O 5G é a futura rede móvel que será fortemente difundida em Portugal e por todo o mundo em 2020. Esta rede de dados móvel, irá mudar, e muito, a forma como comunicamos e trabalhamos, impulsionando também outras áreas como a Indústria 4.0, as Smart Cities, entre muitos outros “chavões” do mundo empresarial/industrial.
Por Pedro Vasconcelos, Gestor de Formação e Consultoria na área de TI
A Evolução das Telecomunicações
Antes de analisarmos esta nova tecnologia que se aproxima, será importante fazer uma retrospetiva da evolução tecnológica neste domínio. A primeira geração de redes móveis, designada como 1G, surgiu em 1982 e apenas permitia chamadas de voz num sistema duplex, permitindo receber e transmitir em simultâneo numa comunicação wireless (sem fios). Esta tecnologia era totalmente analógica, insegura e sem possibilidade de roaming, pois cada grupo de países utilizava as suas normas.
Na era do “reino da Nokia”, a 2ª geração surgiu em 1991, permitindo chamadas de voz e mensagens de texto (SMS), já em formato digital, encriptada e com uma velocidade de transferência de dados inicial de 9.6 kbps e até 500 kbps.
Em 1999, com o crescimento exponencial da internet, surgiu o 3G, que permitiu a ligação à Internet com velocidades suficientes para uma navegação na web, podendo enviar e receber emails, ler notícias, interagir com redes sociais e ver vídeos, a uma velocidade máxima de até 28 Mbps. Importa salientar que existiram em todas estas gerações, as suas subgerações, por exemplo, na rede 3G, houve a 3G, 3.5G, 3.75G e a 3.9G (LTE - Long Term Evolution).
Atualmente, com a rede de internet móvel extremamente rápida, a tecnologia 4G, que começou a ser comercializada a partir de 2009, e que permite navegar na Internet praticamente à mesma velocidade que se navega em casa, assistir a vídeos até 4K, e jogar online em tempo real, entre muitas outras funcionalidades. Em comparação com a tecnologia 3G, esta é extremamente mais rápida, com uma taxa de resposta quase instantânea e com uma grande estabilidade.
Figura 1 | Evolução das telecomunicações (Fonte da imagem: https://www.ces.tech)
A velocidade máxima para a norma 4G roda os 100 Mbps, para dispositivos móveis de alta velocidade, como por exemplo os comboios e os metros, e até 1 Gbps, para dispositivos estacionários, como por exemplos smartphones. Importa ressalvar que esta tecnologia, apesar da sua excelente qualidade, ainda se encontra em fase de desenvolvimento, sendo a tecnologia mais implementada é a LTE (Long Time Evolution) que não é a tecnologia 4G, mas uma evolução da tecnologia 3G. As velocidades referidas dependem de vários fatores, tais como a distância à antena de transmissão, se está dentro ou fora de um edifício, a disponibilidade de recursos de rede, do número de utilizadores na mesma área geográfica e do tipo de dispositivo e aplicações que utilizada.
O que importa esclarecer antes da análise da tecnologia 5G
Atualmente ainda não estamos a extrair total proveito dos standards da tecnologia 4G, uma vez que a mesma apresenta métricas de um mínimo de 100 Mbps e um máximo de 1 Gbps por dispositivo, sendo que a rede atualmente globalizada é a LTE que é uma rede 3.9G que atinge velocidades e métricas acima das do standard 3.75G mas abaixo das métricas do 4G. Recentemente, em 2018, algumas operadoras chegaram às métricas impostas pelas normas 4G (LTE-A, cujo mínimo é de 100Mbps e máximos de 500Mbps), mas chamaram de 5GE (5G Evolution), cujo nome real deveria ser 4G.
Todavia, como a norma LTA é superior à LTE e todos os fabricantes de hardware e operadores de redes móveis informavam que LTE era a 4G, alguns operadores começaram a mencionar que o LTE-A (4G) de 5G (5Ge – 5G Evolution).
