6G na sexta-feira
Nesta Página: Artigos sobre a tecnologia 6G
Wilson Cardoso
Profissional com mais de 39 anos de experiência na indústria de Telecomunicações e tecnologia. Compreensão profunda dos problemas de negócios, tecnologia e gestão enfrentados por operadoras, prestadores de serviços, empresas privadas e fornecedores. Executivo orientado a resultados, com visão estratégica, capacidade de resolver problemas de forma eficaz, focar nas necessidades do cliente e entregar resultados. Ampla experiência trabalhando em ambientes internacionais, liderando equipes multiculturais e diversificadas. Excelentes habilidades analíticas combinadas com uma forte mentalidade de team Building.
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"Eu creio: que o Homem e o mundo são governados por leis naturais”
A frase de hoje, do nosso Patrono da Comunicações: Marechal Candido Rondon, responde muito bem uma pergunta frequente. A pergunta é: o 6G substituirá as redes óticas (FTTH – Fiber to the Home)?
O 6G, ou sexta geração de redes móveis, está sendo desenvolvido para oferecer velocidades de transmissão de dados extremamente altas, potencialmente chegando a até 1 terabit por segundo (Tbps). Além disso, a latência será ultrabaixa, com valores inferiores a 100 microssegundos, permitindo uma comunicação quase instantânea. Essas características são essenciais para aplicações que exigem alta precisão e rapidez, como carros autônomos, cirurgias remotas e realidade aumentada/virtual.
As redes FTTx (Fiber to the x) são uma arquitetura de rede de banda larga que utiliza fibra óptica para substituir completamente ou parcialmente o cabeamento metálico ou coaxial tradicional. Existem várias configurações de FTTx, incluindo:
Inclusive mais pessoas começam a manifestar no ITU-T que a evolução das redes de fibra deve atender a visão 2030, mas que a evolução das redes de fibra deve ter um caminho próprio.
A evolução das redes ópticas é essencial para atender às exigências do 6G, que incluem altíssimas velocidades, baixa latência e comunicações confiáveis. Com um mercado estimado em várias dezenas de bilhões de dólares ($50 bilhões) anuais, a padronização e o alinhamento tecnológico desde a pesquisa até o produto final beneficiarão toda a cadeia de valor, abrangendo fornecedores de chips, módulos e sistemas, bem como operadoras.
Essas redes serão o alicerce para a conectividade IMT-2030/6G, garantindo um ecossistema eficiente, escalável e sustentável. Tecnologias como fibra P2P, DWDM e FSO são indispensáveis para viabilizar o backhaul, fronthaul e midhaul do 6G, suportando taxas superiores a 1 Tbps e latências inferiores a 0,1 ms. Simultaneamente, redes PON de nova geração, como 25G-PON, 50G-PON e 200G-PON, estão modernizando a banda larga fixa, atendendo a aplicações de alto consumo de banda, como XR, IoT e comunicação holográfica. A integração entre infraestruturas ópticas fixas e móveis proporciona maior escalabilidade, eficiência energética e confiabilidade, promovendo uma conectividade fluida entre os dois ambientes. A aplicação de IA/ML, SDN e técnicas avançadas como SDM aprimora ainda mais o desempenho das redes, permitindo ajustes dinâmicos para atender padrões de tráfego variáveis e objetivos de eficiência energética. Iniciativas como a SG15 da ITU-T, OIF, IEEE e BBF desempenham um papel estratégico na coordenação dos padrões de transporte e acesso óptico, promovendo a evolução contínua dessas tecnologias. Assim, as redes ópticas tornam-se fundamentais para sustentar as necessidades crescentes das comunicações de próxima geração, tanto para conexões móveis quanto fixas, viabilizando a sociedade digital interconectada que o 6G promete entregar.
Embora o 6G traga avanços significativos na conectividade sem fio, ele será mais um complemento às redes de fibra óptica, que continuarão a ser essenciais para a infraestrutura de telecomunicações. As redes FTTx oferecem várias vantagens, como:
Combinando as capacidades do 6G e das redes FTTx, podemos esperar uma série de novos casos de uso e benefícios, e acreditamos que esse seja o foco principal, incluindo:
Em resumo, enquanto o 6G trará uma revolução na conectividade sem fio, as redes FTTx continuarão a desempenhar um papel crucial na infraestrutura de telecomunicações, garantindo a estabilidade e a capacidade necessárias para suportar o crescente tráfego de dados, precisamos ainda lembrar que cada antena necessitará de uma conexão por fibra. O Marechal Rondon estava certo toda as redes 6G e as redes FTTX são regidas por leis físicas e isso se aplica as duas tecnologias de forma igual. Esse texto é uma colaboração de ideias de:
As opiniões expressas neste artigo são exclusivamente dos autores acima e não refletem, de forma alguma, as opiniões ou posições das empresas onde trabalham. Este conteúdo foi criado de forma independente e não possui qualquer afiliação ou endosso por parte das empregadoras.
As coisas são mais belas quando vistas de cima
A frase de Santos Dumont, traz um pouco das experiencias da semana que passa onde pude ver um EVTOL (Electric Vertical Take-off and Landing) em operação, e vendo as quantidades previstas para o mercado de cidades como São Paulo, me remeteu aos desenvolvimentos feitos na Coréia do Sul.
