A 5ª Geração de Comunicações Móveis, vulgo 5G, é a evolução das redes 4G e permitirá proporcionar uma melhor experiência de utilização em termos de velocidade (até 10x superior ao 4G), menor latência (numa primeira fase até metade do valor em 4G) e maior densidade de equipamentos por km2, especialmente aplicável a sensores e terminais de IoT (Internet of Things).

A latência é uma medida da rapidez de resposta da rede móvel em serviços de dados. Por exemplo, no controlo remoto de drones / robots e em serviços críticos como veículos autónomos, a reação da rede a pedidos de informação entre os terminais tem de ser muito baixa para maior segurança e suporte de mobilidade. Desta forma, para aplicações mais críticas são requeridas latências inferiores a 5 ms. Importante ter em consideração que a latência atual das redes 4G oscila entre 25 e 45 ms, tipicamente.

Sendo a latência uma medida de tempo entre 2 pontos de rede (tipicamente o terminal e o servidor onde estão implementadas as aplicações), a localização dos servidores para a qual se mede a latência tem um peso importante no valor final percecionado pelos utilizadores. Para as redes 5G, numa primeira fase, esperam-se latências próximas dos 10 a 20 ms, aproximadamente metade dos valores hoje presentes no 4G. Apenas numa segunda fase serão implementados os serviços de muito baixa latência (URLLC – Ultra Reliable Low Latency Communications) onde registaremos valores inferiores a 5 ms.

A velocidade do 5G dependerá da frequência utilizada e da largura de banda a disponibilizar pelo regulador para cada faixa. No entanto, estima-se que para uma largura de banda típicas de 100 MHz (faixa 3500 MHz) um utilizador obtenha velocidades máximas acima de 1 Gbps e velocidades médias na ordem dos 100 Mbps; numa segunda fase, e com a utilização da faixa dos 26 GHz esperam-se velocidades máximas até 20 Gbps.

As redes 5G têm como requisito suportar até 1M de dispositivos por km2, o que corresponde a um aumento de 100 a 1000 vezes a densidade hoje possível, por exemplo com tecnologia NB-IoT (Narrow-Band IoT). Este requisito só estará disponível numa 2ª fase das redes 5G (mMTC – Massive Machine Type Communications), sendo que atualmente a capacidade da rede NB-IoT está longe de se encontrar esgotada.

Numa primeira fase, onde os serviços serão do tipo (Evolved) Mobile Broadband, o utilizador irá experienciar velocidades máximas acima de 1 Gigabit por segundo (assume rede 5G na faixa 3500 MHz com 100 MHz de largura de banda). Estas velocidades, associadas a uma latência inferior ao 4G proporcionarão uma experiência de utilização de dados “instantânea”, suportando vídeos 4k no smartphone sem perdas ou uma experiência de gaming similar à das redes fixas. Em ambientes ou aplicações empresariais a velocidade e latência aumentaram a capacidade produtiva, maior mobilidade de equipas, etc., permitindo acesso a cloud e servidores/aplicações internas em todo o lado e com uma experiência similar à rede fixa.

A virtualização das componentes de Core e de algumas partes do acesso RAN 5G, permitirão adaptar os requisitos de processamento de uma forma mais eficiente e rápida, adaptando a rede às necessidades dos clientes. Trata-se de implementar as aplicações das componentes de rede sobre uma infraestrutura similar a um data center; o objetivo é permitir evoluir a componente de software usando servidores e hardware não especializado.

Massive MIMO é um conceito que também está disponível na rede 4G. De uma forma simplista, permite reutilizar os recursos rádio no mesmo espaço e ao mesmo tempo partindo do principio da codificação e da descorrelação dos ambientes de propagação (reflecção das ondas eletromagnéticas). Desta forma consegue-se fornecer o serviço a mais clientes com os mesmos recursos de rádio. Mas o que é inovador nas redes 5G é a tecnologia Antenna Beamforming. Esta técnica permite adaptar os diagramas de radiação das antenas aos locais onde efetivamente se encontram os clientes. Desta forma limitam-se os efeitos negativos das interferências entre antenas e permitirá maximizar a eficiência dos recursos rádios. Até às redes 4G os recursos eram atribuídos no domínio da frequência e tempo, com as redes 5G e com o conceito beamforming adiciona-se a componente no domínio do espaço.

O Edge computing é uma característica necessária para cumprir com os requisitos de baixa latência. Os servidores das aplicações que à presente data se encontram centralizados em determinados pontos centrais das redes, não permitem reduzir a latência aos níveis requeridos, em parte devido às grandes distâncias físicas (tempo de propagação na fibra) entre os utilizadores e os servidores. Pelo que esses servidores terão de se aproximar da rede de acesso, e em concreto dos utilizadores finais das aplicações. Tal objetivo será alcançado alojando esses servidores em pequenos Datacenters, mais capilares (por exemplo um em cada grande cidade), distribuídos na rede do operador conforme as necessidades. Adicionalmente e não menos importante, com o Edge Computing será possível que as aplicações de terceiros possam interagir com a rede na alocação dos recursos rádio, tornando a relação ente operadores de rede e fornecedores de aplicações/serviços mais próxima, numa lógica de co-criação de serviços e valor.

O network slice, em conjunto com a virtualização das componentes de rede permitirá, sobre uma única infraestrutura, criar redes virtuais dedicadas a serviços e / ou clientes com diferentes requisitos. Ou seja, permitirá criar redes customizadas, por cliente, por aplicação com velocidades, latência muito diferentes e adaptadas a cada aplicação. Trata-se de uma caraterística fundamental para permitir fornecer serviços customizados e exigentes do ponto de vista de requisitos (latência, segurança, simultaneidade, etc..) sem impactar os restantes utilizadores, por isso se diz que o 5G é a “rede das redes”.

Numa fase inicial, a rede 5G reutilizará as estações 4G existentes. Dependendo da faixa, numa fase mais avançada da implementação do 5G, poderá haver a necessidade de reforço de cobertura com novos sites, normalmente coberturas localizadas denominadas de Smallcells.

As recomendações do ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) estão sustentadas até à dezena de GHz, pelo que as implementações 5G nas faixas dos 700MHz e 3.5GHz estão incluídas nas recomendações atualmente existentes. No entanto, trata-se de um tema que está a ser acompanhado e a NOS proactivamente implementará todas as recomendações da indústria sobre o tema. A NOS, em conjunto com os outros operadores, participa num grupo de trabalho com o INESC-INOV/IST num projeto conjunto que estuda em profundidade a temática das radiações e segurança (Projecto FAQtos: www.faqtos.pt). O FAQtos tem como objetivo disponibilizar publicamente informação relevante sobre radiação eletromagnética em comunicações móveis pretendendo esclarecer população e entidades públicas e privadas sobre o tema.

Neste momento já existem terminais smartphones comercialmente disponíveis que suportam 5G, assim com hotspots e routers. Com o lançamento comercial de mais redes 5G no mundo, o ecossistema de terminais será reforçado com mais marcas e maior diversidade. Nas primeiras implementações, os smartphones estarão preparados para receber velocidade máximas até 1,4Gbps e os hotspots/routers velocidades máximas na ordem dos 2,3Gbps.