tcc 4

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ REDES DE TELECOMUNICAÇÕES
SABRINA JACOB FRANÇA - 201505469821
EDUARDO ADAME CARVALHO - 201603362371
ERON JOSÉ DE MELO JÚNIOR - 201501088831
CAMILA SILVA DOS SANTOS - 201504751711
MARCELO PAULINO MICHELONE - 201505677979
MELHORIA DO SINAL CELULAR NA LINHA SUBTERRANEA DO METRO RIO SMALL CELL LTE
RIO DE JANEIRO
2018
SABRINA JACOB FRANÇA - 201505469821
EDUARDO ADAME CARVALHO - 201603362371
ERON JOSÉ DE MELO JÚNIOR - 201501088831
CAMILA SILVA DOS SANTOS - 201504751711
MARCELO PAULINO MICHELONE - 201505677979
MELHORIA DO SINAL CELULAR NA LINHA SUBTERRANEA DO METRO RIO SMALL CELL LTE
Trabalho de conclusão de curso apresentado a
Universidade Estácio de Sá como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título
Tecnólogo	em	Redes	em	Telecomunicações
Orientador: Professor Flávio Araújo
RIO DE JANEIRO
2018
SABRINA JACOB FRANÇA - 201505469821
EDUARDO ADAME CARVALHO - 201603362371
ERON JOSÉ DE MELO JÚNIOR - 201501088831
CAMILA SILVA DOS SANTOS - 201504751711
MARCELO PAULINO MICHELONE - 201505677979
MELHORIA DO SINAL CELULAR NA LINHA SUBTERRANEA DO METRO RIO SMALL CELL LTE
Trabalho de conclusão de curso apresentado a
Universidade Estácio de Sá como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título
Tecnólogo	em	Redes	em	Telecomunicações
Orientador: Professor Flávio Araújo
RIO DE JANEIRO,
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. ..............
Universidade Estácio de Sá
Prof. Dr. ..............
Universidade Estácio de Sá
Prof. Dr. ..............
Universidade Estácio de Sá
Dedicamos esse projeto a nossa
família, pelo apoio e incentivo depositado
em cada um de nós. E a todos os
professores	pela	paciência	pelo
incansável	que	torceram	para	que
alcançássemos nosso objetivo.
AGRADECIMENTOS
A esta Universidade e seu corpo docente, direção, pelo suporte no pouco tempo que lhe coube, pelas suas correções e incentivos. A nossa família, pelo amor, incentivo e apoio incondicional. A Deus por nos ter dado saúde e força para superar as dificuldades. E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da nossa formação, o nosso muito obrigado.
RESUMO
O presente Projeto consiste na melhoria do sinal de voz e dados da arquitetura celular para todas as operadoras (QUADRIBAND) na linha subterrânea do Metro Rio, onde existe a real necessidade de elevação da qualidade de sinal para os usuários onde há um grande déficit da arquitetura celular de qualidade para provimento de serviços de voz e de banda larga móvel. A arquitetura atual da rede móvel celular consiste apenas em macro células (Estações Rádio Base de grande porte) externo o que não é suficiente para oferecer um bom desempenho na rede subterrânea, a um grande número de usuários que utilizam o Metro Rio diariamente. O objetivo deste projeto é implementar uma infraestrutura com foco em micro células(small cells) nas passagens subterrâneas, com a melhor abordagem, sem impactar no serviço prestado ao usuário final
Keywords: Redes de Telecomunicações, Small Cell
ABSTRACT
The present Project consists of the improvement of the voice signal and cellular architecture data for all operators (QUADRIBAND) in the Metro Rio underground line, where there is a real need to increase signal quality for users where there is a large cellular architecture deficit quality services for the provision of voice and mobile broadband services. The current architecture of the cellular mobile network consists only of macro cells (Large Base Radio Stations), which is not enough to offer a good performance in the underground network, to a large number of users who use Metro Rio daily. goal The objective of this project is to implement an infrastructure with a focus on micro cells (small cells) in underground passages, with the best approach, without impacting the service provided to the end user.
Keywords: Telecommunications Networks, Small Cell
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 — Carro..... 001... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Figura 2 — Estação....... cinelândia......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figura 3 — Primeira....... .expansão....... .-. Estação....... Carioca...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Figura 4 — Mapa..... Metrõ..... .na.. Superfície........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figura 5 — Estação....... Uruguai....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Figura 6 — Linha..... 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figura 7 — Antenas....... .de.. comunicação........... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figura 8 — Cobertura........ .da.. Estação....... macro.....-.eNB.... U.-.plane.... .e. C..-plane..... small.... .cell... . . 26 Figura 9 — Cobertura........ .da.. Estação....... macro..... .C.-.plane.... .(RRC)..... phantom....... .cell... . . . . . . 26 Figura 10 — – Cobertura da Estação macro-eNB e da Estação small cell com CRE.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Figura 11 — Comunicação........... .entre.... .Estações....... utilizando........ .ICIC... . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figura 12 — Comunicação........... .utilizando........ eICIC..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Figura 13 — DAS.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figura 14 — Plataforma......... .LampSite......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Figura 15 — pRRU..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figura 16 — SFP.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Figura 17 — Comutador......... .Remoto...... .RHUB3908......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Figura 18 — BBU.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Figura 19 — Croqui...... de.. .Instalação........ dos... .Equipamentos........... .de.. Telecom....... . . . . . . . . . . . 41 Figura 20 — Croqui...... de.. .Instalação........ pRRU..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Figura 21 — Croqui...... de.. .Instalação........ BBU.... .+. RHUB..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Figura 22 — Croqui...... de.. .Instalação........ pRRU..... .Estação...... .Botafogo....... . . . . . . . . . . . . . . . . 43
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
2	CLIENTE........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
2.1 .A. HISTÓRIA......... DO... METRO....... RIO.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
2.2 A.. PRIMEIRA......... EXPANSÃO.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	12
2.3 .A. CONCESSÃO............ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
2.4 UM... .NOVO..... .MOMENTO......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	16
2.5 .OPERAÇÃO..........NOS.... .GRANDES........ .EVENTOS......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	17
2.6 INFRAESTRUTURA................. ATUAL...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
2.7 .NECESSIDADES.............. .DO.. .CLIENTE....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	20
2.8 .SOLUÇÃO......... PROPOSTA.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
3	. TECNOLOGIA............ .SMALL...... .CEL... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
3.1 . .DEFINIÇÃO......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
3.2 .ESTAÇÃO........ .MICROCELL.......... .(MICROCÉLULA).............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
3.3 ESTAÇÃO......... PICOCELL......... .(PICOCÉLULA)............ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
3.4 .ESTAÇÃO........ .FEMTOCELL........... (FEMTOCÉLULA)............... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
3.5 .REDES...... .HETEROGÊNEAS............... –. .HETNET....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
3.6 .CÉLULAS........ INTERNAS......... .E. EXTERNAS.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
4	.PLATAFORMAS............. .E. EQUIPAMENTOS............... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	32
4.1 PLATAFORMA............ .SINGLE....... DAS.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	32
4.2 A TECNOLOGIA ADOTADA E SUAS PARTICULARIDADES PLATAFORMA LAMPSITE......... .DA.. .HUAWEI....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.3 PICO..... UNIDADE........ .DE.. .RÁDIO...... REMOTO........ .–. PRRU3902......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4 .COMUTADOR........... .REMOTO........ –. .RHUB3908......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	36
4.5 UNIDADE......... DE... BANDA...... .BASE..... –. .BBU3900/BBU3910............... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	38
5	O.. PROJETO......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.1 .ESCOPO....... .DO.. .PROJETO........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	40
5.2 IMPLANTAÇÃO............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	41
6	CONCLUSÃO............ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
.REFERÊNCIAS............ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	46
9
INTRODUÇÃO
Inicialmente, os sistemas móveis tinham como objetivo alcançar uma grande área de cobertura através de um único transmissor de alta potência, e utilizavam a técnica de acesso conhecida como Frequency Division Multiple Access (FDMA), onde cada usuário era alocado em uma frequência distinta. Embora essa abordagem gerasse uma cobertura muito boa, o número de usuários era limitado
Devido a necessidade de padronização para o sistema celular Europeu e a crescente demanda pelo serviço móvel, foi necessário dar início ao desenvolvimento de sistemas digitais. Os sistemas de 2ª geração começaram a ser efetivamente utilizados no início de 1990 e foi impulsionado pelo avanço da tecnologia dos circuitos integrados que permitiram a efetiva utilização da transmissão digital.
