Redes Móveis e o futuro

Redes Móveis e o futuro

O mundo está mais dependente de conectividade do que nunca. Não são apenas os computadores que têm conexão com a internet – os dispositivos que levamos conosco todos os dias nos deixam antenados a mensagens, notícias e outros tópicos, sendo os smartphones o principal meio dessa disseminação de informação. Se recentemente surgiram tecnologias que nos abriram a esse mundo da telecomunicação móvel, como o 2G, 3G e 4G, agora temos ainda um novo membro dessa família: o 5G. O que ele é? O que ele promete? Por qual motivo estão lançando mais uma tecnologia? Com tantas perguntas, o consumidor acaba se perdendo e sendo facilmente influenciado por campanhas de marketing.

Leonardo Soares Santos e Bruno Akio Shirasuna

Para entendermos melhor o contexto, precisamos relembrar o histórico do próprio telefone. Mesmo no início do século XX, já havia registros dos que seriam os primeiros protótipos de celulares. Há uma patente que foi submetida ainda em 1908 sobre um “telefone wireless” [1]. Entretanto, até por volta da década de 70, tais aparelhos eram tão rudimentares que dificilmente podiam ser considerados celulares de fato. Eles funcionavam com base em ondas analógicas de rádio, havendo, possivelmente, uma torre que auxiliava na transmissão do sinal. Contudo, apenas se conectam com um outro aparelho pré-definido (similar ao funcionamento de um walkie-talkie). O seu uso se deu principalmente em linhas de emergência e entre taxistas. Visto tais limitações e o próprio fato do hardware disponível na época os tornar pouco portáteis, essa linha de tecnologias de comunicação wireless viria a ser nomeada de 0G (generation zero) [2]. O uso da nomenclatura de gerações viria a ser recorrente futuramente, servindo como um marco histórico e também como recurso de marketing.

É importante frisar que tipo de comunicação wireless estamos lidando, as gerações das tecnologias sem fio são jargões que se referem ao contexto da telefonia móvel. Portanto, casos como o sinal analógico de televisão ou mesmo a comunicação Wi-Fi não estão incluídas, pois não são meios de comunicação feitos especificamente para celulares.

A primeira geração surgiu (1G) por volta do ano 80, e a primeira vez que foi usada foi no Japão, em 1979, pela companhia NTT. As grandes inovações seriam contempladas pela adoção do sistema de “cell sites”, que nada mais são do que bases de transmissão que se responsabilizam por uma determinada área (cell), e a habilidade do sistema em transferir ligações de forma dinâmica entre esses “cell sites”. Com essa padronização da transmissão de dados, facilidade de conexão com outros dispositivos e a própria diminuição das dimensões gerais dos aparelhos celulares, surgiu o clássico “celular tijolo”, popularizado por modelos como o Motorola Dynatac 8000X, lançado em 1985. Durante esse período, os padrões mais comuns foram o NMT (Nordic Mobile Telephone) e o AMPS (Advanced Mobile Phone System – adotado na América do Norte e Austrália)[3]. Mas como existe padrões de padrões? Acontece que, a partir da geração um, as redes celulares móveis adotariam um padrão mundial que caracterizaria a própria geração, que por si só pode ser genérico, havendo variações na implementação da rede de acordo com o local e disponibilidade de tecnologias. No caso do 1G, a implementação variava de acordo com o país, já que ela é dependente das políticas locais para ser homologada. Um dos principais fatores que são modificados, de país para país, é a frequência em que a comunicação é baseada. No caso do AMPS, ele funcionava a 800 MHz, enquanto que o NMT podia operar a 450 MHz ou ainda 900 MHz.

Dynatec

Motorola Dynatac 8000X: o “celular tijolo”.
 

A introdução do 2G no começo dos anos 90 inovou com o início do uso de sinais digitais, ao invés do sinal analógico usado até então, em contraponto, é mais sensível a interferências e também tende a consumir mais energia durante o seu uso. A transmissão de dados de forma digital também possibilitou a comunicação além de apenas áudio: mensagens de texto, em forma de SMS (Short Message Service), imagens de baixa resolução e outras mídias (o MMS – Multimedia Message Service). O 2G foi tão sólido em sua proposta que ainda hoje ele é disponibilizado por operadoras no mundo, apesar de estar sendo cada vez mais perto de ser descontinuado. O GSM (Global System for Mobile Communications) pode ser descrito como o padrão mais difundido no mundo, fazendo jus ao seu nome [4]. Foi também durante a geração 2G que vimos melhorias sem a necessidade da criação de uma nova rede: o GPRS (General Packet Radio Service), frequentemente citado como uma tecnologia “2.5G”, destacando-se por oferecer uma banda de dados maior e acesso à Internet por meio do protocolo WAP (Wireless Application Protocol).

Apesar de incorporar acesso à Internet, o 2G não era eficiente o suficiente para atender a demanda no consumo de dados, crescente graças ao sucesso da geração anterior. Soma-se a isso o fato da segunda geração não ter sido originalmente concebida para esse propósito, e assim, nos anos 2000, houve a introdução do 3G.

3G
Diagrama (em inglês) sobre o funcionamento do circuit-switching e do packet-switching.

 

Com um aperfeiçoamento técnico na transmissão de dados, o packet-switching method (método de comutação de pacotes) ao invés do circuit-switching method (método de comutação de circuitos), que possibilita que packets (divisão dos dados em pacotes de tamanho pré-definido) de diferentes dispositivos pudessem ser enviados sem uma ordem certa, diferente do que ocorria na geração anterior, permitindo um aumento na velocidade da comunicação de forma significativa. Assim, usuários poderiam utilizar serviços de alto consumo de dados, tal como streamings de vídeo[5]. O padrão mais utilizado no início da geração foi o HSDPA (High-Speed Packet Access), havendo também evoluções no decorrer do tempo.

