5G mmWave: Velocidades de até 10 Gbps? Descubra agora 📱🔥

A tecnologia 5G mmWave é a mais rápida que temos em redes móveis, atingindo velocidades de até 10 Gbps na vida real. Vamos descobrir o que realmente é e aprender como as redes celulares funcionam ao longo do caminho! 🕵️‍♂️ Embora algumas partes possam parecer uma aula de Física, prometo que isso nos ajudará a entender melhor o tópico.

O que exatamente é uma onda?

Todos nós já vimos ondas na água quando ela é agitada. Suponha que haja uma bóia naquela água agitada (ou qualquer coisa que flutue); você notaria que ele simplesmente sobe e desce sem ir a lugar nenhum. Por que ele não se move para frente ou para trás como as ondas parecem fazer? 🤔 Além disso, todo esse movimento deve exigir energia. De onde veio essa energia?

A resposta é que ele se moveu para fora da fonte original da perturbação. Imagine que alguém joga uma pedra em águas calmas, o que cria uma onda. As ondas de expansão transportam a energia daquela pedra para a bóia.

Então por que essa energia não moveu a bóia para frente? Isso ocorre porque, embora dê a ilusão de expansão para fora, a água, na verdade, não se move mais. Ele apenas salta para cima e para baixo. Para resumir, a energia da onda é transferida, mas a onda em si permanece no lugar. Assim como quando as pessoas criam uma onda em um estádio ao se levantarem e sentarem.

Cada onda segue os mesmos princípios. Por exemplo, uma onda se comportaria da mesma maneira se você criasse uma perturbação no ar em vez de na água (é isso que é o som!). 🎶

Cientificamente falando, há um termo para cada um desses comportamentos e uma maneira de quantificá-los. Se você contar quantas vezes a bóia salta para cima e para baixo em um segundo, essa é a sua frequência. A distância que a bóia percorre para cima e para baixo a cada vez é a amplitude da onda. E se você pegar uma régua e medir a distância entre as ondulações, esse seria o comprimento de onda delas.

Quando as ondas estão mais próximas, o comprimento de onda é menor e a frequência é maior. Quando as ondas estão mais distantes, a frequência é menor e o comprimento de onda é maior. Em geral, frequências mais altas significam mais energia e vice-versa.

5G é um tipo especial de onda

As ondas estão por toda parte ao nosso redor. A luz que vemos pode se comportar como ondas de água. ☀️ No entanto, diferentemente das ondas de água ou de ar, existe um tipo especial de onda que não precisa de material para se propagar. Ele pode simplesmente se estender pelo espaço vazio. Esse tipo especial de onda é chamado de onda eletromagnética.

Ela é composta por um espectro completo de diferentes comprimentos de onda, e uma faixa estreita desse espectro é o que percebemos como luz visível. Todas as cores que vemos são apenas diferentes comprimentos de onda desse espectro. Em outras palavras, vemos apenas uma pequena parte das ondas eletromagnéticas e o resto é invisível. 🌈

Quando uma onda eletromagnética tem um comprimento de onda muito curto, ela pode ser um raio gama, um raio X ou uma onda ultravioleta (os mesmos raios UV que devemos evitar quando estamos no sol!). No extremo oposto, quando tem o maior comprimento de onda possível, é uma onda de rádio.

As ondas de rádio podem viajar distâncias incríveis porque têm os maiores comprimentos de onda e frequências muito baixas. Por esse motivo, nós os usamos para comunicação sem fio. Redes Wi-Fi e celulares, incluindo 5G, são na verdade ondas de rádio. 📡

As ondas podem transportar muitas informações, muito rapidamente

Como uma onda pode transportar uma mensagem ou pacotes de dados da internet? Parece desconcertante, mas o segredo está na simplicidade da linguagem da própria mensagem. 💬

Você provavelmente já ouviu falar do código Morse. É uma linguagem feita inteiramente de pontos e traços. Depois, há o binário, a linguagem de uns e zeros, que os computadores leem e entendem.

Lembra da bóia que sobe e desce quando você joga uma pedra na água? Você poderia criar uma linguagem a partir dela para enviar uma mensagem. A altura à qual a bóia sobe pode ser o código: a altura mais alta pode ser 1, e a altura mais baixa pode ser zero. Você poderia deixar cair uma pedra grande para “codificar” um 1 e uma pequena para “codificar” um 0. Não seria muito eficiente ou rápido, mas, em princípio, alguém distante poderia observar a bóia e interpretar a mensagem que você enviou através das ondas.