Os sistemas 3G provêm diversas vantagens em comparação a seus antecessores, pois além de oferecer serviços de telefonia e comunicação de dados com altas taxas possui maior imunidade a interferências.
O LTE é a nova geração das redes móveis padronizada. Reduzindo a latência do plano do usuário trazendo uma nova experiência com total mobilidade. Esta tecnologia está programada para fornecer suporte ao tráfego baseado em IP com QoS
O sistema de celular tem crescido exponencialmente desde que a tecnologia foi introduzida no Brasil, o processo de globalização acelerou a evolução das tecnologias de telecomunicação através dos anos, criando maior demanda e maior necessidade de seus usuários. Com sua evolução, tem-se um maior número de serviços oferecidos, mais infelizmente, ainda não temos o sinal disponível em todos os locais, seja devido a áreas de sombra ou pelo alto custo de expansão da infraestrutura.
O presente Projeto consiste na melhoria do sinal de voz e dados da arquitetura celular para todas as operações (QUADRIBAND) na linha subterrânea do Metro Rio onde existe a real necessidade de elevação da qualidade para seus usuários devido o aumento dos serviços de banda larga móvel , é necessário criar sistemas de comunicações capazes de suportar o grande numero de pessoas conectadas a rede, que utilizam muito das vezes, dispositivos celulares em ambientes relativamente pequenos, porem com grande fluxo de pessoas.
A arquitetura atual da rede móvel celular consiste apenas em macrocélulas(Estações Rádio Base de grande porte) e não e suficiente para oferecer um bom desempenho ao um grande numero de usuários que passam pelo Metro Rio diariamente, temos que chegar as estações subterrâneas a quais teremos grande foco em nosso trabalho, o objetivo é implementar uma infraestrutura para
10
atender todas as linhas do Metro Rio, focando nas passagens subterrâneas, com a melhor abordagem, sem impactar no serviço prestado pelo nosso cliente( no caso o Metro Rio e seus passageiros).
Será apresentado neste projeto no capitulo 1(Cliente), a sua área de negócios, o cenário atual em que se encontra, suas necessidades de melhorias e a solução proposta visando atende-las.
11
CLIENTE
Neste capitulo iremos apresentar nosso cliente , apresentaremos a área em que atua , seu ramo de negócios , como esta sua atual infraestrutura e analisaremos suas necessidades e possíveis melhorias..
2.1 A HISTÓRIA DO METRO RIO
Quando foi inaugurado, em março de 1979, o Metro do Rio de Janeiro contava com 4,3 quilômetros de trilhos ligando cinco pontos próximos da cidade. Nos primeiros dez dias de operação, seus trens transportaram mais de meio milhão de pessoas, numa média diária de 60 mil clientes.
Figura 1 - Carro 001
Fonte: http://transportesuburbanorj.blogspot.com/2010/07/metro-do-rioos-carros-mafersa.html,
Acesso em: 02 junho 2018 13:27 h
12
Carro 001, o primeiro entregue a Cia. do Metropolitano,já nas dependências do Centro de Manutenção. A primeira foto é da plaqueta comemorativa do primeiro carro entregue pronto pela Mafersa.
Entre as estações pioneiras, o maior movimento da operação foi na Cinelândia, que, com mais de um terço do total de passageiros, dividia então o fluxo com Praça Onze, Central, Presidente Vargas e Glória. Naquele primeiro momento do sistema, o Metrô operava com apenas quatro trens de quatro carros que circulavam com intervalos médios de oito minutos entre 9h e 15h, horário que foi esticado até as 23h em dezembro do mesmo ano.
Figura 2 - Estação cinelândia
Fonte: https://oglobo.globo.com/rio/cinco-curiosidades-sobre-metro-do-rio-17005068, Acesso em: 4 jun 2018 13:00 h
2.2 A PRIMEIRA EXPANSÃO
A expansão veio rápido. Já no ano seguinte, as estações Uruguaiana e Estácio foram inauguradas. Com o surgimento destas duas estações, a demanda de passageiros foi incrementada, o que obrigou a empresa a aumentar o número de carros nos trens de quatro para seis.
Em janeiro de 1981, foi a vez de a Estação Carioca ser concluída. No mesmo ano foram inauguradas também as Estações Catete, Morro Azul - hoje, Flamengo - e
13
Botafogo. Ainda em novembro do mesmo ano foi inaugurada a Linha 2, que contava apenascom as Estações São Cristóvão e Maracanã. Em dezembro, completando o trecho Sul da Linha 1, foi a vez da Estação Largo do Machado entrar no mapa.
Novas inaugurações no trecho Norte chegaram em 1982, com o início das operações das Estações de Afonso Pena, São Francisco Xavier e Saens Peña. A fim de permitir a conclusão da Linha 2 até Irajá, em 1983, os trens deste trecho passaram a circular das 6h às 14h.
Durante um mês, depois deste horário até as 20h, foi implantado um serviço gratuito de ônibus, integrando as Estações Estácio, São Cristóvão e Maracanã. Após a conclusão das obras, foram inauguradas as Estações Maria da Graça, Del Castilho, Inhaúma e Irajá que, visando antecipar a disponibilidade do serviço, funcionavam ainda sem todas as funcionalidades do Metrô (Pré-Metrô).
O ano de 1984 foi marcado pelo início da operação comercial da Linha 2 com cinco trens nos dias úteis, em intervalos de menos de seis minutos durante a semana. Seguindo o cronograma de expansão, a Estação Triagem foi inaugurada em julho de 1988. Noventa e um foi o ano da Estação Engenho Rainha. De lá até 1996, duas estações entraram no circuito: Thomaz Coelho (1996) e Vicente de Carvalho. Neste período, o intervalo das nove composições da Linha 2 passou a ser de seis minutos.
Figura 3 - Primeira expansão - Estação Carioca
Fonte: https://www.metrorio.com.br/Estacoes?p_ponto=17), Acesso em: 4jun 2018 12:55 h
14
2.3 A CONCESSÃO
No dia 19 de dezembro de 1997, na Bolsa de Valores do Rio, o Consórcio Opportrans adquiriu o direito de explorar o serviço metroviário durante 20 anos, assumindo, em abril de 1998, o controle do serviço de transporte público metroviário.
A empresa Metrô Rio assumiu a concessão do metrô carioca e está sob seu controle a administração e a operação das Linhas 1 e 2, ficando as expansões da rede metroviária e aquisição de novos trens a cargo da Rio Trilhos (Governo do Estado).
Integrações e novas estações
Em julho de 1998, a inauguração da Estação Cardeal Arcoverde, em Copacabana, representou um marco para um dos bairros mais tradicionais do Rio. Em agosto e setembro do mesmo ano, foram iniciadas ainda as operações de mais cinco estações: Irajá, Colégio, Coelho Neto, Engenheiro Rubens Paiva, Acari/Fazenda Botafogo e Pavuna.
Pouco mais de um ano antes, o Metrô havia realizado pela primeira vez a Operação de Carnaval, com o funcionamento ininterrupto durante os dias de folia, esquema que é repetidos todos os anos desde então.
A partir de 1999, o Metrô Rio começou a realizar operações especiais para o Réveillon carioca, com venda antecipada de bilhetes com horários predefinidos, para garantir que todos chegassem à festa com tranquilidade, segurança e pontualidade.
A partir de 2000, o Metrô Rio estabeleceu diversas parcerias com o intuito de facilitar e baratear o transporte público da cidade. Em 2000, foi implantada a integração metrô-trem.
Em janeiro de 2002, foi inaugurada a linha de extensão Metrô Na Superfície que ligava a Estação Cardeal Arcoverde a Ipanema. Com a inauguração da Estação Siqueira Campos em março de 2003, a linha foi transferida para essa estação e passou também a atender aos bairros do Leblon e Gávea.
Em 2004, o Metrô Rio ofereceu diversas novidades para facilitar a vida de seus clientes: o início da operação aos domingos e a implementação das Linhas de Integração Expressa (12 linhas inauguradas entre 2004 e 2005, sendo mais 2 linhas inauguradas nos 2 anos seguintes).
