O futuro depende da conectividade. De inteligência artificial (IA) e carros autônomos ao 5G e telemedicina, uma mistura de realidade com tecnologias ainda não sonhadas. E todas as tecnologias que esperamos que tornem nossas vidas mais fáceis, seguras e saudáveis ​​exigirão conexões de internet de alta velocidade sempre ativas.

Para acompanhar a explosão de novos dispositivos e veículos conectados, sem mencionar o crescimento do streaming de vídeo, a indústria introduziu algo chamado 5G – que recebeu esse nome porque é a quinta geração de tecnologia de rede sem fio.

Conheça, neste post, tudo sobre esta nova tecnologia.

A evolução de 1G para 5G

A primeira geração de redes sem fio móveis, construída no final dos anos 1970 e 1980, era analógica. A voz era transmitida por ondas de rádio não criptografadas e qualquer pessoa podia ouvir conversas usando componentes prontos para uso. 

A segunda geração, construída na década de 1990, era digital – o que tornou possível criptografar chamadas, fazer uso mais eficiente do espectro sem fio e entregar transferências de dados no mesmo nível da Internet discada ou, posteriormente, dos primeiros serviços DSL. 

A terceira geração deu às redes digitais um aumento de largura de banda e iniciou a revolução dos smartphones. As primeiras redes 3G foram construídas no início dos anos 2000, mas demoraram a se espalhar.

É fácil esquecer que, quando o iPhone original foi lançado em 2007, ele nem mesmo suportava velocidades 3G, muito menos 4G. Na época, a finlandesa Nokia ainda era a maior fabricante de aparelhos do mundo, em grande parte graças à liderança da Europa na implantação e adoção de 2G. Enquanto isso, o Japão estava bem à frente dos EUA em cobertura 3G e uso de internet móvel.

Mas não muito depois que os primeiros iPhones com capacidade 3G foram lançados, em 2008, a era dos aplicativos começou de verdade. A Apple lançou a App Store e os primeiros telefones usando o sistema operacional Android, do Google, começaram a ser vendidos. 

Logo os smartphones, antes vistos como itens de luxo, passaram a ser considerados necessidades. À medida que a Apple e o Google popularizaram os gadgets, o Facebook deu às pessoas um motivo para ficarem grudadas em seus dispositivos. 

Impulsionados pela Apple, Google e aplicativos como o Facebook, os Estados Unidos lideraram a mudança para 4G, levando a um enorme crescimento de empregos e inovação à medida que as operadoras expandiram e atualizaram suas redes.

Entenda a tecnologia utilizada em uma rede móvel

A verdadeira inteligência por trás dos smartphones é a rede móvel que os mantém conectados. Todas as redes móveis, independente da geração de tecnologia, usam os mesmos princípios básicos de funcionamento.

As redes móveis consistem em três partes. Em primeiro lugar, temos a Rede de Acesso por Rádio, à qual o seu telefone se conecta. Suas antenas podem frequentemente ser vistas instaladas no topo de prédios.

Depois, temos a Rede Principal – a parte central da rede móvel – que, por exemplo, conecta sua chamada à pessoa certa ou conecta você ao serviço de Internet que deseja usar. Por fim, temos a Rede de Transporte que conecta a Rede de Acesso Rádio e o Núcleo. 

O que é a tecnologia 5G

A promessa é que o 5G traga velocidades de cerca de 10 gigabits por segundo para o seu telefone. Isso é mais de 600 vezes mais rápido do que o 4G típico dos smartphones de hoje. Rápido o suficiente para baixar um filme de alta definição 4K em 25 segundos ou para fazer várias lives ao mesmo tempo. 

No caso de smartphones, só é possível aproveitar essas velocidades com um aparelho “pronto para 5G”, ou seja, que já seja compatível com a nova tecnologia. Fabricantes como a Apple, Samsung, LG e Motorola, entre outras, já disponibilizam diversas opções.

Como funciona o 5G?

Os sistemas de comunicação sem fio usam frequências de rádio (também conhecidas como espectro) para transportar informações pelo ar.

O 5G opera da mesma maneira, mas usa frequências de rádio mais altas, que são menos confusas. Isso permite carregar mais informações em um ritmo muito mais rápido. Essas bandas mais altas são chamadas de ‘ondas milimétricas’ (ondas mm). 

