5G - Guia Rápido

As tecnologias de rádio têm evidenciado uma evolução rápida e multidirecional com o lançamento dos sistemas celulares analógicos na década de 1980. Depois disso, os sistemas de comunicação digital sem fio estão consistentemente em uma missão para atender à necessidade crescente dos seres humanos (1G, ... 4G ou agora 5G).

Portanto, este artigo descreve a tecnologia 5G enfatizando seus principais recursos, design tecnológico (arquitetura), vantagens, deficiências, desafios e escopo futuro.

Características importantes de 5G

5 th Generation Mobile Network ou simplesmente 5G é a próxima revolução da tecnologia móvel. Os recursos e sua usabilidade estão muito além da expectativa de um ser humano normal. Com sua velocidade ultra-alta, é potencial o suficiente para mudar o significado da usabilidade de um telefone celular.

Com uma grande variedade de recursos inovadores, agora seu smartphone seria mais paralelo ao laptop. Você pode usar uma conexão de internet banda larga; outros recursos significativos que fascinam as pessoas são mais opções de jogos, opções de multimídia mais amplas, conectividade em todos os lugares, latência zero, tempo de resposta mais rápido e som e vídeo HD de alta qualidade que podem ser transferidos para outro telefone celular sem comprometer a qualidade de áudio e vídeo.

Se olharmos para trás, descobriremos que, a cada década, uma geração está avançando no campo da tecnologia móvel. A partir da primeira geração (1G) na década de 1980, segunda geração (2G) na década de 1990, terceira geração (3G) na década de 2000,Fourth Generation (4G) em 2010, e agora na Quinta Geração (5G), estamos avançando em direção a uma tecnologia cada vez mais sofisticada e inteligente.

O que é tecnologia 5G?

Espera-se que a tecnologia 5G forneça uma nova (muito mais ampla do que a anterior) bandas de frequência junto com uma largura de banda espectral mais ampla por canal de frequência. A partir de agora, as tecnologias móveis predecessoras (gerações) evidenciaram um aumento substancial na taxa de bits de pico. Então - como o 5G é diferente do anterior (especialmente o 4G)? A resposta é - não é apenas o aumento na taxa de bits que tornou o 5G distinto do 4G, mas o 5G também é avançado em termos de -

  • Alta taxa de bits de pico aumentada
  • Maior volume de dados por unidade de área (ou seja, alta eficiência espectral do sistema)
  • Alta capacidade para permitir a conectividade de mais dispositivos simultaneamente e instantaneamente
  • Menor consumo de bateria
  • Melhor conectividade, independentemente da região geográfica em que você está
  • Maior número de dispositivos de suporte
  • Menor custo de desenvolvimento de infraestrutura
  • Maior confiabilidade das comunicações

Como dizem os pesquisadores, com a ampla gama de canais de rádio de largura de banda, é capaz de suportar a velocidade de até 10 Gbps, a tecnologia WiFi 5G oferecerá cobertura contínua e consistente - “mobilidade de área mais ampla no verdadeiro sentido”.

A arquitetura do 5G é altamente avançada, seus elementos de rede e vários terminais são caracteristicamente atualizados para permitir uma nova situação. Da mesma forma, os provedores de serviços podem implementar a tecnologia avançada para adotar os serviços de valor agregado facilmente.

No entanto, a capacidade de atualização é baseada na tecnologia de rádio cognitiva que inclui vários recursos significativos, como capacidade dos dispositivos de identificar sua localização geográfica, bem como clima, temperatura, etc. A tecnologia de rádio cognitiva atua como um transceptor (feixe) que pode captar e responder de forma perceptível ao rádio sinais em seu ambiente operacional. Além disso, ele distingue prontamente as mudanças em seu ambiente e, portanto, responde de acordo para fornecer um serviço de qualidade ininterrupto.

Arquitetura de 5G

Conforme mostrado na imagem a seguir, o modelo do sistema de 5G é inteiramente IP modelo baseado projetado para as redes sem fio e móveis.

O sistema compreende um terminal de usuário principal e, em seguida, uma série de tecnologias de acesso de rádio independentes e autônomas. Cada uma das tecnologias de rádio é considerada o link IP para o mundo externo da Internet. A tecnologia IP é projetada exclusivamente para garantir dados de controle suficientes para o roteamento apropriado de pacotes IP relacionados a certas conexões de aplicativos, ou seja, sessões entre aplicativos clientes e servidores em algum lugar na Internet. Além disso, para tornar acessível o roteamento de pacotes deve ser corrigido de acordo com as políticas fornecidas pelo usuário (conforme mostrado na imagem abaixo).

A Tecnologia Master Core

Conforme mostrado na Figura 5, o 5G MasterCore é o ponto de convergência para as demais tecnologias, que têm seu próprio impacto na rede wireless existente. Curiosamente, seu design facilita a operação do MasterCore em multimodo paralelo, incluindo todos os modos de rede IP e modo de rede 5G. Neste modo (conforme mostrado na imagem abaixo), ele controla todas as tecnologias de rede de RAN e Redes de Acesso Diferentes (DAT). Visto que a tecnologia é compatível e gerencia todas as novas implantações (com base em 5G), é mais eficiente, menos complicada e mais poderosa.