O governo coreano estabeleceu a meta de comercializar a mobilidade aérea urbana no país até meados da década de 2020 e, em apoio a esse objetivo, o Ministério da Terra, Infraestrutura e Transporte (MOLIT) realizou em Maio deste ano o Grande Desafio K-UAM, que é uma demonstração conjunta público-privada de aeronaves elétricas de decolagem e pouso vertical (eVTOL) destinadas a consolidar apoio público. Isso faz parte de uma visão mais ampla de integrar veículos aéreos avançados em sistemas de transporte urbano, aliviando o congestionamento e fornecendo soluções de transporte sustentáveis e eficientes para grandes cidades como Seul.
A estratégia é baseada em dois grandes blocos:
Principais Jogadores e Parcerias
A estratégia de táxi aéreo da Coreia do Sul é impulsionada por uma mistura de empresas aeroespaciais nacionais, empresas internacionais de aviação e agências governamentais.
No caso da Coreia do Sul o 5G foi escolhido como solução de conectividade e controle, mas acredito que o 6G será crucial para o desenvolvimento de veículos elétricos autônomos (EVTOL) por várias razões:
E hoje finalizo com outra frase de Santos Dumont: "Inventar é imaginar o que ninguém pensou; é acreditar no que ninguém jurou; é arriscar o que ninguém ousou; é realizar o que ninguém tentou. Inventar é transcender"
Reflexões sobre a Proclamação da República e o Futuro das Telecomunicações
"A obra legislativa, para ser perfeita, deve representar a expressão viva, palpitante, da experiência e das necessidades de cada povo."- Marechal Deodoro da Fonseca, 1890
Neste feriado da Proclamação da República, refletimos sobre a trajetória das telecomunicações no Brasil e no mundo.
A Evolução das Telecomunicações
Desde o 1G até o presente, cada avanço tecnológico não apenas aumentou as velocidades, expandiu bandas de frequência e conectou mais dispositivos, mas redefiniu o que a conectividade significa para a civilização. Com os lançamentos dos padrões 5G (3GPP Releases 15, 16 e 17), estamos em uma busca ambiciosa para conectar todos e tudo ao nosso redor. Embora a implantação do 5G seja rápida e abrangente, ela enfrenta desafios de monetização e requer uma colaboração intensa entre prestadoras e academia.
A Chegada do 6G
Estamos à beira da era 6G, que promete uma simbiose perfeita entre os reinos digitais e físicos. Nesta nova era, nossa imaginação coletiva será o único limite.
Dados recentes da Global Mobile Suppliers Association (GSA) destacam:
- 618 operadores investindo em 5G - 2.995 dispositivos 5G anunciados, um aumento de mais de 65% desde o início de 2023. - Mais de 2.601 dispositivos 5G disponíveis comercialmente. - Mais de US$ 50 bilhões investidos em leilões e atribuições de espectro para o 5G.
O Caminho para o 6G
A progressão de 1G para 6G não é apenas uma série de avanços tecnológicos, mas uma jornada que redefiniu a sociedade. Cada salto trouxe desafios e aprendizados únicos, nos impulsionando a maiores inovações. O caminho para o 6G, carregado de promessas e complexidade, nos convida a examinar o futuro com um olhar crítico.
O trabalho formal sobre os padrões 6G deve começar por volta de 2025, explorando casos de uso e tecnologias fundamentais, como formas de onda avançadas, codificação de canais e integração de Inteligência Artificial (IA). Iniciativas regionais em todo o mundo já estão lançando as bases para o 6G.
Iniciativas Globais em 6G
Estados Unidos: A National Science Foundation (NSF) concedeu mais de US$ 53 milhões para pesquisa 6G. A Administração Biden-Harris destinou quase US$ 180 milhões em subsídios do Wireless Innovation Fund para desenvolver redes sem fio abertas e interoperáveis.
Índia: A Bharat 6G Alliance (B6GA) promove o desenvolvimento do 6G, com financiamento governamental significativo e apoio a startups e MPEs.
China: Estabeleceu um grupo nacional de pesquisa e desenvolvimento de 6G, composto por ministérios governamentais, institutos de pesquisa e empresas.
Essas iniciativas visam posicionar essas regiões na liderança da tecnologia 6G.
Vamos celebrar a República…
Eu errei e os Jetsons estavam certos…
Quando minha filha nasceu em 2004, fiz uma palestra sobre carros conectados e afirmei que ela não precisaria aprender a dirigir, pois todos os carros seriam autônomos. Ela já tem 20 anos e não aprendeu a dirigir por falta de interesse e pelo conforto dos aplicativos.
Os carros autônomos são classificados em diferentes níveis de autonomia, conforme a capacidade de operar sem intervenção humana. A Sociedade de Engenheiros da Mobilidade (SAE) definiu 5 níveis de automação, de 0 a 5. Aqui está um resumo de cada nível, com um complemento para um nível 6 hipotético onde o veículo interage com a cidade:
Níveis de Automação:
Nível 0: Sem Automação- Todas as funções são realizadas pelo motorista.
Nível 1: Assistência ao Motorista- O veículo possui sistemas de assistência, como controle de cruzeiro adaptativo e frenagem de emergência, mas o motorista ainda controla o veículo.
Nível 2: Automação Parcial- O veículo pode controlar velocidade, direção e posição na pista simultaneamente, mas o motorista deve estar pronto para assumir o controle a qualquer momento.
Nível 3: Automação Condicional- O veículo lida com certas situações de direção sem intervenção do motorista, mas o motorista ainda pode ser necessário em condições específicas.
Nível 4: Alta Automação - O veículo opera autonomamente em determinadas condições, mas o motorista pode precisar assumir o controle em algumas situações.
Nível 5: Automação Completa- O veículo dirige completamente sem a necessidade de um motorista humano em qualquer condição.