Outra confusão comum que importa esclarecer é a transmissão de redes sem fios (Wi-Fi) a 5 GHz, cujo nome é muitas vezes indicado 2.4G e 5G em vez de 2.4 GHz e 5 GHz. O “G” nas redes móveis significa Geração. Nas redes sem fios Wi-Fi significa comprimento das ondas, medidos em GHz (Giga Hertz). Por sua vez, a 5ª geração abrange frequências entre 3 e 30 GHz, mas não está relacionado com os 5 GHz das redes Wi-Fi, apesar de poder partilhar o mesmo comprimento de onda, no mesmo meio físico, para a transmissão de dados.
O Fator velocidade da tecnologia 5G
Com a tecnologia 5G esperam-se, num futuro próximo, velocidades que podem chegar até 20 vezes a velocidade atual da tecnologia 4G. A velocidade mínima será de 1 Gbps e no máximo de 20 Gbps. Tomemos o seguinte exemplo: para efetuar o download de um vídeo completo de 2 horas na tecnologia 3G teríamos de esperar cerca de 26 horas (384kbps). Conseguiríamos realizar a mesma tarefa em aproximadamente 6 minutos na tecnologia 4G (100Mbps) e na futura tecnologia 5G teríamos o filme completo em apenas 3.6 segundos (10Gbps).
Um outro aspeto fundamental está relacionado com as velocidades de streaming (transmissão de dados em tempo real). Atualmente, com a tecnologia LTE ou LTE-A (LTE – Advanced, também conhecida por algumas operadoras como 5G Evolution), conseguimos ver um vídeo em direto em 4K. Com a tecnologia 5G teremos a oportunidade, no seu potencial máximo, de efetuar streaming de até 400 vídeos em 8K em simultâneo. Importa sublinhar que 8K é 4 vezes a resolução 4K, por outras palavras, será uma velocidade nunca antes vista! Com esta nova velocidade as redes domésticas de fibra ótica poderão, muito provavelmente, ficar rapidamente obsoletas, principalmente em grandes centros urbanos.
O tempo de resposta na nova tecnologia 5G
Não é apenas a velocidade de transferência que irá ser realmente melhorada. Os tempos de resposta também irão ser significativamente influenciados. Uma rede 4G responde aos pedidos solicitados em aproximadamente 20 ms (milissegundos), com a tecnologia 5G irá demorar cerca de 1 ms, ou seja, comparativamente com o piscar de olhos, que é dos movimentos mais rápidos que conhecemos, este tempo de acesso ultrapassa 400 vezes este movimento! Imaginemos agora as potencialidades desta tecnologia ao nível dos veículos autónomos, veículos/sistemas pilotados remotamente em tempo real, cirurgias médicas remotas, e muitas outras aplicações.
A Cloud Computing
Uma das maiores aplicações desta tecnologia é o Cloud Computing, ou por outras palavras a computação na nuvem. Como é natural os dispositivos clientes, tais como computadores, smartphones, smartwatchs, entre outros, não terão, pelo menos num futuro próximo, capacidade para processar tanta informação. Contudo com este tempo de resposta e velocidade da tecnologia 5G não será necessário, já que tudo será, muito provavelmente, migrado para a “nuvem”, uma vez que, além de ultrarrápida, tem um tempo de acesso instantâneo, que já não será necessário ser armazenado, ou mesmo processado nos nossos dispositivos.
Figura 2 | Cloud Computing (Fonte da imagem: https://www.zdnet.com)
Para os amantes de tecnologia, recentemente foi referido que as consolas, tal como as conhecemos, irão deixar de existir, isto devido também a esta mesma tecnologia. Com os reduzidos tempos de acesso, jogar em plataformas online terá praticamente o mesmo tempo de resposta do que se estivéssemos a jogar localmente, mas com a vantagem que o hardware do cliente pode não ser muito avançado, já que o processamento estará do lado do servidor. A Google irá lançar, no final deste ano, um serviço dedicado a este mesmo mercado, o Google Stadia.