O ano de 2007 foi marcado pela inauguração de uma nova estação na Zona Sul, Cantagalo, e de duas novas linhas de extensão: o Metrô Na Superfície que liga a Estação Botafogo à Gávea, passando pelo Humaitá e Jardim Botânico, e o Metrô Barra, que liga a Estação Siqueira Campos à Barra, passando por Ipanema, Leblon e São Conrado
15
Figura 4 - Mapa Metrõ na Superfície
Fonte: http://photos.wikimapia.org/p/00/02/73/43/03_big.jpghtt ) Acesso em: 4 jun 2018 13:42 h
16
2.4 UM NOVO MOMENTO
No pacote de R$ 1,15 bilhão, destacaram-se a construção da Linha 1A (trecho entre as Estações São Cristóvão e Central, ligando a Linha 2 à Zona Sul, sem transferência nos dias úteis), a reforma gradual das estações, a construção da Estação Cidade Nova e sua passarela, a compra de 114 novos carros, a melhoria do sistema de ar condicionado, além da modernização do Centro de Controle de Tráfego.
Em 2009, foi inaugurada a Estação General Osório com a presença do Presidente Lula, Governador Sérgio Cabral, Prefeito Eduardo Paes e demais autoridades. Pouco depois, o Metrô Na Superfície que partia da Estação Siqueira Campos e o Barra Expresso foram transferidos para a Estação Ipanema/General Osório.
Em dezembro de 2009, o Metrô Rio passou a fazer parte do Grupo Invepar – Investimentos e Participações em Infra-Estrutura S.A, juntando-se à CART – Concessionária Auto Raposo Tavares (SP), LAMSA – Linha Amarela S.A (RJ) e CLN – Concessionária Litoral Norte (BA).
O ano de 2013 marcou a entrada plena em funcionamento dos 19 novos trens e a melhoria na operação com a redução dos intervalos nas viagens. Também registrou a decisiva participação do modal nos esquemas de mobilidade urbana dos dois grandes eventos que o Rio de Janeiro recebeu: a Copa das Confederações e a Jornada Mundial da Juventude.
Em 2013, o Metrô Rio reabriu a Estação General Osório e acelerou a preparação da Estação Uruguai. E, no âmbito institucional, a Concessionária conseguiu uma importante vitória: a certificação ISO 9001.
A reabertura da Estação General Osório, antes do período anunciado, reinclui Ipanema ao sistema e possibilitou uma melhor mobilidade de cariocas e turistas em eventos importantes de nossa cidade como o Réveillon e o Carnaval.
Em março de 2014, a estação Uruguai, 36ª estação do MetrôRio e quarta situada na Tijuca, foi inaugurada. Com cinco acessos (um na Rua Dona Delfina, dois na Itacuruçá e dois acessos na Condede Bonfim), a estação tem 300 metros de plataforma, mais de sete mil metros quadrados de área construída e 2,9 km de via. A nova estação somou mais 1,1 km de extensão à Linha 1.
A estação Uruguai é fruto de um investimento de R$ 250 milhões. Para a sua construção, aproveitou-se o trecho já escavado conhecido como Rabicho da Tijuca.
17
Figura 5 - Estação Uruguai
Fonte: https://www.metrorio.com.br/Empresa/Historia?p_interna=3, Acesso em: 6 jun 2018 06:37 h
2.5 OPERAÇÃO NOS GRANDES EVENTOS
Em apoio aos grandes eventos da cidade, o Metrô Rio opera com altíssima taxa de confiabilidade. Na Jornada Mundial da Juventude, mais de 3,7 milhões de peregrinos utilizaram o metrô. Atendendo ao pedido do Poder Público, os funcionários da Concessionária planejaram, em tempo recorde, uma operação para a missa final, transferida de Guaratiba para Copacabana. O sistema funcionou à plena capacidade, embarcando, nas três estações do bairro, o equivalente a 500 passageiros por minuto.
O Metrô Rio atendeu o equivalente a quatro réveillons consecutivos, com a ressalva de que, na vigília e na missa final, não houve possibilidade de venda antecipada de cartões horários - trazendo um desafio inédito ao corpo técnico da empresa, e que foi plenamente superado.
Em pesquisa realizada pelo Ministério do Turismo, 87% dos turistas que vieram para a Jornada aprovaram o Metrô Rio, que foi eleito pelos peregrinos como o serviço público mais confiável – a despeito da interrupção do sistema por duas horas devido a falha em obra, alheia ao Metrô Rio, de responsabilidade de uma empresa externa, fornecedora de serviços.
18
A Copa do Mundo Fifa também foi um evento marcante do ano de 2014. Nos sete dias de jogos no Maracanã, o Metrô Rio transportou 686,2 mil torcedores, mais de 70% das pessoas que assistiram aos jogos no palco do futebol ou que aproveitarama estadia na cidade para visitar o estádio ou torcer nas suas imediações.
Nos dias de jogos, foram praticados os intervalos de horário de pico, com frota máxima operando e trens extras posicionados em pontos estratégicos da operação para serem usados quando necessário. A segurança nos dias de jogos foi feita por 516 homens e mulheres, além do apoio da Polícia Militar. O Metrô Rio contou com 40 funcionários voluntários, fluentes em idiomas, que ficaram à disposição nas estações de maior movimento – incluindo as do entorno do estádio – para tirar qualquer dúvida a respeito dos trajetos e acessos em direção ao Maracanã.
Durante a Copa do Mundo, a Concessionária também preparou algumas novidades para facilitar a viagem dos turistas e dos usuários do sistema. A nova sinalização nas 36 estações, o aplicativo bilíngue Metrô Rio e o Wi-Fi nas estações foram algumas das novidades lançadas na época e que foram aproveitadas pelos usuários após o evento.
Durante os Jogos Olímpicos 12,8 milhões de passageiros passaram pelas três linhas e a empresa bateu todos os recordes de transporte de passageiros, ultrapassando mais de um milhão de usuários ao dia. Para os Jogos Paralímpicos, o MetrôRio foi um dos mais acessíveis do mundo entre os metrôs com mais de dez anos de operação e o único que mantém, em caráter permanente, apoio aos portadores de necessidades especiais
2.6 INFRAESTRUTURA ATUAL
Atualmente, o metrô conta com 42 quilômetros de malha metroviária que conectam bairros da Zona Norte, Centro e Zona Sul através de 36 estações
Todos os dias, uma média de 830 mil passageiros são transportados pelos trens do metrô através das linhas 1 e 2. A estação que registra maior movimento é a Central do Brasil
A Construtora Queiroz Galvão é líder do Consórcio Construtor Rio Barra, responsável por entregar à população carioca a Linha 4 do Metrô. A nova linha terá capacidade para transportar mais de 300 mil passageiros por dia, ligando Ipanema, na zona sul do Rio de Janeiro, à Barra da Tijuca, na zona oeste da capital. O percurso é feito em pouco mais de 15 minutos e surpreende os usuários com uma vista impressionante das montanhas e canais da Barra.
19
Os trens entraram em circulação antes dos Jogos Olímpicos Rio 2016 e ajudaram o sistema metroviário carioca a bater seguidos recordes de passageiros transportados. Foram 13,9 milhões de usuários durante as Olimpíadas e 8,2 milhões durante as Paraolimpíadas, 765 mil entradas a mais no sistema em comparação ao mesmo período de 2015.
A nova linha vai aumentar a produtividade na cidade e gerar uma economia de cerca de R$ 883 milhões por ano, segundo estudo realizado pela Fundação Getúlio Vargas (FGV). O cálculo é baseado na redução de pelo menos uma hora no tempo de deslocamento, evitando congestionamentos entre a Barra e a Zona Sul. A estimativa é que as operações na Linha 4 resultem em aproximadamente 2 mil carros retirados de circulação em horário de pico.
Construída em seis anos, a obra de alta complexidade técnica cumpriu as normas internacionais mais rigorosas para a construção e operação de metrôs no mundo. Foram gerados 30 mil postos de trabalho e reunidos mais de 200 especialistas e consultores nacionais e internacionais. Os 16 km do empreendimento representam a mesma extensão de metrô subterrâneo construída na capital fluminense nos últimos 30 anos
Figura 6 - Linha 4
Fonte: http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2011/03/linha-4-do-metro-rio-tera-6-estacoes-para-
ligar-ipanema-barra-da-tijuca.html, Acesso em: 6 jun 2018 15:00 h
Além dos serviços de comodidade que o MetrôRio oferece como: Banheiros
20
públicos, caixas eletrônicos/Bancos 24h, máquinas ATM, Redes de lojas, etc. Foi implantado um serviço de Wi-Fi (rede sem fio) gratuito nas estações de Botafogo, Flamengo, Largo do Machado, Catete, Glória, Cinelândia, Carioca, Uruguaiana, Presidente Vargas, Central, Praça Onze, Estácio, Afonso Pena, São Francisco Xavier, SaensPeña, Uruguai, São Cristóvão e Maracanã. A iniciativa foi contratada junto à empresa Linktel, operadora especializada em redes sem fio e, mais recentemente, passou a contar com os equipamentos produzidos pela Cisco - a Controladora 8500, os Access Points Cisco Aironet 2602-i e os equipamentos de gerência Cisco PRIME (arquitetura) e MSE, que integra as soluções Prime LMS (LAN Management Solutions) e Prime NCS (Network Control System). A infraestrutura foi implantada em topologia “estrela”, interligada com a central da concessionária e com os pontos de Wi-Fi dispostos nos mezaninos e nas plataformas para acesso dos usuários e estabelecimentos comerciais dentro das estações
A Linktel também é responsável pela infraestrutura de rede oferecida aos mais de 200 comerciantes que estão instalados nas estações, entre eles lotéricas, lojas de consertos de roupas, manutenção de celulares e lanchonetes. A operadora monta a estrutura Wi-Fi dentro do estabelecimento e permite ou não se os usuários do metrô podem ter acesso a esse ponto, de acordo com a estratégia adotada pelo lojista.
