O que são D-AMPS em 2G?

D-AMPS, ou Digital Advanced Mobile Phone System, é uma tecnologia de comunicação sem fio de segunda geração (2G) amplamente utilizada nos Estados Unidos durante o final do século XX. O D-AMPS representou um avanço significativo em relação ao seu antecessor, o Advanced Mobile Phone System (AMPS) analógico, ao introduzir a tecnologia digital para melhorar a qualidade de voz, melhorar a capacidade e vários outros benefícios. Nesta explicação detalhada, iremos nos aprofundar nos principais aspectos do D-AMPS, incluindo sua história, especificações técnicas e como funcionava.

Contexto histórico:

O D-AMPS foi desenvolvido como um substituto digital para o sistema analógico AMPS, que foi a primeira rede celular amplamente implantada nos Estados Unidos. O AMPS, introduzido na década de 1980, usava técnicas de modulação analógica para transmitir voz e dados por ondas aéreas. Embora o AMPS tenha sido um avanço significativo em sua época, ele sofreu limitações em termos de capacidade de chamada, qualidade de voz e suscetibilidade a interferências. Para resolver esses problemas, o D-AMPS foi introduzido.

Avanços Digitais:

D-AMPS, também conhecido como IS-54 e IS-136, trouxe a tecnologia digital para as comunicações celulares. Empregou várias técnicas digitais para melhorar a eficiência e o desempenho da rede móvel. Aqui estão alguns dos principais avanços digitais em D-AMPS:

Compressão de voz digital: D-AMPS usou algoritmos de compressão de voz digital para converter sinais de voz analógicos em formato digital. Isso permitiu um uso mais eficiente da largura de banda disponível e melhor qualidade de voz em comparação com AMPS.
Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA): D-AMPS usou TDMA, um método de acesso digital, para dividir o espectro de frequência em intervalos de tempo. Cada canal foi dividido em três intervalos de tempo, permitindo que vários usuários compartilhassem a mesma frequência. Isso aumentou significativamente a capacidade da rede em comparação com o AMPS, que usava um sinal analógico contínuo.
Reutilização de frequência: D-AMPS empregou uma arquitetura celular com células divididas em setores. Isso permitiu a reutilização de frequências em diferentes células, aumentando ainda mais a capacidade da rede e reduzindo a interferência.
Correção de Erros: A tecnologia digital no D-AMPS permitiu técnicas de correção de erros, o que melhorou a confiabilidade da transmissão de dados.

Especificações Técnicas:

Para fornecer uma compreensão mais detalhada do D-AMPS, vamos explorar suas especificações técnicas:

Bandas de frequência: D-AMPS operava em duas bandas de frequência: a banda de 800 MHz e a banda de 1900 MHz. A banda de 800 MHz foi usada principalmente para áreas urbanas e suburbanas, enquanto a banda de 1.900 MHz, também conhecida como PCS (Serviço de Comunicações Pessoais), foi implantada em áreas urbanas mais densamente povoadas.
Canais: os canais D-AMPS tinham 30 kHz de largura e eram divididos em três intervalos de tempo, cada um acomodando uma única conversa. Essa estrutura TDMA permitia até três conversas simultâneas em um único canal.
Esquema de modulação: D-AMPS usou uma forma de modulação digital conhecida como π/4 Differential Quadrature Phase Shift Keying (π/4 DQPSK) para transmissão de dados. Este esquema de modulação proporcionou uso eficiente da largura de banda e resistência à interferência de múltiplos caminhos.
Taxas de dados: o D-AMPS oferecia taxas de dados de até 14,4 kbps, o que era adequado para serviços de dados básicos, como mensagens de texto e aplicativos de dados simples.

Operação:

O D-AMPS operou de maneira que permitiu comunicação eficiente de voz e dados dentro de sua área de cobertura. Veja como funcionou:

Registro: quando um dispositivo móvel é ligado ou entra em uma área de cobertura D-AMPS, ele inicia um processo de registro na célula mais próxima. Durante o registro, o dispositivo forneceu informações à rede, como número de identificação móvel (MIN) e número de série eletrônico (ESN).
Configuração de chamada: Para fazer uma chamada, o usuário discou o número desejado em seu dispositivo móvel. A solicitação de chamada foi enviada para a célula mais próxima, que então encaminhou a chamada para o destino apropriado.
Compressão de voz: a voz do usuário foi amostrada, digitalizada e comprimida usando algoritmos de compressão de voz digital. Esses dados de voz compactados foram então transmitidos em um dos intervalos de tempo do canal atribuído.
Operação TDMA: O TDMA permitiu que vários usuários compartilhassem a mesma frequência, dividindo-a em intervalos de tempo. Cada usuário recebeu um horário específico para sua conversa, garantindo que várias conversas pudessem ocorrer simultaneamente no mesmo canal.
Transferências: à medida que um dispositivo móvel passa de uma célula para outra, o D-AMPS facilita transferências contínuas. O sistema transferiria a chamada em andamento de uma célula para outra sem interromper a conversa.

Vantagens e Limitações:

O D-AMPS trouxe diversas vantagens para o mundo da comunicação móvel:

Melhor qualidade de voz: técnicas de compressão e modulação de voz digital resultaram em melhor qualidade de voz em comparação com sistemas analógicos como AMPS.
Maior capacidade: A estrutura TDMA e a reutilização de frequência permitiram que mais usuários fossem acomodados no mesmo espectro de frequência, aumentando a capacidade geral da rede.
Serviços de dados: embora tenha sido projetado principalmente para comunicação de voz, o D-AMPS suportava serviços básicos de dados, como mensagens de texto e aplicativos de dados de baixa velocidade.

No entanto, o D-AMPS também tinha limitações:

Velocidade de dados limitada: o D-AMPS tinha uma taxa de dados máxima de 14,4 kbps, tornando-o inadequado para serviços de dados de alta velocidade que se tornariam populares em gerações posteriores de tecnologia móvel.
Problemas de compatibilidade: o D-AMPS não foi padronizado globalmente, o que limitou sua compatibilidade internacional. Foi usado principalmente nos Estados Unidos e em alguns outros países.
Eficiência do espectro: embora mais eficiente que os sistemas analógicos, o D-AMPS ainda enfrentava desafios em termos de eficiência do espectro quando comparado com tecnologias 2G posteriores, como o GSM.

Legado e Evolução:

O D-AMPS desempenhou um papel crucial na evolução das comunicações móveis, introduzindo a tecnologia digital e abrindo caminho para tecnologias 2G e 3G mais avançadas. À medida que crescia a procura por velocidades de dados mais elevadas e serviços mais avançados, o D-AMPS foi gradualmente eliminado em favor de tecnologias como GSM (Sistema Global para Comunicações Móveis) e CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código).

Concluindo, D-AMPS, ou Digital Advanced Mobile Phone System, foi um marco significativo na história da comunicação móvel. Trouxe a tecnologia digital para as redes 2G, melhorando a qualidade da voz, aumentando a capacidade e preparando o terreno para novos avanços no mundo da comunicação sem fio. Embora tenha sido amplamente substituída por tecnologias mais avançadas nos tempos modernos, o seu legado continua a influenciar o design e a operação das redes móveis hoje.