Embora as bandas mais altas sejam mais rápidas no transporte de informações, pode haver problemas com o envio a grandes distâncias. O sinal é facilmente bloqueado por objetos físicos, como árvores e edifícios. Para contornar esse desafio, o 5G utilizará várias antenas para aumentar os sinais e a capacidade da rede sem fio.

A tecnologia 5G também será capaz de ‘dividir’ uma rede física em várias redes virtuais. Isso significa que as operadoras serão capazes de fornecer a fatia certa de rede, dependendo de como ela é usada e, assim, fazer um melhor gerenciamento da banda. 

Por exemplo, um operador será capaz de usar diferentes fatias dependendo da importância. Portanto, um único usuário transmitindo um vídeo usaria uma parte diferente para um negócio, enquanto dispositivos mais simples poderiam ser separados de aplicativos mais complexos e exigentes, como o controle de veículos autônomos.

As tecnologias que constituem o 5G

O 5G é baseado em OFDM (multiplexação por divisão de frequência ortogonal), um método de modulação de um sinal digital em vários canais diferentes que visam reduzir a interferência. O 5G usa uma interface ao lado dos princípios OFDM, como também utiliza tecnologias de largura de banda mais ampla, como sub-6 GHz e mmWave.

Como o 4G LTE, o 5G OFDM opera com base nos mesmos princípios de rede móvel. No entanto, a nova interface 5G NR pode aprimorar ainda mais o OFDM para oferecer um grau maior de flexibilidade e escalabilidade. Isso poderia aumentar o fornecimento da tecnologia a pessoas para uma variedade de casos de uso diferentes.

O 5G trará larguras de banda mais amplas, expandindo o uso de recursos de espectro, de sub-3 GHz usado em 4G a 100 GHz e além. Ele pode operar em ambas as bandas mais baixas (por exemplo, sub-6 GHz), bem como mmWave (por exemplo, 24 GHz e superior), o que trará extrema capacidade, rendimento de vários Gbps e baixa latência.

O 5G foi projetado não apenas para fornecer serviços de banda larga móvel melhores e mais rápidos em comparação ao 4G LTE, mas também pode se expandir para novas áreas de serviço, como BYOD, comunicações de missão crítica e conexão dos dispositivos de IoT. Isso é possibilitado por muitas novas técnicas de design de interface 5G NR, como um novo design de sobrechassi autocontido TDD. 

Uma maneira bem simples e menos técnica de explicar melhor o funcionamento da tecnologia 5G é continuar comparando-a com a 4G. Veja melhor nos tópicos a seguir.

As diferenças entre 4G e 5G

Existe um limite para a quantidade de informações que as ondas de rádio podem transportar, dependendo da banda de frequência. Se chegarmos a esse limite, para alguém conseguir velocidade melhor, o outro precisa diminuir. 

Isso é importante porque o tráfego de dados cresce cerca de 60% ao ano à medida que as pessoas transmitem mais vídeos e usam mais serviços conectados. Os dados são do Ericsson Mobility Report de novembro de 2020.

O 5G foi projetado para fornecer mais capacidade para mídia social e outras coisas que já estamos fazendo hoje, mas também para novos casos de uso inovadores, como streaming de vídeo de alta qualidade com segurança de uma ambulância para o hospital. Permite uma variedade de novos tipos de dispositivos inteligentes e digitalização da indústria.

Com que tipos de dispositivos o 5G pode se conectar?

A tecnologia 4G foi um grande avanço, permitindo que as pessoas reproduzissem música e vídeo longe das redes wi-fi. O 5G foi projetado para conectar muito mais tipos de dispositivos do que smartphones – qualquer coisa, na verdade. Embora o 4G forneça uma boa conectividade, na qual cada dispositivo tem o mesmo serviço, o 5G é diferente.

Para um smartwatch que funciona com uma bateria pequena, o 5G pode fornecer uma conexão que consome pouca energia. Para um robô industrial, o 5G possibilita uma conexão extremamente estável e rápida. 

Isso é valioso porque, no futuro, veremos cada vez mais novos tipos de dispositivos conectados, cada um exigindo conexões com diferentes níveis de desempenho e características.

