Introdução

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O 5G é a nova geração de redes móveis que evolui das atuais redes 4G (LTE). 

O 5G foi desenvolvido com o objetivo de atender ao crescimento de grandes demandas por largura de banda e conectividade dos dias atuais, de conectar bilhões de devices e permitir diversas inovações que necessitam de baixa latência e grande largura de banda.

Devido suas características e flexibilidade o 5G possibilita a oferta de vários serviços, como smart grid, Smart healthcare, educação a distância, indústria 4.0. etc., causando grande impacto para o futuro da humanidade.

O 5G permite trabalhar em conjunto com as redes 4G existentes no que chamamos de NSA (non standalone), porém objetivo final é a rede SA (standalone) completamento 5G.

Em resumo a implementação do 5G é uma decisão estratégica que pode transformar profundamente a infraestrutura de telecomunicações, a experiência do usuário e a competitividade de empresas e até mesmo países.

Crescimento do tráfego de dados

Como destacado na introdução deste artigo, um dos principais motivadores para o desenvolvimento do 5G é o crescimento contínuo da demanda por tráfego de dados. Esse aumento é confirmado pelo Ericsson Mobility Report de junho de 2019 (Q2 2019), que aponta um avanço de 78% no volume de tráfego entre junho de 2018 (Q2 2018) e junho de 2019 (Q2 2019).

Aplicações Práticas

A seguir a relação de aplicações com tecnologia 5G.

Os três principais tipos de Aplicações em 5G

O IMT-2020 (International Mobile Telecommunications 2020) que é o padrão global estabelecido pela União Internacional de Telecomunicações (UIT) para redes móveis de quinta geração (5G) estabeleceu três pilares fundamentais da tecnologia 5G — Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine Type Communication (mMTC) e Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) — além de especificar oito requisitos essenciais de desempenho que as redes devem atender.

Entre os principais requisitos definidos pelo IMT-2020, destacam-se:

1. Taxa máxima de transmissão (peak throughput): até 20 Gbps para download e 10 Gbps para upload
2. Taxa percebida pelo usuário (user-perceived rate): 100 Mbps
3. Eficiência espectral: três vezes superior às tecnologias anteriores
4. Mobilidade: suporte a velocidades de até 500 km/h
5. Latência da interface aérea: inferior a 1 milissegundo
6. Densidade de conexões: até 1 milhão de dispositivos por quilômetro quadrado
7. Eficiência energética da rede: com expectativa de melhoria de até 100 vezes
8. Capacidade por área: projetada para alcançar um incremento de até 100 vezes

Enhanced Mobile Broadband (eMBB)

O Enhanced Mobile Broadband (eMBB) tem como objetivo principal fornecer banda larga móvel com altas taxas de transmissão, ampla cobertura e uma experiência de conectividade superior. Em razão dessas características, o eMBB apresenta-se como uma alternativa viável para soluções de última milha em regiões que não dispõem de infraestrutura de cobre ou fibra óptica para acesso residencial.

De maneira geral, o eMBB foi projetado para atender a três grandes finalidades:

1. Aumentar a capacidade da rede em locais com elevada concentração de usuários, como estádios, centros urbanos e eventos de grande porte.
2. Proporcionar uma melhor experiência de navegação, abrangendo desde atividades cotidianas, como streaming, até a utilização de aplicativos que demandam elevado processamento e largura de banda.
3. Suportar aplicações multimídia avançadas, incluindo realidade aumentada (Augmented Reality – AR), realidade virtual (Virtual Reality – VR) e transmissão de conteúdos audiovisuais em resoluções 4K e 8K.

mMTC (Massive Machine-Type Communications)

O Massive Machine Type Communication (mMTC) foi concebido para possibilitar a comunicação massiva entre dispositivos, desempenhando papel central no contexto da Internet das Coisas (Internet of Things – IoT).

Isso viabiliza a conexão simultânea de milhões de dispositivos à rede, mesmo em ambientes de elevada densidade populacional. Além disso, o mMTC caracteriza-se pelo baixo consumo energético e pela transmissão esporádica de pequenos pacotes de dados, requisitos fundamentais para a escalabilidade e sustentabilidade das aplicações em IoT.

Ultra Reliable and Low Latency Communications (URLLC)

O Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) constitui uma categoria de serviço do 5G direcionada a aplicações críticas, nas quais atrasos ou falhas de transmissão podem resultar em impactos significativos.

O URLLC é caracterizado por três atributos centrais: latência inferior a 1 milissegundo, confiabilidade de transmissão superior a 99,999% e elevada disponibilidade e estabilidade da rede. Tais características tornam o URLLC indispensável para cenários que demandam respostas em tempo real, como veículos autônomos, automação industrial avançada e serviços de saúde de emergência.

Network Slicing

É uma tecnologia inovadora e estratégica do 5G que permite a criação múltiplas redes virtuais independentes sobre uma mesma infraestrutura física de rede, cada uma com características específicas de desempenho, segurança e funcionalidade.

O Network Slicing segmenta a rede em “fatias” (slices), cada uma otimizada para um tipo de serviço ou aplicação.

Características principais

Essas são as principais características do Network Slicing:

• Isolamento total entre slices: cada fatia funciona como uma rede independente.
• Configuração personalizada: cada slice pode ter sua própria latência, largura de banda, segurança e prioridade.
• Gerenciamento dinâmico: os slices podem ser criados, modificados ou removidos conforme a demanda.

Aplicações estratégicas

É possível destacar algumas aplicações estratégicas utilizadas através do Network Slicing.

• Operadoras podem oferecer slices dedicados para empresas, hospitais, fábricas ou eventos.
• Governos podem usar slices para serviços públicos críticos.
• Indústrias podem ter redes privadas 5G com controle total sobre desempenho e segurança.

Exemplos de Uso

A figura abaixo mostra as aplicações para cada uma das três principais aplicações da tecnologia 5G e seus Network Slices.