Você provavelmente já ouviu falar do 5G e da sua capacidade de fornecer velocidades de internet muito rápidas e com baixa latência, mas o que você pode não saber é como se torna o 5G uma realidade. O 5G, assim como o 4G, é composto por muitas tecnologias diferentes, todas trabalhando juntas para lhe dar uma ótima experiência de navegação, onde quer que você esteja. Uma dessas tecnologias que dá vida ao 5G é o mmWave.

A próxima geração de comunicação sem fio 5G é alimentadas por esta nova tecnologia conhecida como onda milimétrica - mmWave. As operadoras de telefonia americanas estão interessadas na tecnologia, e ela provavelmente será usada em todo o mundo.

O que é a tecnologia de ondas milimétricas mmWave usada nas redes 5G?

MmWave e 5G são usados ​​quase como sinônimos, mas existem diferenças importantes entre os dois. A tecnologia mmWave é apenas uma parte dãotecnologia utilizada pelas redes 5G.

Você também pode ter ouvido falar sobre frequências de "banda baixa" e "sub-6 GHz", que também farão parte do padrão e, quando combinadas, oferecerão velocidades de dados muito mais rápidas para os consumidores, entre outros benefícios.

O espectro de ondas milimétricas é a faixa de espectro entre 30 GHz e 300 GHz, onde um total de cerca de 250 GHz de largura de banda estão disponíveis. Encravado entre ondas de micro-ondas e infravermelhos, este espectro pode ser usado para comunicações sem fio de alta velocidade, como visto com o mais recente padrão Wi-Fi 802.11ad (operando a 60 GHz).

Está sendo considerada pela organização de padrões e pelos pesquisadores como a forma de alocar mais largura de banda ao 5G e assim deixá-lo ainda mais rápido e com mais qualidade. As gerações anteriores de cobertura móvel muitas vezes operaram em várias frequências diferentes, todas trabalhando juntas perfeitamente para garantir uma experiência fantástica, com grande cobertura e velocidade, independente se você está usando a conexão em um edifício, uma estação de trem ou na rua.

O 5G é muito semelhante, pois há várias tecnologias de frequência diferentes atuando em conjunto, organizadas em camadas, a fim de oferecer seu potencial de grande velocidade, baixa latência e alta capacidade para todos os nossos consumidores.

Como funciona o mmWave?

A maior frequência do mmWave significa que ele pode oferecer muita capacidade e largura de banda em um alcance mais curto. Embora 700MHz possam ser úteis na disseminação do 5G em locais rurais, ele não é adequado para fornecer a conectividade confiável necessária em um local urbano movimentado.

O mmWave é fundamental para o funcionamento do 5G em zonas densas da cidade, onde há necessidade de alta capacidade - em outras palavras, há muitos dispositivos.

Em suma, as bandas de frequência mais baixas cobrem distâncias muito maiores, mas oferecem velocidades de dados mais lentas, enquanto as bandas de alta frequência cobrem áreas muito menores, mas podem transportar muito mais dados.

Possíveis cenários de implantação de 5G mmWave

Ao delinear os requisitos para o 5G, a União Internacional de Telecomunicações (ITU) identificou três categorias principais para a arquitetura 5G NR;

  • Banda larga móvel aprimorada (eMBB) - maior capacidade móvel,
  • Comunicações ultra-confiáveis e de baixa latência (uRLLC) - serviços de missão crítica
  • Massive Machine Type Communications (mMTC) - um grande número de dispositivos de baixo custo e baixa energia (Internet das Coisas).

Essas áreas amplas fornecem muitas possibilidades de implantação para 5G mmWave:

  • Acesso à Internet sem fio fixo: As taxas de dados Gigabit do 5G mmWave poderiam substituir completamente uma série de tecnologias de acesso à Internet por redes híbridas de fibra e sem fio que conectam as casas. Embora não seja realmente um sistema móvel, ele poderia fornecer concorrência aos sistemas Wi-Fi existentes.
  • Pequenas células urbanas/suburbanas ao ar livre: Um possibilidade de implantação do mmWave nas redes 5G seria proporcionar maior capacidade em espaços públicos e locais de alta demanda. Com tamanhos de células em torno de 100m, pequenos pontos de acesso do 5G mmWave podem ser colocados em postes ou edifícios para fornecer a cobertura necessária.
  • Aplicações de controle de missão crítica: Veículos autônomos, comunicações entre veículos, comunicações de drones e outros aplicativos sensíveis à latência e de alta confiabilidade fornecem outros cenários possíveis de implantação para o 5G mmWave, com uma latência de rede projetada de menos de um milissegundo.
  • Células de hotspot interior: Shoppingcenters, escritórios e outras áreas internas exigem uma alta densidade de microcelulas 5G mmWave. Essas pequenas células potencialmente suportarão velocidades de download de até 20 Gbps, fornecendo acesso contínuo a dados em nuvem e a capacidade de suportar vários aplicativos, bem como várias formas de entretenimento e multimídia.
  • Internet das Coisas: A conectividade geral de objetos, sensores, aparelhos e outros dispositivos para coleta, controle e análise de dados. Potencialmente poderia cobrir aplicações domésticas inteligentes, segurança, gerenciamento de energia, logística e rastreamento, saúde e uma infinidade de outras operações industriais.

Possíveis problemas da tecnologia mmWave

No entanto, o mmWave tem seus desafios. Os sinais não vão tão longe devido a seus comprimentos de onda de curto e estreitos, além disso suscetíveis a condições atmosféricas.

O efeito da chuva na propagação das ondas milimétricas vê a precipitação absorver o sinal de rádio, e causar interrupção. E também houve preocupações sobre os perigos do 5G provenientes do uso de novos espectros, mas estes foram amplamente desmitificados.

Talvez o problema mais comum das redes 5G é que a maioria dos materiais de construção, como cimento e tijolo, atenua e reflete sinais de frequência muito alta com uma perda grande o suficiente para que você não receba um sinal muito bom.

Até mesmo o ar produz perda de sinal, o que limita as frequências acima de 28 GHz a cerca de um quilômetro. Madeira e vidro atenuam os sinais de alta frequência em um grau menor.

Porém, as redes 5G usarão o beamforming para direcionar ondas para fora e ao redor dos obstáculos do seu smartphone. Isso funciona em parte porque o equipamento 5G usa várias antenas para enviar e receber sinais, combinando os dados de vários fluxos para fortalecer o sinal geral e aumentar a largura de banda, tanto em ambientes externos, refletindo sinais de edifícios, quanto em ambientes internos, refletindo sinais em paredes.

Além disso, os sinais da frequência 5G não chegam muito longe, e não fazem uma transição muito boa de ambientes internos para externos. Porém, apesar das ondas mmWave não serem capazes de penetrar em edifícios, elas irão contornar ao redor deles para garantir que o sinal chegue.

Em ambientes internos, provavelmente os equipamentos precisarão utilizar os sinais sub-6GHz e LTE para fazer a conexão com a internet.