Nível 6: Interação com a Cidade (Hipotético) - O veículo opera de forma totalmente autônoma e interage com a infraestrutura urbana e outros veículos. Isso inclui:
Esses níveis ajudam a entender como as tecnologias de automação em veículos evoluem ao longo do tempo.
5G e 6G em Veículos Autônomos:
A 5G Automotive Association (5GAA) e o Third Generation Partnership Project (3GPP) especificaram vários casos de uso V2X que poderiam ser suportados pelo 5G, incluindo segurança, gerenciamento de operações de veículos, conveniência, direção autônoma, pelotão, eficiência de tráfego e respeito pelo meio ambiente, sociedade e comunidade.
Os sistemas de comunicação 5G foram projetados para suportar casos de uso V2X, nos levando ao 6G para melhor suporte a casos de uso V2X avançados. Algumas tecnologias 6G necessárias para o nível 6 incluem:
Desafios da Integração 6G com Carros Autônomos:
Esses desafios precisam ser abordados de forma colaborativa entre governos, empresas de tecnologia, fabricantes de veículos e outras partes interessadas.
E como errei, deveria ter lembrado sempre dos veículos voadores dos Jetsons, que sempre tinham uma alavanca que funcionava como joystick. Parece que, mesmo com toda a tecnologia, ainda precisaremos de uma alavanca.
"Inovação é o que distingue um líder de um seguidor"
A frase de Steve Jobs, titulo de hoje, é um incomodo diário que me aflige quando penso no modelo atual das redes de telecomunicações. Modelo que tem começado a mostrar fragilidade pela pressão econômica e pela própria evolução do processamento nos dispositivos.
Estamos projetando para dispositivos dedicados 6G ou para dispositivos multi-rede?
Se não formos capazes de responder corretamente a esta pergunta fundamental, estaremos padronizando funcionalidades que provavelmente nunca alcançarão sucesso comercial e não gerarão os retornos necessários para financiar nosso futuro.
Essa é, sem dúvida, a questão mais importante a ser abordada, antes de qualquer outra consideração. A resposta determinará o que deve ser incluído no escopo do padrão do 6G e o que deve ser deixado nas mãos do mercado.
Atualmente, sinto que estamos respondendo como se ainda estivéssemos em 1998. Estamos elaborando padrões com base na suposição de uma conectividade onipresente, derivada de uma versão de um padrão que não reflete a realidade atual. Vivemos em um mundo de redes cada vez mais heterogêneas, que são imensamente mais poderosas devido à diversidade de soluções alternativas e às diferentes dinâmicas econômicas que elas trazem.
Agimos como se nosso principal cliente de dispositivos, o smartphone, nunca tivesse adotado o Wi-Fi como uma rede complementar. Se não abraçarmos as oportunidades que a realidade nos apresenta, corremos o risco de trilhar o mesmo caminho de tecnologias muito promissoras que falharam em se adaptar aos novos tempos.
Existem, sem dúvida, dispositivos que estarão vinculados a uma tecnologia específica, mas precisamos compreender a magnitude do mercado e os potenciais retornos comerciais associados. Esses não são mercados homogêneos de bilhões de dispositivos com alta receita média por usuário (ARPU). Precisamos decidir a melhor abordagem para atender às necessidades e padronizar apenas o que é realmente valioso para os segmentos mais significativos do mercado. Padronizar com base em uma pequena parte do mercado endereçável pode introduzir custos, complexidade e atrasos, favorecendo poucos nichos em detrimento de soluções em escala.
Esses dispositivos estarão relacionados a uma variante específica de tecnologia? Estamos garantindo a compatibilidade com versões anteriores dessas funções incrivelmente complexas? Um carro, por exemplo, requer 30 anos de garantias; ele implementará as inovações mais recentes de um padrão, confiando que estes existirão, serão implantados e suportados.
Na minha opinião, é hora de realizar um hard reset.
E esse recomeço deve se basear na desconstrução da maior falácia de todas: a falácia de uma rede única.
Achei uma cópia do artigo "Rise of the Stupid Network" escrito em maio de 1997 por David S. Isenberg, enquanto trabalhava na AT&T Labs Research. O foco do artigo de Isenberg é a criação de uma rede que seja inteligente em seus pontos finais, onde os usuários exercem controle sobre sua atividade. Isso contrasta com as chamadas redes inteligentes, construídas por operadoras, que consistem em terminais simples (telefones) interligados a redes que gerenciam todas as operações. Isenberg escreveu o artigo antes do Wi-Fi. Antes da banda larga móvel. Antes de tudo o que hoje tomamos como garantido. E ele previu o que estava por vir.
O termo "rede estúpida" talvez gerou um bloqueio em nossos pensamentos, assim como a expressão "tubo burro" (duma pipi) repetiu o mesmo erro muitos anos depois. Ninguém quer construir algo estúpido ou tolo, e uma rede que conecta o planeta, com custos exponencialmente decrescentes e capacidade exponencialmente crescente, está longe de ser burra. A rede precisa ser eficiente naquilo para o que ela foi projetada, assim como o dispositivo deve ser eficaz em suas funções específicas, em um mundo repleto de diversos dispositivos e redes. Precisamos entender a diferença entre os dois.
É fundamental que escutemos essa mensagem, a abracemos e implementemos padrões que simplifiquem em vez de complicar, que reduzam a dívida tecnológica em vez de ampliá-la, e que se concentrem em ser a melhor rede possível para habilitar operações de forma fluida com outras redes.
