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O que são rede móvel 5G e mmWave?

As novidades no mundo das comunicações não param de chegar, e o melhor, você pode aprender sobre elas, antes mesmo de chegarem até você!

A rede móvel 5G já é uma realidade e vem sendo testada. Neste momento, as operadoras dos Estados Unidos já estão fazendo o lançamento da novíssima rede móvel 5G, e que deve mudar o jeito como nós utilizamos os nossos smartphones e consequentemente nos comunicamos. Mas, com a nova rede chegando, é extremamente importante entendermos o que é exatamente o 5G, e o que esperar dele nos próximos anos.

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Como já esperado, e como foi no passado, a cada mudança de rede as possibilidades de velocidade também aumentam. Quem não lembra a mudança do 2G para 3G e depois para o 4G? Pois é, com isso, a velocidade da internet também aumentou, e obviamente não será diferente com o tão esperado 5G. Inclusive, temos um outro artigo sobre o que podemos esperar sobre o futuro da tecnologia?

A infra-estrutura também poderia ser usada para fornecer comunicações de dispositivo para dispositivo, como o hardware do Internet of Things, sistemas domésticos inteligentes e até mesmo para carros autônomos para comunicação mais eficiente com veículos adjacentes e servidores de nuvem para assistência de navegação. Há muitos comentários em torno do consumo de energia do 5G, mas ao que tudo indica, o impacto será ajustado, no entanto, os detalhes revelados são melhor compreendidos por quem tem um Curso de Eletricista, e não é o nosso caso.

Como as operadoras estão no processo lento de lançar suas redes 5G, vai demorar alguns anos até que a tecnologia se tornem comum. Mesmo com cobertura abrangente, que deve ser mais resiliente em geral do que outras tecnologias de comunicação estabelecidas, alguns usuários não conseguirão experimentar o 5G em suas velocidades ideais.

Padrões 5G

Referindo-se à tecnologia “Quinta Geração”, o 5G refere-se efetivamente a qualquer rede de comunicações que utilize a tecnologia “5G NR”. Que é desenvolvida pela 3GPP, uma organização de padrões que cria os protocolos usados ??para comunicações móveis. Os padrões 3GPP s]ao usados ??em várias operadoras em todo o mundo para que os dispositivos funcionem entre redes com problemas mínimos.

O LTE Release-15, o lançamento da primeira fase do 3GPP das especificações do 5G, está congelado e programado para ser concluído em 2019, enquanto o Release-16 da segunda fase será concluído em 2020.

Tecnicamente, o 5G como um todo dependerá do 4G como uma muleta para suas implementações iniciais, para que os dispositivos façam uma conexão com a rede antes de serem transferidos para a tecnologia mais nova, apesar do 5G NR não ser compatível com redes 4G diretamente. Essas redes de modo não autônomo (NSA) acabarão por dar lugar a redes de modo autônomo (SA) eventualmente, em áreas com transmissores 5G totalmente implantados, assim que a tecnologia amadurecer.

Bandas de rádio do 5G

Para que as redes 5G funcionem, elas precisam receber bits do espectro de rádio para funcionar. Isso é determinado nos Estados Unidos pela Comissão Federal de Comunicações, em uma série de leilões de espectro em que as operadoras fazem licitações para determinar quais frequências (canais) podem usar para se comunicar com dispositivos de consumo. Este processo está praticamente terminado.

Algumas dessas bandas foram liberadas pela FCC de várias maneiras ao longo dos anos, como no leilão de espectro sem fio de 2008 para o espectro de 700MHz, usado anteriormente para transmissão de televisão analógica até que a FCC determinou que era espectralmente ineficiente. As operadoras também podem liberar as bandas que já possuem e usar para outros propósitos, reutilizando-as para comunicações 5G.

Como as redes 5G usam ligação OFDM para permitir que vários canais sejam ligados entre si, com canais maiores que 4G e capazes de serem agrupados em clusters maiores, isso permite que as redes 5G ofereçam larguras de banda geralmente maiores do que as disponíveis no 4G.

Para o 5G especificamente, as frequências podem ser geralmente categorizadas em um dos dois grupos – bandas sub-6GHz de baixa frequência e bandas de 6GHz de alta frequência. A primeira faixa baixa consiste em bandas que são usadas atualmente para comunicações de rede móvel existentes, tão baixas quanto 600MHz e até 2.600MHz, embora também possam incluir “C-Bands” de até 4.700MHz.

