Desde seu lançamento em 2019, redes sem fio 5G têm crescido tanto em disponibilidade quanto em casos de uso. A Apple foi um dos primeiros fabricantes a testar o apetite pelo 5G em 2020, oferecendo o seu mais novo iPhone com compatibilidade 5G. A partir daí, as comportas se abriram, e hoje, por mais que 62% dos smartphones são construídos com conectividade 5G (o link reside fora de ibm.com.) O número de redes também continua a crescer, com muitos provedores de serviços de Internet (ISPs) populares, como Verizon, Google e AT&T, oferecendo conectividade 5G em residências e empresas. 

Mas o que o futuro reserva? O 5G tem sido aclamado como uma tecnologia disruptiva, comparável inteligência artificial (AI), aprendizado de máquina (ML) e os votos de Internet of Things (IoT) em termos dos tipos de mudança que irá provocar. Quanto disso é verdade e quanto é apenas exagero? Para responder a essa pergunta, primeiro devemos analisar como funciona o 5G e o que o torna diferente de outras tecnologias.

O que é 5G?

5G (tecnologia móvel de quinta geração) é um novo padrão para redes celulares desenvolvido pelo 3rd Generation Partnership Project (3FPP) em 2018 para substituir os padrões anteriores de 3G, 4G e 4G LTE. O seu objetivo era definir um novo conjunto de padrões para dispositivos e aplicações compatíveis com redes 5G. Tal como os seus antecessores, o 5G utiliza ondas de rádio para transmitir dados. No entanto, devido às melhorias na latência, rendimento e largura de banda, as redes 5G podem atingir velocidades de download e upload muito mais rápidas, proporcionando uma gama muito mais ampla de aplicações.  

Qual a diferença entre o 5G e as gerações anteriores de redes sem fio?

Devido às melhorias tecnológicas, o 5G tem sido elogiado pelo seu potencial transformador em vários setores. Isto se deve em grande parte à sua capacidade de mover grandes volumes de dados de forma rápida e segura entre dispositivos conectados em velocidades nunca alcançadas antes. Desde a invenção da banda larga móvel e a sua expansão gradual em todos os cantos da vida profissional e doméstica, a quantidade de dados gerados pelas redes e dispositivos móveis nela executados aumentou exponencialmente. Hoje, algumas tecnologias (por exemplo, IA e ML) exigem muitos dados para funcionar nas velocidades oferecidas pelas gerações anteriores de redes sem fio. O 5G, por outro lado, com as suas velocidades extremamente rápidas e frequências de banda alta (24 GHz-40 GHz), é adequado para aplicações que exigem acesso rápido e seguro a grandes quantidades de dados.

Aqui estão algumas das diferenças mais importantes entre o 5G e seus antecessores:

• Menor pegada física: Os transmissores 5G são menores do que os das redes antecessoras, e suas “células” – as áreas geográficas das quais a tecnologia sem fio depende para conectividade – são menores e requerem menos energia.
• Taxas de erro aprimoradas: O esquema adaptativo de modulação e codificação (MCS) do 5G, um esquema para transmissão de dados, é mais poderoso do que os esquemas usados ​​nas redes 3G e 4G. Isso faz com que sua Taxa de Erros de Bloco (BER) – a frequência de erros em suas redes – seja muito mais baixa.
• Melhor largura de banda: Ao usar mais frequências de rádio do que as redes de comunicação sem fio anteriores, incluindo banda baixa (menos de 1 GHz), banda média (1 GHz a 6 GHz) e banda alta (24 GHz a 40 GHz), o 5G pode suportar mais dispositivos em o mesmo tempo.
• Latência inferior: 5G está baixo latência—uma medida do tempo que os dados levam para viajar de um local para outro—é melhor do que nas redes anteriores, tornando as atividades rotineiras como baixar um arquivo ou trabalhar na nuvem muito mais rápidas. 

Como funciona o 5G?