Em 2024, as assinaturas de smartphones representam aproximadamente 55% de todas as assinaturas móveis em todo o mundo número que deve crescer nos próximos anos segundo a GSMA. A porcentagem da receita total atribuída às assinaturas de smartphones é ainda mais polarizada, considerando que, nos EUA, os planos para dispositivos não smartphone (IoT) variam de cerca de R$ 25 a R$ 50 por mês, em comparação com os planos de smartphone, que vão de R$ 250 a R$ 300 mensais.
Os smartphones se tornaram multi-rede ao incluir o Wi-Fi como padrão, a partir de 2004.
Nos mercados com prioridade para fibra (em oposição aos mercados com prioridade para móvel), as redes Wi-Fi costumam carregar mais de 70% de todo o tráfego dos smartphones. Em termos de volume, o Wi-Fi é a rede dominante, e não apenas um suporte.
Além disso, as maiores plataformas de dispositivos estão abstraindo a experiência do desenvolvedor da necessidade de compreender em qual rede um dispositivo está conectado, e a evolução dos protocolos de internet está criando continuidade nas sessões, permitindo que a transmissão de dados ocorra de maneira eficiente entre redes e através de múltiplos caminhos, maximizando o desempenho por todos os possíveis trajetos.
A Internet continua em processo de transição. Mais de 90% do tráfego da Internet é criptografado, mas em certas regiões do mundo, observamos que quase 50% do tráfego migrou do TCP convencional para o HTTP/3, transportado pelo protocolo QUIC baseado em Datagramas de Usuários (UDP). Críticamente, em vez de precisar ocultar caminhos diferentes, o protocolo de transporte QUIC suporta migração nativa de conexões. Conexões existentes permanecem ativas enquanto os dispositivos alteram seus endereços IP quando mudam entre diferentes redes.
O ecossistema de dispositivos busca atender às necessidades de seus provedores de aplicações, oferecendo estruturas que possibilitem o desenvolvimento de aplicativos.
Todos podem descordar do texto acima, mas quando falamos de geração de valor hoje falamos dos terminais das redes, os smartphones/dispositivos de IoT e os datacenters.
Onde os sonhos são feitos e os futuros são forjados…
Estamos as vésperas da eleição do segundo turno em muitas cidades do Brasil e um tema recorrente nos últimos 10 anos é de como criar um infraestrutura inteligente para as cidades, o que remete ao titulo de hoje, uma frase de Teju Cole.
Teju Cole é um escritor, fotógrafo e historiador de arte nigeriano-americano. Nascido em 27 de junho de 1975, ele cresceu na Nigéria e atualmente vive nos Estados Unidos. Cole é conhecido por suas obras literárias, incluindo o romance "Open City" (2011) que acabei de ler essa semana.
Vimos muitos projetos, muitos fracassos e alguns sucessos, sucesso difícil de replicar, uma vez que cada cidade é única.
Os projetos de cidades inteligentes no Brasil enfrentam vários desafios que dificultam sua evolução. Aqui estão alguns dos principais obstáculos:
Apesar desses desafios, há avanços significativos em várias cidades brasileiras.
Durante 2019, foi realizada uma pesquisa sobre ecossistemas de inovação para a Agenda Urbana da União Europeia. A pesquisa descreve o número e os tipos de Iniciativas ecossistêmicas em todas as regiões da Europa. Na pesquisa, um total de 247 ecossistemas de inovação foram analisados de 35 países diferentes e 165 cidades. O estudo foi baseado nas entrevistas de gerentes de ecossistemas, organizações e participantes de ecossistemas. Baseado na pesquisa, Universidades, PMEs e empresas (incluindo as grandes empresas) formam a maioria dos atores e envolveram os ecossistemas de inovação existentes. Apenas em cerca de 50% dos ecossistemas de inovação incluía autoridades regionais ou municípios. O estudo forneceu algumas informações sobre o foco nas áreas coletadas das partes interessadas do ecossistema.
Com base na pesquisa, o setor de energia estava representado em iniciativas ecossistêmicas na maioria dos casos. Setores de TIC e tecnologias digitais relacionados à integração de conhecimentos de TIC, como tecnologias de comunicação, inteligência artificial, tecnologias de sensores e soluções de realidade virtual/aumentada foram representadas em segundo lugar, seguidos por setores como saúde, indústrias criativas e culturais, construção, Internet das Coisas e automotivo. O estudo também comparou o tipo de atores incluídos na inovação em função do ecossistema versus o tamanho da cidade:
A Nordic Smart City Network é um exemplo de redes de colaboração urbana interestadual na Europa com objetivos, valores e visão comuns, incluindo atualmente 20 cidades nórdicas, e todas as capitais dos países nórdicos. Durante 2018 – 2020, a rede estabeleceu e executou o projeto Nordic Urban Living Labs combinando os laboratórios e atividades de inovação nos países nórdicos. O projeto também lançou vários projetos colaborativos de aplicativos de cidade inteligente. Em cada um dos projetos, as tecnologias de conectividade tiveram um papel essencial e agora verifica-se o potencial uso do 6G.
O 6G promete trazer uma série de aplicações revolucionárias para cidades inteligentes, aproveitando sua alta velocidade e capacidade de transmissão. Aqui estão algumas das principais aplicações:
Essas aplicações mostram o potencial transformador do 6G para cidades inteligentes, promovendo uma vida urbana mais conectada, eficiente e sustentável. No caso do Brasil, cidades inteligentes necessitam antes de tudo de eleitores inteligentes.
