Tecnologia de telecomunicações móveis de quinta geração, conhecida como 5G, espera-se que seja uma mudança radical nas redes móveis – prometendo velocidades de descarga exponencialmente mais rápidas e partilha de dados em tempo real.
Até este ano, vários operadores móveis irão realizar ensaios da primeira iteração de 5G em diferentes cidades do Reino Unido e a nível global já foram activadas várias zonas-piloto. A Verizon, sediada nos EUA, activou pela primeira vez o 5G comercial nos Estados Unidos, tal como a Swisscom e a Ericsson na Suíça, com outras zonas 5G a viver na China, Japão, Austrália e Noruega.
Ericsson prevê que 1,5 mil milhões de utilizadores – 40% da cobertura global da população – terão acesso a uma rede 5G até 2024; mas como é que a tecnologia funciona realmente e pode a realidade estar à altura da moda?
Como é que o 5G funciona?
5G é um novo sistema digital de transformação de bytes – unidades de dados – por via aérea. Utiliza uma nova interface rádio 5G, juntamente com outras novas tecnologias, que utiliza frequências de rádio muito mais elevadas (28 ghz em comparação com 700 mhz – 2500 mhz para 4G) para transferir exponencialmente mais dados sobre o ar para velocidades mais rápidas, menor congestionamento e menor latência, que é o atraso antes de uma transferência de dados começar a seguir uma instrução.
Esta nova interface, que utiliza espectro de ondas milimétrico, permite a utilização de mais dispositivos dentro da mesma área geográfica; 4G pode suportar cerca de 4.000 dispositivos por quilómetro quadrado, enquanto 5G irá suportar cerca de um milhão. Isto significa mais streaming Netflix, chamadas de voz e You Tube transportados, sem interrupção, sobre o espaço aéreo limitado.
5G também usa uma nova tecnologia digital chamada Massive MIMO, que significa múltiplas entradas e múltiplas saídas, que usa múltiplos feixes direccionados para destacar e seguir os utilizadores em torno de um local de célula, melhorando a cobertura, velocidade e capacidade. As actuais tecnologias de rede funcionam como holofotes, iluminando uma área mas com muito desperdício de luz/sinal. Parte da implementação de 5G envolve a instalação de Massive MIMO e 5G New Radio a todas as estações base da rede móvel no topo da infra-estrutura existente de 4G.
h4>Como é que 5G é diferente de 4G?
Comparado com a terceira geração de redes móveis, 4G permitiu a transmissão de vídeo de qualidade anteriormente impossível e chamadas em movimento, o que significa que a televisão ao vivo é agora rotineiramente vista no trajecto diário. Mais streaming de vídeo, contudo, aumentou o congestionamento na rede.
“4G está a atingir os limites técnicos da quantidade de dados que pode transferir rapidamente através de blocos de espectro”, explica Chris Mills chefe da análise da indústria, na Tutela. “Uma grande diferença entre 5G e 4G é que este congestionamento será eliminado”. Isto significa não mais cinco barras de sinal de rede na hora de ponta, mas uma incapacidade de acesso a um navegador web.
Mas, sem dúvida, o maior diferenciador de 5G a 4G será como uma porta de entrada para a Internet das Coisas em escala mundial. Espera-se que as iterações posteriores da rede 5G sejam revolucionárias para as indústrias orientadas para os dados, cidades inteligentes e gestão de infra-estruturas, porque será possível ter muitos mais dispositivos a funcionar, de forma fiável, segura e sem interrupções na mesma área. Em geral, devido às novas tecnologias, espectro e frequências que utiliza, 5G tem vários benefícios sobre 4G; velocidades mais altas, menos latência, capacidade para um maior número de dispositivos ligados, menos interferência e melhor eficiência.
Como é que 5G funciona em termos de largura de banda, latência e espectro?
Cada operador possui blocos de espectro que é uma gama de frequências de rádio electromagnéticas utilizadas para transmitir som, dados, e vídeo através de um país. Este espectro é somado para criar a sua capacidade total de rede que determina a rapidez com que podem transferir dados.
“Hoje em dia um operador pode ter 100 mhz de todo o espectro para utilizar para todos os seus clientes do Reino Unido, mas eventualmente com 5G isto aumentará para cerca de 1.000 mhz – esta é a verdadeira mudança com 5G”, explica o Sr. Mills.
Isto também criará muito menos latência no sistema, o que significa que os dados serão transferidos em tempo real.
Latência para 4G é cerca de 20-30 milissegundos, mas para 5G atingirá bem abaixo dos 10 milissegundos, e na melhor das hipóteses cerca de 1 milissegundo de atraso, de acordo com Mats Norin, gestor do programa em 5G For Industries, Ericsson Research.
“Para os consumidores isto não é tão importante mas fará com que as coisas pareçam mais rápidas, no entanto, para a indústria – para máquinas pesadas de longa distância, controladas remotamente, por exemplo – será crítico”, diz ele.
3G vs 4G vs 5G
Então quão rápido será realmente 5G?
De acordo com a Vodafone, 5G promete velocidades de dispositivo cerca de 10 vezes mais rápidas do que 4G, o que significa chamadas de vídeo de alta qualidade e ultra alta resolução 4K – o padrão utilizado para cinema digital comercial – os downloads serão entregues ainda mais rapidamente em smartphones e tablets. A transferência de dados de menos de 20 milissegundos será standard.