Como todas as outras redes sem fio, o 5G depende de “células” para funcionar. Dentro de cada célula, um dispositivo sem fio, como um telefone, laptop ou tablet, é conectado à Internet por meio de ondas de rádio que saltam entre uma antena 5G e uma estação base. A mesma tecnologia que alimentou todas as gerações anteriores de redes sem fio também alimenta o 5G, mas com algumas melhorias. Notavelmente, as redes 5G transmitem dados a uma velocidade de 10 ou até 20 gigabits por segundo (Gbps) – mais de 100 vezes mais rápido que o 4G.

À medida que aumenta o número de dispositivos construídos para a tecnologia 5G, aumenta também a procura pelas próprias redes. Na América do Norte, todas as empresas de telecomunicações populares oferecem agora 5G, cobrindo mais de 200 milhões de residências e empresas (link externo a ibm.com), com projeção de que esse número dobre nos próximos quatro anos.

Aqui estão três áreas críticas onde a tecnologia 5G é superior às suas antecessoras.

Novo padrão RAT

O padrão 5G NR (New Radio) para redes celulares define a próxima geração de especificações de tecnologia de acesso de rádio (RAT) para todas as redes móveis 5G. Hoje, 45% das redes em todo o mundo são compatíveis com 5G, e esse número deverá aumentar para 85% até o final da década, de acordo com um relatório recente da Ericsson (o link reside fora de ibm.com).

Capacidades de fatiamento de rede

Nas redes 5G, as operadoras de telecomunicações podem oferecer múltiplas redes virtuais independentes (além das públicas) na mesma infraestrutura 5G, permitindo aos utilizadores fazer mais coisas remotamente com maior segurança do que nunca.

Redes privadas

Além do fatiamento de rede, o 5G permite aos usuários criar redes privadas com personalização e segurança aprimoradas. As empresas que procuram mais controlo e mobilidade para os funcionários estão cada vez mais a recorrer a arquiteturas de redes 5G privadas em vez de redes públicas.

Futuro 5G: Inovações nos próximos anos

O interesse nas redes 5G e nos dispositivos e aplicações que nelas funcionam é compreensivelmente elevado entre consumidores e líderes empresariais. De acordo com este recente documento técnico da IDC (link externo à ibm.com), somente nos EUA, esperava-se que quase 120 milhões de dispositivos 5G fossem vendidos até o final de 2023 – um aumento de 9.3% em relação ao ano anterior. Até 2027, último ano coberto pelo relatório, espera-se que 155 milhões de unidades sejam enviadas, representando uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 7.4%.

Embora os mesmos números não estejam disponíveis em todo o mundo, um relatório Statista (link externo a ibm.com) estima a penetração global de smartphones compatíveis com 5G em 59% em 2023, com expectativa de que esse número atinja mais de 82% até 2027.

Mas indo além dos números, o que realmente significa esse aumento de interesse? Às vezes, com as novas tecnologias, pode ser difícil separar o que é real de toda a emoção. Aqui está uma análise mais detalhada de algumas das áreas que o 5G deverá impactar e as prováveis ​​mudanças que ele trará.

Assistência médica

No setor da saúde, o 5G já permite maiores eficiências, insights mais profundos a partir de dados e melhorias nos resultados dos pacientes. Sua baixa latência, alta velocidade e maior largura de banda ajudarão os médicos a descobrir novos tratamentos, realizar procedimentos críticos remotamente usando robótica e acessar informações de pacientes em campo, não importa onde eles estejam.

Mais especificamente, o 5G continuará a fazer o seguinte:

• Aumente o número de dispositivos IoT usados ​​para monitorar remotamente a saúde do paciente.
• Forneça conectividade confiável com resultados em tempo real, permitindo que a equipe tome decisões mais rápidas e informadas sobre o atendimento ao paciente.
• Transmita fotos e vídeos em HD, como raios X e mamografias, de forma rápida e segura para que seus resultados possam ser lidos remotamente.

Redes de fornecimento

À medida que a conectividade 5G se espalha, as cadeias de abastecimento em todo o mundo beneficiarão das suas velocidades extremamente rápidas e do aumento da fiabilidade. Uma vez que as redes das quais depende o comércio global estão cada vez mais digitalizadas, dependem mais do que nunca das capacidades de transmissão de dados de alta velocidade e das velocidades 5G para funcionar. Quanto mais digitalização e automação houver numa cadeia de abastecimento, mais o 5G poderá ser aproveitado para aumentar a eficiência, reduzir custos e aumentar a segurança.  

