Não é mais estranho ouvir as pessoas dizerem que têm conexão 5G em suas casas ou em seus telefones, o que geralmente significa uma experiência mais rápida de velocidade de internet.
Mas não só isso é a promessa de conexão 5G, mas também um grande número de dispositivos conectados, novos produtos e serviços estão incluídos.
Certamente, no momento em que começarmos a usar tudo o que a 5G tem a oferecer, nosso modo de vida será transformado. No entanto, você entende plenamente esta tecnologia?
Temos um especialista para nos ajudar a entender como funciona a tecnologia 5G, William Villota, estudante de Ph.D. em Ciências da Computação, na Universidade de Campinas, Brasil.
5G é o nome para o quinta geração de telecomunicações móveis. Já experimentamos os antecessores 1G, 2G, 3G, e 4G, e continuaremos a experimentar os próximos na linha, as novas tendências que virão.
Vamos rever as gerações passadas.
A primeira geração (1G) de telecomunicações móveis, introduzida nos anos 80, permitiu chamadas entre dispositivos móveis, assim como serviços de mensagens de voz.
Mais tarde, em 1991, a 2G, iniciou os serviços de mensagens de texto e roaming.
A 3G, em 1998, trouxe a experiência da Internet para os usuários.
Em 2008, a 4G acrescentou serviços de jogos, TV móvel de alta definição, videochamadas e televisão 3D.
Finalmente, 2009 foi lançado o 4G Long Term Evolution (LTE) duplicando a velocidade dos dados do já rápido 4G.
Cada nova geração é marcada pela introdução de um novo recurso no status anterior, adicionando novos serviços móveis ou melhorando os existentes
5G é mais do que uma conexão de internet mais rápida em seu telefone celular. Ela fornecerá conectividade para muito mais dispositivos do que os celulares. Em especial, a 5G promete cumprir os seguintes requisitos:
Taxa de dados de até 10Gbps. Esta é a transmissão de informações 10 vezes mais rápida do que o pico teórico de 4G LTE. Seria o suficiente para baixar filmes inteiros em questão de segundos.
Latência de ida e volta de 1milissegundo. Isto representa quase uma redução de 10 vezes na latência em comparação com 4G. A latência é o tempo necessário para que os dados voltem de seu destino de origem - 5G levará apenas 1milissegundo. Em outras palavras, é essencialmente o tempo para que um celular solicite informações de um servidor e obtenha a resposta.
Largura de banda alta por unidade de área. Nas gerações anteriores, quanto mais próximo você estava da fonte, melhor e mais rápida era a resposta. Entretanto, na 5G não importa realmente onde o usuário está, sua parte do sinal é garantida. A 5G funcionará com números maiores de antenas menores em comparação com a 4G, o que permitirá ainda mais dispositivos conectados com maiores larguras de banda por períodos mais longos, independentemente da localização do usuário.
Até 100 vezes o número de dispositivos conectados por unidade de área em comparação com 4G LTE. Os especialistas esperam 20 bilhões de dispositivos Internet das Coisas (IoT) até 2023.
99.999% disponibilidade. Isto significa uma disponibilidade de serviço percebida o tempo todo.
Cobertura 100%.
90% redução no uso de energia da rede. A 5G também resultará em uma redução de custos. Aumentando a expectativa de vida útil da bateria em até 10 anos para os dispositivos.
O objetivo geral é expandir o uso do espectro de rádio, aumentando o alcance do comprimento de onda, permitindo que um grande número de dispositivos obtenha conexão à Internet e acesso a serviços especializados.
Embora o alcance do comprimento de onda do rádio seja caracterizado por ondas curtas e longas, ele tem uma alta taxa de dados por tempo. As redes móveis têm duas partes principais, a Rede de Acesso Rádio (RAN) e o Rede Principal.
A RAN consiste em várias antenas que proporcionam aos usuários acesso ao Núcleo. O Núcleo é o elemento central da rede que fornece o serviço aos usuários. Ele permite a troca de informações entre diferentes sub-redes ou redes locais.
A 5G RAN oferece uma característica inovadora para adicionar novas ondas de rádio de alta freqüência à já existente, que é usada para transmitir dados. Além disso, proporciona uma conexão contínua".
Espera-se também que o sinal 5G RAN seja composto de antenas menores em comparação com as atuais, localizadas muito mais próximas do usuário.
O 5G foi projetado para atender aos requisitos de alto padrão, considerando servidores distribuídos em toda a rede para alcançar as necessidades de latência" diz Villota sobre as mudanças que o 5G está proporcionando.
A proposta da tese de mestrado de Villota foi estabelecer um controle de admissão para Pedidos de Fatias de Rede (NSLRs) em 5G, utilizando o Reinforcement Learning.
Network Slicing é a tecnologia que permite a execução de múltiplas redes virtuais isoladas (chamadas Network Slices) compartilhando a mesma infra-estrutura física de rede.
Cada fatia de rede é criada sob demanda e é adaptada para atender às diversas exigências dos serviços 5G.
Os Provedores de Fatias de Rede (NSPs) devem receber vários pedidos de criação de Fatias de Rede de vários locatários.
Reforço de aprendizagem, uma técnica de aprendizagem de máquinas, é utilizada para admitir as solicitações que chegam, otimizando o uso de recursos e o lucro do NSP.
Além disso, o Core 5G alavanca as tecnologias de virtualização fornecendo serviços personalizados para cada demanda específica de segmentos industriais ou comerciais.
Isso significa que os recursos da rede serão mais facilmente gerenciados para fornecer aos usuários e às empresas os recursos de que eles precisam.
Alguns exemplos do que a tecnologia 5G proporcionará para os usuários serão:
– Realidade virtual e aumentada. A característica de baixa latência de 5G permite a melhoria da experiência simulada, como jogos que utilizam óculos de proteção de Realidade Virtual.
– Internet táctil. Isto se refere à manipulação de objetos por meio do toque. A interação homem-máquina deve ser em tempo real, atingindo latência ultra-baixa, com disponibilidade extremamente alta.
– Conectividade máquina-a-máquina. Também conhecido como M2M é o intercâmbio de dados entre máquinas com intervenção humana reduzida ou nenhuma. Isto permite que os sistemas monitorem a si mesmos e respondam de acordo.
– Condução autônoma. Os veículos serão capazes de se comunicar com outros dispositivos de conexão e alcançar uma experiência de direção mais eficiente e segura.
Quando esta incrível tecnologia estará disponível em minha casa?
Os serviços iniciais começaram a estar disponíveis em alguns países a partir de 2019. No entanto, espera-se uma disponibilidade mundial até 2025.
As comunicações móveis continuarão evoluindo, e em algum momento estaremos adaptados a melhorias freqüentes.
Pesquisadores já estão falando sobre as características do sucessor 5G, o 6G.
A tecnologia está acelerando, embora seja difícil aceitar a idéia da 6G, alguns cientistas já mencionaram a 7G.
No entanto, será necessário a tempo para chegar lá.
Referência:
Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Redes sem fio 5G de próxima geração: Uma pesquisa abrangente. Pesquisas e Tutoriais de Comunicação IEEE, 18(3), 1617-1655.
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