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O que é 5G?
Publicado: 20 de fevereiro de 2024
contribuidores: Mesh Flinders, Ian Smalley
A tecnologia 5G, ou tecnologia móvel de quinta geração, é o novo padrão para redes de telecomunicações lançado por empresas de telefonia celular em 2019.
As redes 5G são a quinta geração dessa tecnologia e funcionam nas mesmas frequências de rádio de suas antecessoras (as redes 3G, 4G e 4G LTE). No entanto, melhorias na velocidade, na latência e na largura de banda proporcionam às redes 5G tempos mais curtos de download e upload, maior conectividade e melhor confiabilidade.
Como a inteligência artificial (IA), a Internet das Coisas (IoT) e o aprendizado de máquina (ML), a 5G é uma tecnologia revolucionária com o potencial de transformar a maneira como os seres humanos interagem com a internet, mídias sociais e informações em geral. Mais especificamente, o 5G tem grandes implicações para a tecnologia que alimenta carros autônomos, sistemas de jogos e streaming de vídeo por meio de uma conexão de rede de alta velocidade.
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À medida que a demanda por acesso à Internet aumenta em todo o mundo, juntamente com o surgimento de novas tecnologias, a quantidade de dados criados está aumentando exponencialmente. Na próxima década, espera-se que a quantidade de dados gerados todos os dias, em todo o mundo, cresça em várias centenas de zettabytes. A infraestrutura de rede da qual as redes sem fio 4G, 4G LTE e 3G dependem não será capaz de lidar com essa quantidade. A tecnologia 5G, com suas velocidades ultrarrápidas, baixa latência e capacidade expandida para dados, está capacitada para atender aos requisitos de novas tecnologias, como smartphones de última geração, que precisam de cobertura 5G.
Diferenças críticas entre 5G e 4G/3G
Embora o 5G utilize as mesmas frequências de rádio que as redes 4G e 3G, há algumas diferenças importantes que o tornam superior, especialmente para as empresas que pretendem usar a tecnologia como parte de um projeto de transformação digital.
Velocidade e latência
As velocidades 5G são 10 vezes mais rápidas do que as oferecidas pelas redes 4G e 3G, o que significa que atividades como baixar um arquivo grande ou fazer backup de dados na nuvem levarão menos de um segundo, em vez de minutos ou até horas. As taxas de transferência de dados do 5G atingem 20 gigabits por segundo (Gbps) e contam com velocidades médias de download de 432 megabytes por segundo (Mbps). As taxas de dados do 5G, com implicações em tudo, desde jogos móveis até cirurgias remotas, são um dos principais motivos pelos quais se espera que seja tão transformador.
A razão pela qual a tecnologia 5G pode oferecer velocidades tão rápidas é que ela tem uma latência muito menor — o tempo que os dados levam para viajar de um ponto a outro — do que as redes anteriores. Enquanto as redes 4G forneceram uma latência de cerca de 200 milissegundos, as redes 5G podem fornecer rotineiramente uma latência de até um milissegundo.
Pegada de carbono física
Outro diferencial importante do 5G é que ele usa transmissores menores do que as redes anteriores, permitindo que eles sejam colocados discretamente em edifícios, árvores e outros objetos comuns. As células (ou "pequenas células") nas redes 5G são essencialmente estações base que desempenham papéis fundamentais na conexão da rede geral. Na tecnologia 4G, o equivalente a uma célula pequena, conhecida como macrocélula, era maior e exigia mais energia.
Taxas de erros
O Esquema de Modulação e Codificação Adaptativa (MCS) do 5G, um esquema usado para enviar dados de dispositivos Wi-Fi, é uma melhoria em relação ao MCS usado em redes 4G e 3G, tornando sua Taxa de Erro de Bloco (BER) extremamente baixa. Na tecnologia 5G, quando uma taxa de erro aumenta para um determinado nível, o transmissor reduz automaticamente a velocidade até que a taxa de erro caia. Essa técnica sacrifica a velocidade pela precisão em tempo real e ajuda a garantir uma taxa de erro próxima de zero nas redes 5G.