2.7 NECESSIDADES DO CLIENTE
Uma das maiores dificuldades dos cliente do Metro Rio é o acesso a internet dentro de suas plataformas
Com o atual avanço das tecnologias e dos smartphones , onde todos estão conectados a todo momento , seria indispensável também prover uma tecnologia onde para que seus clientes não percam a conexão em seu tempo de viagem
Na linha 1 e na linha 4 onde todas as estações são subterrâneas a dificuldade para o cliente se conectar é ainda pior que na linha 2 ,
No entanto, todas as estações (nível plataforma e mezanino) oferecem a disponibilidade do sinal, segundo relato do gerente comercial Guilherme Dale
Ainda segundo o gerente comercial Guilherme Dale, o primeiro contrato de uma operadora com o Metrô Rio foi nos anos 80, e conforme informado pelo mesmo, o espaço é cedido às operadoras para a instalação de equipamentos. Atualmente o Metrô Rio têm contrato com as seguintes operadoras: Embratel, Vivo, Oi, Claro, Tim, Nextel, Amtore (fibra ótica), e mantem uma rotina de manutenção preventiva, executada pelos permissionários (operadoras) com a presença de técnicos do Metrô
21
Rio
Podemos afirmar que existe uma necessidade imediatados clientes em se conectar a rede principalmente nas linhas 2 e 4 .
2.8 SOLUÇÃO PROPOSTA
Devido a essas dificuldade um estudo foi inicializado pelo metro rio para atender esta demanda e solucionar este problema.
Com base nesse estudo, a empresa procurou tecnologias disponíveis que pudessem ser adaptadas à realidade de cada estação a fim de eliminar todas as barreiras existentes, atendendo assim às necessidades de todos.
O Metrô então propôs parceria entre as operadoras que já investem para utilizar o seu espaço e com isso passarão a utilizar uma nova tecnologia a fim de melhorarem suas coberturas. Sendo assim, abriram uma licitação a fim de analisar as propostas das empresas participantes. Algumas soluções encontradas e comparadas na Tabela 1, foram instalar repetidores nas estações e túneis do Metrô, a implantação de Access Points (pontos de acesso à internet) ou utilizar antenas smallcell.
Espalhadas pelas cidades, as grandes antenas são as responsáveis pela comunicação, tanto de voz quanto de dados, dos dispositivos móveis. Mas com cada vez mais aparelhos necessitando de sinal, é preciso uma quantidade maior de antenas para suprir a demanda do consumidor. É aí que entram as smallcells, pequenas antenas que funcionam para melhorar a cobertura do sinal.
Figura 7 - Antenas de comunicação
Fonte: http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/06/small-cell-conheca-tecnologia-capaz-de-ampliar-o-sinal-da-rede-de-celular.html, Acesso em: 6 jun 2018 8:02
As smallcells possuem três aplicações principais. “Elas podem ser usadas em hotspot, em locais de aglomeração de pessoas, como em estações de metrô; em
22
grandes empresas e também para uso doméstico.No capitulo seguinte falaremos melhor sobre este equipamento ,apresentando suas tecnologias e o porque de sua utilização nas plataformas do Metrô Rio .
23
TECNOLOGIA SMALL CEL
Este capítulo apresentada a tecnologia small cell, a sua definição, os locais em que pode ser implantada e as técnicas que utiliza para fornecer uma melhor capacidade de cobertura na rede. Na qual será abordada em nosso projeto
3.1	DEFINIÇÃO
A grande variedade e crescimento de tabletes, smartphones e outros dispositivos móveis que executam uma quantidade enorme de aplicativos continuam gerando uma demanda cada vez maior sobre as redes móveis, multiplicando o consumo de dados e tornando a capacidade de transmissão uma questão de importância fundamental. Por causa do congestionamento na rede, tanto com dados quanto com voz, a experiência dos usuários ficou degradada. A aquisição de espectro adicional, que é um recurso finito, é impraticável por razões de custo e de tempo. Uma das maneiras mais eficientes para melhorar a capacidade dentro de uma rede é reduzir o raio de cobertura das células, e deixá-las mais próximas umas das outras, resultando numa rede mais densamente compactada de células pequenas.
O termo small cell tem sido interpretado de maneiras diferentes pelo setor e pode incluir uma série de pequenos equipamentos de transmissão celular vi a rádio dentro de redes denominadas Hetnet (Redes Heterogêneas). São definidas como pequenos pontos de acesso sem fio de baixa potência que operam no espectro licenciado e não licenciado, fornecendo uma melhor capacidade de cobertura, podendo ser aplicadas em residências e empresas, bem como espaços públicos metropolitanos e rurais. Elas são classificadas como estações microcells, picocells e femtocells (geralmente unidades residenciais muito pequenas), DAS (Sistemas de Antenas Distribuídas) e RRUs (Unidade de Rádio Remoto). E o custo de planejamento, instalação e manutenção das antenas small cell é muito menor em comparação as grandes torres instaladas na rede-macro.
3.2 ESTAÇÃO MICROCELL (MICROCÉLULA)
uma Estação Rádio Base (ERB ou BTS) da rede móvel alimentada por um baixo consumo de energia, que opera com potência de saída mais baixa e também provê cobertura para ambientes internos e externos. Desenvolvidas para cobrir áreas limitadas, embora a distância nem sempre seja clara, elas são usadas para suprir o tráfego em regiões de alto fluxo de usuários. Também são dimensionadas
24
para prover capacidade de tráfego e/ou cobertura em locais específicos como: edifícios, shoppings, centros de transporte, rodovias, ruas, cruzamentos movimentados, túneis e partes limitadas de edifícios vizinhos. As BTS’s podem ser instaladas dentro dos prédios e as antenas podem ser montadas nos tetos e nas paredes
3.3 ESTAÇÃO PICOCELL (PICOCÉLULA)
uma pequena Estação Rádio Base celular desenvolvida especificamente para ambientes internos, estendendo a cobertura para áreas onde o sinal externo não consegue atingir. Este tipo de BTS tem raio de ação menor que uma Estação Microcell e a propagação de radiofrequência são limitadas em locais estratégicos e fechadas, como linhas de produção e subsolos de grandes edifícios, saguões de hotéis, estações de metrô, restaurantes, estacionamentos, centros comerciais, escritórios e quadras esportivas.
3.4 ESTAÇÃO FEMTOCELL (FEMTOCÉLULA)
São pequenos AP’s (Pontos de Acesso) de baixa potência e baixo custo de instalação. Permite que ligações móveis em ambiente doméstico sejam direcionadas para redes maiores através de conexões de banda larga DSL ou a cabo, a partir do mesmo equipamento 3G. Em outras palavras, a tecnologia Femtocell foi concebido
Para unir a telefonia celular de banda larga (3G e superiores) à Internet de alta velocidade em rede fixa residencial
3.5 REDES HETEROGÊNEAS – HETNET
O planejamento de uma rede eficaz é essencial para lidar com o crescimento do tráfego de dados entre usuários e serviços que competem por recursos de rádio limitado. As operadoras aceitaram esse desafio, aumentando a capacidade com novos espectros radioelétricos, acrescentando técnicas de múltiplas-antenas, implementando modulação mais eficiente e esquemas de codificação. No entanto, estas medidas não são suficientes nos ambientes com maior fluxo de usuários e nas bordas das células onde o desempenho é significativamente menor.
As operadoras também estão adicionando pequenas células, bem integradas com a rede-macro, para ampliar as cargas de tráfego, manter amplo desempenho, o serviço de qualidade e ao mesmo tempo reutilizando o espectro de maneira mais eficiente.
