Tudo o que você precisa saber sobre 5G: O que é, o que …

Atualmente, o 5G é a moda das operadoras de telefonia móvel, mas, como tudo o que há de novo, há muita confusão e desinformação em circulação. Vamos analisar o que é 5G e, mais importante, o que não é.

Para começar, “5G” não é “5GHz”. 5GHz é uma das três bandas que os consumidores podem usar com WiFi. Conversamos sobre os prós e os contras do WiFi de 5GHz há pouco tempo.

5G é um termo de marketing que aborda velocidades e tecnologias que as operadoras de celular usam para fornecer dados para nossos dispositivos móveis (e podem ter o potencial de substituir conexões de Internet com fio para nossas casas). Como “5G” é um termo de marketing, as definições específicas diferem com base no contexto e na implementação. De um modo geral, o 5G é o sucessor do LTE (ou LTE-A). Mais especificamente, 5G é o termo do consumidor para o padrão ITU IMT-2020, que fornece velocidades de até 20 Gbps – sim, vinte gigabits por segundo. Para alcançar velocidades próximas a isso, ondas de frequência mais alta (“ondas milimétricas”) estão sendo exploradas – em algum lugar na faixa de 15 GHz – mas antes de nos aprofundarmos nos detalhes de onde estamos indo, vamos voltar para onde viemos e onde estamos agora.

Uma breve história dos padrões de dados sem fio (WWAN)

Naquela época, era fácil diferenciar tipos de dados sem fio (WWAN x WLAN). Hoje, porém, essas linhas estão sendo borradas.

As WLANs (redes locais sem fio) são geralmente chamadas de WiFi e geralmente cobrem sua casa, loja ou escola ou trabalho. Eles são locais, e seu alcance abrange alguns milhares de metros quadrados. Graças a algum hardware inovador, o “Local” da “Rede local” está sendo redefinido – por exemplo, recebo minha Internet de um modem a cabo a 2 km de distância de minha casa por meio de um sinal 802.11ac 5GHz. Usando o mesmo hardware, posso enviar um sinal WiFi de 5 GHz a 16 km – e um sinal de 2,4 GHz ainda mais.

As WWANs (redes de área ampla sem fio) geralmente são o que consideramos entregues por empresas de “celular” ou “operadora de celular”, e é sobre isso que estamos falando neste artigo.

Aqui estão alguns dos padrões sem fio mais notáveis ​​e suas velocidades de download – potencialvelocidades de download, ou seja.

  • GPRS: 0.086 Mbps
  • BEIRA: 1.6 Mbps
  • EV-DO: 4.9 Mbps
  • HSPA: 14,4 Mbps
  • LTE: 300 Mbps
  • WiMax: 365 Mbps
  • HSPA +: 672 Mbps
  • LTE-A: 1 Gbps para usuários fixos
  • LTE-A Pro: “Acima de 3Gbit”

A taxa de transferência típica (as velocidades que vemos em nossos dispositivos no uso diário e é nisso que estamos realmente interessados) é difícil de quantificar. Essa métrica depende de muitos problemas de protocolo, incluindo esquemas de transmissão (esquemas mais lentos são usados ​​para distâncias maiores do ponto de acesso, por exemplo), retransmissões de pacotes e tamanho de pacotes, etc. E não vamos esquecer o número de usuários em uma torre e o dados de backhaul aceleram a essa torre – ambos os quais impactam significativamente a velocidade que você sente ao usar seus dados de celular.

Huawei Mate X 5G

Onde o 5G se encaixa?

O 5G é a quinta geração da tecnologia de rede celular, e a associação 3GPP define qualquer sistema usando o software “5G NR” (5G New Radio) como “5G” – independentemente da velocidade, taxa de transferência ou espectro usado.

Como mencionamos anteriormente, outros preferem usar “5G” para sistemas que atendem aos requisitos do padrão ITU IMT-2020.

O que todos concordam é que o 5G será “rápido”. Uma maneira de atingir os objetivos de velocidade do 5G é usar uma parte diferente do espectro sem fio. Para todos aqueles que mantêm a pontuação em casa, quanto maior a frequência, maior a capacidade de carga da banda (2,4 GHz é “mais lento” que 5 GHz, por exemplo). A desvantagem é que as frequências mais altas não viajam tão longe (os sinais de 2,4 GHz podem ir além dos sinais de 5 GHz, novamente, por exemplo). Quanto maior a frequência, mais altas as velocidades de transferência de dados suportadas sem interferir com outros sinais, mas mais curto esse sinal pode alcançar.

5G NR pode incluir “frequências mais baixas”, abaixo de 6GHz (FR1); e “frequências mais altas”, acima de 24GHz (FR2). O FR1 mais comum usado para 5G nessa faixa é de 3,5 GHz, embora devamos ver um pouco do espectro de “ondas milimétricas” utilizado quando o 5G se expande. Para o FR2, a Verizon está usando 28 GHz e a AT&T está usando 39 GHz. O lado FR2 permite frequências de até 300 GHz.

As velocidades de 5G NR nas bandas sub-6GHz (FR1) podem ser um pouco maiores que 4G, enquanto se usa uma quantidade semelhante de espectro e antenas. Tudo isso é possível de explicar por que algumas redes “5G” serão mais lentas que algumas redes 4G avançadas. A rede T-Mobile LTE / LAA atinge 500 Mbps e mais em Manhattan e Chicago.

