A evolução dos dados moveis

Uma nova geração de conectividade móvel surgiu para atender às necessidades da geração anterior. Foi assim que a sociedade evoluiu da conectividade proporcionada pela primeira geração de internet móvel, que permitia chamadas de voz, para o 5G, que promete unificar a sociedade como um todo, oferecendo mais do que apenas velocidade de rede.

As redes móveis funcionam nas frequências de rádio com as quais seu telefone fala. Cada área geográfica é dividida em células, cada uma das quais possui uma estação base composta por antenas, receptores e transmissores de sinal conectados a uma central telefônica.

O número de conexões suportadas por célula é limitado, mas os avanços na tecnologia permitem que cada vez mais usuários se conectem por quilômetro quadrado até que o 5G, que permite 1 milhão de conexões, seja alcançado.

Confira a evolução da conectividade dos dados moveis abaixo.

Primeira Geração – (1G)

A primeira geração de internet móvel, criada na década de 1980, marcou o início da mobilidade e evolução da comunicação. Na época, a tecnologia, que era analógica, tinha a missão de possibilitar chamadas de voz por meio de um dispositivo sem fio. No entanto, devido à baixa capacidade da operação e aos altos custos, não se sabia com certeza qual era o potencial de crescimento da nova tecnologia.

Portanto, não houve padronização de sinais, o que significa que a Europa tinha vários padrões diferentes, como:

• Total Access Communication System (TACS — sistema de comunicação de acesso total) para o Reino Unido, Áustria, Espanha, Irlanda e Itália;

• NMT450 para a Suécia, Noruega, Finlândia e Dinamarca;

• Radiocom2000 para a França.

O padrão Advanced Mobile Phone System (AMPS – sistema avançado de telefonia móvel) foi adotado pela primeira vez nos Estados Unidos, após ser desenvolvido pela Bell Labs e pela Motorola, sido implementado em 1983. O padrão também foi seguido por vários países americanos, incluindo o Brasil. A AMPS, operou na faixa de 800 MHz. As bandas foram essencialmente divididas entre canais de 30 kHz, possibilitados pelo Frequency Division Multiple Access (FDMA — múltiplo acesso por divisão de frequência), que reserva uma banda de frequências para cada canal para poder ser utilizada em permanência.

Se essa inovação parece limitada em retrospecto, ela revolucionou a forma como o trabalho era feito em seu tempo. Para profissionais que precisavam sair do ambiente de negócios, como vendedores, a inovação permitiu agilizar os pedidos e melhorar a comunicação com equipes e clientes.

Os sinais recebidos do transmissor cobriam uma área específica, chamada de célula. Quando um usuário saía daquela célula e entrava em outra, o sinal era transmitido sem transição ou interferência. Este foi um grande divisor de águas para a tecnologia G e o que possibilitou o desenvolvimento da mobilidade na telefonia.

Principais características da 1ª geração

• Frequência de 800 MHz e 900 MHz;
• Largura de banda: 10 MHz;
• Tecnologia: analógica;
• Modulação: modulação de frequência (FM);
• Modo de serviço: somente voz;
• Má qualidade de voz devido a interferências;
• Vida útil da bateria: fraca;
• Telefones celulares de grande porte (não é conveniente para transportar);
• Menos segurança (as chamadas podem ser decodificadas usando um desmodulador de FM);
• Número limitado de usuários e cobertura de celular;
• O roaming não foi possível entre sistemas semelhantes.

Segunda Geração – (2G)

Essa etapa da evolução da internet móvel já estava mais presente no Brasil. O 2G surgiu no início da década de 1990, mas tornou-se popular no país no final da década. Enquanto os Estados Unidos precisavam de melhor desempenho, a Europa pretendia padronizar os sistemas. Desta forma, os telemóveis de 2ª geração utilizaram a tecnologia digital, deixando de lado o analógico e permitindo a integração com circuitos digitais. Mais tarde, os EUA criaram os padrões IS-54, IS-136 e IS-95 para aumentar a capacidade de tráfego. A Europa, por outro lado, combinou os padrões formando o Global System for Mobile, que permite a massificação dos celulares com aumento de investimentos e redução de custos de produção.

O foco do 2G era fornecer aos usuários telefonia móvel digital; então o canal de voz é adaptado para a transmissão de bits de dados. No entanto, o GSM pode ser dividido em 3 fases:

Na primeira fase foram introduzidas as chamadas de voz, SMS, dados síncronos e assíncronos e transmissão assíncrona de pacotes;

No segundo, os serviços de e-mail ofereceram melhorias no aumento do número de usuários, SMS e serviços de dados para informações gerais;

Em terceiro, começou a implementação de pacotes de dados com altas taxas de transmissão, o famoso GPRS.