O 4G, que foi previsto para ser implementado a partir de 2010 ao redor do mundo, pode ser descrito simplificadamente como uma tecnologia 3G com maior largura de banda e algumas alterações em seus serviços. O packet-switching method também foi implementado para ligações a partir do 4G, já que no 3G isso apenas ocorreria para os pacotes de dados, possibilitando ligações baseadas em redes IP, como as VoIP. A implementação mais comumente utilizada é a LTE (Long Term Evolution).[6]

Desse modo, chegamos ao presente: com a oferta das atuais tecnologias, o que temos em uma nova geração que possa mudar a nosso paradigma atual de comunicação móvel?

O 5G promete ser disruptivo com relação às gerações anteriores de telefonia móvel, o principal foco dessa tecnologia não é mais a comunicação dos usuários, apesar de que a velocidade do 5G pode ser até 66 vezes maior do que a do 4G[7] ( E sim a comunicação entre máquinas). Acredita-se que, a partir de 2020, pelo menos 50 bilhões de coisas estarão conectadas à internet. Desde carros autônomos com capacidade de se comunicar com os sinais de trânsito, até sistemas de automação industrial, drones pessoas, por exemplo.[8]

Portanto, é necessário que a rede tenha capacidade de suportar um número massivo de dispositivos conectados ao mesmo tempo. No exemplo dos carros autônomos, há de destacar o quanto o tempo de resposta é crítico em uma situação extrema. Essa nova tecnologia, segundo previsões da Ericsson, pretende ter no máximo 1 milissegundo de latência e o dobro da eficiência com relação ao 4G.[9] O 5G tem como um dos objetivos aumentar eficiência nas comunicações dos dispositivos, como ressaltado pela vice-presidente corporativa da Intel Aicha Evans: “O 5G deixará a internet das coisas (IoT) muito mais eficientes e eficaz se pensarmos em um espectro de eficiência. Cada aparelho e rede criados com base na internet das coisas utilizará apenas o que for necessário quando aquilo for necessário, sempre na medida exata, em vez de simplesmente consumir o que estiver disponível”.[10]

Apesar de não chegar ao consumidor antes de 2020, o 5G já vem sendo aplicado na exposição de novos produtos, como por exemplo, na Mobile World Congress, que ocorreu em Barcelona neste ano. Muitas empresas já traziam inovações com uso do 5G, entre elas há de se citar a Intel que vem fazendo importantes parcerias para conseguir a dianteira nesse novo mercado da internet das coisas.[11]

No Brasil, há um certo otimismo com relação à chegada do 5G, porém a faixa de frequência que deverá ser usada em todo mundo para o 5G, 3.5GHz já usada por operadoras de TV por antena parabólica, podendo haver interferências de sinais caso as duas atuaram juntas. Entretanto, a Anatel pretende, já em 2019, lançar um edital para a licitação desse canal, podendo acontecer algo parecido quando foi instalado o 4G no país, ou seja uma limpeza da faixa antes da instalação definitiva do 5G[12].


Refêrencias Bibliogŕaficas

FOTO DE CAPA: UNSPLASH, STEVE HALAMA. Disponível em: <unsplash.com/photos/t5zp-0ZXFPg>. Acesso em: 23 de maio de 2018.

[1] USWITCH. HISTORY OF MOBILE PHONES AND THE FIRST MOBILE PHONE. Disponível em: <https://www.uswitch.com/mobiles/guides/history-of-mobile-phones/>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[2] CHINAVASION. 1G, 2G, 3G 4G – THE EVOLUTION OF WIRELESS GENERATIONS. Disponível em: <https://support.chinavasion.com/index.php?/Knowledgebase/Article/View/284/42/1g-2g-3g-4g—the-evolution-of-wireless-generations>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[3] TELECOM ABC. 1G. Disponível em: <http://www.telecomabc.com/numbers/1g.html>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[4] OFICINA DA NET. O QUE É GSM E COMO ELE FUNCIONA? <https://www.oficinadanet.com.br/artigo/733/gsm_o_que_e_e_como_funciona>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[5] INTERFERENCE TECHNOLOGY. MOBILE GENERATIONS EXPLAINED. Disponível em: <https://interferencetechnology.com/mobile-generations-explained/#>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[6] TECNOBLOG. 4G/LTE: SAIBA COMO FUNCIONA. Disponível em: <https://tecnoblog.net/88088/lte-4g-como-funciona/>. Acesso em: 6 de junho de 2018.

[7] CNET. How 5G will push a supercharged network to your phone, home, car. Disponível em: <https://www.cnet.com/news/how-5g-will-push-a-supercharged-network-to-your-phone-home-and-car/> Acesso em: 24 de maio de 2018.

[8] IQ. How 5G will Power the Future Internet of Things. Disponível em: <https://iq.intel.com/how-5g-will-power-the-future-internet-of-things/> Acesso em: 24 de maio de 2018.

[9][10] TECNOBLOG. Por que o 5G vai mudar sua vida (mesmo que você ainda não tenha nem 4G). Disponível em: <https://tecnoblog.net/192393/5g-vai-mudar-sua-vida/>. Acesso em: 24 de maio de 2018.

[11] NEWSROOM INTEL. Intel Accelerates Path to 5G. Disponível em: <https://newsroom.intel.com/news-releases/intel-accelerates-path-to-5g/>. Acesso em: 24 de maio de 2018.

[12] TUDOCELULAR. 5G no Brasil: Anatel pretende licitar frequência de 3,5 GHz para agilizar chegada da rede. Disponível em: <https://www.tudocelular.com/android/noticias/n120956/anatel-licitacao-faixa-5g-brasil.html/>. Acesso em: 24 de maio de 2018.