5G: O que é, Diferença pro 4G, Quando estará disponível

As redes 5G estão agora disponíveis em grande parte do mundo, prometendo velocidades de dados mais rápidas e menor latência aos consumidores. Os smartphones são alguns dos primeiros dispositivos a suportar 5G, começando com aparelhos de nível premium, mas agora alcançando rapidamente também modelos mais baratos.

Além disso, esta mais recente tecnologia de rede abre caminhos para novas aplicações industriais e é um elemento crítico para construir “cidades inteligentes” amplamente conectadas. No entanto, nem todos os países, regiões ou mesmo operadoras nacionais têm a sua rede 5G instalada e a funcionar ainda. Se você está se perguntando o que é 5G, aqui está tudo o que você precisa saber sobre o estado atual da indústria e o que esperar.

O que é 5G?

5G significa rede de quinta geração e é o sucessor das redes 4G LTE que estão em operação na última década. A promessa são velocidades de dados mais rápidas, conexões de baixa latência e uma série de novos casos de uso, desde empregos de RV até cidades inteligentes. Para fazer isso, as marcas 5G requerem novas tecnologias de rádio de alta frequência, modems de dispositivos e tecnologias como beamforming.

O padrão 5G é o esforço combinado de empresas de todo o mundo trabalhando em parceria para criar uma tecnologia unificada para ser usada em todo o mundo. As especificações oficiais do 5G são publicadas pelo Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP) e pela União Internacional de Telecomunicações (UIT). Os  preparativos  para o IMT-2020 da UIT e a especificação 3GPP Release 15  estabelecem as bases para a tecnologia e implementações iniciais de 5G.

Existem alguns componentes novos no 5G, então aqui está uma análise de algumas das frases-chave:

• mmWave – espectro de frequência muito alta entre 17 e 100 GHz e alta largura de banda para dados rápidos. A maioria das operadoras tem como alvo a faixa de 18 a 24 GHz. É uma tecnologia de alcance razoavelmente curto que será usada em áreas densamente povoadas.
• Sub-6GHz – espectro operando em frequências semelhantes a WiFi entre 3 e 6GHz. Pode ser implantado em hubs de células pequenas para uso interno ou em estações base externas mais potentes para cobrir alcance médio, semelhante à cobertura 4G LTE existente. A maior parte do espectro 5G será encontrada aqui.
• Banda baixa  – frequências muito baixas abaixo de 800 MHz. Cobre distâncias muito longas e é omnidirecional para fornecer cobertura geral de backbone.
• Beamforming – usado em estações base mmWave e sub-6GHz para direcionar formas de onda para dispositivos de consumo, inclusive refletindo ondas em edifícios. Uma tecnologia fundamental para superar as limitações de alcance e direção das formas de onda de alta frequência.
• MIMO massivo  – múltiplas antenas em estações base atendem vários dispositivos de usuário final ao mesmo tempo. Projetado para tornar as redes de alta frequência muito mais eficientes e pode ser combinado com beamforming.

Estações base mmWave de alta frequência   , células pequenas e médias no estilo WiFi abaixo de 6 GHz, formação de feixe e  múltiplas entradas e saídas (MIMO) massivas são usadas para construir redes 5G mais rápidas. Mas também há mudanças importantes na codificação de dados e no fatiamento da rede de infraestrutura, sobre as quais raramente se fala. Todas estas são novas introduções tecnológicas em comparação com as redes 4G LTE atuais.

Além disso, o padrão 5G é dividido em várias partes principais – Não Autônomo (NSA), Novo Rádio (NR) e Autônomo (SA). As primeiras redes 5G públicas de hoje serão baseadas na NSA e estão planejadas para eventualmente fazerem a transição para a SA. Mas falaremos mais sobre isso mais tarde.

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Qual é a diferença entre 5G e 4G? Quão rápido é o 5G?

A grande diferença entre 5G e 4G são as novas tecnologias utilizadas pelo primeiro. Isso inclui frequências de rádio, portadoras de compartilhamento de espectro e tamanhos de blocos de largura de banda. Isso leva a melhorias práticas, como velocidades de dados mais rápidas e menor latência para clientes 5G versus 4G.