A taxa de dados 2G ficou entre 80 e 100 Kbps. Por fim, foi a transferência de dados desenvolvida para a evolução do GSM ou EDGE, que surgiu como o último protocolo de dados do 2G para a próxima geração. Esse padrão aumentou a velocidade da internet, chegando a 384Kbps.

Principais características da 2ª geração

GRPS

O General Packet Radio Service (GRPS — padrão de transmissão de rádio por pacote) comum é o ponto de transição entre 2G e 3G. Também conhecido como 2.5G, sua atuação se concentra na transmissão de dados. As conexões GRPS variam de 32 Kbps a 80 Kbps.

EDGE

O Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE — transferência de dados melhorada para a evolução do GSM) funciona como a evolução do GRPS, com um sistema de modulação que aumenta a velocidade da internet. No entanto, não chega à 3ª geração de Internet móvel, considerada 2,75G. Apesar das velocidades de rede mais altas, a latência ainda é alta, como no GRPS, que diminui a velocidade da navegação na página da web. A capacidade de largura de banda atinge 384 Kbps.

Terceira Geração – (3G)

No final dos anos 2000, redes sem fio de terceira geração para dispositivos móveis começaram a ser usadas. Foi esse novo tipo de conexão que possibilitou transformar celulares em smartphones.

O Universal Mobile Telecommunications System (UMTS — sistema móvel de telecomunicações universais) foi a primeira tecnologia a aparecer na 3ª geração de internet móvel, que começou a ser utilizada no Brasil em 2007.

Sua implantação foi baseada no Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA — acesso múltiplo por divisão de código em banda larga), padrão de alta frequência que permitia conexões de até a 2 Mbps para download e envio. Em dezembro de 2007, a Apple anunciou o iPhone e, pouco depois, em 2008, o Google lançou seu sistema operacional Android.

Foi nesse período que ocorreu uma grande mudança. Com o aumento exponencial da capacidade de transmissão de dados, além de chamadas e SMS, agora temos dispositivos capazes de transmitir vídeos em tempo real, acessar serviços de streaming, entre outras diversas funções em que foram criadas ao longo dos anos.

Características da 3ª geração

• Maior taxa de dados, com velocidades de até 2 Mbps;
• Maior segurança, maior número de usuários e cobertura;
• Suporte para aplicativos móveis;
• Geolocalização e mapas;
• Melhor navegação na web;
• Enviar / receber mensagens de email grandes;
• Web de alta velocidade / mais segurança / videoconferência / jogos 3D;
• Streaming de TV / TV móvel / chamadas telefônicas;
• Taxas caras para serviços de licenças 3G;
• Foi um desafio construir a infraestrutura para 3G.

HPSA e HPSA+

O High Speed Packet Access (HPSA — pacote de acesso de alta velocidade) é a versão mais recente. Com latência ainda menor e velocidades de internet mais altas que o modo de acesso WCDMA, pode até ser considerado 3,5G. Modelo atualizado, HPSA+, aumento das taxas de download e upload. Em 2012, quando a Vivo começou a lançá-lo no Brasil, o limite máximo de pacotes chegou a 6 Mbps, mas a velocidade aumentou com o tempo.

Quarta Geração – (4G)

Quase 10 anos se passaram desde o anúncio da quarta geração da tecnologia de comunicação sem fio. No cenário atual, essa é a geração da internet que domina os celulares no Brasil. Se o 3G iniciou a era do smartphone, o 4G transformou o aparelho em um ‘computador’.

Conhecido como Long Term Evolution, o 4G é um dos padrões mais avançados do mercado atualmente. Ao contrário das gerações anteriores de redes móveis, o LTE prioriza o tráfego de dados sobre o tráfego de voz, tornando o 4G mais rápido e estável. A velocidade de navegação depende da compatibilidade do dispositivo utilizado, mas pode chegar a 300 Mbps de download e 75 Mbps de upload. Além disso, a latência também é muito menor do que nas gerações anteriores.

O LTE+ evoluiu a ponto de manter uma conexão de rede 4G em diferentes frequências ao mesmo tempo, o que otimiza a rede e garante maiores velocidades de acesso à internet. As chamadas de vídeo agora podem ser feitas em alta qualidade, o streaming de vídeo também pode ser visto em alta definição. No modelo de trabalho remoto, as reuniões acontecem em ambientes virtuais e os jogos online passaram a fazer parte da realidade dessa conexão. Provavelmente é difícil lembrar como era a vida antes das conveniências trazidas por esta quarta geração, que poderia atingir velocidades de download de 300 Mbps.

