O 5G mudará completamente a maneira como usamos nossos dispositivos móveis, oferecendo velocidades super altas para a navegação em qualquer lugar do mundo. Mas o 5G vem com uma série de preocupações, desde o alcance limitado e penetração deficiente em edifícios até preocupações com efeitos adversos à saúde.
Porém, um novo problema tem preocupado o pessoal que faz a previsão do tempo, e ele está relacionado aos satélites meteorológicos. Um artigo de abril na revista Nature criou um alvoroço na comunidade meteorológica, ao detalhar as possíveis consequências de um recente leilão da Comissão Federal de Comunicações dos Estados Unidos, de 24,25 a 24,45 e 24,75 a 25,25 gigahertz (GHz). O problema é que esta frequência é muito próxima à que os meteorologistas usam para detectar o vapor de água no ar.
O fim da previsão do tempo?
O vapor de água emite um sinal de rádio fraco que os satélites detectam, uma freqüência de 23,8 GHz. As imagens de vapor de água tornaram-se uma parte crucial da previsão do tempo, pois ajudam os meteorologistas a entender melhor o movimento na atmosfera e fornecem aos modelos de computador dados cruciais para prever melhor o desenvolvimento de tempestades.
"Os medos são realistas, uma vez que estima-se que a redução na capacidade de detectar vapor de água faça a atual precisão de previsão do tempo para o nível que era nos anos 80", disse Kevin McMahon, diretor executivo de tecnologias móveis e emergentes da consultoria digital SPR, de Chicago. "Estamos lutando contra a natureza. Há consequências a serem consideradas."
Além disso, o 5G pode afetar a detecção de precipitação (36 a 37 GHz), temperatura (50,2 a 50,4 GHz) e até mesmo o tradicional sensoriamento de nuvens de satélites meteorológicos (80 a 90 GHz).
Como funciona a previsão do tempo
Para entender o motivo, primeiro precisamos conhecer a ciência por trás da radiofrequência, principalmente em como ela se propaga. Talvez a melhor maneira de entender isso é usar os rádios em nossas casas e carros como exemplo.
Em frequências muito baixas, as ondas de rádio viajam longas distâncias, porque têm comprimentos de onda maiores. Elas também podem viajar mais facilmente através dos objetos. Pense em um rádio de ondas curtas: as transmissões podem viajar pelo mundo à noite usando relativamente pouca energia. Da mesma forma, as transmissões de rádio AM, que têm freqüências logo abaixo da de ondas curtas, também podem percorrer longas distâncias à noite, mas não tão longe quanto ondas curtas.
Agora compare isso com um sinal de FM, que usa frequência muito maior. Com um comprimento de onda muito mais curto, os sinais de rádio FM raramente percorrem mais de 160 km, na melhor das hipóteses. Para transmitir a uma distância substancial, suas necessidades de energia são muito maiores que as ondas curtas ou AM.
Os smartphones tradicionais operam em freqüências bem acima do rádio FM. Como você poderia imaginar, os comprimentos de onda são muito mais curtos, então o alcance é reduzido ainda mais, e sua capacidade em lidar com obstruções é muito menos robusta. É por isso que as primeiras redes sem fio eram tão ruins: operando nas freqüências de 1700 e 2100MHz, a gama de torres era significativamente menor, e a recepção interna era irregular.
As coisas melhoraram muito graças a uma rede expansiva (e bastante próxima) de torres de celular. Mas isso não é possível em todos os lugares, e as empresas sem fio acumularam um espectro de freqüência mais baixo, à medida que se tornam disponíveis. Mas mesmo assim, ainda não está claro como será obtidas as velocidades super altas que o 5G deve fornecer - já que a largura de banda ainda é pequena.
Entenda como funcionam os rádios AM e FM
Por que usar o espectro gigahertz no 5G?
Uma razão simples: congestionamento. O espectro de freqüência nas bandas inferiores é compartilhado por dezenas, e não centenas de usos. Como resultado, pequenas porções do espectro atendem a muitos dispositivos.
Quando você entra na porção multi-GHz do espectro de rádio, há muito menos pessoas usando. Tão poucas, que as pequenas mangueiras de largura de banda inferior sem fio se tornam grandes tubulações nessas super altas frequências, ou ondas milimétricas (mmWave) .
As ondas milimétricas cobrem freqüências de aproximadamente 30 a 300 GHz, embora freqüências menores do que 24 GHz sejam consideradas mmWave também.
A quantidade de largura de banda disponível para ondas milimétricas é imensa: os especialistas acreditam que elas tenham o potencial de aumentar as velocidades de download em até 10 Gbps para todos os tipos de aplicativos, incluindo os de realidade virtual e realidade aumentada, veículos autônomos inteligentes, entre outros.
Qualquer um desses aplicativos requer grandes quantidades de largura de banda, e o espectro simplesmente não existe nas bandas inferiores atualmente.
Mas voltando ao 5G, nas frequências de 1700 e 2100MHz, onde a maioria das redes atuais operam, há problemas de recepção em ambientes internos e áreas muito obstruídas. Isso é agravado à medida que você aumenta a frequência.
O 5G acontece no espectro de ondas milimétricas, para fornecer suas velocidades máximas, e é um fator difícil para a física que essas freqüências mais altas se degradem mais facilmente, e não possam se propagar tão bem quanto as ondas menores.
A operadora Verizon dos Estados Unidos está descobrindo isso ao lançar sua rede 5G no país. Para cobrir cidades, a empresa é forçada a colocar uma mini-torre literalmente em cada esquina. Ao se distanciar uma quadra do transmissor, o smartphone está novamente conectado na rede 4G.
Satélites são seguros
As realidades das altas freqüências e a boa e antiga física são as razões pelas quais os satélites meteorológicos e qualquer outra tecnologia em potencial de freqüências com vários GHz, provavelmente poderão ser utilizadas com segurança no futuro previsível. Nenhuma nova tecnologia vai mudar isso.
Ainda não está totalmente claro que uma operadora de telefonia celular precisaria ou desejaria usar a pequena porção das bandas vendidas a ponto de interferir nas imagens de satélite. Espera-se que as operadoras licenciadas para o uso da 5G mantenham a interferência ao mínimo como condição de sua licença. Na maior parte, as operadoras têm sido boas administradores de suas redes, e não há realmente nenhuma razão para esperar que não sejam agora.
Poderia haver problemas no caminho? Sim. Mas podemos estar a anos, se não a décadas, disso - e até então podemos ter passado para outra tecnologia de próxima geração. Mas por enquanto, seu meteorologista não tem nada a temer.
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