25
Uma maneira de expandir uma rede-macro existente, mantendo-a como uma rede homogênea, é adicionando mais setores em Estações macro-eNBs (enhanced NodeB – rede de acesso LTE de ampla cobertura) ou implantando novas Estações macro-eNBs. No entanto, a redução da distância entre os sites da rede-macro só pode ser feita até certo ponto, pois encontrar áreas para a instalação de novos sites se torna cada vez mais caro e difícil, especialmente em centros urbanos. Uma alternativa, será a introdução de pequenas células através da adição de Micro Estações de baixa potência (eNB e HeNB) ou RRUs (Unidades de Rádio Remoto) para Estações macro-eNBs existentes. Fazendo com que o processo de instalação seja simples e barato, por se tratar de equipamentos bem menores.
As antenas small cell são adicionadas principalmente para aumentar a capacidade em hotspots (pontos de acesso Wi-Fi) com alta demanda de usuários e para preencher as áreas não cobertas pela rede-macro em ambientes externos e internos. Também melhoram a qualidade de serviço e desempenho da rede pelo
Descongestionamento das grandes redes-macro. O resultado é uma rede heterogênea, com grandes macrocélulas em combinação com as antenas small cell, fornecendo maiores taxas de bits por unidade de área
O planejamento de rede heterogênea já foi usado no padrão GSM, onde as pequenas e grandes células GSM são separadas através da utilização de diferentes frequências. No entanto, principalmente as redes LTE que sofrem com o limite de espectro de frequência, fazem a reutilização de uma frequência para maximizar a utilização da largura de faixa licenciada.
Em redes heterogêneas as células de diferentes tamanhos são classificadas como macro, micro, pico e femtocélulas; listadas em ordem decrescente de acordo com a potência da Estação Rádio Base. O tamanho real da célula depende não somente do potencial da Estação eNB, mas também da posição da antena, bem como o ambiente onde está localizada (interno ou externo).
A Micro Estações Rádio Base HeNB (Home eNB) é uma femtocélula de baixa potência introduzida nas especificações LTE Release 9 (R9), usada principalmente para fornecer cobertura indoor (interna) para assinantes de Serviços de Banda Larga. As HeNBs são de propriedade privada e são implantadas sem coordenação com a rede-macro. Se a frequência usada na femtocélula é a mesma frequência utilizada na macrocélula, e a femtocélula é usada somente para assinantes de Serviços de Banda Larga, então existe o risco de interferência entre as células.
A introdução de diferentes tamanhos de células e a geração de uma rede heterogênea aumenta a complexidade do planejamento da rede. Em uma rede com reutilização de frequência, a fronteira entre as duas células está localizada no ponto onde o SSDL (Sinal mais Forte de Downlink) é o mesmo em ambas as células
26
Figura 8 - Cobertura da Estação macro-eNB U-plane e C-plane small cell.
Fonte: https://www.semanticscholar.org/paper/Impact-of-Varying-Traffic-Profile-on-Phantom-Cell-Ternon-Agyapong/d478dd0ffa153af628c15cfddf23fb1745c5f659, Acesso em: 08 de junho 2018 09:00 h
Figura 9 - Cobertura da Estação macro C-plane (RRC) phantom cell.
Fonte: https://www.semanticscholar.org/paper/Impact-of-Varying-Traffic-Profile-on-Phantom-Cell-Ternon-Agyapong/d478dd0ffa153af628c15cfddf23fb1745c5f659,Acesso em: 08 de junho 2018 09:00 h
Uma questão importante no planejamento de uma rede heterogênea é garantir que as antenas small cell realmente atendam um número suficiente de usuários. Uma maneira de fazer isto é aumentar a área atendida pela antena small
27
cell, que pode ser feita através de um deslocamento de seleção de célula positiva para compensar o SSDL do small cell. Isso é chamado de CRE (extensão de intervalo de célula). , com o CRE a cobertura da antena small cell é aumentada junto do SSDL e o celular de cor verde será atendido pela Estação de baixa potência do small cell.
Um efeito negativo disso é o aumento da interferência no Downlink recebido pela Estação Móvel (Mobile Station - MS - Celular), localizado na região de CRE e servida pela Estação de baixa potência do small cell. Isso pode afetar a recepção dos canais de controle de Downlink em particular.
Uma característica adicional da especificação 3GPP LTE pode ser utilizada para reduzir o problema de interferência nas redes heterogêneas com antenas small cell: A ICIC (Coordenação de interferência intercelular) foi introduzida na especificação R8. As Estações eNBs podem se comunicar utilizando ICIC através da interface X2 para reduzir a interferência intercelular nas estações móveis localizadas nas extremidades das células. A mensagem X2AP usada para isso é chamada de "Informações de carga". Por meio dessa mensagem uma Estação eNB pode informar a Estações eNBs vizinhas sobre: O nível de interferência Uplink por PRB (Bloco de Recursos Físicos); PRBs Uplink que são alocados para a borda da célula e estações móveis, portanto, são sensíveis a interferências de Uplink; e se a potência de Downlink Tx é maior ou menor do que um valor limite definido.
Figura 10 - – Cobertura da Estação macro-eNB e da Estação small cell com CRE
Fonte: http://www.hitachi-america.us/rd/about_us/dspl/past-projects/, Acesso
em: 10 junho 2018 8:00
Um efeito negativo disso é o aumento da interferência no Downlink recebido pela Estação Móvel (Mobile Station - MS - Celular), localizado na região de CRE e servida pela Estação de baixa potência do small cell. Isso pode afetar a recepção
28
dos canais de controle de Downlink em particular.
Uma característica adicional da especificação 3GPP LTE pode ser utilizada para reduzir o problema de interferência nas redes heterogêneas com antenas small cell: A ICIC (Coordenação de interferência intercelular) foi introduzida na especificação R8. As Estações eNBs podem se comunicar utilizando ICIC através da interface X2 para reduzir a interferência intercelular nas estações móveis localizadas nas extremidades das células. A mensagem X2AP usada para isso é chamada de "Informações de carga". Por meio dessa mensagem uma Estação eNB pode informar a Estações eNBs vizinhas sobre: O nível de interferência Uplink por PRB (Bloco de Recursos Físicos); PRBs Uplink que são alocados para a borda da célula e estações móveis, portanto, são sensíveis a interferências de Uplink; e se a potência de Downlink Tx é maior ou menor do que um valor limite definido. As Estações eNBs que recebem estas mensagens podem utilizar as informações recebidas para otimizar o agendamento para as estações móveis nas bordas das células.
Figura 11 - Comunicação entre Estações utilizando ICIC
Fonte: Adaptada pelos autores
A ICIC evoluiu para melhorar o suporte a implantações de redes heterogêneas, especialmente o controle de interferência de canais de controle Downlink. A eICIC (ICIC melhorada) foi introduzida na especificação LTE R10. A principal alteração é a adição de ICIC no domínio do tempo, realizada através do uso de ABS (Subframes quase vazios). O ABS inclui apenas os canais de controle e sinais de referência específicos para células, não há dados do usuário, e é transmitido com potência reduzida. Quando a eICIC é usada, a macro-eNB transmiti um ABS de acordo com um padrão semi-estático. Durante estes subframes, as
29
estações móveis na borda, geralmente na região do CRE do small cell, pode receber informações de Downlink, dados de controle quanto de usuário. A macro-eNB irá informar a Estação eNB na small cell sobre o padrão de ABS.
Figura 12 - Comunicação utilizando eICIC
Fonte: Adaptada pelos autores
Uma Micro Estação Rádio Base (pequena ERB de baixa potência e baixo consumo de energia), com características SON (Rede Auto Organizada) pode detectar as condições de rádio no ambiente e automaticamente planejar e configurar os parâmetros de rádio, como a frequência, o código de criptografia e a potência de transmissão. Diferente de uma Estação Rádio Base tradicional que não pode fazer isso. É por isso entre outras razões que uma Micro Estação Rádio Base custa 15% menos em termos de planejamento da rede. Além disso, ela pode detectar automaticamente as alterações de rádio no ambiente quando uma nova Micro Estação Rádio Base é implantada, e automaticamente aperfeiçoar os parâmetros de rede para códigos criptografados, células vizinhas, a potência de transmissão e entrega.
As principais vantagens da arquitetura HetNet é que ele permite a expansão gradual e flexível da capacidade com base na necessidade. Quando os hotspots são esporádicos, apenas alguns Micro Estações Rádio Base são necessários, e elas podem usar as mesmas frequências como as macro células. No entanto, para reduzir a interferência entre os dois, é utilizada a arquitetura de nuvem BB (Baseband) – (Banda Base). Quando o número de tráfego nos hotspots aumenta e mais Micro Estações Rádio Base são implantados, os engenheiros podem alocar
30
portadoras para maximizar a capacidade.