Quais as diferenças entre os recursos das redes 5G e 4G? 

Enquanto o 4G foi projetado principalmente para telefones, o 5G pode ter um uso muito mais flexível, substituindo a necessidade de muitas redes para fins especiais. Uma rede 5G pode até funcionar como várias redes separadas – todas ao mesmo tempo.

Essa tecnologia 5G é chamada de divisão de rede. As fatias da rede podem ser adaptadas para um propósito específico e atuar como sua própria rede independente. Cada porção pode otimizar as características que são necessárias para um serviço específico sem desperdiçar recursos com coisas de que não precisa. 

É a smart 5G Core Network que possibilita o fracionamento, o que também garante a conexão e o desempenho que cada fatia foi configurada para oferecer.

O 5G pode conectar mais dispositivos do que 4G? 

As gerações anteriores de redes móveis, como a 4G, às vezes podem ter dificuldade em lidar com muitos dispositivos no mesmo local. Você com certeza já deve ter tentado usar a conexão em um estádio lotado ou em outros locais com muitas pessoas e se frustrado por não ter conseguido. 

O 5G resolve esse problema transmitindo de maneira inteligente para cada dispositivo, com alta precisão – o que permite lidar com até 1 milhão de dispositivos por quilômetro quadrado.

Essa precisão reduz o ruído em 5G, de forma que é mais fácil conectar muitos dispositivos. A capacidade de conectar mais dispositivos é muito importante, pois o número de dispositivos que se conectam à rede aumenta cerca de 25% ao ano, segundo a Ericsson.

A utilização do 5G

Há mais no 5G do que apenas conectar telefones celulares. As tecnologias 5G também devem ser capazes de atender a muitos dispositivos quase em tempo real. Isso será crucial à medida que o número de carros, sensores ambientais, termostatos e outros aparelhos conectados à Internet acelera nos próximos anos.

O 5G parece pronto para revolucionar uma ampla gama de produtos, serviços e setores. Embora a tecnologia ofereça aumentos de desempenho para a tecnologia móvel (conforme mencionado acima), há uma série de outras aplicações que ela parece destinada a impactar.

Como a tecnologia moldará a tecnologia do futuro

A primeira e mais evidente vantagem é que o 5G é mais rápido e confiável do que 4G ou 3G. Essa maior capacidade possibilitará o crescimento dos dispositivos da Internet das Coisas, como geladeiras e até painéis publicitários capazes de se conectar e se comunicar entre si. Embora os dispositivos da Internet das Coisas já estejam se consolidando no mercado, o 5G aumentará a velocidade e a capacidade com que quase todos os dispositivos podem se tornar conectados e ‘inteligentes’.

Apesar de todas essas melhorias serem avanços em relação às tecnologias existentes, também devem permitir a criação de mercados completamente novos, incluindo veículos autônomos. A latência reduzida proporcionada pelo 5G significa que esses veículos serão capazes de se conectar uns aos outros e à Internet sem atrasos.

Os veículos autônomos não são a única tecnologia que usará criticamente o 5G, já que a cirurgia remota também seria possível com os médicos sendo capazes de controlar robôs médicos para realizar procedimentos em qualquer lugar do mundo.

5G no transporte

Embora a Internet das Coisas já seja usada em vários aplicativos, é no domínio dos transportes que provavelmente ela terá o maior efeito. Certamente haverá aplicações na indústria aeroespacial como: 

• Compartilhamento aprimorado de dados; 
• Gerenciamento de sistemas auxiliares em aeronaves; 
• Reforço de operações de segurança e manutenção;
• Processamento de fluxos de dados em tempo quase real;
• Fornecimento de entretenimento a bordo aprimorado e serviço wi-fi.

No entanto, é no setor automotivo que o 5G pode ser uma verdadeira virada de jogo com o avanço do carro conectado e autônomo. O carro conectado já está em operação há algum tempo, com sistemas eletrônicos instalados para auxiliar a direção. Mais recentemente, sistemas avançados de assistência ao motorista, como assistência ao estacionamento, telemática de navegação, monitoramento de veículos e chamadas viva-voz, entraram em jogo.

Todos esses sistemas exigem a capacidade de se comunicarem uns com os outros em tempo real. Eles geram dados que são usados ​​para serviços como manutenção preditiva de veículos e gerenciamento e rastreamento de frota, permitindo que os fabricantes aprimorem seus produtos.