Por exemplo, os usuários de 5G devem experimentar velocidades mínimas de dados acima de 50 Mbps, enquanto os clientes de 4G LTE-A podem ter uma média de cerca de 30 Mbps. Da mesma forma, o 5G apresenta latência inferior a 10 ms, enquanto os clientes 4G experimentam regularmente 50 ms ou muito mais. No entanto, as velocidades e latências exatas do mundo real em qualquer rede têm muitas variáveis, incluindo o tipo de rede 5G ou 4G implantada pela sua operadora. A tabela abaixo detalha algumas das diferenças mais técnicas entre o 5G inicial e o 4G histórico.

	Novo rádio 5G (versão 15)	LTE-Advanced Pro (versão 13 e 14)	LTE-Advanced (versão 10 a 12)
Taxa de dados ideal	> 10 Gbps	> 3Gbps	> 1Gbps
Latência Ideal	> 1ms	> 2ms	~10ms
Suporte de frequência	Até 40 GHz	Até 6 GHz	Até 6 GHz
Largura de banda do canal	Até 500MHz	Até 20MHz	Até 20MHz
Máximo de operadoras	16 (LTE +NR)	32	5
Largura de banda máxima	1000MHz	640MHz	100MHz
Antenas MIMO	64 a 256	32	8
Compartilhamento de espectro	mmWave e NRConectividade duplabaseada em NR LAA+NR MulteFireLTE-U	LAA / eLAALWAMulteFireCBRS / LSALTE-U	LTE-U (Rel. 12)

O resultado final é que o 5G é mais rápido que o 4G LTE e também oferecerá menor latência, o que é importante para aplicações em tempo real, como jogos. Devido às novas tecnologias de rádio envolvidas, receber os benefícios do 5G requer novo hardware. Os smartphones 5G ainda funcionam bem em redes 4G LTE, mas um telefone 4G não pode fazer uso das velocidades de dados mais rápidas de uma rede 5G.

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Como funciona o 5G?

Existem apenas dois princípios fundamentais para compreender o que o 5G pretende fazer e como o faz. A primeira é utilizar mais espectro sem fio, pois mais espectro significa mais capacidade e velocidades mais rápidas para todos. Para conseguir isso, o 5G recorre a novas tecnologias de rede de alta frequência, como a tão falada onda milimétrica (mmWave). Estas são conhecidas como tecnologias 5G New Radio (NR).

Embora as operadoras gostem de falar sobre avanços sofisticados na tecnologia do Novo Rádio, as redes 5G na verdade combinam um pouco de tudo. As diversas tecnologias podem ser pensadas em três níveis, o que a HUAWEI explica claramente  em  muitos dos seus artigos .

As bandas baixas que podem ser reaproveitadas de rádio e TV constituem a “camada de cobertura” abaixo de 2 GHz. Isso fornece cobertura interna profunda e de área ampla e forma a espinha dorsal da rede. Existe a “Super Camada de Dados” composta por espectro de alta frequência conhecido como mmWave, que se adapta a áreas que exigem taxas de dados ou cobertura populacional extremamente altas. Então a “camada de cobertura e capacidade” fica entre 2 e 6 GHz, o que oferece um bom equilíbrio entre ambos.

A cobertura mmWave provavelmente será limitada a centros urbanos densos, enquanto as bandas sub-6GHz e 4G LTE existentes continuarão a atender a um acesso à rede mais amplo. O resultado final é uma rede parecida com a imagem abaixo.

Em resumo, o 5G funciona aproveitando os benefícios de uma ampla gama de espectro sem fio, tanto antigo quanto novo. Isto proporciona aos consumidores uma cobertura mais rápida e fiável, não apenas em cidades densamente povoadas, mas também em áreas rurais e nas extremidades da rede.

Dê uma olhada mais de perto: como o 5G realmente funciona?