Vox populi, vox Dei
Estamos vendo mais desastres climáticos e fiquei surpreso com o que escutei no elevador em uma conversa entre dois garotos em idade escolar: “ainda bem que a mamãe ensinou como fazer uma chamada de voz com o telefone quando não tem WhatsApp.” Fiquei chocado ao perceber como algumas funcionalidades básicas foram esquecidas, mas que são fundamentais em momentos críticos, quando a infraestrutura apresenta falhas devido a restrições. Em resumo, precisaremos de voz e sistemas de emergência no 6G.
A evolução das telecomunicações móveis trouxe transformações significativas nos serviços de voz, desde os primórdios do 2G até as redes avançadas de 5G. Com a chegada iminente do 6G, as perspectivas de arquitetura prometem mudanças ainda mais revolucionárias. Além disso, é essencial discutir a importância dos serviços de voz nas redes móveis, especialmente em termos de resiliência climática e as possibilidades oferecidas pelas Redes de Telecomunicações Não Terrestres (NTN).
2G: A Digitalização da Voz
O 2G, introduzido nos anos 90, foi um marco na história das telecomunicações, pois trouxe a digitalização do serviço de voz através do GSM (Global System for Mobile Communications). Isso resultou em uma melhoria significativa na qualidade das chamadas e na eficiência espectral, possibilitando a introdução de serviços como SMS.
3G: Voz e Dados
O advento do 3G nos anos 2000 permitiu uma convergência maior entre serviços de voz e dados. Com tecnologias como UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), os usuários puderam experimentar chamadas de voz mais nítidas e rápidas, além de acessar a internet móvel com velocidades superiores.
4G: VoLTE e IP
O 4G trouxe a introdução do LTE (Long-Term Evolution), que revolucionou a forma como as chamadas de voz eram feitas. Com o VoLTE (Voice over LTE), as chamadas passaram a ser transmitidas como pacotes de dados sobre IP (Internet Protocol), resultando em melhor qualidade de áudio, menores tempos de conexão e a capacidade de utilizar dados e voz simultaneamente.
5G: Ultra-Resposta e Baixa Latência
A rede 5G, ainda em implantação global, promete velocidades incrivelmente altas e latências extremamente baixas. No contexto dos serviços de voz, isso significa chamadas de voz e vídeo em alta definição, quase em tempo real, com suporte a novas aplicações como realidade aumentada e realidade virtual.
No 6G, o serviço de voz passará por transformações revolucionárias.
Elevando a comunicação a níveis sem precedentes. Aqui estão alguns aspectos previstos:
Qualidade de Voz
O 6G utilizará tecnologias de compressão avançadas e codecs aprimorados, resultando em uma qualidade de áudio cristalina, que poderá ser comparada à de estúdios de gravação. Isso trará uma experiência de chamada mais natural e imersiva.
Integração Multimodal
A comunicação de voz no 6G será integrada com outras formas de mídia, permitindo transições suaves entre chamadas de voz, vídeo e até holografia em tempo real. Imagine uma conversa que pode facilmente alternar entre áudio, vídeo e hologramas, conforme a necessidade.
Latência Ultra-Baixa
Com a implementação do edge computing e a inteligência artificial, a latência será praticamente eliminada. Isso significa que as chamadas de voz serão praticamente instantâneas, sem atrasos perceptíveis, aprimorando a experiência de comunicação.
Confiabilidade e Resiliência
O 6G estará equipado com mecanismos de redundância avançados, garantindo que as comunicações de voz permaneçam estáveis e disponíveis, mesmo em condições adversas, como desastres naturais. As Redes de Telecomunicações Não Terrestres (NTN) também desempenharão um papel crucial, fornecendo cobertura adicional e redundância, especialmente em áreas remotas e durante emergências.
Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina
A IA será utilizada para melhorar continuamente a qualidade das chamadas, gerenciar tráfego de rede e prever problemas antes que eles ocorram. Isso resultará em uma experiência de usuário muito mais suave e confiável.
Personalização
O 6G permitirá uma personalização extrema das comunicações de voz, adaptando automaticamente a qualidade do serviço com base nas necessidades específicas de cada chamada e usuário. Isso incluirá ajuste automático de banda, qualidade de áudio e até mesmo priorização de chamadas importantes.
Segurança Aprimorada
A segurança será reforçada com criptografia avançada e mecanismos de autenticação mais robustos, protegendo as comunicações contra interceptações e ataques cibernéticos.
Esses avanços farão do 6G não apenas uma evolução do 5G, mas uma transformação completa na maneira como nos comunicamos, tornando as interações de voz mais naturais, integradas e seguras.
Estamos prontos para falar usando 6G?
Eu quero ter um milhão de amigos...
O título de hoje, retirado da música de Roberto Carlos, exprime bem a semana que vivemos durante a Futurecom, um dos eventos mais importantes do setor de telecomunicações. Obviamente, estou longe de ter um milhão de amigos, mas começo a acreditar que para o 6G se tornar realidade, precisaremos de muito mais que um milhão de amigos.
As gerações anteriores, do 2G ao 5G, sempre tiveram como base a liberação de mais espectro, com novas bandas de frequência sendo alocadas para o serviço móvel, o que puxava a instalação de cada vez mais hardware e antenas. Com o 6G, até o momento, a única nova banda de frequência que pode ser usada no Brasil e com possibilidade de harmonização com outras partes do mundo é a banda n104, que opera entre 6425 MHz e 7125 MHz, cuja alocação ainda se encontra em análise pela Anatel.
Muitos podem argumentar que a frequência de 6 GHz traz pouca cobertura, mas devemos olhar para os avanços tecnológicos, entre os quais podemos destacar:
Eficiência do Espectro
A faixa de 6 GHz, combinada com antenas avançadas, permite uma eficiência espectral quatro a cinco vezes maior em comparação com as bandas 5G atuais, levando a um novo nível de serviço.
