O que é a tecnologia 5 G ?
Até recentemente, havia quatro gerações de comunicações móveis no mundo . Atualmente, as operadoras, com o apoio de fornecedores de equipamentos (vendedores), estão testando ativamente as capacidades das redes de quinta geração, que devem florescer comercialmente até 2020. Para explicar isso é muito simples: existe uma chamada regra dos dez anos. Se você olhar um pouco para o passado, perceberá que cada nova geração de comunicações móveis apareceu cerca de 10 anos após o surgimento da anterior: a primeira geração apareceu no início dos anos 80, a segunda no início dos anos 90, a terceira em o início dos anos 2000, o quarto ano de 2009. A conclusão é que as redes 5G comerciais começarão a ocupar o mundo justamente em 2020.
O padrão de comunicação móvel de quinta geração (5G) é uma nova etapa no desenvolvimento de tecnologia, que visa ampliar as possibilidades de acesso à Internet por meio de redes de acesso via rádio.
A padronização das redes móveis de 2ª, 3ª, 4ª e 5ª gerações é realizada pelo projeto parceiro para padronização de sistemas de 3ª geração (Projeto de Parceria 3ª Geração, 3GPP).
Em 2017, o 3GPP anunciou oficialmente que 5G se tornaria o nome oficial da próxima geração de comunicações móveis e introduziu um novo logotipo oficial para o padrão de comunicações.
Os desafios que a tecnologia 5G foi projetada para resolver:
– crescimento do tráfego móvel
– um aumento no número de dispositivos conectados à rede
– redução de atrasos na implantação de novos serviços
– falta de espectro de frequência
Serviços 5G
– Comunicações móveis ultra-banda larga (Extreme Mobile Broadband, eMBB) – a implementação de comunicações ultra-banda larga para a transmissão de conteúdo “pesado”;
– Massive Machine-Type Communications (mMTC) – suporte para a Internet das Coisas (banda ultra estreita);
– Comunicação de baixa latência ultra-confiável (URLLC) – fornecendo uma classe especial de serviço com latência muito baixa.
Obviamente, haverá muito mais dispositivos conectados à rede no futuro, a maioria dos quais operará em uma base “sempre online”. Nesse caso, um parâmetro muito importante será seu baixo consumo de energia.
Requisitos para redes 5G
– Largura de banda da rede de downlink de até 20 Gbps (ou seja, para o assinante); e até 10 Gbps na direção oposta.
– Suporta conexão simultânea de até 1 milhão de dispositivos / km 2.
– Reduzindo o tempo de atraso na interface de rádio para 0,5 ms (para serviços URLLC de comunicação máquina a máquina ultra confiáveis) e até 4 ms (para serviços de banda larga ultra-móvel eMBB).
– Outros requisitos técnicos para redes 5G são discutidos neste artigo .
Tecnologias potenciais no padrão 5G
1) MIMO maciço
A tecnologia MIMO significa usar várias antenas em transceptores. A tecnologia, que tem sido aplicada com sucesso em redes de quarta geração, também terá aplicação em redes 5G. Ao mesmo tempo, se atualmente MIMO 2×2 e 4×4 são usados em redes , no futuro o número de antenas aumentará. Esta tecnologia tem dois argumentos de peso de uma só vez: 1) os aumentos da taxa de transferência de dados quase em proporção ao número de antenas, 2) a qualidade do sinal melhora quando o sinal é recebido por várias antenas ao mesmo tempo, devido à diversidade de recepção ( Receba Diversidade )
2) Transição para intervalos de centímetros e milímetros
Atualmente, as redes LTE operam em bandas de frequência abaixo de 3,5 GHz. Para o pleno funcionamento das redes móveis 5G, é necessário implantar redes em bandas de alta frequência mais livres. Com o aumento da frequência de transmissão das informações, o alcance da comunicação diminui. Esta é uma lei da física, só pode ser contornada aumentando a potência do transmissor, que é limitada pelas normas sanitárias. No entanto, acredita-se que as estações base das redes de quinta geração estarão mais densamente localizadas do que agora, devido à necessidade de criar uma capacidade de rede muito maior. A vantagem das dezenas de bandas de GHz é a grande quantidade de espectro livre.
As questões de alocação do espectro de frequência em 5G são discutidas em mais detalhes nos seguintes artigos:
Frequências para 5G. Vantagens e desvantagens de usar frequências abaixo de 6 GHz e acima de 6 GHz
Redes 5G: estado atual e perspectivas de desenvolvimento. Entrevista com o autor do livro “Comunicações móveis a caminho do 6G” Anton Steputin
3) Multi-tecnologia
Para oferecer um serviço de alta qualidade em redes 5G, é necessário suportar os dois padrões existentes, como UMTS , GSM , LTE e outros, por exemplo, Wi-Fi. As estações base que usam a tecnologia Wi-Fi podem ser usadas para descarregar o tráfego em locais particularmente movimentados.
4) D2D (dispositivo a dispositivo)
A tecnologia dispositivo a dispositivo permite que dispositivos localizados próximos uns dos outros troquem dados diretamente, sem a participação da rede 5G, através do qual apenas o tráfego de sinalização passará. A vantagem dessa tecnologia é a capacidade de transferir a transmissão de dados para a parte não licenciada do espectro, o que aliviará ainda mais a rede.
Como serão as redes móveis 5G?
Para obter mais informações sobre os requisitos técnicos para redes 5G, opções de interface de rádio, serviços e outras inovações em redes móveis de próxima geração, leia o livro ” Mobile Communications Towards 6G “.