5G mmWave vs sub-6GHz

Dado parte do marketing das operadoras dos EUA, é muito fácil confundir 5G e mmWave como a mesma coisa. No entanto, o mmWave não foi usado na maioria das implantações globais iniciais de 5G. Mesmo onde é usado, quase sempre está em conjunto com o espectro sub-6GHz.

Essas duas fatias do espectro são exclusivamente importantes. Sub-6GHz ocupa sinais semelhantes aos do WiFi e um pouco acima das frequências 4G LTE tradicionais. Sub-6GHz normalmente abrange a região de 3 a 6GHz, dando-lhe flexibilidade em termos de alcance e desempenho que o torna a espinha dorsal das redes 5G. Ele pode ser usado para expandir a cobertura interna como WiFi não licenciado ou moderar distâncias externas com estações base mais potentes.

mmWave é a tecnologia de altíssima frequência que a maioria das pessoas pensa quando o 5G é mencionado. As frequências mmWave variam de 17 a 100 GHz, com cerca de 20 GHz típico das implantações atuais. Essas altas frequências oferecem velocidades superiores, mas têm requisitos de alcance e linha de visão ruins em comparação com sub-6GHz. Isso limita os casos de uso do mmWave a áreas densamente povoadas que exigem um aumento de largura de banda, como centros urbanos e grandes locais públicos, como arenas esportivas.

Como o mmWave é um desvio drástico das frequências anteriormente usadas na comunicação sem fio, ele requer uma nova estação base e hardware de dispositivo do usuário. Também tem mais fome de poder. Como tal, é mais caro que abaixo de 6 GHz e não é tão amplamente suportado fora dos smartphones de nível premium. É isso mesmo, alguns telefones 5G não funcionam com mmWave.

A seguir: fatos e ficções sobre 5G mmWave que você definitivamente deveria conhecer

A necessidade de um smartphone mmWave depende inteiramente de sua operadora oferecer suporte à tecnologia e se você estiver em uma área que a possua. A Verizon, por exemplo, vende variantes específicas de aparelhos que funcionam com sua rede mmWave, mas você teria que consultar a folha de especificações de um dispositivo de terceiros para compatibilidade.

Redes autônomas versus redes não autônomas

A indústria está passando por uma transição (relativamente) suave de 4G LTE para 5G, anexando redes existentes com novos tubos de dados de rádio 5G mais rápidos. Em outras palavras, a infraestrutura 4G LTE existente ainda lida com todo o Plano de Controle, como verificação de sua assinatura, roteamento de tráfego, etc., enquanto os dados da Internet são roteadores por meio de um pipeline 5G mais rápido. Isso é conhecido como rede não autônoma (NSA), já que os dados 5G ainda dependem da infraestrutura 4G LTE nos bastidores.

Eventualmente, as redes 5G farão a transição para uma topologia autônoma (SA), onde o próprio núcleo 5G lida com o plano de controle. Além de introduzir o Plano de Controle sobre tecnologias de rádio 5G, o Standalone suporta fatiamento de rede mais flexível e codificação de subportadora.5G Standalone implementa o rádio 5G Core e o plano de controle.

Network Slicing é uma arquitetura de rede virtual que permite maior flexibilidade para particionar, compartilhar e vincular partes da rede back-end. Isso permitirá que as operadoras de rede ofereçam tráfego, aplicativos e serviços mais flexíveis aos seus clientes. Esta ideia é vista como fundamental para concretizar ideias como veículos autónomos e cidades inteligentes. O fatiamento da rede já pode ser feito com redes 4G, mas o 5G visa melhorar a flexibilidade e padronizar o suporte.

As primeiras redes 5G são baseadas na especificação não autônoma, mas eventualmente farão a transição para a especificação totalmente autônoma.

As mudanças nas subportadoras são um pouco mais difíceis de explicar. As tecnologias abrangidas por isso incluem  OFDM escalável e espaçamento de subportadora , OFDM em janela, numerologia flexível e intervalos de tempo de transmissão escaláveis. Simplificando, os frames que transportam dados podem ser maiores e mais rápidos quando é necessário maior rendimento e alta eficiência. Alternativamente, esses quadros podem ser reduzidos para obter latência muito menor para aplicações em tempo real, como aplicações IoT para cidades inteligentes.