A Realidade Virtual
A velocidade de transferência de dados será tão rápida que permitirá aproveitar ao máximo o potencial da Realidade Virtual e fornecer realismo e experiências sem precedentes. Esta sempre necessitou de uma largura de banda que a tecnologia LTE e mesmo a LTE-A dificilmente proporcionava, pelo que a área deverá evoluir muito com o 5G.
Figura 3 | Realidade Virtual (Fonte da imagem: https://www.microsoft.com)
A velocidade de transferência de dados será tão rápida que permitirá aproveitar ao máximo o potencial da Realidade Virtual e fornecer realismo e experiências sem precedentes. Esta sempre necessitou de uma largura de banda que a tecnologia LTE e mesmo a LTE-A dificilmente proporcionava, pelo que a área deverá evoluir muito com o 5G.
A Internet of Things
Esta tecnologia permitirá que a Internet das Coisas atinja o seu auge, uma vez que muitos mais dispositivos poderão comunicar uns com os outros. Poder-se-á, assim, criar não só casas ainda mais inteligentes, como também cidades e até países. Cada antena 5Gsuportará, teoricamente, de 10 a 100 vezes mais equipamentos. Sabendo que para que esta tecnologia funcione é necessário muito mais antenas, pois o alcance máximo em condições ideais é de até 300 metros, ao passo que a 4G é de até 16 km, espera-se que se possam interligar mesmo muitos equipamentos em simultâneo e que estes interajam entre si de forma extremamente rápida e eficiente.
O importante tópico da Segurança
Conceptualmente o 5G apresenta-se como uma tecnologia fantástica, no entanto. na prática levanta questões de segurança e privacidade. Quanto mais dispositivos tiverem acesso aos nossos dados, bem como se mantiverem ligados 24 horas por dia, maior é a possibilidade de esses mesmos dados caírem em mãos alheias. Segundo a Huawei, a 5G pode permitir até 1 milhão de dispositivos estarem ligados entre si num quilometro quadrado. Isto poderá tornar o que vemos nos filmes de ficção científica em realidade do nosso quotidiano, caso os fabricantes não garantam altos níveis de segurança nos seus dispositivos.
Quando chegará a nova tecnologia 5G?
A implementação começará em força em 2020. No entanto, as redes 2G, 3G e 4G continuarão a imperar por muito tempo, sendo que em 2025 as ligações mundiais à internet em dispositivos móveis serão, previsivelmente, de 59% para a 4G, 20% para a 3G sendo que apenas 15% será 5G e 5% 2G.
Figura 4 | Implementação da Tecnologia 5G (Fonte da imagem: https:// www.statista.com/statistics/740442/worldwide-share-of-mobile-telecommunication-technology/)
Então porque irá demorar tanto tempo a ser implementado? Devido ao reduzido alcance das antenas e limitações de passagem de obstáculos. Isto terá custos excessivos e demorará bastante tempo. Uma antena 4G consegue emitir sinal até 16 Km de distância. As antenas 5G, apenas até 300 metros... Todavia, a tecnologia 5G consegue cobrir muito mais comunicações que a antecessora 4G.
Fontes do artigo
- Evolution of mobile generation technology: 1G to 5G and review of upcoming wireless technology 5G, International Journal of Modern Trends in Engineering and Research
- GSMA - https://www.gsma.com/newsroom/press-release/new-gsma-study-5g-to-account-for-15-of-global-mobile-industry-by-2025/
- Mobile World Congress 2019 - https://www.mwcbarcelona.com/about/press-release/new-gsma-study-5g-to-account-for-15-of-global-mobile-industry-by-2025/
- Ericson - https://www.ericsson.com/en/mobility-report/reports/june-2019
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