Surpreendentemente, qualquer modo de serviço pode ser aberto em 5G New Deployment Mode como World Combination Service Mode (WCSM). WCSM é um recurso maravilhoso dessa tecnologia; por exemplo, se um professor escreve no quadro branco em um país - isso pode ser exibido em outro quadro branco em qualquer outra parte do mundo além de conversa e vídeo. Além disso, novos serviços podem ser facilmente adicionados por meio do serviço multimodo paralelo.

Normalmente, espera-se que o período de tempo necessário para o desenvolvimento da tecnologia 5G e sua implementação seja de cerca de cinco anos a mais (até 2020). Mas para se tornar utilizável para as pessoas comuns nos países em desenvolvimento, pode ser ainda mais.

Graph 1 − Showing the Timeline of all previous generation technologies.

Comprimento de tempo esperado

Ao considerar a utilidade múltipla e vários recursos salientes da moda, os pesquisadores estão prevendo que esta tecnologia estará em uso até 2040.

A tecnologia 5G é adornada com muitos recursos distintos, cuja aplicabilidade é útil para uma ampla gama de pessoas, independentemente de seus objetivos (como mostrado na imagem mweb ).

Aplicações de 5G

Algumas das aplicações significativas são -

  • Isso tornará o padrão global unificado para todos.

  • A disponibilidade da rede estará em todos os lugares e facilitará o uso de seus computadores e dispositivos móveis em qualquer lugar a qualquer hora.

  • Por causa da tecnologia IPv6, a visita ao endereço IP móvel será atribuída de acordo com a rede conectada e a posição geográfica.

  • A sua aplicação tornará a zona Wi Fi mundial real.

  • Sua tecnologia de rádio cognitiva facilitará versões diferentes de tecnologias de rádio para compartilhar o mesmo espectro de forma eficiente.

  • Sua aplicação facilitará às pessoas a disponibilidade de sinais de rádio em altitudes mais elevadas.

A aplicação de 5G é muito equivalente à realização de um sonho. É integrado com recursos de avanço além do limite em comparação com as tecnologias anteriores.

Características avançadas

Em comparação com as tecnologias de rádio anteriores, o 5G tem o seguinte avanço -

  • Praticamente possível aproveitar a supervelocidade, ou seja, 1 a 10 Gbps.
  • A latência será de 1 milissegundo (ida e volta de ponta a ponta).
  • Largura de banda de 1.000x por unidade de área.
  • Viabilidade de conectar 10 a 100 dispositivos.
  • Cobertura mundial.
  • Redução de cerca de 90% no uso de energia da rede.
  • A vida da bateria será muito mais longa.
  • O mundo inteiro estará na zona wi fi .

5 ª geração da tecnologia oferece uma ampla gama de características, que são benéficos para todos grupo de pessoas, incluindo, estudantes, profissionais (médicos, engenheiros, professores, órgãos sociais, órgãos administrativos, etc.) e até mesmo para um homem comum.

Vantagens importantes

Existem várias vantagens da tecnologia 5G, algumas das vantagens foram mostradas na imagem da Ericsson acima e muitas outras são descritas abaixo -

  • Alta resolução e grande largura de banda bidirecional.

  • Tecnologia para reunir todas as redes em uma plataforma.

  • Mais eficaz e eficiente.

  • Tecnologia para facilitar as ferramentas de supervisão do assinante para a ação rápida.

  • Muito provavelmente, fornecerá uma enorme transmissão de dados (em Gigabit), que suportará mais de 60.000 conexões.

  • Facilmente gerenciável com as gerações anteriores.

  • Som tecnológico para suportar serviços heterogêneos (incluindo rede privada).

  • Possível fornecer conectividade uniforme, ininterrupta e consistente em todo o mundo.

Algumas outras vantagens para as pessoas comuns
Vários serviços paralelos, como você pode saber o clima e a localização enquanto fala com outra pessoa.
Você pode controlar seus PCs por aparelhos.
A educação se tornará mais fácil - um aluno sentado em qualquer parte do mundo pode assistir à aula.
O tratamento médico se tornará mais fácil e econômico - um médico pode tratar o paciente localizado em partes remotas do mundo.
O monitoramento será mais fácil - uma organização governamental e ofertas investigativas podem monitorar qualquer parte do mundo. Possível reduzir a taxa de criminalidade.
Será possível visualizar o universo, galáxias e planetas.
Possível localizar e revistar a pessoa desaparecida.
Possíveis desastres naturais, incluindo tsunami, terremoto, etc., podem ser detectados mais rapidamente.

Desvantagens da tecnologia 5G

Porém, a tecnologia 5G é pesquisada e conceituada para resolver todos os problemas de sinal de rádio e dificuldades do mundo móvel, mas por causa de alguma razão de segurança e falta de avanço tecnológico na maioria das regiões geográficas, tem as seguintes deficiências -

  • A tecnologia ainda está em andamento e as pesquisas sobre sua viabilidade continuam.