3.6 CÉLULAS INTERNAS E EXTERNAS
Os pontos de acesso Wi-Fi internos são categorizados por partição e variam de acordo com o tamanho de cobertura (pequeno médio ou grande). Para edifícios residências os hotspots são categorizados como multi-particionados de pequeno a médio porte. Para supermercados, metrô, salas de conferência, entre outras áreas com usuários em movimento e que exigem uma alta capacidade, os hotspots são categorizados como não-particionados e de tamanho médio. E grandes edifícios de escritórios, hotéis de luxo e locais onde a densidade e a demanda de usuários são elevadas, os pontos de acesso Wi-Fi internos são categorizados como multi-particionados e de grande porte.
No entanto, ambos os requisitos de cobertura e capacidade devem ser considerados para este cenário, devido à presença de elevadores e pisos elevados. Grandes hotspots internos não-particionados são normalmente centros de trânsito, onde a densidade de assinantes é alta e a maioria dos picos é esporádica.
Para a cobertura indoor em grandes edifícios, uma solução comumente adotada é o DAS (Sistema de Antena Distribuída), um conjunto de antenas distribuídas dentro de um grande ambiente interno para melhorar tanto a cobertura de rede quanto os KPIs (Indicadores de Desempenho Chave), embora o aumento de capacidade seja limitado e principais tecnologias, tais como MIMO (Múltiplo-entrada e Múltipla saída), são difíceis de adaptar à arquitetura já existente. Além disso, um DAS por si só não pode gerenciar e monitorar equipamentos dentro de casa, tornando difícil a localização de falhas na rede. Isso representa um obstáculo potencial para a satisfação do usuário e o TCO (Custo Total da Operação).
Baseado no conceito de Estação Rádio Base Distribuído, uma solução interna de próxima geração pode simplificar a implantação através da instalação de RRUs, que podem ser configuradas de maneira flexível através de um software para a expansão de capacidade. Essa solução pode ser gerenciada e monitorada por uma central, permitindo a localização e resolução de falhas em qualquer RRU.
Já os pontos de acesso Wi-Fi externos se enquadram em três categorias – hotdots (pequenos pontos de acesso independentes), hotlines (pontos de acesso que seguem umarua), e hotzones (grandes zonas de hotspot). Em um cenário de hotdot (uma loja de café), a demanda é alta, mas a cobertura é pequena e os usuários estão se movimentando pouco. Em um cenário de hotlines, a densidade de usuários e os requisitos de tráfego são elevados, com a sobreposição de edifícios empresariais ao redor, e isso deve ser considerado durante a implantação. A
31
hotzone é normalmente um quadrado ou outro espaço de encontro público, onde a densidade de usuários e demanda são altas, mas apenas em determinados momentos.
Qualquer hotspot externo pode utilizar uma solução outdoor (Externa) de Micro Estação Rádio Base, enquanto que um hotspot interno multi-particionado de pequeno a médio porte seria mais adequado para uma solução de "cobertura externa mais interna". Hotspots internos não-particionadas de pequeno a médio porte são bons para uma solução indoor de Micro Estação Rádio Base ou DAS, enquanto os grandes hotspots internos multi-particionados e não-particionados são adequados para uma solução interna de próxima geração.
As redes móveis do futuro vão precisar de uma grande capacidade de transmissão para melhorar a experiência dos usuários. Micro Estações Rádio Base devem ser implantadas com precisão em hotspots de tráfego offload (ponto de redução do tráfego da rede móvel) para desafogar as Estações macro-eNB, com uma boa coordenação macro-micro e impacto KPI mínimo. No entanto, qualquer Micro Estação Rádio Base deve ter uma fonte de energia, alimentadores e proteção contra surtos integrados, para minimizar os requisitos do site e os custos de implantação. Uma solução interna otimizada de próxima geração detém vantagens naturais para permitir flexibilidade de implantação, a evolução suave de capacidade e localização remoto de falhas e correção. Determinados cenários de implantação foram identificados e agora as operadoras devem começar a combiná-las com suas próprias necessidades.
32
4 PLATAFORMAS E EQUIPAMENTOS
Existem diversas soluções small cell disponíveis para áreas que apresentam grandes picos de demanda ao acesso em massa à rede para grandes locais internos, como edifícios comerciais, shopping centers, aeroportos, estádios esportivos e sistemas de túneis rodoviários e metrô. Este capítulo descreve as plataformas Single DAS e Lamp Site (HUAWEI).
4.1 PLATAFORMA SINGLE DAS
A tecnologia DAS existe há mais de 20 anos. Mas agora, a necessidade de fazer mais com menos ativos está impulsionando a inovação em DASs e redes ópticas. As soluções DAS não apenas abordam a necessidade de entrega de pequenas células, mas também abordam o eficiente backhaul de pequenas células. As operadoras móveis estão ansiosas para implementar as mais recentes tecnologias DAS e de fibra para criar implantações mais enxutas e econômicas.
DAS é um sistema de hubs gerenciados e antenas remotas que distribui um sinal sem fio a uma série de cabeçotes de rádio multi-banda e multitecnologia conectados ou externos conectados. No topo do DAS, os provedores de serviços geralmente localizam estações de base para fornecer o sinal de celular. Um hub principal recebe esse sinal, o digitaliza e distribui para outros hubs e cabeçotes de rádio por meio de uma rede de fibra ótica de alta largura de banda. Na antena, o rádio converte os sinais de digital para RF e RF para digital.
A plataforma SingleDAS é uma solução DBS3900 (Estação Base Distribuída) da Huawei que permite o acesso de rádio para redes celulares. A DBS3900 suporta largura de banda até 100 Mbps.
Figura 13 - DAS
Fonte:	http://carrier.huawei.com/en/products/wireless-network/Small-
Cell/LampSite, Acesso em: 02 junho 22:30
33
4.2 A TECNOLOGIA ADOTADA E SUAS PARTICULARIDADES PLATAFORMA LAMPSITE DA HUAWEI
O LampSite é uma solução de cobertura de rádio em profundidade líder da indústria que suporta a implantação de multimodo interno em locais de grande e médio porte, como edifícios de escritórios, locais de reunião, centros de transporte, estádios esportivos semifechados e sistemas de túneis que tem por base a tecnologia small cell.
As Small Cells estão gradualmente se tornando um bloco de construção central na infra-estrutura sem fio. À medida que as operadoras de rede lançam suas redes LTE (Long-Term Evolution - Evolução a Longo Prazo), as células pequenas cobrem mais assinantes, atendendo às suas necessidades de aplicativos de alta velocidade e largura de banda, como vídeo e jogos.
Além disso, as small cells não substituem as macro cells, mas as complementam preenchendo as lacunas de cobertura e estendendo a cobertura da rede onde as macro cells não alcamçam.
Uma estação base do LampSite consiste em uma unidade de banda base (BBU - BaseBand Unit), uma unidade de rádio pico remoto(Pico Remote Radio Unit - pRRU) e um hub RRU (RRU HUB).
O LampSite serve como uma 'plataforma' inovadora e fácil de implantar que apresenta alto desempenho e grande capacidade e promove uma evolução suave para a rede LTE. Com SDR (Software Defined Radio - Rádio Definido por Software), o LampSite suporta o uso combinado de várias bandas, a implementação integrada de LTE FDD e TDD e uma evolução para um espectro não licenciado.
Em cenários internos, os sinais de rádio tendem a bloquear e absorver durante a propagação, resultando em atenuação de sinal e falhas de cobertura. Particularmente em prédios de grande porte onde o tráfego de hotspot se concentra, o congestionamento de canais de rádio frequentemente ocorre devido à densidade excessiva de dispositivos móveis. Conteúdos de rede que exigem alta performance se tornaram cada vez mais populares, como video-on-demand, live video streams high resolution. As operadoras buscam performance cada vez mais substanciais da rede na busca de alto desempenho e crescente capacidade.
O LampSite permite que vários pRRUs atendam a uma célula, com cada célula individualmente servida por cada pRRU com o mesmo ID de célula física, o que aumenta o RSRP(Reference Signal Received Power) de downlink e o SINR. O LampSite desmodula separadamente os sinais de vários pRRUs e, em seguida, combina os sinais na BBU sem aumentar o ruído de fundo para fornecer melhor
34
desempenho e recepção de uplink sobre o DAS.
