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Vídeo: Entenda: por que o 5G é tão revolucionário? (Outubro 2024)
Há algumas semanas, participei do Brooklyn 5G Summit na NYU Tandon School of Engineering, onde fiquei impressionado com o progresso feito na construção de redes 5G e com a incerteza que ainda existe sobre os usos e a economia do 5G em geral.
Muitos participantes me garantiram que eu realmente usaria um aparelho 5G na cúpula do próximo ano, e a maioria estava convencida de que precisaríamos das novas redes para lidar com o aumento do tráfego.
Lembre-se de que o 5G não é uma tecnologia única, mas uma variedade de tecnologias trabalhando juntas. Ele cobre uma ampla gama de espectros de banda baixa (como 600 MHz), que pode percorrer uma longa distância, mas com velocidades relativamente mais lentas; para banda média (como 2, 5 ou 3, 5 GHz); para banda alta (como 28 ou 39 GHz, às vezes chamada de onda milimétrica ou mmWave), que pode ser muito rápida - ouvi engenheiros falarem sobre velocidades teóricas de 5 ou mais Gbps - mas não viajam muito longe.
Os padrões móveis são definidos principalmente pelo órgão de padrões 3GPP, um grupo que inclui praticamente todos os principais players do ecossistema móvel global e que desenvolveu os padrões básicos para 3G (como o nome sugere) e 4G LTE (originalmente a longo prazo). evolução do padrão 3G). Normalmente, esses padrões são eventualmente adotados pelo organismo de padrões de comunicação da ITU ainda mais amplo. O 3GPP está lançando novos lançamentos de seus padrões quase que anualmente e está caminhando para uma especificação 5G que se concentra em três áreas principais: banda larga móvel aprimorada (eMBB), comunicações de alta latência ultra confiável (URLLC) e comunicações massivas de tipo de máquina (mMTC).
Destes, o primeiro é o que geralmente consideramos um aplicativo de consumidor - fazendo nossos telefones funcionarem mais rapidamente - e é nisso que a maioria das implantações iniciais de 5G se baseará. (Algumas redes iniciais também serão implantadas para redes sem fio fixas.) As outras duas áreas - URLLC e mMTC - são principalmente para aplicativos industriais ou comerciais, embora possam ter aplicativos para consumidores, e eu continuava ouvindo sobre veículos autônomos com VR móvel, embora parece mais um aplicativo de nicho para mim.
Mas podem ser essas aplicações mais industriais e comerciais que realmente evoluem junto com os padrões 5G; afinal, já estamos vendo telefones prometendo "gigabit LTE" em redes 4G, e é difícil imaginar quais aplicativos exigirão mais velocidade para consumidores individuais. Ainda assim, a velocidade e o design de rede adicionais prometidos pelo 5G podem ser necessários apenas para lidar com o tráfego crescente. Falarei mais sobre casos de uso no meu próximo post.
Redes prontas para uso
Melissa Arnoldi, presidente de tecnologia e operações da AT&T Communications, observou a necessidade de redes que lidam com mais tráfego com mais eficiência, independentemente da aplicação. Ela disse que a rede móvel da empresa registrou um crescimento de 360.000% no tráfego de dados desde 2007 e "não há sinais de desaceleração". Atualmente, o vídeo representa mais da metade do tráfego e ela espera que esse número cresça para 75% até 2020.
O 5G é necessário para gerenciar esse tráfego, bem como para permitir aplicativos como realidade virtual e aumentada, veículos autônomos e drones, disse Arnoldi, observando que os carros autônomos precisam de alta conectividade confiável e latência quase em tempo real - idealmente menos que 5 milissegundos.
Para lidar com esse tráfego, serão necessárias redes definidas por software, disse Arnoldi, observando que a AT&T tem sido o principal driver por trás do ONAP (Open Network Automation Platform). Ela espera que a AT&T mova 65% de seu tráfego em redes definidas por software até o final do ano.
A AT&T pretende ser a primeira operadora dos EUA a ter o padrão móvel 5G disponível até o final do ano, em 12 cidades. Ela discutiu um piloto de varejo que a empresa administrou em Waco, Texas, que contou com centenas de usuários em uma loja para demonstrar como o mmWave poderia funcionar em um ambiente assim, e pilotos em Kalamazoo e South Bend, onde a empresa criou um terminal 5G completo até a extremidade da rede e viu que os sinais mmWave podiam fornecer velocidades de 1 Gbps a até 900 pés sem impacto devido ao clima e aos sinais que penetram nos materiais melhor do que o esperado.
A velocidade é emocionante, disse Arnoldi, mas a latência é a grande mudança. Em seguida, ela descreveu aplicativos, como o varejo, com realidade virtual e aumentada imersiva e sinalização digital em vez de manequins; cuidados de saúde; fabricação; finanças, com coisas como caixas eletrônicos que oferecem vídeo através de redes sem fio fixas 5G; segurança Pública; e transporte.