Nossa opinião sobre 5G: vale a pena?

Dados mais rápidos são obviamente ótimos para baixar arquivos enormes, mas o 5G não é uma grande virada de jogo para o uso móvel diário. A maioria das redes 4G LTE são rápidas hoje em dia e você não precisa de velocidades de 100 Mbps para navegar no Twitter. Não esquecendo que o lançamento do 5G ainda está em seus estágios relativamente iniciais, o que significa que há uma boa chance de a cobertura ser irregular ou até mesmo inexistente em sua área por enquanto. Especialmente em cidades menores e áreas rurais.

Por esse motivo, não recomendamos que os clientes saiam e comprem um novo smartphone apenas para 5G. Os smartphones 4G dos últimos anos ainda funcionam perfeitamente e ainda representam uma boa pechincha. Dito isto, todos os telefones principais e praticamente todos os telefones de gama média suportam redes 5G de alguma forma. Se você está procurando um novo aparelho de qualquer maneira, um pouco de preparação para o futuro 5G é certamente uma boa ideia. Dessa forma, você estará pronto para quando o 5G se tornar muito mais difundido nos próximos anos.

O 5G é perigoso ou seguro?

5G é perfeitamente seguro. Ignore as teorias da conspiração, elas são baseadas em uma completa falta de compreensão da física e de como funcionam as frequências sem fio.

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Para tranquilizá-lo, as torres de rádio 5G são regidas pelos mesmos regulamentos de segurança e limites de energia que o 4G, WiFi e outras tecnologias sem fio existentes. De qualquer forma, o 5G abaixo de 6 GHz permanece aproximadamente na mesma região das redes existentes, mas mesmo o mmWave de frequência mais alta (que opera em frequências muito mais baixas do que a radiação ionizante causadora de câncer) também precisa obedecer aos rígidos limites de exposição existentes.

Numerosos estudos de longo prazo e de alta qualidade não encontram qualquer ligação entre telemóveis e cancro, incluindo os do Conselho Dinamarquês de Investigação Estratégica , do  Conselho Nacional de Ciência de Taiwan e do  Ministério dos Assuntos Internos e Comunicações do Japão , entre outros. As comunidades científicas e jornalísticas mais amplas também acolhem e revêem constantemente novas pesquisas abrangentes. Se houvesse preocupações legítimas de segurança sobre o 5G, você as veria relatadas de forma muito mais ampla do que o Facebook.

Quão rápido é o 5G?

Sempre há uma diferença entre as velocidades máximas teóricas e aquelas que os consumidores acabam recebendo. Com o 5G, a largura de banda da rede pode atingir até 10 Gbps, mas para os consumidores isso provavelmente significa velocidades na região de 50 Mbps a 100 Mbps, no mínimo. Embora isso certamente possa chegar perto de 1 Gbps em áreas de baixo congestionamento com um ponto de acesso mmWave próximo. Atingimos velocidades de até 500 Mbps em nossos testes, mas isso é a exceção, não a regra. Também experimentamos velocidades 5G altamente variáveis ​​em algumas redes dos EUA que não são melhores que 4G, devido à cobertura irregular, mesmo em distâncias curtas.

Então, quão mais rápido é o 5G do que o 4G? Isso depende da sua rede específica, da intensidade do sinal e até mesmo do modem e da tecnologia do seu aparelho. É isso mesmo, telefones diferentes têm velocidades máximas diferentes. Já existem algumas redes 4G LTE muito rápidas e o 5G mmWave pode ser muito temperamental com linha de visão. Portanto, comparações exatas de velocidade são difíceis.

Em teoria, o 5G é de 5x a 10x mais rápido do que as redes 4G atuais. No futuro, o 5G poderá ser 20x mais rápido ou até mais rápido. No entanto, uma pesquisa independente em 2021 destacou a natureza irregular e a cobertura e velocidades 5G existentes aqui e agora.