  • A velocidade que esta tecnologia alega parece difícil de alcançar (no futuro, pode ser) devido ao suporte tecnológico incompetente em muitas partes do mundo.

  • Muitos dos dispositivos antigos não seriam competentes para 5G, portanto, todos eles precisam ser substituídos por um novo - um negócio caro.

  • O desenvolvimento de infraestrutura requer alto custo.

  • Problema de segurança e privacidade ainda não resolvido.

Os desafios são parte inerente do novo desenvolvimento; então, como todas as tecnologias, 5G também tem grandes desafios para lidar. Como vemos no passado, ou seja, no desenvolvimento da tecnologia de rádio, encontramos um crescimento muito rápido. Começando de 1G a 5G, a jornada tem apenas cerca de 40 anos (considerando 1G em 1980 e 5G em 2020). Porém, nessa jornada, os desafios comuns que observamos são a falta de infraestrutura, metodologia de pesquisa e custo.

Mesmo assim, existem dezenas de países que usam as tecnologias 2G e 3G e não sabem nem mesmo sobre o 4G, em tal condição, as perguntas mais significativas na mente de todos são -

  • How far will 5G be viable?

  • Will it be the technology of some of the developed countries or developing countries will also get benefit of this?

Para entender essas questões, os desafios do 5G são categorizados nos seguintes dois títulos -

  • Desafios Tecnológicos
  • Desafios Comuns

Desafios Tecnológicos

  • Inter-cell Interference- Esse é um dos principais problemas tecnológicos que precisam ser resolvidos. Existem variações no tamanho das macrocélulas tradicionais e pequenas células concorrentes que levarão à interferência.

  • Efficient Medium Access Control- Em uma situação em que a implantação densa de pontos de acesso e terminais de usuário é necessária, a taxa de transferência do usuário será baixa, a latência será alta e os hotspots não serão competentes para a tecnologia de celular fornecer alta taxa de transferência. Ele precisa ser pesquisado adequadamente para otimizar a tecnologia.

  • Traffic Management - Em comparação com o tráfego tradicional de pessoa para pessoa em redes celulares, um grande número de dispositivos Máquina para Máquina (M2M) em uma célula pode causar sérios desafios ao sistema, ou seja, desafios de rede de acesso de rádio (RAN), que causarão sobrecarga e congestionamento.

Desafios Comuns

  • Multiple Services- Ao contrário de outros serviços de sinal de rádio, o 5G teria uma enorme tarefa de oferecer serviços a redes, tecnologias e dispositivos heterogêneos operando em diferentes regiões geográficas. Portanto, o desafio é a padronização para fornecer serviços sem fio dinâmicos, universais, centrados no usuário e ricos em dados para atender às altas expectativas das pessoas.

  • Infrastructure - Os pesquisadores estão enfrentando desafios tecnológicos de padronização e aplicação de serviços 5G.

  • Communication, Navigation, & Sensing- Esses serviços dependem em grande parte da disponibilidade de espectro de rádio, por meio do qual os sinais são transmitidos. Embora a tecnologia 5G tenha grande poder computacional para processar o enorme volume de dados provenientes de fontes diferentes e distintas, ela precisa de um suporte de infraestrutura maior.

  • Security and Privacy- Este é um dos desafios mais importantes que o 5G precisa para garantir a proteção dos dados pessoais. 5G terá que definir as incertezas relacionadas às ameaças de segurança, incluindo confiança, privacidade e cibersegurança, que estão crescendo em todo o mundo.

  • Legislation of Cyberlaw- O crime cibernético e outras fraudes também podem aumentar com a tecnologia 5G onipresente e de alta velocidade. Portanto, a legislação da Cyberlaw também é uma questão imperativa, que em grande parte é de natureza governamental e política (tanto nacional como internacional).

Várias pesquisas e discussões estão ocorrendo em todo o mundo entre tecnólogos, pesquisadores, acadêmicos, fornecedores, operadoras e governos sobre as inovações, implementação, viabilidade e preocupações de segurança do 5G.

Conforme proposto, carregado com vários recursos avançados a partir do serviço de internet de super alta velocidade para facilitar o serviço onipresente, o 5G irá desbloquear muitos dos problemas. No entanto, a questão é - em uma situação em que as tecnologias anteriores (4G e 3G) ainda estão em processo e em muitas partes ainda não iniciadas; qual será o futuro do 5G?

5 ª geração de tecnologia é projetado para fornecer capacidades incríveis e marcantes de dados, o volume de chamadas sem impedimentos e transmissão de dados incomensurável dentro do mais recente sistema operacional móvel. Portanto, é uma tecnologia mais inteligente, que vai interconectar o mundo inteiro sem limites. Da mesma forma, nosso mundo teria acesso universal e ininterrupto à informação, comunicação e entretenimento que abrirá uma nova dimensão para nossas vidas e mudará nosso estilo de vida de forma significativa.

Além disso, governos e reguladores podem usar essa tecnologia como uma oportunidade para a boa governança e podem criar ambientes mais saudáveis, o que certamente incentivará o investimento contínuo em 5G, a tecnologia da próxima geração.