Bill Stone, vice-presidente de desenvolvimento e planejamento de tecnologia da Verizon, caracterizou o 5G como uma solução multiuso que permite aos operadores "aproveitar o software e dividir a rede para diferentes casos de uso". Para a Verizon, a conexão sem fio fixa será a primeira fatia da rede, mas é apenas um caso de uso e será rapidamente seguida pela banda larga móvel, disse Stone.
O suporte da Verizon ao Verizon 5G Tech Forum ajudou a acelerar o processo 3GPP e, embora os primeiros produtos da Verizon não sejam totalmente baseados em padrões, ele pretendia passar para o padrão 3GPP muito rapidamente. Ele enfatizou os planos da empresa de usar pedaços maiores de espectro sempre que possível, aumentando a densidade de células pequenas e passando para o MIMO maciço (antenas múltiplas) em bandas mmWave, além de aumentar o número de antenas em outras bandas.
Stone disse que a Verizon espera ser a primeira com wireless fixo de 5G e observou que, em testes, já poderia oferecer um serviço de 80Gbps a 2.000 pés do nó. Mas ele disse que a empresa conta com apenas uma rede, com várias fatias, e que a prioridade da empresa é "Mobile, Mobile, Mobile". Olhando mais longe, no entanto, ele disse que uma nuvem habilitada para 5G e "borda inteligente", além de aplicativos de automação industrial, impulsionarão novos casos de uso.
Seizo Onoe, arquiteto-chefe de tecnologia da NTT Docomo, falou sobre como a Docomo está se associando a indústrias específicas - automotiva, ferroviária, construção, saúde, etc. - na implantação do 5G. Um argumento pode ser apresentado para a introdução do 5G, mesmo que novas aplicações sejam incertas, disse ele, apenas porque os operadores podem ver maior capacidade de dados com custo por bit aprimorado.
Onoe repetiu seu argumento do ano passado, que é o de que a geração anterior geralmente cresce um pouco antes do lançamento do próximo, como aconteceu com o 3G (HSPA +) aprimorado antes do lançamento do 4G LTE, e que o setor historicamente tem tido grande sucesso apenas com gerações numeradas. Porém, ele sugeriu que a colaboração entre setores pode mudar isso, à medida que novos aplicativos se desenvolvem.
Eu estava mais interessado na ideia dele de que o 5G pode ser a geração final quando se trata de grandes avanços tecnológicos. Onoe disse que, embora uma tecnologia em particular tenha definido cada uma das gerações anteriores, o 5G é na verdade uma combinação de tecnologias; portanto, 5 pode ser o número final, a menos que consigamos inventar um novo avanço tecnológico. Ainda assim, ele observou que "truques de marketing" podem significar que veremos um número futuro, e que, embora possa ser um truque, "é liberdade".
A evolução do 5G
Muitas das apresentações abordaram mais detalhes sobre a tecnologia e os padrões, e como eles estão evoluindo.
Peiying Zhu, membro da Huawei, explicou como o 3GPP atualmente aprovou a liberação 15 de seu padrão, incluindo uma versão não autônoma (NSA), que descreve como os dispositivos 5G podem funcionar em uma rede baseada principalmente na mesma infraestrutura que o 4G LTE redes. Ela disse que o trabalho está avançando rapidamente para uma versão autônoma (SA) desse padrão (aquela em que os rádios e o núcleo da rede são projetados para 5G), assim como o trabalho na Versão 16, que adicionará mais recursos.
A versão 15 suporta principalmente a largura de banda móvel aprimorada (eMBB), enquanto as versões posteriores devem atender a uma ampla gama de requisitos de IoT, incluindo "comunicações ultra confiáveis e de baixa latência, acesso fixo sem fio e comunicações massivas do tipo máquina", disse Zhu.
A versão 15 inclui um "5G New Radio", com uma variedade de novos recursos, e Zhu falou sobre o impacto que as várias mudanças terão. Ela discutiu como os testes usando o espectro de 3, 5 GHz mostraram uma melhoria de 10x na experiência do usuário, com um décimo da latência e um décimo do custo por bit das soluções existentes, tornando o 5G muito impressionante para a banda larga móvel aprimorada. E Zhu discutiu outros detalhes que poderiam fazer parte do Release 16 ou versões posteriores da especificação que permitiriam outros aplicativos.
Mikael Höök, diretor de pesquisa de rádio da Ericsson Research, também discutiu a evolução do padrão à medida que se aproxima da visão ITU-2020. Ele falou sobre como o novo rádio é "ultra-fino" (o que significa que reduz a interferência e desliga quando não está em uso), além de oferecer compatibilidade direta, para que novos recursos possam ser adicionados. Ele também observou como ele pode usar várias antenas, falou sobre baixa latência e disse que a ampla gama de espectros oferecerá muitos recursos diferentes.
Höök enfatizou que isso pode funcionar em muitas aplicações diferentes, desde uma cobertura muito rápida em ruas e praças movimentadas, até a oferta de redes sem fio fixas em ambientes suburbanos. Ele também falou sobre automação de fábrica.
Em um painel de discussão que se seguiu, houve muito debate sobre se o novo rádio era apropriado para aplicativos da Internet das Coisas (IoT), com Höök mencionando os padrões 4G existentes - como NB-IOT - e outros, incluindo Zhu e Antti, da Nokia. Toskala, falando sobre novos casos de uso da IoT que podem exigir maior largura de banda ou menor latência.