É basicamente assim que a comunicação por rádio funciona. Um dispositivo transmissor codifica uns e zeros alterando a frequência, amplitude (assim como nossa bóia) ou fase da onda. Tecnicamente, isso se chama modulação.

Um padrão de uns e zeros pode ser mapeado ou “codificado” em uma onda porque o transmissor pode criar perturbações extremamente precisas, que o hardware receptor interpreta e “decodifica” em uns e zeros. Você pode ver como uma onda com uma frequência mais alta (mais vibrações por segundo) e um comprimento de onda menor permitirá que mais informações sejam codificadas, já que há mais opções para modular os bits da onda.

Já sabemos que as redes celulares operam usando ondas de rádio, e estas podem ter comprimentos de onda tão pequenos quanto um milímetro ou tão longos quanto vários quilômetros. Esse é o ponto principal.

5G mmWave explicado

Com isso, temos todas as peças do quebra-cabeça para ilustrar o que é 5G mmWave.

As primeiras gerações de celulares (1G e 2G) usavam ondas de rádio que vibravam entre 1 e 2 bilhões de vezes por segundo (1-2 GHz) e tinham comprimentos de onda de cerca de 30 centímetros. Parece rápido, mas a primeira geração nem conseguia enviar mensagens de texto. A terceira geração (3G) aumentou a frequência para 2,5 GHz e reduziu o comprimento de onda pela metade. Com 3G, você pode navegar na internet e fazer streaming em qualidade SD. Com a quarta geração (4G), a frequência aumentou para 8 GHz e o comprimento de onda foi reduzido para 1,5 polegada, permitindo streaming em HD e navegação rápida, atingindo entre 50 Mbps e 100 Mbps no mundo real.

O 5G é um avanço porque opera a uma frequência surpreendente de 100 GHz (cem bilhões de vezes por segundo!). Seu comprimento de onda pode ser tão curto quanto um milímetro (mm), daí seu nome. Então é isso que é o 5G mmWave: uma rede celular que opera em uma frequência excepcionalmente alta e comprimentos de onda de 1 mm, atingindo uma velocidade média de download de 2,5 Gbps.

O que isso significa para nós?

O 5G não é apenas mais rápido que o 4G; E também é muito mais responsivo. A latência pode ser de apenas 1 milissegundo, o que é quase instantâneo. Isso significa que não há atrasos em jogos on-line e streaming em 4K ou 8K sem interrupções ou buffering. 🎮 O tempo de resposta quase instantâneo também é perfeito para dispositivos IoT, realidade aumentada, carros autônomos e tecnologias que exigem baixa latência.

Além da transmissão de dados ultrarrápida e da latência incrivelmente baixa, o 5G mmWave também suporta mais capacidade em comparação às redes tradicionais (muitos outros dispositivos podem se conectar sem sofrer congestionamento de rede).

Limitações do 5G mmWave

Todas as tecnologias celulares anteriores ao 5G, incluindo o 4G, usavam uma única banda de frequência. O 5G usa muitos. 5G mmWave é apenas uma dessas muitas bandas. Há também o 5G Sub-6 GHz, que opera em torno das mesmas frequências do 4G. Depois, há o Sub-1 GHz, que usa frequências ainda mais baixas. 🌐 As bandas de frequência 5G podem ser de alta frequência, média frequência e baixa frequência. O que está acontecendo aqui?

Como as ondas 5G são muito próximas (em comparação com as antigas ondas de rádio), elas não conseguem se propagar para longe. Edifícios, árvores e até mesmo chuva ou neve podem obstruir o 5G mmWave. 🌧️

É por isso que essa tecnologia não é muito comum. Uma rede densa de pequenas células é necessária para cobrir até mesmo alguns quarteirões da cidade, diferentemente do 4G, que depende de grandes torres de celular que normalmente cobrem vários quilômetros.

O 5G mmWave é o nosso passo mais recente e avançado em direção à comunicação sem fio contínua, mas pode não ter a adoção em massa que vimos nas gerações anteriores. Ainda assim, atingir velocidades de gigabit no conexão de dados do seu telefone sempre fará você sentir que o futuro já chegou. 🚀