Compreender as novas redes 5 G

A operadora de telecomunicações britânica EE vai ser a primeira a lançar a rede de 5G no Reino Unido. O serviço vai estar disponível a partir do dia 30 de maio nas cidades de Londres, Edimburgo, Cardiff, Belfast, Birmingham e Manchester, estando previsto o alargamento a mais dez cidades durante o ano de 2020.

Este é o primeiro artigo de uma série de outros que publicaremos para facilitar aos nossos leitores os princípios de uma nova revolução tecnológica

A aventura dos dispositivos móveis teve início nos anos 90 do século XX. Nessa ocasião, os serviços de transmissão de dados, ‘data‘ eram considerados como auxiliares.

Foi o tempo das normas 1G e 2G, com velocidades de 9,6 kbps e fax.

A transmissão de dados começou a ter algum significado e a despertar a atenção dos especialistas com a introdução da norma 3G e não se registou qualquer modificação em termos de voz.

Com o 4G e a modulação futurista pensava-se ter sido atingida uma situação estável. Esta norma, provocou um salto qualitativo e favoreceu o surgimento de novos usos, eles próprios criadores de novas necessidades, mas nada de espetacular, pois eram coisas que as comunicações fixas já estavam em condições de assegurar.

Entre 2012 e 2017, segundo dados da Cisco de 2019, o volume de dados multiplicou-se por 17. Eram 686.000 Terabits por mês em 2012 e passaram para 8,6 milhões em 2017, correspondendo 51% aos smartphones e que utilizavam 88% do tráfego total de dados. Este tráfego era composto por 59% de vídeos, sendo que a média por smartphone que era de 1,6 GB por mês em 2016, passou para 2,36 Gigabytes por mês em 2017, uma progressão de 50%.

Novos caminhos

As aplicações previstas para o 5G tem outras ambições mais utilizadoras de dados:

  • os vídeos de ultra alta definição — 4K ou mesmo 8k,
  • a realidade aumentada ou virtual,
  • a partilha de fotografias e vídeos em direto por ocasião de concertos e eventos desportivos,
  • os jogos de vídeo envolvendo o acesso à nuvem, quer seja em mobilidade pessoal quer em escritório, itinerante,
  • a Internet táctil,
  • o acesso às redes para telemóveis aerotransportados em aviões ou drones,
  • os robôs colaborativos,
  • a rádio e a teledifusão pela internet.

Por sua a vez a L’ IMT 2020 que se ocupa da coordenação 5G na China, estima que o tráfico móvel global se multiplique por 200 entre 2010 e 2020 e, segundo a União Internacional das Telecomunicações, será multiplicada por cem, entre 2020 e 2030. Uma transmissão de vídeo ainda, que comprimido segundo a norma H.265, requer a transmissão de centenas de megabytes por segundo, o que é muito, segundo a escala actual.

A internet das coisas

Há, porém, um outro fator de crescimento para uma explosão de tráfego de dados:

a Internet das Coisas, IoT, Internet of Things.

  • O número de dados crescerá exponencialmente. Vejamos as aplicações principais:
  • grelhas inteligentes e infraestruturas,
  • captação indicadores de ambiente, de qualidade da água, de qualidade do ar,
  • agricultura em rede,
  • objetos potáveis no vestuário,
  • expositores em tempo real,
  • vigilância de vídeo,
  • controlo industrial,
  • cidades inteligentes e veículos sem condutor.

Benefícios para o interior

As redes 5G são entendidas como o substituto para as redes fixas e capazes de levar aos lugares mais isolados a Internet de alto débito. As operadoras são chamadas a decidir o que vai ser instalado em primeiro lugar, se segundo o contexto de meio urbano, se periférico, urbano denso, hotspot ou interior. Naturalmente que estas opções vão ser determinantes nas cláusulas de concessão dos serviços.

Frequências

As frequências alocadas podem dividir-se em duas partes, as acima e as abaixo dos 6GHZ. As inferiores beneficiam de condições de propagação consideradas como boas, particularmente em terreno plano, para se constituírem células largas, mais convenientes para os meios rurais, onde não é possível instalar antenas a cada quilómetro.

As redes 4 atuais funcionam todas abaixo das 3 giga hertz. Pelo contrário, as frequências acima dos seis gigabytes atenuam rapidamente e apenas permitem ligações curtas. Em contrapartida, neste tipo de redes, o tamanho das antenas é de alguns centímetros, permitindo a instalação de numerosos nós densos no tecido urbano com um impacto visual praticamente nulo. Ou seja, as altas frequências cobrem bem o ambiente urbano, as baixas o rural.

Espectro limitado

É necessário compreender que o espectro radioelétrico é um recurso limitado e não renovável. Uma banda de frequências atribuída a uma aplicação não é, em geral, de utilização simultânea, no quadro de outra aplicação.

Ė, pois, natural que assistamos a disputas pela sua utilização. Não apenas pelas companhias de telecomunicações, mas também pelos militares que querem ter largura de banda à medida de cada conceito de segurança nacional, envolvendo a questão técnica, a questão econômico e a política GeoGlobal.

Tradução livre de:

1 Lê defi technique de lá 5G – L’informaticien, n.1778, Maio 2019, pág.45

por José Estêvão Cruz t

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