Esta plataforma adota a arquitetura BBU + RRU, da qual a estação base consiste de uma unidade de processamento de banda base (BBU), unidade de rádio de pico remoto (pRRU) e HUB de RRU (RHUB). Como uma nova plataforma para permitir que as soluções internas evoluam para o LTE, o LampSite é fácil de implantar, suporta uma evolução suave e permite alto desempenho de rede e grande capacidade
Figura 14 - Plataforma LampSite.
Fonte: http://support.huawei.com/huaweiconnect/en/thread-69289-1-1.html, Acesso 12 junho 2018
15:00
E2E O & M
O LampSite suporta o gerenciamento de rede no nível de pRRU, que permite aos usuários obter estatísticas claras de entrega em tempo real, quedas de chamadas e leituras de status de operação NE na rede. O LampSite pode compartilhar um NMS com redes de macros para reduzir os custos de O & M. Gerenciada pelo mesmo OSS (Sistema de Suporte a Operações) da rede macro e com alcance de gestão E2E (fim a fim).
35
4.3 PICO UNIDADE DE RÁDIO REMOTO – PRRU3902
A pRRU3902 ilustrada na Figura 15 é responsável pelo processamento de sinais de RF no Downlink e Uplink. Pode ser configurada para se comunicar com a BBU através de uma interface de comunicação física e com um dispositivo móvel através de uma interface sem fio.
Figura 15 - pRRU
Fonte: http://carrier.huawei.com/en/products/wireless-network/small-cell/lampsite, Acesso em: 06 junho 2018 13:25 h
Uma pRRU pode ter duas ou três portas de transmissão. E com três portas de transmissão pode se configurar uma placa auxiliar Wi-Fi para se conectar à AC e fornecer serviços de acesso sem fio. Ela possui uma porta PWR que suporta 12V DC de alimentaçãoatravés de um adaptador AC/DC. Se conecta ao RHUB por um cabo UTP CAT6 ou cabos de categoria superior a uma distância de 100m, podendo chegar a um comprimento total de 200m se um extensor estiver instalado, porém neste projeto foi adotada a tecnologia de fibra óptica por ser imune a interferência eletromagnética com conversor elétrico óptico com porta SFP e fornecimento POE junto à pRRU; uma porta CPRI_E0 que suporta a tecnologia PoE (fornecimento de energia via cabo Ethernet) e transmiti dados entre o RHUB e a pRRU; uma porta CPRI_E1 que não suporta a tecnologia PoE mas também transmite dados entre o RHUB e a pRRU; uma porta GE (Giga Ethernet) para backhaul de dados Wi-Fi (300 Mbit/s); cada porta suporta uma taxa de transferência de 1 Gbit/s; consome até 70W de energia com as três placas de RF auxiliares instaladas; mede 230mm de altura x 230mm de largura x 50mm de profundidade e pesa aproximadamente 3kg.
36
Figura 16 - SFP
Fonte: https://www.blackbox.com.br/pt-br/fi/1513/13645/Conversor-de-Midia-Gigabit-PoE+PSE,SFP/, Acesso em 12 junho 2018 15:00 h
4.4 COMUTADOR REMOTO – RHUB3908
O RHUB3908 ilustrado na Figura 17 é um comutador remoto que fornece oito portas elétricas CPRIs para conectar cada porta a uma pRRU, sendo o máximo de oito pRRUs que o RHUB consegue suportar. Possui uma porta PWR para fornecimento de energia entre o RHUB e a pRRU; uma porta Power input socket para a entrada de alimentação AC; duas portas ópticas CPRIs para a transmissão de sinais entre o RHUB e a BBU com taxa de transferência de 9,8 Gbit/s em cada pota; uma porta EXT_ALM usada para o monitoramento de alarmes do sistema de alimentação reserva; um botão reset RST para inicializar configurações; um Ground screw usado para conectar o fio terra; consome aproximadamente 40W de energia; mede 43,6mm de altura x 482mm de largura x 310mm de profundidade e pesa aproximadamente 8kg.
37
Figura 17 - Comutador Remoto RHUB3908
Fonte: http://www.gtigroup.org/pro/sys/2013-11-22/1607.html Acesso em: 06 junho 2018 13:05 h
O RHUB além fornece energia para a pRRU através de um módulo PoE interno, ele converge os dados de CPRI do dispositivo remoto RF e trabalha com a BBU e a pRRU para fornecer cobertura indoor. No Downlink o RHUB recebe os dados de banda base da BBU, divide os dados em rotas diferentes e o envia para a pRRU. Já no Uplink, o RHUB converge os dados recebidos da pRRU e os envia para serem processados pela BBU
38
4.5 UNIDADE DE BANDA BASE – BBU3900/BBU3910
Figura 18 - BBU
Fonte:	http://e.huawei.com/en/products/wireless/elte-trunking/network-
element/dbs3900,Acesso em: 06 junho 2018 20:40 h
Banda base refere-se a faixa de frequência original de um sinal de transmissão antes de ser modulado, e também pode se referir a um tipo de transmissão de dados em que os dados digitais ou analógicos são enviados através de um único canal não-multiplexado.
Uma típica estação de telecomunicações sem fio consiste na unidade de Processamento de Banda Base e a unidade de processamento de RF (Unidade de Rádio Remoto – RRU), isto é, BBU + RRU. A BBU3900/BBU3910 ilustrada na Figura 18 com sua configuração padrão, é uma unidade que processa o sinal de banda base em sistemas de telecomunicações e que possui um design modular, de tamanho reduzido, com baixo consumo de energia e de fácil instalação. Ela pode ser instalada em salas de equipamentos ou em armários de Telecom e conectada por fibra óptica com a RRU para estabelecer uma comunicação através da interface física. Suporta 1500 Mbps de taxa de transmissão na camada MAC; atende até 10.800 equipamentos de usuários(celulares, tablets ou qualquer outro dispositivo móvel); possui 86mm de altura x 442mm de largura x 310mm de profundidade e pesa aproximadamente 12kg (26,46kg na configuração completa).
39
Na Plataforma LampSite, a BBU suporta seis portas CPRIs conectadas até seis grupos de RHUBs, em que cada grupo pode suportar no máximo quatro níveis de RHUBs em cascata, e entre eles o menor nível de RHUB não pode ser superior a 10 km. Uma BBU localizada em uma célula da rede, é composta por um processador de sinal digital para processar sinais de voz e produzir um SAT (Tons de Áudio de Supervisão) para uma Estação Móvel (Ex: celular) dentro da célula, gerando sucessivas amostras SAT que são decodificadas em um tom contínuo, até que seja localizado o SAT gerado pela Estação Móvel e a comunicação seja estabelecida. Uma BBU pode abrigar várias unidades de Processamento de Banda Base que oferecem suporte a um ou vários modos de rede de processamento e com várias portas CPRIs para facilitar a configuração flexível em diferentes cenários.
40
5 O PROJETO
A seguir é apresentada a estratégia do plano de expansão da infraestrutura e inovação tecnológica com foco em qualidade para os usuários do Metrô Rio nas linhas 1 e 4. Numa iniciativa inédita visando dar qualidade e expandir as tecnologias 3G(W-CDMA, HSPA e HSPA+) e 4G(LTE, LTE-Advanced e LTE-Advanced Pro) via small cell na parte subterrânea e dentro de cada estação do Metrô Rio, a intenção e reforçar a cobertura nos pontos de maior trafego de pessoas. A integração das small cells às redes 3G e 4G no Metrô Rio com uma maior robustez no sinal oferecido permite que os usuários tenham uma melhor experiência com serviços de voz e dados em todo o percurso da viajem.
5.1 ESCOPO DO PROJETO
O Escopo do projeto inicializa-se em realizar no site survey no cliente onde, através de um breve briefing com o setor de tecnologia do Metrô Rio, foi verificado que a atual infraestrutura é configurada na topologia estrela interligada com a central da concessionária para acesso dos usuários e estabelecimentos comerciais dentro das estações. A cultura atual da empresa é de ceder seu espaço para que as operadoras instalem seus equipamentos. Para implementação do início do projeto se faz necessário a instalação de 100% da infraestrutura do seu ponto inicial compreendendo as salas de equipamentos necessários de acesso ao backhaul bem como alocação das vias de passagem de cabos até os pontos de localização dos RHUBs e depois a distribuição e instalação dos demais equipamentos nas estações e túneis.
Para tanto foi elaborado uma etapa experimental onde serão analisados diversos aspectos do projeto onde um deles é a diferença de equipamentos com as suas vantagens e desvantagens para melhoria da rede móvel no Metrô Rio nas linhas 1 e 4.