Largura de banda
As redes 5G operam em uma gama mais ampla de larguras de banda do que as redes 4G e 3G, incluindo banda baixa, banda média e banda alta. Isso é possível com a expansão de seus recursos de espectro de rádio da especificação abaixo de 3 GHz usada em redes anteriores para 100 GHz ou mais. Esse ajuste permite que o 5G funcione em uma gama mais ampla de larguras de banda, expandindo sua capacidade e taxa de transferência. Essencialmente, esses avanços tecnológicos permitem que mais dispositivos sejam conectados ao mesmo tempo em uma única rede ou celular e permitem que os dispositivos enviem e recebam dados ao mesmo tempo.
Assim como a tecnologia 3G e 4G, o 5G conta com a tecnologia celular que divide uma área de serviço em seções geográficas menores, conhecidas como células. Qualquer dispositivo sem fio 5G dentro dos limites de uma célula se conecta à internet e à rede telefônica usando ondas de rádio, uma estação base e antenas. As redes mais novas são mais rápidas, com velocidades de download que chegam a 10 gigabits por segundo (Gbps) quando apenas um usuário está na rede.
O 5G não só pode conectar mais dispositivos em uma rede por causa de sua largura de banda mais ampla, mas também pode oferecer velocidades mais rápidas que melhoram a qualidade dos aplicativos de internet quando muitos usuários estão na mesma rede – mesmo na mesma célula – como em um ambiente urbano lotado. À medida que a tecnologia 5G se expande e o número de aplicativos criados para utilizá-la aumenta, espera-se que cada vez mais provedores de serviços de Internet (ISPs) populares adotem a Internet doméstica 5G, como a Verizon, o Google e a AT&T, aumentando exponencialmente seus casos de uso. Aqui estão alguns recursos que tornam a tecnologia 5G única e bem posicionada para revolucionar a tecnologia móvel no futuro:
Fatiamento de rede
O fatiamento de rede ou a capacidade das operadoras de rede de usar a tecnologia 5G para implementar inúmeras redes virtuais independentes na mesma infraestrutura tem muitos aplicativos de negócios em potencial. A divisão de rede permite que as empresas formem coleções de funções de rede 5G e as agrupem por caso de uso ou modelo de negócios. Esse recurso oferece aos usuários uma experiência sem fio mais confiável no dispositivo de sua escolha.
Padrões e especificações aprimorados
As redes 5G possuem uma interface aérea exclusiva desenvolvida especificamente para a nova tecnologia conhecida como 5G NR (New Radio). Refere-se a uma nova tecnologia de acesso por rádio (RAT), desenvolvida pelo Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP) especificamente para uso em redes móveis 5G. O 5G NR foi criado para ser o novo padrão global para redes celulares, com o primeiro lançamento comercial implantado próximo ao final de 2018. Atualmente, muitas operadoras de rede celular implantam redes 5G NR e muitos fabricantes de tecnologia estão desenvolvendo seus dispositivos móveis para serem compatíveis com 5G NR. De acordo com um relatório recente da Ericsson (link fora de ibm.com), 45% das redes em todo o mundo eram compatíveis com 5G até o final de 2023, com previsão de aumento de 85% até o final da década.
Recursos de rede privada
As redes 5G privadas são semelhantes às redes públicas, mas oferecem aos seus proprietários recursos aprimorados de personalização, como a capacidade de restringir o acesso e usar um espectro 5G sem fio licenciado ou não. O 5G privado está crescendo em popularidade entre empresas em todo o mundo porque permite que elas aproveitem todos os benefícios da tecnologia 5G em um ambiente fechado e restrito, como uma planta industrial, prédio de escritórios, campus universitário, aeroporto e muito mais. As redes 5G privadas oferecem às empresas a capacidade de gerenciar todos os seus dispositivos, serviços e aplicativos de forma altamente privada, segura e eficiente, mais do que se estivessem em uma rede pública.