As comunicações no veículo são apenas parte do cenário, já que as da próxima geração devem permitir a conexão entre veículos. Isso permitirá o compartilhamento de informações sobre velocidade e localização, por exemplo.

Além disso, os veículos podem se conectar a tudo ao seu redor, de outros veículos à infraestrutura rodoviária, como semáforos e até as próprias estradas. Esses dados podem permitir que os semáforos reajam ao fluxo do tráfego para reduzir o congestionamento, as estradas que precisam de reparos podem ser facilmente identificadas e o uso dessa tecnologia pode finalmente anunciar veículos totalmente autônomos. 

5G e fábricas inteligentes

O 5G revolucionará os processos de produção no chão de fábrica. Acredita-se que a tecnologia levará a sistemas de manufatura mais seguros, eficientes e com maior flexibilidade.

Este novo modelo de fábrica inteligente permitirá mais automação, o que não apenas reduzirá custos, mas também melhorará a qualidade do produto, eliminando a possibilidade de erro humano. 

Essas fábricas inteligentes também serão capazes de oferecer flexibilidade em torno de produtos personalizados para atender à demanda de forma rápida, eficiente e econômica. 

O 5G permitirá a automação de logística, manuseio de materiais e automação da fábrica por meio de tecnologia sem fio e comunicação máquina a máquina. Essa comunicação, associada ao aumento da automação, permitiria que tudo, desde a entrega de materiais, passando pela produção e armazenamento, até a entrega de produtos acabados, fosse controlada e monitorada remotamente. 

Benefícios do 5G para os negócios

Embora os benefícios para o consumidor de uma conexão mais rápida e confiável e de menor latência sejam evidentes, o 5G também fornecerá alguns benefícios genuínos para as empresas.

O 5G oferecerá melhores possibilidades de trabalho remoto para os funcionários, economizando tempo e tornando-os mais produtivos, pois haverá menos necessidade de viagens.

O fatiamento de rede também permitirá que as empresas tenham suas próprias redes dedicadas para atender às suas necessidades específicas, enquanto a velocidade e latência aprimoradas terão um efeito positivo na eficiência operacional e, portanto, na produtividade.

O impacto do 5G na economia

Segundo um estudo conduzido pela Qualcomm, o 5G está impulsionando o crescimento global:

• USS$ 13,1 trilhões de produção econômica global;
• USS$ 265 bilhões de CAPEX global e P&D anualmente nos próximos 15 anos.

Por meio de um estudo histórico da economia 5G, a Qualcomm descobriu que o efeito econômico total do 5G estará presente no mundo até 2035. Esse impacto é muito maior do que as gerações anteriores de redes. 

O estudo também revelou que a cadeia de valor 5G (incluindo fabricantes de dispositivos, operadoras, criadores de conteúdo, desenvolvedores de aplicativos e consumidores) poderia gerar até 22,8 milhões de empregos. 

E há muitos aplicativos emergentes e novos que ainda serão definidos no futuro. Só o tempo dirá qual será o “efeito 5G” total na economia.

Quais questões de segurança envolvem o 5G?

Mas será que usar a tecnologia 5G é seguro para a saúde? A resposta é sim. A tecnologia é comum há décadas, pois usa frequências de rádio e TV UHF. Os níveis de potência são extremamente importantes. Os fornos de micro-ondas funcionam na mesma frequência. 

Como os sinais de ondas milimétricas são tecnicamente chamados de micro-ondas, algumas pessoas estão convencidas de que são literalmente fornos de micro-ondas que nos fritam. Mas como um vaga-lume não é um maçarico, os sistemas 5G estão mais para vaga-lumes.

Estudos do mmWave mostraram que ele não penetra bem na pele humana e que seu efeito mais forte, em níveis de potência maiores do que qualquer rede 5G usa, é o que torna as coisas um pouco mais quentes. Nos níveis de uso das redes 5G, não há efeito perceptível nas pessoas.

Há também preocupação quanto à segurança da rede em si, que pode ser bem mais complicada de gerenciar. O 5G representa uma grande ameaça, em parte porque há mais vetores pelos quais cibercriminosos podem atacar – como a invasão a dispositivos IoT, por exemplo.

