços Tecnológicos
A microeletrônica no mundo móvel
Os avanços da microeletrônica, com a pastilha de silício possibilitaram a partir da década de 60 e começo da
década de 70, uma redução nos aparelhos móveis com a introdução de diversas facilidades de sinalização e
comutação que permitiram um imenso salto tecnológico, dando início aos verdadeiros sistemas móveis
celulares e não mais sistemas de rádio bidirecionais de uma única célula.
Inúmeros sistemas analógicos apareceram em todas as partes do globo, atingido o ponto máximo no final da
década de 80, com os conhecidos AMPS, Aurora 400, TACS e NMT. Todos trabalhavam com modulação
FM e operavam nas faixas de UHF (450MHz, 800MHz e 900MHz).
Pode-se observar uma miniaturização dos aparelhos móveis, centrada nos avanços da microeletrônica com
escalas de integração de milhões de componentes em uma simples pastilha de silício (ver figura 4), através
dos processos VLSI "Very Large Scale Integration" e o ULSI "Ultra Large Scale Integration" possibilitando
chips funcionando com 3 volts ou 1,8 volts e uma corrente várias vezes menor que a consumida nas décadas
anteriores.
Figura 4: A evolução dos terminais e redes móveis com base na integração do silício.
Os terminais móveis precisam possuir cada vez mais inteligência, sendo um grande diferencial em relação
aos terminais "burros" encontrados na rede fixa onde o trabalho pesado é realizado na central.
O celular foi idealizado para ter uma boa capacidade de processamento e memória, impulsionado pela
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própria característica de mobilidade.
As fontes de energia dos celulares
Os sistemas digitais, na década de 90, ampliaram ainda mais o conceito de inteligência no terminal móvel,
criando um ambiente favorável para a ampliação dos serviços oferecidos para os clientes que passaram a
contar com um dispositivo leve e robusto.
Esse passo também foi alcançado com a evolução dos sistemas de energia que saltou de baterias com
chumbo ácido das décadas de 40 até 80, para baterias mais avançadas, podendo citar entre elas: NiCd,
NiMH e as atuais Li-Ion.
Com as baterias de Li-Ion os aparelhos puderam alcançar tempo médio de conversação de 5 horas e 10 dias
em "standby", os aparelhos aumentaram suas taxas de dados e inseriram dispositivos como câmeras
fotográficas com "flash", interfaces como o "bluetooth" e IRDA.
Todo esse avanço não vai parar e nos próximos anos estaremos usando aparelhos com células de
combustível que garantirão maior tempo de operação e facilitarão o processo de recarga.
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Terminais Celulares: Interfaces
As interfaces aéreas
A interface aérea está evoluindo gradualmente suas taxas de dados, possibilitando aos poucos a inserção de
serviços mais avançados, visando não apenas criar sistemas tecnológicos que não se pagam por não termos
uma massa crítica suficiente para absorver tais facilidades, afinal, em questões como essa não podemos
pensar como engenheiros ou cientistas, pois a sociedade só paga quando a percepção de valor é nítida.
O futuro será um terminal totalmente conectado ao mundo Internet e com acesso a inúmeras interfaces,
sendo todos os serviços baseados em IP, onde o "IP Multmedia Service" -IMS facilitará toda essa integração.
Figura 5: Interfaces aéreas e seus serviços.
As interfaces de extensão
A necessidade de conectar os terminais móveis com outros dispositivos passou a ser uma realidade, desta
forma, essa área passou a ter uma grande importância no mundo móvel.
Em algumas aplicações poderemos ver o uso do bluetooth disponibilizando um canal de voz entre o celular e
um acessório liberando as mãos do usuário para outros fins, também podemos ver a transmissão de dados
através da interface IRDA interligando um computador ao celular, etc..
O sistema operacional com ponto chave para os serviços
Os sistemas operacionais dos terminais deverão seguir uma linha de padrão aberto, facilitando o
desenvolvimento de novas aplicações e serviços, nessa área atualmente já podemos identificar o "Symbian
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Operating System".