O segundo intervalo, acima de 6GHz, é muito mais frequente do que os sistemas atuais operam, com quatro bandas operando entre 24GHz e 39GHz. Cada uma das duas faixas de banda oferece seus próprios benefícios e limitações às operadoras, o que significa que as duas podem ser usadas de maneiras bem diferentes, cada uma com seus próprios desafios de engenharia para a implantação.

Bandas Lentas e Duráveis ??de Baixa Frequência

A faixa chamada de banda baixa oferece o que poderia ser considerado como casos de uso mais tradicionais para redes móveis, sendo evidente que muitas das bandas estão nas mesmas áreas de frequência usadas para os tipos de comunicação 4G e outros. Sua baixa freqüência significa que é capaz de percorrer distâncias muito distantes, tornando-a ideal para cobrir um país inteiro.

Para os usuários finais, isso significa que eles poderão ter o sinal do 5G, mas não necessariamente serão capazes de operar com as velocidades de gigabit-plus pelas quais as operadoras estão anunciando, pois certamente, o usuário final usará velocidade próxima do que é oferecido pelo 4G LTE atualmente.

Bandas de alta frequência mais rápidas e frágeis e mmWave

No outro extremo da escala, a maior faixa de largura de banda é a que oferece taxas de transferência de dados consideravelmente mais altas. Onde a banda inferior pode oferecer apenas largura de banda em centenas de megabits no melhor dos casos, a faixa pós-6GHz oferece as velocidades de gigabit usadas para impulsionar a rede móvel 5G.

Ao contrário das bandas de baixo alcance que são usadas para muitas aplicações comuns, as versões de alto alcance se beneficiam de ter relativamente pouca concorrência, o que significa que há mais largura de banda disponível para usar com o mínimo de chance de interferência.

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O termo mmWave também é usado como parte das discussões sobre o 5G, e refere-se à onda milimétrica, um conjunto de bandas de espectro que normalmente funcionam somente acima de 30GHz e abaixo de 300GHz.

A possibilidade de usar o mmWave de maneira comercial, especialmente com a promessa de taxas de transferência de dados extremamente altas, tem sido um obstáculo tecnológico e continua sendo assim. Por exemplo, normalmente tem um intervalo prático mensurável em centenas de pés, o que significa que é útil apenas em áreas, como grandes centros, com uma densidade maior de usuários em potencial, em vez ser usado por exemplo, em zonas rurais.

Ao contrário do 4G LTE, o mmWave pode sofrer interferência por paredes, vidros, algumas telas de metal nas janelas, folhas de árvores, chuva e outras obstruções, incluindo o corpo humano. Isso torna o mmWave capaz de ser usado para comunicações de ponto fixo entre edifícios, ou sem fio de um poste de telefone para um modem de 5G do lado de fora de sua casa, mas menos útil para um smartphone usado em ambientes fechados.

Rede móvel 5G é o futuro, mas não é hoje

Não há dúvida, o 5G está chegando. Isso é uma coisa boa. Mas, como tecnologia, o 5G não está pronto. E até as operadoras admitem que os aspectos de alta velocidade do 5G não são para todo mundo, ou mesmo para todas as áreas, isso vai levar um tempo, ou muito tempo. Especialmente quando falamos em Brasil, que conta com muitas redes móveis sucateadas.

Estamos ansiosos pelo futuro 5G. Queremos ver carros autônomos seguros passando pelas principais rodovias, queremos ver a tecnologia 5G onipresente com o potencial de aumentar a eficiência dos transportadores, ajudar nos fluxos de tráfego, acelerar a chegada dos que atendem aqueles que precisam, e todas as outras coisas que as operadoras prometeram vir com essa tecnologia.

Mas, nada disso funciona por aqui, ainda. E vai demorar um pouco para chegar lá.

Written by Emanuel Negromonte

Fundador do SempreUPdate. Acredita no poder do trabalho colaborativo, no GNU/Linux, Software livre e código aberto. É possível tornar tudo mais simples quando trabalhamos juntos, e tudo mais difícil quando nos separamos.

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