Mr Mills avisa, no entanto, que muito do que é publicado sobre a velocidade de 5G é hype – especialmente para os consumidores.
“As velocidades dos gigabytes são úteis para um punhado de aplicações, tais como a transmissão ao vivo de um headset VR de 8k numa rede de 5G, contudo, para o utilizador médio, não há muita necessidade desse tipo de velocidade num dispositivo móvel”, diz ele, “A transmissão ao vivo ou o download de vídeo HD é muito realizável utilizando uma rede de 4G.”
“As pessoas poderiam utilizar um router WIFI 5G em vez de pagarem pela banda larga em casa – isto será adequado aos locatários que não querem necessariamente contratos ligados a uma propriedade”, diz ele. Verizon e AT&T já estão a investir em ensaios nos EUA.
O que é que 5G permitirá às empresas e à indústria fazer?
Prevê-se que 5G será o catalisador para ligar humanos e máquinas numa escala sem precedentes para novas oportunidades de negócio e económicas. De facto, um relatório dos analistas da indústria IHS Markit estima que 5G permitirá $12,3 triliões de dólares de produção económica global em 2035. Enquanto um estudo da International Data Corporation (IDC) estima que a quantidade de dados criados, capturados e replicados em todo o mundo poderá crescer de 33 Zettabytes (ZB) em 2018 para 175 ZB até 2025.
casos de utilização incluem o desenvolvimento de aplicações verdadeiramente tácteis – onde a sensação táctil ou a experiência podem ser partilhadas ao vivo – para que os operadores remotos de robótica possam ‘sentir’ e ‘tocar’ através de uma máquina, apesar de estarem a milhares de quilómetros de distância. Isto pode ser utilizado em fábricas, minas ou mesmo para cirurgia remota.
“Para aplicações críticas, cortar a latência para um ou dois milissegundos será uma mudança de jogo para coordenação remota”, diz o Sr. Mills.
Uma rede em tempo real, rápida e fiável pode permitir às indústrias libertarem máquinas de cabos para ligação à rede, de modo a poderem passar a funcionar sem fios para operações mais flexíveis e autónomas que podem aumentar a produtividade e reduzir os custos. Por exemplo, na mina Boliden Aitik na Suécia, a automatização 5G, utilizada para perfuração e decapagem, reduziu os custos em um por cento, poupando 2,5 milhões de euros por ano.
Embora, os fabricantes possam alcançar ganhos de produtividade de 1-3 por cento, resultando em milhões de libras de poupança, a partir de linhas de produção mais flexíveis e mais bem geridas através de fábricas sem fios de 5G, de acordo com a investigação do Worcestershire 5G Consortium.
5G deverá também criar cidades verdadeiramente ligadas e inteligentes, bem como ser a rede de apoio para veículos autónomos.
Quão seguro é 5G?
Muitos destes casos de utilização podem beneficiar do fatiamento da rede – divisão da rede para adaptar a velocidade, capacidade, cobertura, encriptação e segurança – que pode ser alcançado muito mais facilmente com 5G.
“O fatiamento oferece aos fabricantes e outros uma rede dedicada com a qual podem controlar e suportar totalmente as suas soluções de IoT para comunicações fiáveis, com garantia de qualidade de serviço e computação baseada em Nuvem ou Edge”, diz Dritan Kaleshi, director de Tecnologia, 5G da Digital Catapult.
Esta pode fornecer um elemento adicional de segurança não proporcionado pela WIFI, que é partilhado com outros no espectro e, portanto, é mais facilmente interferido, e menos facilmente alcançado com 4G.
“Se uma empresa tiver dados particularmente sensíveis regidos por requisitos regulamentares, pode ser enviada através de pedaços de rede fundamentalmente diferentes para salvaguardar a privacidade, o corte pode permitir isso para 5G de forma muito simples”, diz o Sr. Mills.
Quando chegará 5G?
Ontem, é o que a maioria da indústria dirá. No entanto, embora tenham sido realizados testes em todo o mundo, para uma cobertura realmente ampla de 5G em todo o Reino Unido, é necessário um espectro de banda baixa (gama 700-900 ghz), que só estará disponível em 2020, diz o Sr. Mills.
h4>. A Vodafone anunciou que irá lançar 5G em 19 cidades em todo o Reino Unido em algum momento deste ano.
“Os primeiros lançamentos de 5G serão principalmente centrados em áreas urbanas densas, ou onde as pessoas queiram construir e testar novas aplicações 5G para a indústria 4.0 ou aplicações automóveis”, explica.
Segundo o governo britânico, é pouco provável que haja um momento de ‘big bang’ quando as redes 5G estiverem ‘ligadas’, por assim dizer. Em vez disso, será um ‘processo evolutivo’.
Mas é provável que os consumidores possam facilmente adquirir aparelhos e encontrar áreas de cobertura 5G nas cidades a partir de 2020, diz o Professor William Webb, CEO da Weightless SIG e presidente da Instituição de Engenharia e Tecnologia.
“Espera-se geralmente a adopção do mercado de massas por volta de 2022 – sendo a Coreia do Sul, a China, o Japão e os EUA os que mais pressionam, mas a maioria dos países desenvolvidos ficarão muito atrás”
escrito por
Heidi Vella