Os serviços 5G oferecem muitas melhorias na tecnologia sem fio em relação às gerações anteriores de redes. Aqui estão alguns dos benefícios comerciais que ela possibilita:
Nas redes 4G, 4G LTE e 3G, os veículos totalmente autônomos, ou carros que dirigem sozinhos, não podem operar devido ao tempo necessário para enviar e receber informações. As redes 5G, com sua latência mais baixa, possibilitarão que veículos totalmente autônomos e auto-operados enviem e recebam informações em apenas 1/1.000 de segundo.
As fábricas já estão se tornando mais inteligentes graças ao uso de IA e aprendizado de máquina, mas a chegada da infraestrutura 5G potencializará essa tendência. Com a implementação do 5G, as fábricas podem automatizar mais recursos, conectar milhares de dispositivos inteligentes sem fio e implementar um verdadeiro exército de câmeras, drones, telefones 5G e sensores que poderão agir com base nos dados quase em tempo real. As aplicações desses recursos no nível prático são estonteantes, com implicações para tudo, desde a economia de combustível e design de edifícios até a interação com os clientes, o ciclo de vida e o reparo do equipamento.
A realidade virtual (ambientes digitais que não permitem a visualização do mundo real) e a realidade aumentada (conteúdo digital que aumenta o mundo real) dependem das tecnologias 5G e têm muitas aplicações comerciais. Na última década, telefones celulares e óculos inteligentes que usam tecnologia de realidade virtual e aumentada adicionaram sobreposições digitais, visualizações ao vivo e outros recursos a uma ampla gama de cenários de negócios, incluindo armazenamento e transporte de mercadorias, manutenção industrial, reparo de equipamentos e muito mais.
A Edge computing, uma estrutura de computação distribuída que aproxima os aplicativos empresariais das fontes de dados, é muito aprimorada pelas velocidades rápidas e baixa latência da tecnologia 5G. Na edge computing, o 5G aproxima a computação e o armazenamento de dados de onde os dados são gerados, permitindo maior controle, custos mais baixos e entrega mais rápida de insights. De acordo com um recente whitepaper do Gartner (link residente fora do ibm.com), até 2025, 75% dos dados corporativos serão processados por meio da edge computing em comparação com apenas 10% atualmente.
À medida que a tecnologia 5G se espalha, o seu potencial para estimular o crescimento econômico e melhorar a conectividade é ilimitado. Aqui estão algumas das maneiras mais ambiciosas pelas quais a tecnologia 5G poderia mudar nosso mundo:
Comunidades mais inteligentes
Não importa se você mora em um ambiente urbano denso ou em uma área rural remota, a capacidade do 5G de coletar informações de dispositivos IoT conectados à internet provavelmente melhorará seu dia a dia. Planejadores urbanos, equipes de emergência e muitos outros estão buscando a conectividade 5G nos próximos anos para ajudar a diminuir o tráfego, planejar melhor, reduzir a poluição do ar e, em geral, melhorar a vida das populações que atendem.
Melhor assistência médica
Quando se trata de tecnologia de saúde, as redes 5G permitem avanços em cirurgia remota, insights relacionados a dados e atendimento ao paciente. A baixa latência do 5G, por exemplo, permite que informações em tempo real sejam compartilhadas por vídeo HD, potencialmente tornando as cirurgias remotas muito mais comuns. Além disso, o monitoramento em tempo real de pacientes por meio de dispositivos conectados à IoT usando redes 5G ajudará os médicos a cuidar melhor dos pacientes que não estão sob sua supervisão direta.
Maior sustentabilidade
O 5G melhorará muito a capacidade das empresas de monitorar suas metas ambientais, sociais e de governança (ESG), como emissões de carbono, segurança do trabalhador, cadeias de suprimentos e muito mais. Um dos muitos benefícios do 5G é sua capacidade de transmitir informações usando quantidades relativamente baixas de energia em comparação com seus antecessores. A tecnologia 5G também capacitará o desenvolvimento de veículos elétricos, edifícios inteligentes e trabalho remoto – todos os quais demonstraram reduzir as emissões de carbono.
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