Hoje, o serviço 5G já está a ser utilizado em aeroportos, portos, estações ferroviárias e outros centros logísticos críticos para a infraestrutura da cadeia de abastecimento, mas o seu potencial mal foi aproveitado. Em breve, esperamos que a conectividade 5G desempenhe um papel mais importante na melhoria da experiência dos funcionários e dos clientes. Os programas já testados incluem dispositivos IoT, como sensores de prateleira que sabem quando um item está fora de estoque e o reordenam imediatamente, caixas sem caixa e câmeras HD e drones para substituir guardas de segurança.

Redes sem fio fixas

O conceito de ligações sem fios “fixas” – uma ligação à Internet que proporciona uma experiência sem fios contínua numa casa ou empresa através de ondas de rádio em vez de cabo ou fibra – pode ajudar a fornecer a Internet de forma barata a mais pessoas e locais. Num ecossistema 5G fixo, uma antena é anexada a uma casa ou local de trabalho que se conecta ao transmissor 5G mais próximo. As redes fixas sem fio 5G podem oferecer as mesmas velocidades, conectividade e confiabilidade que as conexões de fibra ou cabo por uma fração do custo.  

De acordo com o um blog recente do Banco Mundial (o link reside fora da IBM), fornecer conectividade à Internet – e especificamente acesso sem fio – ajuda a tirar milhões de pessoas da pobreza todos os anos. Uma tecnologia 5G que possa proporcionar os mesmos benefícios a um custo muito menor a milhões de pessoas poderá ser uma mudança de jogo, trazendo os benefícios da conectividade à Internet para comunidades que vivem sem ela há anos.

cidades inteligentes

Talvez nenhum outro ambiente esteja preparado para mudar tanto devido à conectividade 5G como os centros urbanos sobrelotados, onde o tráfego pedonal e automóvel há muito que provoca congestionamentos e poluição atmosférica e sonora. O 5G já está a ajudar as cidades a melhorar o fluxo de tráfego e a qualidade do ar com sensores ligados através da IoT, mas o futuro provavelmente trará muito mais inovação a este espaço.

Uma das maiores áreas onde as cidades inteligentes podem aproveitar mais o 5G é nas suas capacidades de IA. Atualmente, estão sendo testados programas que permitiriam que a IA habilitada para 5G auxiliasse em tudo, desde o gerenciamento de energia mais inteligente até o roteamento de chamadas para o 911. Em Viena, WienBot, um chatbot de IA (link externo a ibm.com), ajuda os usuários a resolver problemas tão simples como encontrar o bebedouro mais próximo ou um lugar para jantar, até tarefas tão complexas como renovar o passaporte e obter vistos de viagem.

Computação de borda e IA

Por último, a edge computing – uma estrutura de computação que depende fortemente do 5G para realizar cálculos mais próximos das fontes de dados – está preparada para ajudar as empresas a obter um controlo sem precedentes sobre os seus dados e a extrair insights ainda mais rapidamente do que já o fazem. Uma área onde a edge computing está particularmente bem posicionada para crescer é a computação em nuvem, onde a IA requer grandes quantidades de energia para lidar com os dados que tem a tarefa de analisar. Aqui, a conectividade e a confiabilidade 5G são fundamentais para gerar valor para a empresa. Por exemplo, enviar dados de um ponto para outro em um aplicativo de bate-papo ou de finanças pessoais requer energia e recursos adicionais que não são necessários se os dados estiverem sendo analisados ​​em sua origem.

Em breve, é possível que a edge computing torne a análise de IA em tempo real de grandes volumes de dados uma realidade para tudo, desde aplicações de fitness e saúde até veículos operados remotamente, como satélites e drones. Dado o seu potencial, a utilização da edge computing habilitada para 5G está rapidamente se tornando o padrão para o processamento de dados empresariais. De acordo com este documento técnico do Gartner (link externo à ibm.com), até 2025, 75% dos dados corporativos serão processados ​​na borda (em comparação com apenas 10% hoje).

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