Implantação - será definido a política de uso, deixando o cliente ciente dos seus direitos e responsabilidades; será realizado um treinamento com o departamento de segurança de trabalhos do Metrô Rio que vão trabalhar em conjunto com nossos técnicos diariamente na implantação do projeto para o bom andamento dos serviços prestados.
41
5.2 IMPLANTAÇÃO
Figura 19 - Croqui de Instalação dos Equipamentos de Telecom
Fonte: Mapa Adaptado pelos autores conforme mapa original disponível em <https://www.metrorio.com.br/Content/imagens/mapas/mapa-interativo/mapa-interativo.jpg >
definido, a partir deste ponto, a política de uso, deixando o cliente ciente dos seus direitos e responsabilidades; será realizado um treinamento com o departamento de segurança de trabalhos do Metrô Rio que vão trabalhar em conjunto com nossos técnicos diariamente na implantação do projeto para o bom andamento dos serviços prestados.
A instalação da infraestrutura de telefonia móvel será em etapas com atividades concomitantes ou paralelas as quais correspondem: o fornecimento dos equipamentos e materiais que deve se dar no local do objeto da instalação; a Implantação dos equipamentos especificados e os testes para aceitação da infraestrutura construída.
42
Figura 20 - Croqui de Instalação pRRU
Fonte: MapaAdaptado Pelos Autores
O cenário de Implantação dos equipamentos se dá nas linhas 1 e 4 do Metrô Rio, entre as estações Uruguai e Jardim Oceânico composta por 22 estações e onde teremos o seguinte cronograma de atividades:
Atividade 1 – Instalação de 80 Unidades de Rádio Remoto Pico – pRRUs em pontos estratégicos visando cobrir áreas sem a presença do serviço e/ou áreas de sombra dirimindo ao máximo as áreas de sobreposição de células no interior dos túneis das Linhas 1 e 4;
Atividade 2 – Instalação de 1 Comutador Remoto – RHUB na sala de equipamentos em 11 das 22 estações na Linha 1 e 4, totalizando 22 RHUBs;
Atividade 3 – Instalação de 2 Unidades de Banda Base – BBUs em salas de equipamentos localizadas em estações estratégicas onde há facilidade de acesso ao backhaul das operadoras;
Atividade 5 – Passagem dos cabos de fibra óptica para interligar os equipamentos;
Atividade 6 – Conectar as pRRUs aos RHUBs e esses as BBUs para cobrir as linhas por onde passam as composições com os passageiros;
Atividade 7 – Análise e Testes;
Atividade 8 – Ajustes e Possíveis Correções; Atividade 9 – Treinamento do cliente, avaliação final.
43
Figura 21 - Croqui de Instalação BBU + RHUB
Fonte: Imagem Retirada de Vídeo no Youtube Conforme Referência
O objetivo final é a implantação de uma infraestrutura adequada, modernizada e dentro das normas vigentes com o intuito de dar equilíbrio, qualidade e desempenho aos elementos de rede no seu aspecto funcional, bem como ter uma infraestrutura compatível com tecnologia posteriores.
Figura 22 - Croqui de Instalação pRRU Estação Botafogo
Fonte: Mapa Adaptado Pelos Autores
44
O prazo para entrega dos materiais e a conclusão dos serviços será de 198 (cento e noventa e oito) dias úteis após a assinatura do contrato. Destacando-se um projeto de médio prazo para o cliente.
Só será permitido o trabalho da equipe de implantação após o encerramento da circulação de composições em todas as linhas do Metrô, nos dias úteis, com início às 02h00min e encerramento às 04h:00min.
Todo material fornecido para este projeto deve ter garantia durante o período mínimo de 6 (seis) meses a contar da aceitação do serviço.
A execução da obra será acompanhada e fiscalizada por uma equipe de técnicos do Metrô Rio que vai acompanhar as atividades e receber um relatório dos testes realizados.
A aceitação dos serviços realizados será feita com base nos resultados dos testes de todas as facilidades exigidas e especificadas neste documento, bem como será realizada uma inspeção final objetivando uma conferência para que seja dado o aceite final do serviço.
45
CONCLUSÃO
O presente projeto tem como objetivo, abordar a dificuldade da cobertura do sinal celular dentro das linhas do Metrô Rio, por se tratar de um ambiente fechado e com grande fluxo de usuários. Após verificarmos a cobertura irregular em todo o trecho, a dificuldade de recepção e a perda de sinal da rede externa ao atravessar obstáculos, concluímos que a tecnologia de antenas small cell é a mais adequada para fornecer o sinal das operadoras de telefonia móvel dentro das linhas e estações do Metrô, além de descongestionar a rede externa. Foi identificado que na atual infraestrutura do cliente suas necessidades e foi definido em detalhes a tecnologia small cell e os equipamentos a serem instalados no local seguindo etapas desde do estudo do projeto até a sua implantação.
46
REFERÊNCIAS
Disponível em: < http://carrier.huawei.com/en/products/wireless-network/small-cell/lampsite>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: < http://e.huawei.com/en/products/wireless/elte-trunking/network-element/dbs3900 >. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: < http://www.gtigroup.org/pro/sys/2013-11-22/1607.html >. Acesso em: 23 jun. 2018.
. Disponível em: <>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://carrier.huawei.com/en/products/wireless-network/small-cell/lampsite >. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://carrier.huawei.com/en/products/wireless-network/Small-Cell/LampSite>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2011/03/linha-4-do-metro-rio-tera-6-estacoes-para-ligar-ipanema-barra-da-tijuca.html>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://photos.wikimapia.org/p/00/02/73/43/03_big.jpghtt ) >. Acesso em: 4 abr. 2018.
Disponível em: <http://photos.wikimapia.org/p/00/02/73/43/03_big.jpghtt >. Acesso em: 4 jun. 2018.
Disponível em: <http://support.huawei.com/huaweiconnect/en/thread-69289-1-1.html >. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://support.huawei.com/huaweiconnect/en/thread-69289-1-1.html>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://support.huawei.com/huaweiconnect/en/thread-79521-1-1.html>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://transportesuburbanorj.blogspot.com/2010/07/metro-do-rioos-carros-mafersa.html >. Acesso em: 5 jun. 2018.
Disponível em: <http://transportesuburbanorj.blogspot.com/2010/07/metro-do-rioos-carros-mafersa.html>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <http://transportesuburbanorj.blogspot.com/2010/07/metro-do-rioos-carros-mafersa.html>. Acesso em: 5 jun. 2018.
Disponível em: <http://www.gtigroup.org/pro/sys/2013-11-22/1607.html >. Acesso em: 6 jun. 2018.
Disponível em: <http://www.hitachi-america.us/rd/about_us/dspl/past-projects/>. Acesso em: 23 jun. 2018.
47
Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/06/small-cell-conheca-tecnologia-capaz-de-ampliar-o-sinal-da-rede-de-celular.html >. Acesso em: 8 jun. 2018.
Disponível em: <https://fotospublicas.com/tatuzao-termina-construcao-dos-tuneis-da-linha-4-entre-ipanema-e-barra-da-tijuca-no-rio-de-janeiro/>. Acesso em: 6 jun. 2018.
Disponível em: <https://pt.riomap360.com/mapa-metro-rio-de-janeiro#.Wvmxa4Avy2w>. Acesso em: 6 jun. 2018.
Disponível em: <https://pt.riomap360.com/mapa-metro-rio-de-janeiro#.Wvmxa4Avy2w>. Acesso em: 6 jun. 2028.
Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Estação_General_Osório >. Acesso em: 23 jun. 2018.
. Disponível em: <https://pxhere.com/pt/photo/157059 >. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.blackbox.com.br/pt-br/fi/1513/13645/Conversor-de-Midia-Gigabit-PoE+PSE,SFP/>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.metrorio.com.br/Empresa/Historia?p_interna=1>. Acesso em: 5 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.metrorio.com.br/Empresa/Historia?p_interna=3>. Acesso em: 6 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.metrorio.com.br/Estacoes?p_ponto=17 >. Acesso em: 5 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.sdxcentral.com/5g/definitions/key-elements-5g-network/>. Acesso em: 23 jun. 2018.
Disponível em: <https://www.sdxcentral.com/5g/definitions/key-elements-5g-network/>. Acesso em: 23 jun. 2018.
ANTENAS de comunicação. Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/06/small-cell-conheca-tecnologia-capaz-de-ampliar-o-sinal-da-rede-de-celular.html>. Acesso em: 6 jun. 2018.