No entanto, o que realmente se destaca na rápida transformação da tecnologia é o uso de aplicativos e serviços em nuvem. Essas plataformas, conhecidas como aplicativos, aproximaram as empresas de seus consumidores finais, oferecendo a possibilidade de fazer compras online ou selecionar um produto remotamente e solicitar entrega. O delivery foi inclusive uma das soluções que muitas lojas e restaurantes utilizaram durante o período de distanciamento social. Ao mesmo tempo, novos serviços nascem do mundo de possibilidades aberto pelo 4G. Um caso amplamente conhecido são os aplicativos de motorista ou serviços de compartilhamento de carona, como Uber e 99.

Por fim, essa evolução da internet móvel também é imprescindível para a automação industrial, juntamente com a rede de dispositivos IoT. Tecnologias que possibilitam a conectividade, como a Internet das Coisas, inteligência artificial e aprendizado de máquina, estão aumentando a produtividade e reduzindo custos e desperdícios.

Características da 4ª geração

• Taxa de dados muito maior até 1 Gbps;
• Maior segurança e mobilidade;
• Latência reduzida para aplicativos de missão crítica;
• Streaming e jogos de vídeo de alta definição;
• VoLTE de voz sobre a rede LTE (uso de pacotes IP para voz);
• Hardware e infraestrutura caros;
• Espectro caro (na maioria dos países, bandas de frequência são muito caras);
• Dispositivos móveis de ponta compatíveis com a tecnologia 4G necessária, o que é caro;
• Ampla implantação e atualização são demoradas.

4,5G

Assim como o 2G e o 3G, o 4G também possui um processo de desenvolvimento de ‘meia-vida’, conhecido como 4.5G comercial. Nessa tecnologia, sendo tecnicamente chamada de LTE Advanced Pro, são combinadas diferentes frequências 4G, além de utilizar quatro antenas simultâneas para transmissão de dados e modulação de sinal, ampliando a capacidade de transmissão de informações. O resultado é uma rede móvel significativamente mais rápida que o 4G, mas não tão rápida quanto o próximo 5G. No entanto, para utilizar a nova tecnologia, é fundamental que o dispositivo receptor seja compatível, assim como a área onde o usuário está localizado, que suporte, sinais 4,5G.

Quinta Geração – (5G)

Operando em 65 países como China, Estados Unidos e Uruguai, no Brasil, o desenvolvimento dessa Internet móvel deu seus primeiros passos em 2020.
O objetivo do 5G é expandir ao máximo a rede de conexão móvel: em vez de focar apenas em redes móveis, expandir para automotivo, eletrodomésticos, telemedicina, agricultura, educação e outras áreas da Internet das Coisas.
Utilizando um espectro mais amplo que as gerações anteriores de internet móvel, a internet 5G funcionará sintonizando as antenas já em uso.

A tecnologia de conectividade dos smartphones 5G ou de 5ª geração tem a sua latência extremamente baixa.

Em termos de velocidade, as estimativas sugerem que as velocidades de transferência de dados 5G serão superiores a 10 Gbps.
Em comparação, uma rede 4G baixa um filme HD de 1 hora em cerca de 6 horas. Na Internet 5G, um filme com a mesma duração é baixado em 6 segundos.
Em resumo, a nova tecnologia proporcionará uma conexão de internet mais rápida, flexível e com menos tempo de espera.

Características da 5ª geração

• Irá oferecer suporte para a WWWW (wireless World Wide Web);
• Alta velocidade;
• Fornece transmissão ampla de dados em Gbps;
• Jornais multimídia;
• Transmissão de dados mais rápida que da geração anterior;
• Suporte multimídia interativa, voz, streaming de vídeo, internet e outros;
• Mais eficaz;
• Carros autônomos;
• Cidades inteligentes.

Conclusão

O desenvolvimento da Internet móvel passou por muitas etapas até chegar à perspectiva atual. E agora, a quinta geração de Internet móvel contribuirá muito para a forma como os negócios são feitos.
Se hoje o 4G possibilita a coleta de dados e aprendizado sobre áreas de melhoria, preferências do consumidor, entre outros insights, então o 5G possibilitará essa análise em tempo real, com disseminação de soluções baseadas em Big Data.
No entanto, assim como na adoção das gerações anteriores, há um processo de estruturação dessa nova tecnologia. Ao mesmo tempo, deve-se lembrar que a chegada do 5G não significa que outras conexões desaparecerão.