No cenário industrial, alguns dos participantes do painel tentaram responder a uma pergunta sobre como o 5G se compara aos padrões IEEE 802 (Wi-Fi), que normalmente funcionam com espectro não licenciado. Höök disse que, em alguns casos, o espectro não licenciado é bom o suficiente, mas não quando você precisa de "cinco noves de confiabilidade". Toskala apontou recursos como a autenticação 3GPP e os serviços que as empresas de telecomunicações oferecem aos provedores, mas alguns da platéia insistiram nisso. Zhu falou sobre como o 5G é projetado para a coexistência, para que os padrões 5G e 802 possam trabalhar nos mesmos locais.
Falando sobre 5G em smartphones, Arun Ghosh, diretor da AT&T, diretor do Grupo de Tecnologia Sem Fio Avançada da AT&T Labs, disse que ainda há a questão de um modelo de negócios, já que o LTE funciona muito bem. Ghosh disse que o 5G é realmente mais sobre outros casos de negócios, como em veículos autônomos, onde ter um grande número de carros conectados pode ajudar em áreas como evitar colisões. Mas quase todos os membros do painel concordaram que, em um futuro próximo, devemos esperar que os aparelhos suportem LTE 5G e 4G, bem como o mmWave e o espectro tradicional (sub-6GHz).
Todos os participantes concordaram bastante com Ian Wong, da National Instruments, que afirmou que "as ondas milimétricas funcionam melhor que o esperado". Muitos também pareciam concordar com Zhu, que disse que seria bom ter bandas globais para 5G, e ela defendeu 3, 5GHz como uma dessas bandas.
5G e além
Enquanto o 5G está se preparando para seu primeiro lançamento, a pesquisa continua levando-o para o próximo nível. Muitos palestrantes falaram sobre os próximos passos nos padrões, mas outros se concentraram mais em pesquisas futuras.
Thyaga Nandagopal, vice-diretora da divisão de fundações de computação e comunicação (CCF) da National Science Foundation, falou sobre as pesquisas importantes que estão sendo realizadas em universidades e laboratórios nacionais, mas acrescentou que existe um "vale da morte" entre essas instituições e corporações. Para tentar preencher essa lacuna, a NSF criou um programa chamado Plataformas para Pesquisa Sem Fio Avançada (PAWR), no qual um consórcio da indústria e a NSF contribuem com US $ 50 milhões para criar quatro plataformas em escala de cidade para testar a próxima geração sistemas sem fio. Essas plataformas foram projetadas para fornecer acesso aberto aos pesquisadores para testar idéias para novos sistemas.
Os dois primeiros sistemas estão em Salt Lake City e Nova York. Em Salt Lake City, a Universidade de Utah e a Rice University estão criando projetos conhecidos como POWDER (Plataforma de Pesquisa Experimental Aberta Sem Fio orientada por dados) e RENEW (um ecossistema reconfigurável para a próxima geração de redes sem fio de ponta a ponta).
Em Nova York, o projeto chama-se COSMOS (Wireless Móvel Definido por Software Aberto Aprimorado em Nuvem Testado para Implantação em Escala de Cidade), que será executado pela NYU Wireless, Columbia e Rutgers. O COSMOS foi projetado para testar uma variedade de novas tecnologias em um ambiente urbano complexo. Mais duas plataformas estão programadas para serem designadas até julho de 2019.
De fato, na conferência, Ted Rappaport, da NYU Tandon e diretor fundador da NYU Wireless, observou que ficou impressionado com a velocidade de adoção da tecnologia mmWave. Ele escreveu alguns dos primeiros artigos sobre o assunto e foi fundamental para fundar a NYU Wireless em 2012 e a conferência 5G do Brooklyn em 2014. Então, ele disse, havia ceticismo quanto ao funcionamento da mmWave; desde então, foi aceito e está a caminho da comercialização.
Questionado sobre se a proliferação de pequenas células com a tecnologia mmWave pode ser uma nova preocupação para a saúde, Rappaport disse que, embora você "não possa ser negativo", as radiofrequências usadas são seis ordens de magnitude abaixo da frequência necessária para radiação ionizante do tipo criado por raios-X (que se correlacionam com uma maior probabilidade de câncer). Além disso, ele observou que células pequenas e antenas direcionais reduzem a potência e a incidência do contato e me indicou um estudo do National Institutes of Health que ele co-escreveu intitulado "Seguro para as próximas gerações" que confirma isso.
Mais tarde, o Rappaport me mostrou uma pesquisa que ele e outras pessoas da universidade estão fazendo sobre coisas como usar o espectro de 140GHz para comunicações ainda mais rápidas, talvez para algum padrão futuro. Outros participantes da conferência também falaram sobre 90 GHz e frequências mais altas na banda D.
Tudo depende da sua perspectiva; por um lado, o 5G pode estar chegando à linha de chegada, em termos de finalmente estar pronto para o lançamento. Mas, por outro lado, de muitas maneiras, está apenas começando.
