O termo “5G “ (5ª geração) define um conjunto de tecnologias que foi definida como evolução para as redes móveis, ou seja, para os telefones celulares. Mas se existe uma “quinta geração” significa que ele foi precedida por outras 4 gerações de telefonia celular. O que são as gerações 1 a 4 da telefonia móvel?

A tecnologia na rede móvel evolui de acordo com as necessidades. Cada uma das tecnologias, desde a primeira geração (ou seja, “1G”), teve as suas evoluções. Os principais itens são:

• 1G – Primeira Geração – Nesta primeira etapa o objetivo foi dar mobilidade ao telefone fixo, de forma que esse telefone pudesse ser usado sem restrições ao longo de uma área bastante grande. O principal desafio era a segurança, bastante limitada.
• 2G – Segunda Geração – Foi adicionada a capacidade de roaming mundial, e também incluídos serviços adicionais como SMS e MMS, bem como acréscimos significativos na segurança. O serviço de dados foi adicionado posteriormente, mas a arquitetura original do 2G não permitiu taxas altas, ficando limitada a poucos kbps. Isso motivou a necessidade de uma nova geração.
• 3G – Terceira Geração – Nesta fase o grande avanço foi o serviço de dados. A evolução do 3G hoje permite taxas de até 42Mbps, estando a média entre 15 e 20 Mbps. O forte crescimento do serviço de dados gerou a necessidade de evolução neste aspecto, e aí foi definida a geração seguinte: 4G.
• 4G – Quarta Geração – Amplia-se bastante, nesta fase, a capacidade do serviço de dados, que passa a ser o grande serviço consumido nas redes móveis, em um momento em que os terminais ficam permanentemente conectados à rede. Taxas acima de 100Mbps são possíveis, e de uma forma bastante otimizada.

Estas evoluções estão resumidas no quadro abaixo.

Observe que cada uma destas fases levou cerca de 10 anos, não apenas pelo desafio tecnológico da evolução com também pelos serviços que foram construídos sobre essas redes.

Quais são, então, os principais desafios para a quinta-geração, o 5G?

O desafio mais óbvio é o crescimento das taxas de dados exigidas pelos clientes, e a alta concentração dos mesmos. Por exemplo, imagine-se em um show onde todos estão filmando, fotografando e enviando vídeos para as redes sociais.

Mas além disso há um aspecto que não tem efeito direto para quem usa os telefones celulares, mas que está presente em nosso cotidiano: o uso de dados pelas “máquinas”. São os dispositivos cujo objetivo não é acessar a internet, mas sim transmitir informações para a prestação de um serviço. Alguns exemplos:

• As onipresentes máquinas de cartão de crédito;
• Rastreadores de veículos, desde carros de passeio, táxis, Uber e frotas de caminhões e ônibus;
• Câmeras de segurança em locais sem internet via cabo.

No jargão tecnológico são dispositivos M2M (machine to machine, ou “máquina para máquina”). Este tipo de serviço tem crescido bastante, e tem necessidades específicas.

Juntando estas características, temos então um conjunto de necessidades a serem atendidas por uma rede 5G:

• Taxas de transmissão alta – novos serviços de transmissão de imagens e vídeos em tempo real irão requerer não apenas taxas mais altas (acima de 1Gbps) como também uma alta densidade de terminais, ou seja, muitos celulares próximos usando a rede em altas taxas sem que haja perda de performance significativo.
• Tempo de transmissão muito, muito baixo – esse requisito é necessário para dispositivos que precisem ser controlados remotamente, como veículos ou drones Esse tempo de transmissão é chamado de “latência”. A rede deve conseguir trafegar um dado transmitido de forma muito rápida e sem perdas.
• Baixo Consumo – a rede deve ter modos de trabalho que garantam que o dispositivo não tenha um consumo de energia alto. Isso é importante para sensores que precisam transmitir apenas alguns dados por dia, como por exemplo um medidor. Como este sensor pode estar “em cima de um poste”, a troca da bateria dele é complexa e cara. Assim, espera-se que possam haver terminais cuja bateria tenha duração de até 10 anos.

Assim, o principal motivador para a definição das tecnologias 5G não é exatamente o uso pelo usuário comum, mas sim pelas máquinas e dispositivos.

Cada dispositivo, ao se conectar à rede irá conseguir usar recursos específicos e trabalhar no modo de operação que lhe for mais adequado: alta taxa, baixa latência, baixo consumo.

O quadro abaixo é de uma apresentação da Verizon, que expande um pouco mais os requisitos, mas mantém o conceito: o foco do 5G não são os celulares convencionais, mas sim o uso da conectividade por dispositivos.

Assim, o 5G é um conjunto de tecnologias que expande ou melhora as capacidades das redes móveis. Ele é o resultado de anos de bastante esforço de diversos grupos de trabalho (veja o artigo “Quem ‘inventou’ o 5G”) e visa atender às necessidades de conectividade não apenas das pessoas, mas também das máquinas.

Haverá uma rede 6G?

Conforme o início deste artigo, cada geração, cada “G” das redes móveis teve um conjunto de fatores motivadores, desde a simples mobilidade (1G) até a conectividade para máquinas (5G). Cada uma destas gerações levou cerca de 10 anos para ser implementada. Existem grupos de trabalho que já estão identificando necessidades que não poderão ser atendidas pelos recursos definidos para as redes atuais, e com certeza haverá, no futuro, uma rede 6G que será especificada para atender a essas necessidades. Porém isso deve levar algum tempo. Considerando-se os tempos de padronização e desenvolvimento, pode-se esperar novas especificações sendo finalizadas em 2028 para implementação em 2030, aproximadamente.

Leia também: “Quem inventou o 5G?“