O desafio é ampliado para casos de uso de 5G verticais, como carros conectados e saúde, que trazem requisitos de segurança específicos para os setores. 

À medida que o cenário de ameaças se amplia, a segurança 5G é certamente uma tarefa complexa. Mas se o ecossistema resolver os problemas, a tecnologia será mais segura devido à melhor criptografia do que 3G e 4G. 

Em muitos aspectos, o 5G é um modelo de responsabilidade compartilhada, muito parecido com os serviços em nuvem. As empresas são responsáveis ​​pelo transporte de dados pelas redes. Mas as operadoras de rede móvel devem adotar uma abordagem contínua baseada em risco para monitorar sua rede e serviços, desenvolvendo controles de segurança em torno de ameaças emergentes. 

A corrida pelo domínio e adoção do 5G

Os EUA estão ansiosos para reivindicar um papel de liderança na implantação mundial de 5G, mas até agora a intenção não foi bem sucedida. 

A Huawei, com sede na China, é a maior fabricante mundial de equipamentos de rede 5G e, embora seu equipamento seja amplamente implantado, a empresa tem enfrentado resistência das nações ocidentais (inclusive do Brasil) por seus supostos laços com o governo chinês. 

Outro temor é que, se a China for a primeira no 5G, sua crescente indústria de tecnologia será capaz de criar a próxima plataforma móvel global. 

O 5G também pode dar à China uma vantagem na corrida da inteligência artificial e machine learning: mais dispositivos conectados às redes significariam mais dados, e mais dados para treinar algoritmos são sinônimo de melhores aplicações de IA. 

O Reino Unido, Austrália, Índia, Japão e Taiwan estão entre os países que baniram os equipamentos Huawei de suas redes. As proibições irão beneficiar empresas como Nokia, Ericsson e Samsung – que também produzem equipamentos 5G.

Enquanto os EUA lutam para liderar no lado das redes, também estão atrás em 5G do ponto de vista da velocidade. Um relatório recente da empresa de pesquisa do Reino Unido, a OpenSignal, analisou as velocidades que os usuários normalmente obtêm e descobriu que a Arábia Saudita teve o download de 5G mais rápido, chegando a 144,5 Mbps, com o Canadá em segundo lugar, com 90,4 Mbps. 

A Coreia do Sul tem a maior taxa de adoção de 5G, com 10% dos usuários de 5G e suas redes estão em terceiro lugar. Os EUA, com velocidade média de 33,4 Mbps, ocuparam a 11ª posição.

O avanço da tecnologia 5G no Brasil

A rigor, a tecnologia 5G só chega oficialmente ao Brasil após o leilão de frequências 700 MHz, 2,3 GHz, 3,5 GHz e 26 GHz da Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), o que deve acontecer em agosto. Segundo a agência, a tecnologia 5G estará disponível nas capitais de todos os 27 estados até julho de 2022.

No entanto, várias operadoras de telefonia estão realizando testes com a célula de conexão de rede de nova geração em outras bandas do espectro – e a ultravelocidade já pode ser experimentada em algumas cidades do Brasil.

Para tanto, as empresas lançaram suas redes 5G dentro das frequências existentes, com base em uma tecnologia chamada DSS (dynamic spectrum sharing). Assim, é possível compartilhar dinamicamente o espectro 3G e 4G não utilizado para fornecer o serviço 5G.

Brasília é a cidade mais “coberta” por enquanto. Todas as quatro principais operadoras do Brasil: Tim , Vivo , Claro e Oi – lançaram testes 5G DSS na capital federal. Cidades como São Paulo e Rio de Janeiro também têm pontos com ultravelocidade, assim como:

• Belém;
• Belo Horizonte;
• Curitiba;
• Goiânia;
• Manaus;
• Porto Alegre;
• Rio Verde (GO);
• Salvador; 
• São Luís;
• Campinas (SP);
• Guarulhos (SP);
• Santo André (SP); 
• São Bernardo do Campo (SP) 
• São Caetano do Sul (SP)
• Santos (SP).

Gostou de conhecer todas as possibilidades da tecnologia 5G? Acompanhe o blog da Navita para conhecer mais sobre o futuro inovador da tecnologia!