Reutilização de Infraestrutura
A nova banda permite a reutilização de locais de estações-base 5G existentes, reduzindo significativamente o custo de implantação.
Impulso Tecnológico
O uso de múltiplas antenas trabalhando em conjunto (mMIMO) e algoritmos orientados por IA melhorará ainda mais a capacidade e a cobertura da rede.
Compartilhamento de Espectro
Embora o licenciamento exclusivo seja ideal, o compartilhamento de espectro pode ser necessário em certas regiões, garantindo acesso flexível e rápido à nova banda.
A eficiência espectral pode ser aprimorada com mais TRXs, uso de mMIMO nas estações de rádio base, e mais antenas no equipamento do usuário (UE). Podemos comparar o 3,5 GHz com 192 elementos de antena (AE) e 64 TRX, um equipamento comum nas redes 5G hoje instaladas, com possíveis soluções de acesso com 128 TRX e 384 elementos de antenas para o 6G. Com esse cenário, teríamos uma evolução de 10 bps/Hz para 40 bps/Hz. Simplificando, uma antena de 6G operando com 400 MHz de faixa teria uma capacidade de 16 Gbps. Considerando que o tráfego tem crescido a taxas de 40% ano a ano, parece ser uma boa solução para atender às demandas futuras.
Quanto à cobertura, podemos esperar valores aceitáveis com bom sinal em até 700 metros da antena.
As estações de rádio base contribuem significativamente no CAPEX das prestadoras de telecomunicações (aquisição do local, construção, compra de equipamentos) e nas despesas operacionais (locação do local, energia, transporte de backhaul).
Portanto, o alvo ideal deve ser reutilizar os sites existentes ao máximo e minimizar o número de locais adicionais de estações base. A propagação do sinal é impactada pela frequência de transmissão e o alcance celular fica menor quando o espectro aumenta. A perda no tamanho da célula em um espectro mais alto pode ser parcialmente compensada pelo maior ganho de antena, que é a solução base do 5G com antenas de formação de feixe na banda de 3,5 GHz. Espera-se a mesma evolução no 6G, viabilizando um uso combinado de 5G operando em 3,5 GHz e 6G operando na banda n104.
O movimento descrito acima é a continuidade do modelo que construimos para as redes celulares no século passado, mas acredito que precisaremos mais do que isso para garantir a evolução dos serviços prestados pela rede, vemos as dificuldades que as prestadoras tem hoje para crescer com os serviços voltados para o mercado corporativo e Internet das Coisas, muito devido a inflexibilidade das redes de telecomunicações.
Somente os extremamente sábios e os extremamente estúpidos é que não mudam
A citação de Confucio, titulo de hoje, resume muito bem o que pode ser visto na industria nas duas últimas semanas: pum choque de culturas e filosofias em torno do 6G e comentários contundentes que podemos dissolver as esperanças da disponibilidade da próxima geração móvel em 2030, aliás ponto que na minha humilde opinião é correto.
Em um cenário típico, o mercado decidirá qual delas se tornará a abordagem dominante. No entanto, o mundo das telecomunicações é atípico na medida em que existem gargalos, como os órgãos de padronização, que podem limitar a natureza do mercado, os reguladores trabalhando por um mercado mais competitivo, as operadoras trabalhando para garantir a sua existência e finalmente os usuários sempre havidos por mais serviços mas nem sempre querendo pagar mais.
Mas o ponto chave é que os operadores usam produtos derivados do processo de padrões ou correm o risco de perder os efeitos de rede que a interoperabilidade pode trazer. Isso pode não permanecer o caso por muito tempo.
Revolução na China
Conforme relatado em um comunicado à imprensa, Wen Tong, da Huawei, argumentou a favor de uma abordagem disruptiva para pensar na próxima geração, dizendo que “6G não deve ser outra maneira de implementar o 5G. Em vez disso, o 6G deve abraçar a revolução da IA com um salto quântico e gerar novos valores para os consumidores. Dessa forma, os padrões 3GPP podem realmente realizar a visão 6G e criar maior valor para toda a indústria.” A Huawei argumenta aqui que a reutilização da rede principal 5G dificultará a inovação em IA.
“As tecnologias 6G não devem se sobrepor ao 5G em tecnologias e espaço de mercado. As especificações, tecnologias e arquitetura do 6G devem ser baseadas nos cenários e requisitos de 2030 a 2040. Devemos nos concentrar na verdadeira ruptura da tecnologia geracional, abraçar as novas oportunidades trazidas pela IA, expandir a indústria móvel na próxima geração.”
Esta é uma posição compreensível para um fornecedor de rede de telecomunicações. Embora esteja, de certa forma, defendendo mudanças radicais em um nível tecnológico, está dentro de processos bem estabelecidos, onde empresas muito grandes tendem a ter uma quantidade desproporcional de influência.
No entanto, não combina bem com outras conversas que estão ocorrendo em toda a indústria. Por exemplo, no extremo oposto do espectro, principalmente as empresas fixas que concentram os investimentos em fibra óptica que vislumbram no 6G como uma ótima solução de última milha, baseado muito na explosão do Fixed Wired Access (FWA).
O clima em outros lugares tende a se concentrar muito mais de perto na adaptação dos processos de desenvolvimento existentes para se tornarem mais incrementais e mais orientados para o mercado em contra ponto de que o 6G não pode ser outra atualização massiva de hardware.
3GPP Quo vadis?
