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Telecomunicações

Tecnologia 5G

A tecnologia de rede mobile evoluiu muito desde seu surgimento há algumas décadas. Agora, a quinta geração (5G) promete uma transmissão de dados muito mais rápida e confiável.

O que é 5G?

O 5G é a quinta geração da tecnologia de rede de telefonia móvel. A tecnologia 5G foi criada para ampliar ou até mesmo substituir as redes de celulares 4G LTE. Cada geração é definida por fatores como a tecnologia usada, o tempo entre o envio e o recebimento de um sinal (latência) e a velocidade da transmissão de dados de uma rede para os dispositivos conectados. A tecnologia 5G oferecerá mais flexibilidade e maior capacidade para os aplicativos de realidade aumentada, realidade virtual e carros autônomos. As redes 5G foram projetadas para fornecer taxas de dados de pico de até 20 Gbps com base nos requisitos IMT-2020, latência reduzida, confiabilidade e melhor cobertura em áreas remotas.

O 5G já está disponível?

Apesar das limitações, 5G já foi implantado em mais de 35 países ao redor do mundo e sua expansão continua crescendo. A rede 5G já está disponível na Coreia do Sul, Estados Unidos, Reino Unido, Australia, China, Japão, Emirados Árabes, entre outros. As previsões indicam que até 2024 haverá cerca de 1.9 bilhão de assinaturas 5G em todo o mundo.

Como funciona a tecnologia 5G?

A tecnologia que dá suporte às redes 5G é complexa. As redes de hoje dependem de grandes torres de celular de alta potência, que enviam sinais de baixa frequência (abaixo de 6 GHz) por longas distâncias. O problema é que as baixas frequências de rádio não transmitem dados com a rapidez necessária para atender às altas velocidades previstas para o 5G. 

Além disso, o número de dispositivos conectados está aumentando, o que reduz ainda mais as velocidades. Por isso, novas tecnologias precisarão ser implantadas.

Ondas milimétricas (mmWave)

Essas são ondas com frequências muito altas (20 a 100 GHz) que podem transmitir sinais a uma velocidade incrivelmente rápida. O problema é que a propagação dessas frequências velozes por longas distâncias, trajetos curvos e através de paredes deixa a desejar. Normalmente, são usadas frequências médias e baixas para superar esses obstáculos. Porém, ao instalar nós de mmWave próximos uns dos outros, as ondas de frequência mais alta saltam ponto a ponto e oferecem cobertura máxima de 5G sem fio com latência mais baixa.

Beamforming

As torres de celular transmitem sinais em todas as direções, o que pode causar muita interferência. A tecnologia de beamforming funciona como um semáforo; ela modera os sinais das torres para se concentrarem em um único fluxo de dados, destinado a um usuário específico, em um determinado momento. Após a transmissão desses dados, o sinal é redirecionado para atender à solicitação de outro usuário. Esse sinal personalizado pode reduzir a interferência entre as torres de celular substancialmente, tornando as transmissões de dados mais velozes e eficientes.

Fatiamento de rede

Considerado por alguns como a principal característica do 5G, o fatiamento de rede permite que provedores dediquem fatias virtuais das redes a usuários específicos. Por exemplo, os dados usados para fins de entretenimento, comunicação e internet receberão uma fatia da rede diferente daquela destinada à transmissão de dados entre máquinas – componente essencial da Internet das Coisas (IoT). Dados críticos, como aqueles necessários para veículos autônomos, serviços de emergência e outras infraestruturas vitais, terão um acesso dedicado ao 5G que não poderá ser usado por outros serviços.

A evolução das redes móveis

1G

A primeira geração de redes mobile surgiu no Japão no final da década de 1970, e sua utilização se espalhou pelo restante do mundo poucos anos depois. O 1G usava tecnologia analógica para transmissão de dados, como rádio AM/FM, o que facilitava sua disponibilização, mas não oferecia segurança nem confiabilidade. A velocidade máxima era um pouco acima de 2 kbps (kilobits por segundo), o suficiente para a transmissão de algumas linhas de texto. Até 2018, apenas a Rússia ainda mantinha uma rede 1G em operação.

2G

A segunda geração chegou no início da década de 1990, trazendo como novidade a transmissão de voz por meio digital e os serviços de mensagens curtas (SMS) e de mensagens multimídia (MMS). Com velocidades de até 200 kbps, o 2G era muito mais rápido do que o 1G, mas ainda bastante lento em comparação com o que temos hoje em dia. A segurança dos dados era um pouco maior, mas com uma cobertura de rede escassa, os custos de roaming eram muito caros e as ligações sempre caíam.