Claro que outras empresas desenvolvedoras de software também não ficarão fora desse mercado, pois nos
próximos 5 anos teremos mais de 1,6 bilhões de terminais móveis com acesso a softwares e Internet, onde
boa parte serão pequenos computadores pessoais (PDA ou "Smartphone"), capazes de transmitir voz e
dados, abrindo um universo de oportunidades para operadoras, fabricantes e integradores.
Todos juntos passam a desenvolver um modelo de negócios que abrange o entretenimento através de jogos,
músicas, "trailers" de filmes, "ringtones", serviços de segurança com transmissão de imagens e localização,
comércio usando comunicação entre máquinas, propaganda com SMS ou MMS e TV digital.
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Terminais Celulares: Displays
O mundo dos displays
Toda evolução nos serviços móveis foi possível com a introdução do LCD "Liquid Crystal Display" como
padrão nos terminais, substituindo o terminal com LED que imperou nos sistemas analógicos até o início da
década de 90.
As questões técnicas básicas que influenciam a evolução do display estão relacionadas com o brilho,
contraste, luminosidade, ângulo de visão, resolução, espaço, peso, robustez e especialmente com uma maior
eficiência no consumo de energia, porém todas elas devem ser combinadas com questões econômicas e de
produção.
Apesar do avanço alcançado pelas tecnologias STN "Super Twisted nematic", TFD "Thin Film Diode"e TFT
"Thin Film Transistor", o mundo do display precisa evoluir mais alguns passos, pois o consumo de energia
ainda é muito grande e em alguns casos o brilho, a luminosidade e a robustez dos atuais dispositivos acabam
dificultando a criação de novos "design" para o mercado. Desta forma, nos próximos anos até o final da
década teremos uma nova onda de soluções técnicas que irão revolucionar os conceitos atuais, sendo
algumas citadas abaixo:
Display flexível e papel eletrônico = Este componente é composto por um filme fino de plástico que
visa aumentar a portabilidade. Recentes protótipos deste tipo de LCD mostraram-se tão finos e leves
que os usuários puderam enrolá-los como uma folha de papel para armazenagem ou transporte;
Display OLEDs - "Organic Light-Emitting Diodes" = Esse componente possui uma camada de
material orgânico emissor de luz (polímeros ou Light-Emitting Polymers) colocado entre um catodo e
um anodo. Aplicando uma voltagem através do catodo e anodo causa o brilho do material orgânico.
A composição química do polímero usada afeta a freqüência da luz emitida, determinando as cores emitidas.
A quantidade de corrente aplicada determina o brilho do componente. O display com tecnologia OLED pode
entregar imagens muito brilhantes eliminando a necessidade do "backlighting", criando dispositivos com
menor consumo de energia, mais finos e com maior ângulo de visão que os atuais LCDs.
Esses dispositivos prometem ocupar 40% do mercado mundial de displays para inúmeras aplicações do dia a
dia das pessoas até 2010, mas até o momento apenas alguns modelos de rádios de carro e uma câmera digital
com display colorido, lançada em março de 2003, apresentaram comercialmente esta tecnologia. Na
realidade, alguns problemas devem ser solucionados, entre eles podemos citar: o tempo médio de vida dos
dispositivos que gira em torno de 10.000 horas enquanto os LCDs atuais possuem um tempo de 20.000
horas.
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Tabela 1: Estágios para evolução do display OLED.
Propriedade
Unidade
Primeiro estágio
Segundo estágio
Terceiro estágio
Data
Ano
2004
2007
2010
Eficiência do sistema de energia %
1
2,5
5
Saturação do azul
CIE (x+y)
< 0,33
< 0,25
< 0,22
Saturação do verde
CIE y
> 0,6
> 0,7
> 0,75
Saturação do vermelho
CIE x
> 0,65
> 0,67
> 0,7
Tempo de vida
Horas
10.000
20.000
40.000
1.000.000
5.000.000
10.000.000
Máximo número de "pixel"
Densidade máxima de "pixel"
Ppi
100
200
300
Contraste @500 lux
VESA 2.0
50
100
100
Tamanho máximo da diagonal
Cm
50
100
150
Espessura do painel
Mm
2
1
0,5
Máxima voltagem
V
8
5
3
Peso do painel
gm/cm 2
0,5
0,25
0,1
Custo de produção
U$/cm 2
0,8
0,2
0,08
Outros avanços ainda são esperados para o final dessa década, como displays formados a partir de projeções
e a holografia, possibilitando que serviços como localização possam no futuro ser usado por um motorista
dirigindo e ao mesmo tempo observando um mapa no pára-brisa.