Explorar o potencial do software fora do processo 3GPP, depois do sucesso do Open Gateway com suas APIs, promovido em muito pela GSMA, começa a virar um tema recorrente, as APIs podem desempenhar uma reinvenção dos jogadores de telecomunicações como provedores de recursos de plataforma, uma mudança que faria parte de uma transição da era 5G para o 6G. Isso exigirá, no entanto, habilitar um ecossistema de usuários e desenvolvedores em torno da própria plataforma, algo que as empresas de telecomunicações tiveram dificuldade em fazer no passado e que exigiria uma mudança de mentalidade sobre o valor que eles entregam, mas que os donos dos sistemas operacionais dos smartphones sabem fazer muito bem, temos que lembrar que a lojas de aplicativos começaram com o 3G!
Esse apetite por uma abordagem diferente veio alto e claro, refletido na pesquisa do setor publicada pela 6GWorld e pelo autor Ken Figueredo de More With Mobile, que foi uma exploração de “Making 6G Profitable”. Com contribuições de uma ampla gama de especialistas seniores, incluindo operadores em vários continentes, destaca que há um claro desejo de uma mudança na forma como as coisas são feitas.
O mercado vê claramente a necessidade de mudanças drásticas; parte disso precisará ser dentro das grandes empresas que dominaram os padrões no passado. Tem sido um ganso de ouro para alguns, mas a menos que atenda às necessidades da indústria hoje e amanhã, pode ficar de lado.
Definir o momento da mudança é muito dificil.
Um plano razoável executado hoje é melhor que um plano perfeito que sempre fica para a semana que vem
Começamos hoje com essa citação do General Patton que mostra muito bem de como os Estados Unidos estão trabalhando para o futuro, com vários planos que parecem estar focados em manter a soberania na inovação tecnológica aproveitando o tamanho de mercado interno e a capacidade de inovação.
O futuro do 6G nos Estados Unidos começa com FUTURE.
O Future Uses of Technology Upholding Reliable and Enhanced (FUTURE) Networks Act é uma iniciativa do governo norte-americano que visa explorar e desenvolver a próxima geração de tecnologias de rede, especificamente a tecnologia de sexta geração (6G). Este ato foi introduzido como o projeto de lei H.R. 4045 e tem como objetivo principal garantir que os Estados Unidos permaneçam na vanguarda da inovação tecnológica em redes de comunicação.
Objetivos do FUTURE Networks Act
Atividades da Força-TarefaA força-tarefa 6G, estabelecida pelo FUTURE Networks Act, tem várias responsabilidades e atividades importantes:
Investimentos em Banda Larga
Além do FUTURE Networks Act, o governo dos EUA está fazendo investimentos significativos na infraestrutura de banda larga. O pacote de infraestrutura de US$ 1,2 trilhão sancionado pelo presidente Joe Biden inclui um investimento de US$ 65 bilhões para melhorar a infraestrutura de banda larga do país. Este investimento visa expandir o acesso à internet de alta velocidade, especialmente em áreas rurais e desatendidas, garantindo que mais americanos possam se beneficiar da conectividade digital.
Investimentos na Indústria de Chipsets
A indústria de semicondutores também está recebendo atenção significativa. A Intel, por exemplo, anunciou um investimento de US$ 20 bilhões na construção de duas novas fábricas de semicondutores no Arizona. Além disso, o governo dos EUA está investindo US$ 52 bilhões para fortalecer a fabricação de semicondutores no país. Esses investimentos são cruciais para garantir a segurança da cadeia de suprimentos e reduzir a dependência de fornecedores estrangeiros. Importância EstratégicaO FUTURE Networks Act, juntamente com os investimentos em banda larga e na indústria de chipsets, tem uma importância estratégica significativa:
O FUTURE Networks Act, juntamente com os investimentos em banda larga e na indústria de chipsets, representa um esforço abrangente para posicionar os Estados Unidos na vanguarda da inovação tecnológica. Através da criação de uma força-tarefa dedicada e de investimentos significativos em infraestrutura e fabricação, o governo norte-americano está se preparando para um futuro onde a conectividade e a tecnologia serão ainda mais cruciais para o progresso econômico e social.
Agora fica a pergunta: onde está o nosso FUTURO? E a resposta talvez comece por escutar mais a citação do General Patton.
Se fosse deixado a mim decidir se deveríamos ter um governo sem jornais ou jornais sem um governo, eu não hesitaria um momento em preferir o último
A frase de Thomas Jefferson, titulo de hoje, toma nova relevância dia a dia, e claro que os jornais hoje tem nova forma desde os tradicionais e as redes sociais de hoje, onde o caderno de empregos foi substituído pelo LinkedIn, a coluna social pelo Instagram, etc A evolução das redes sociais até 2030, especialmente com a chegada do 6G, promete transformar profundamente a maneira como nos conectamos e interagimos online, o que podemos esperar:
A evolução das redes sociais até 2030 será marcada por avanços tecnológicos significativos, impulsionados pela chegada do 6G. Essas mudanças transformarão a maneira como nos conectamos, interagimos e compartilhamos nossas vidas online, trazendo tanto oportunidades quanto desafios. Será um período emocionante de inovação e adaptação, onde a tecnologia continuará a moldar nossas experiências sociais de maneiras profundas e inesperadas.
Se você quiser descobrir os segredos do universo, pense em termos de energia, frequência e vibração
O pensamento de Tesla, titulo de hoje, explica a motivação das discussões atuais da indústria que indicam que o 6G será uma evolução do 5G, em vez de uma rede completamente nova com tecnologias, aplicativos e casos de uso inéditos.