3G

A terceira geração surgiu em meados dos anos 2000 e nos deu à internet mobile, o que ajudou a acelerar a adoção global dos smartphones. A velocidade de transmissão de dados aumentou significativamente para cerca de 40 megabits por segundo (Mbps), mais do que 200 vezes a velocidade do 2G. As tecnologias de comutação de pacotes e o GPRS (General Packet Radio Service) ajudaram a alcançar velocidades mais altas, que deram início a era da internet mobile.

4G

A quarta geração surgiu no mercado por volta de 2010 e é atualmente a tecnologia mobile com utilização global mais disseminada. Ela é a maior responsável pela integração dos dispositivos inteligentes que fazem parte da nossa vida. Com velocidade média de download de até 100 Mbps, o 4G permite baixar arquivos de vídeo em alta definição, jogar videogames em 3D com ações rápidas, fazer streaming de música, utilizar realidade virtual e uma infinidade de outros serviços.

Por que as redes 5G são importantes?

As redes 4G estão ficando sobrecarregadas. A explosão da demanda, inevitavelmente, causará problemas para consumidores, empresas e governos. A latência aumentará, a velocidade dos downloads será reduzida, e o desempenho geral será impactado. E como praticamente todo mundo usa celulares, isso será uma grande inconveniência para os consumidores. Os serviços que dependem de conexão mobile para funcionar (finanças, emergência e segurança da informação) sofrerão cada vez mais com atrasos e falhas na transmissão e no recebimento dos dados.

A proposta do 5G é solucionar esses problemas explorando diversas tecnologias complementares. Assim, é possível aumentar a velocidade de download em até 10 vezes em relação ao 4G, com redução da latência a até 1 milissegundo.

Vantagens do 5G

As vantagens que o 5G oferece em relação a velocidade, latência e largura de banda são evidentes. Os consumidores terão acesso à downloads mais rápidos, menos buffer nas mídias sociais, jogos mobile em 4K e experiências de realidade virtual aprimoradas. 

O 5G também tem casos de uso que vão além da utilização pelo consumidor final. Essa é a tecnologia sem fio que permitirá a transmissão instantânea de volumes enormes de dados, criando uma conexão praticamente ininterrupta entre o mundo digital e o físico.

Transporte

Ao usar conectividade em tempo real, o 5G aumentará a eficiência no gerenciamento do tráfego em cruzamentos com uma sinalização de trânsito capaz de detectar os veículos que se aproximam. O acesso mais abrangente ao 5G também oferecerá um suporte melhor aos dispositivos de borda otimizados para essa rede, como veículos autônomos que se comunicam entre si.

Medicina

Médicos poderão usar a realidade virtual para tratar pacientes à distância. Inteligências artificiais (AIs) com o acesso instantâneo a enormes volumes de dados clínicos ajudarão os profissionais de saúde a fazer diagnósticos e elaborar tratamentos com mais rapidez e precisão.

Agropecuária

Estima-se que em 2050 os produtores rurais precisarão alimentar 9,8 bilhões de pessoas utilizando a mesma quantidade de terra cultivável que hoje alimenta 7,8 bilhões. O 5G pode contribuir para uma maior eficiência no cultivo por meio do uso de equipamentos agrícolas autônomos, como tratores e colheitadeiras, e de drones capazes de detectar alterações na saúde da lavoura, na qualidade do solo e nos níveis de umidade para otimizar a irrigação e a utilização de pesticidas e fertilizantes.

Serviços públicos

A rede 5G pode auxiliar os serviços de atendimento de emergência ao otimizar a coordenação entre polícia, ambulâncias e bombeiros. As informações sobre localização serão muito mais precisas, assim, os socorristas poderão identificar com exatidão o local da ocorrência até mesmo em áreas rurais. A resposta a desastres será mais eficiente, com a identificação mais rápida de áreas críticas e assistência mais abrangente.

Provedores de serviços 5G e a Red Hat

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBSamsung

As soluções de rede 5G da Samsung são baseadas no Red Hat OpenShift.

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBVerizon

Verizon desenvolve núcleo 5G nativo em nuvem com ajuda da Red Hat.

Turkcell

Líder regional em 5G cria nuvem unificada com o Red Hat OpenStack®.

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBEricsson

Ericsson faz parceria com a Red Hat para criar soluções usando o OpenStack e containers.

O futuro da tecnologia 5G

Além dos smartphones, pense em todos os dispositivos 5G que funcionarão juntos para criar lares conectados. Esse é o futuro das redes 5G sem fio – uma tecnologia com potencial para gerar US$ 13,2 trilhões de receita em produtos e serviços e até 22,3 milhões de empregos até 2035.

Soluções Red Hat para provedores 5G

Red Hat OpenStack Platform product logo

Uma plataforma para nuvens públicas e privadas.

Red Hat Ansible Automation Platform

Uma plataforma de automação sem agentes.

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