Os dispositivos de entrada
Para os dispositivos de entrada, podemos dizer que diversas sofisticações ocorreram na mecânica dos
teclados, mas este elemento ainda limita uma maior redução dos aparelhos móveis. Portanto, esperamos para
os próximos anos um avanço em tecnologias para essa área, e quem sabe se no futuro não teremos evoluções
no mapeamento cerebral que poderá criar terminais ativados com as ondas cerebrais do homem.
Aparentemente o mundo também esta correndo para substituir o teclado com tecnologias de projeções,
usando laser para projetar uma imagem completa de um teclado sobre uma superfície plana no qual o usuário
pode digitar.
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Figura 6: Teclado virtual (VKB Inc).
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Terminais Celulares: Considerações Finais
Este tutorial apresentou a evolução dos terminais móveis e algumas previsões de futuro que vão estar
relacionadas com a capacidade de uma sociedade absorver o avanço tecnológico nos próximos anos.
Não podemos esquecer que uma sociedade precisa evoluir digitalmente para não ficar de fora desse
universo.
Portanto, até o final dessa década veremos evoluções que reduzirão o tamanho do celular e criarão novos
"designs" até então nunca imaginados. Todos impulsionados por avanços tecnológicos nas oito áreas citadas
nesse trabalho.
Estes novos terminais disponibilizarão maiores atrativos para criar o desejo de troca em uma sociedade com
um grande grau de penetração de tais dispositivos, garantindo assim as vendas da indústria nas regiões com
maior poder aquisitivo no primeiro momento.
Os serviços e os terminais devem ser padronizados, pois os custos por traz dessa evolução são caros e
somente tecnologias com imensas escalas de produção vão poder manter o usuário atualizado e as
operadoras com um retorno de investimento assegurado. Não podemos deixar de esquecer que apesar da
padronização dos serviços, será sempre necessária uma adaptação ou customização local para minimizar os
efeitos de diferenças culturais.
Referências
3GPP
Responsável pela padronização da evolução do GSM para 3G.
ETSI
Desenvolveu as normas para o GSM. É possível fazer download gratuito das normas.
GSM WORLD
Site da associação GSM.
GSA
Site da Associação dos fabricantes mundiais de GSM - (Global Mobile Supplier Association).
Siemens
Um dos principais fabricantes de redes móveis e terminais no padrão GSM / GPRS / EDGE /UMTS.
Wireless BR
Seção com vários artigos sobre tecnologias móveis.
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Terminais Celulares: Teste seu Entendimento
1. Quais as oito áreas básicas identificadas no tutorial para um celular?
Antena, design, memória, processador, bateria, interface aérea, cores e sistema operacional.
Memória, processador, energia, sistema operacional, display, interface de extensão, dispositivo de
entrada e interface aérea.
Memória, processador, energia, sistema operacional, antena, display, dispositivo de entrada e interface
aérea.
Acessórios, memória, processador, sistema operacional, display, antena, interface aérea e bateria.
Interface aérea, energia, display, antena, design, acessórios, processador e memória.
2. Qual será a próxima tecnologia usada para armazenar energia nos celulares?
Chumbo ácido
Chumbo ácido com NiCd.
NiMH com Li-Ion.
Células de combustível.
NiCd com NiMH.
3. Qual tecnologia deverá ocupar 40% do mercado de display em 2010?
STN "Super Twisted Nematic".
TFD "Thin Film Diode".
TFT "Thin Film Transistor".
Display flexível e papel eletrônico.
Display OLEDs - "Organic Light-Emitting Diodes".
4. Como deverão ser os terminais e serviços do futuro?
Os serviços e os terminais devem ser padronizados, com adaptações ou customizações locais para
minimizar os efeitos de diferenças culturais.
Os serviços e os terminais devem ser padronizados mundialmente, evitando custos locais.
Os terminais devem ser globais e os serviços locais.
Os terminais devem ser locais e os serviços globais.
Nenhuma das anteriores.
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