OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) e OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) são duas tecnologias de modulação utilizadas em redes móveis e sem fio modernas, incluindo o 4G e o 5G. Ambas são baseadas no princípio da multiplexação por divisão de frequência ortogonal, mas cada uma tem um objetivo diferente: enquanto o OFDM é uma técnica de modulação para transmitir dados de um único usuário, o OFDMA é uma técnica de acesso múltiplo que permite a transmissão simultânea para múltiplos usuários no mesmo canal.
Essas duas tecnologias são fundamentais para alcançar alta eficiência espectral, resistência à interferência e suporte a altas velocidades de transmissão. Entender a diferença entre elas é essencial para compreender como funcionam as redes LTE, 5G NR e Wi-Fi moderno (como o Wi-Fi 6).
O que é OFDM?
OFDM é uma técnica de modulação digital que divide um canal de alta velocidade em vários subcanais de menor velocidade. Cada subcanal é transmitido em uma subportadora ortogonal, ou seja, matematicamente independente, o que evita interferência entre elas.
- Transmissão ponto a ponto: ideal para comunicação entre um transmissor e um receptor
- Alta resistência à interferência seletiva: excelente desempenho em canais com múltiplos caminhos (multipath)
- Baixa complexidade de equalização: facilita o processamento no receptor
O OFDM é usado principalmente em aplicações onde um único usuário transmite ou recebe dados em alta velocidade, como no download de vídeos ou envio de arquivos grandes. No LTE, o OFDM é usado para o downlink (transmissão da rede para o usuário).
Exemplo visual de OFDM
Imagine que você tem uma estrada larga e decide dividi-la em várias faixas paralelas. Cada faixa leva uma parte do tráfego (dados) ao mesmo tempo, sem colisão, pois cada uma tem sua própria rota (frequência) e está perfeitamente alinhada com as demais (ortogonalidade).
O que é OFDMA?
OFDMA é uma extensão do OFDM que permite dividir o canal em subportadoras e, em seguida, atribuir essas subportadoras a diferentes usuários ao mesmo tempo. Isso transforma uma técnica de transmissão em uma técnica de acesso múltiplo.
- Permite múltiplos usuários simultaneamente: ideal para redes com muitos dispositivos
- Aumenta a eficiência do espectro: cada usuário usa apenas os recursos necessários
- Melhora o desempenho em uplink: mais flexível e eficiente do que o OFDM tradicional
No LTE, o OFDMA é usado no uplink em redes 4G, enquanto no 5G NR ele é usado tanto no downlink quanto no uplink. Essa flexibilidade permite lidar com muitos dispositivos simultaneamente, como em ambientes urbanos densos ou redes industriais.
Como o OFDMA funciona?
Em vez de reservar todo o canal para um único usuário como no OFDM, o OFDMA divide o canal em “blocos” menores chamados Resource Blocks (blocos de recursos). Cada bloco pode ser atribuído dinamicamente a um usuário diferente de acordo com sua necessidade, tempo de acesso e qualidade do canal.
Tabela comparativa entre OFDM e OFDMA
| Característica | OFDM | OFDMA |
|---|---|---|
| Tipo | Modulação | Acesso múltiplo |
| Usuários simultâneos | 1 por vez | Vários simultaneamente |
| Alocação de subportadoras | Usadas por um único usuário | Distribuídas entre múltiplos usuários |
| Eficiência espectral | Boa | Muito alta |
| Complexidade do agendamento | Baixa | Alta |
| Aplicação em redes móveis | Downlink no LTE | Uplink no LTE, UL/DL no 5G |
Importância no 5G
No 5G NR, o OFDMA é adotado como a principal técnica tanto para uplink quanto para downlink, permitindo:
- Maior flexibilidade de alocação de largura de banda
- Melhor suporte a serviços com diferentes requisitos (eMBB, URLLC, mMTC)
- Conexão eficiente de milhões de dispositivos IoT
Além disso, o 5G permite diferentes espaçamentos de subportadora (SCS – SubCarrier Spacing), como 15, 30, 60, 120 e até 240 kHz, para se adaptar a diferentes aplicações e espectros, o que amplia ainda mais a versatilidade do OFDMA.
Resumo prático
- OFDM: transmite dados de um único usuário dividindo o sinal em várias subportadoras ortogonais
- OFDMA: distribui essas subportadoras entre vários usuários ao mesmo tempo, tornando o sistema mais eficiente
Essa distinção faz do OFDMA uma tecnologia essencial para redes com muitos dispositivos, onde é preciso compartilhar o canal de forma dinâmica, flexível e eficiente. Em resumo, OFDM é uma técnica de transmissão; OFDMA é uma evolução que permite o uso coletivo do mesmo canal por muitos usuários simultaneamente.