De acordo com os dados, as velocidades de dados típicas dos EUA caíram para cerca de 30 Mbps em 2021. Isso é apenas cerca de 10 Mbps mais rápido do que as velocidades pré-5G em 2019, dificilmente a revolução que nos foi prometida. No entanto, outros países são muito mais rápidos, aproximando-se dos 75 Mbps perto do topo da tabela de classificação das operadoras. As 10 principais redes são compostas inteiramente por operadoras da Coreia do Sul, Canadá, Holanda e Cingapura.

Há uma lacuna notável na experiência entre operadoras e países. Se você já estiver em uma rede 4G muito rápida, o salto para o 5G pode não parecer tão grande quanto o da mudança de redes 4G mais lentas.

Onde o 5G está disponível?

O 5G pode ser encontrado em vários estágios de implantação em todo o mundo. Liderando o grupo estão a Coreia do Sul, a China e os EUA, seguidos por muitos países europeus, incluindo os Países Baixos, a Alemanha e o Reino Unido, juntamente com partes do Sudeste Asiático e do Médio Oriente. No entanto, as implantações 5G mais avançadas estão principalmente restritas às cidades e outras áreas densamente povoadas, com cobertura rural mais limitada.

Leia mais: Aqui estão todas as cidades dos EUA com cobertura 5G

De acordo com um relatório da GSA de agosto de 2021, existem 176 operadoras operando redes comerciais 5G em 72 países e territórios ao redor do mundo. Isso representa mais de um terço das nações do mundo. A América do Norte, a Europa, o Sudeste Asiático e a China estão todos avançando com fortes implementações nacionais. As Américas Central e do Sul têm sido um pouco mais lentas, mas estão a ficar online, e a cobertura é irregular em todo o Médio Oriente.

Talvez a maior ausência notável na lista de disponibilidade 5G seja a Índia. As primeiras redes 5G sub-6GHz do país estão agora preparadas para entrar em operação no final de 2022. Os leilões de espectro e as tensas relações entre a Indochina têm impedido a implantação, mas podemos esperar mais impulso por trás do 5G na Índia num futuro próximo.

Quanto custa o 5G?

Você pensaria que dados mais rápidos custariam muito mais, mas o preço do 5G é cada vez mais competitivo com os planos 4G e muitas vezes não custa nada a mais. Nos EUA, por exemplo, a T-Mobile agrupa dados 5G sem custo adicional a partir de apenas US$ 15 por mês, mas a Verizon cobra US$ 10 extras pelo acesso aos seus recursos 5G Ultra Wideband.

Assim como a disponibilidade, os preços variam muito de país para país. Por exemplo, o UK Three oferece 5G somente SIM a partir de £ 10. 120 GB de dados 5G em EE custam £ 20 por mês, mas não há mais diferença com 4G. Entretanto, a Vodafone não cobra nada extra pelo acesso 5G no Reino Unido e na Alemanha, nem a Deutsche Telekom desta última. Enquanto isso, a Telstra da Austrália oferece apenas dados 5G com seu pacote maior de dados, o que é outra prática comum.

De modo geral, o 5G não deve custar mais do que algumas xícaras de café a mais por mês em comparação com sua tarifa 4G atual. O smartphone carro-chefe pronto para 5G certamente será a despesa maior.

Telefones com suporte 5G

Robert Triggs / Autoridade Android

Praticamente todos os principais smartphones lançados em 2020 agora suportam 5G, sendo o suporte de rede sub-6GHz o mais popular. Se um telefone ostenta o mais recente processador Qualcomm Snapdragon 888, ou similar de outros fabricantes, então está tudo pronto para 5G. Exemplos de aparelhos principais 5G incluem o Samsung Galaxy S22 , OnePlus 10 e Apple iPhone 13 .

A tecnologia 5G também chegou rapidamente aos smartphones de gama média acessíveis. Os telefones 5G mais acessíveis incluem o OnePlus Nord 2 , o Google Pixel 6a e o Samsung Galaxy A53 5G .

A melhor maneira de ter certeza de que um telefone possui 5G é consultar a folha de especificações. Certifique-se de verificar se o aparelho possui as tecnologias e bandas 5G corretas para sua rede.

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