Cenários de implantação do 5G FR2

O 5G FR2 tem alguns destinos de implantação diferentes:

  1. Célula Femto:visando fornecer acesso a residências e empresas com capacidade de 4 a 32 usuários e alcance de 10s de metros.
  2. Célula Pico:visando fornecer acesso em áreas públicas (shoppings, aeroportos, estações de trem, edifícios de escritórios) com capacidade de 64 a 128 usuários e alcance de 10s de metros.
  3. Micro célula:Com o objetivo de fornecer acesso para preencher as lacunas de cobertura entre as células do Pico e as células do metrô, pode cobrir de 128 a 256 usuários, com alcance de algumas centenas de metros.
  4. Metro Cell:visa fornecer acesso a áreas suburbanas / urbanas com capacidade para mais de 250 usuários e alcance de centenas de metros.

Para comparação, o WiFi é direcionado para residências e empresas, geralmente fornecendo acesso para menos de 50 usuários, com alcance de 100 metros; que coloca o WiFi de hoje em pé de igualdade com um 5G Pico Cell.

Embora atualmente o celular e o Wi-Fi possuam cenários de casos de uso separados e distintos, o 5G vê essas linhas borradas e algumas implantações do 5G podem até usar sinais em bandas de frequência não licenciadas que também são usadas para WiFi em vez de bandas alugadas por operadoras específicas. A distinção entre os dois pode se resumir ao tipo de rede (área local versus área ampla) que o usuário está tentando alcançar, em vez da distância em que o usuário hospeda para obter acesso à Internet.

Preocupações 5G

Nenhuma nova tecnologia é isenta de controvérsias e o 5G não é diferente.

Espectro

As propostas de frequência para muitas implantações de 5G estarão muito próximas daquilo que é usado para satélites meteorológicos e de observação da Terra, particularmente aqueles que monitoram o vapor de água. A preocupação é que as redes 5G possam interferir na previsão do tempo, com objeções vindas do NOAA, da NASA, da Marinha e do Departamento de Defesa dos Estados Unidos – que consideram o cartão “prejudicial à segurança nacional”.

Segurança Nacional e Vigilância

Muitos dos fornecedores de hardware que fornecem hardware 5G estão baseados na China ou possuem instalações de produção na China. Isso levantou preocupações sobre o potencial de espionagem dos Estados Unidos, Austrália, Reino Unido e Holanda, resultando em ações tomadas para restringir ou eliminar o uso de equipamentos chineses em suas respectivas redes 5G. O governo chinês e os fornecedores chineses nomeados negaram essas alegações.

Preocupações com a saúde

Como em qualquer tipo de comunicação eletrônica, existem preocupações com a radiação eletromagnética e o potencial de efeitos adversos à saúde. Embora as preocupações com a saúde relacionadas à radiação das torres e telefones celulares não sejam novas, a ampla gama de frequências que o 5G usará torna quase impossível identificar preocupações potencialmente válidas – essas preocupações devem ser menos do que o 5G em geral e devem ser mais apropriadas. direcionado ao uso de frequências específicas usadas por implementações específicas de 5G.

O ponto em que essas duas preocupações se cruzam é ​​no uso de frequências de ondas milimétricas que não foram extensivamente testadas quanto a seus efeitos nas pessoas.

segurança e privacidade

Na década de 1990, os usuários domésticos não precisavam se preocupar muito com malware, vírus, roubo de identidade ou crimes cibernéticos porque os computadores raramente estavam sempre conectados à Internet (e quando estavam conectados, as taxas de dados eram relativamente baixas). Com o passar dos anos, nossas velocidades de conexão aumentaram e pudemos manter nossos computadores “sempre ligados”, o que significava que os bandidos tinham acesso significativamente mais rápido e confiável às nossas máquinas ao tentar se infiltrar em nossos sistemas. Com os dispositivos móveis, seus alvos se tornaram ainda mais abundantes.

À medida que obscurecemos as linhas entre celular e WiFi, proteger nossas redes (mantendo o acesso a todos os nossos dispositivos e serviços) se tornará mais difícil, potencialmente permitindo mais vetores de ataque. As implantações mistas de segurança podem abrigar ataques DDoS maciços, criptografia e ataques cibernéticos.

Além disso, à medida que a área de cobertura de uma célula celular se torna menor, aumenta a capacidade das empresas e órgãos governamentais (e criminosos) de identificar nossos locais e acompanhar nossas idas e vindas.

Resumo

Se o 5G cumprir suas promessas, o espectro atual (e limitado) em que vivemos deve ser capaz de acomodar mais pessoas, mais usos e mais dispositivos. Essas conexões devem ser mais rápidas, mais confiáveis ​​e mais onipresentes.

No entanto, exatamente o que é 5G ainda não foi definido, muito menos realizado em sentido prático. As implantações 5G que vimos até agora são mais “provas de conceito” do que as previsões do futuro do “padrão”.

Por fim, o 5G é frequentemente descrito como uma solução universal para todos os problemas de conectividade com a Internet – não é. Como diz o membro do Parlamento do Canadá David de Burgh Graham, “5G não é uma bala mágica que conserte tudo”.

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