Isso traz várias implicações:
Continuidade Tecnológica: O 6G provavelmente não introduzirá novas interfaces aéreas, utilizando tecnologias como a Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM) e o Múltiplo Entrada Múltiplo Saída Massivo (mMIMO), já presentes no 5G. Embora haja discussões no 3GPP sobre novas interfaces aéreas, o 6G deverá se basear principalmente nas tecnologias do 5G.
Arquitetura Baseada em Serviços (SBA): O 6G será alimentado pela SBA introduzida no 5G, com várias melhorias.
Novos Casos de Uso: O 6G está sendo posicionado para habilitar casos de uso que o 5G não conseguiu devido a barreiras comerciais, técnicas e de mercado.
Foco em Sustentabilidade e Valor: Diferente das gerações anteriores, o 6G se concentrará mais na sustentabilidade e na criação de valor, além do desempenho tecnológico. Conceitos Ambiciosos do 6G As discussões sobre o 6G incluem várias novas tecnologias que ainda não foram implementadas comercialmente ou discutidas no contexto de redes celulares. Algumas dessas inovações estão sendo exploradas no 5G-Advanced (5G-A), estabelecendo as bases para o 6G, incluindo:
Detecção e Comunicações Integradas (ISAC): Este conceito funde operações de rede móvel com detecção semelhante a radar, utilizando o espectro móvel existente para ambas as funções. Já implementado em versões não padronizadas na China, o ISAC ainda precisa ser padronizado em áreas como integração de comunicação e detecção, processamento e algoritmos, além de oportunidades de monetização para operadores.
Inteligência Artificial Nativa (IA): A IA permitirá que as redes sejam totalmente automatizadas e capazes de reagir a qualquer ameaça ou condição, essencial para reduzir custos, simplificar o gerenciamento, diminuir emissões de carbono e melhorar a experiência do usuário. O 3GPP está avançando com várias iniciativas de IA/Aprendizagem de Máquina (ML) em grupos de trabalho de Acesso de Rádio (RAN) e sistema, incluindo desenvolvimento de modelos, melhorias no sistema 5G, otimização da interface aérea e gerenciamento de rede.
Conectividade Onipresente: Este conceito visa fornecer cobertura celular em ambientes urbanos e rurais, tanto internos quanto externos. Com base na integração do 5G-A com Redes Não Terrestres (NTNs), como constelações de satélites, os avanços comerciais agora permitem que constelações de satélites em órbita baixa (LEO) se conectem diretamente com smartphones. O 6G planeja evoluir para uma “rede de redes”, fundindo diversas tecnologias de acesso como satélite, celular e Wi-Fi para fornecer conectividade consistente para todos os usuários.
Lições dos Desafios e Passos em Falso do 5G
Cinco anos após seu lançamento, com 2,17 bilhão de assinantes, o 5G é considerado um sucesso. No entanto, mais de 95% da receita de serviços das operadoras móveis ainda vem de serviços ao consumidor, com contribuições empresariais permanecendo mínimas. A principal razão é o foco de longa data no mercado consumidor, vendendo serviços padronizados para uma grande base de clientes através do modelo de cartão SIM. O setor empresarial, em contraste, é altamente especializado e fragmentado, exigindo expertise e recursos específicos que as operadoras têm lutado para desenvolver devido aos riscos associados, requisitos de capital e aprovações dos acionistas.
Por exemplo, a implantação do 5G nas linhas de produção exige uma compreensão profunda dos desafios únicos da indústria.
Além disso, as primeiras redes 5G foram projetadas principalmente para aplicativos de consumo, utilizando acesso não autônomo (NSA), o que complicou a transição para o 5G Standalone (SA) e 5G-A, mais adequados para as necessidades empresariais.
O sucesso inicial do NSA, que permitiu às redes 5G aproveitarem a infraestrutura 4G existente para agilizar a implantação, tornou os operadores hesitantes em investir no SA. Durante uma atualização, o SA exige capital e esforço significativos para integração. Um ambiente econômico desafiador diminuiu ainda mais o entusiasmo pelo SA, com a falta de demanda empresarial paralisando seu lançamento. Essa situação criou um ciclo de implantação limitada do SA, visto principalmente em mercados desenvolvidos e realizado por meio de atualizações incrementais.
Além disso, redes celulares privadas, vistas como uma oportunidade significativa para negócios e aplicações de missão crítica, têm lutado para ganhar tração devido à diversidade e especificidade das necessidades empresariais, um desafio que o setor de telecomunicações ainda precisa enfrentar de forma eficaz. Apesar desses contratempos, a indústria está se preparando para o 6G, que poderia desbloquear um novo potencial tanto nos mercados de consumo quanto nos empresariais.
Todos esses desafios e melhorias do 5G tornaram a indústria muito consciente das armadilhas de colocar novas tecnologias no mercado, especialmente se não vierem com um claro modelo de negócios e comercial. É por isso que o 6G será desenvolvido com cautela e será impulsionado pela criação de valor, mais do que apenas visando melhorias de desempenho. No entanto, um novo tipo de discussão está ocorrendo agora, uma que visa que as redes 6G sejam resilientes em muitos domínios para garantir uma operação consistente e ininterrupta.
Definindo a Resiliência no Contexto de Redes 6G
A resiliência no contexto das comunicações móveis pode ser definida como a capacidade de fornecer qualidade de comunicação adequada diante de desafios adversos, incluindo desastres naturais, falhas de hardware, ataques cibernéticos e aumento da demanda devido a eventos não planejados.
Existem várias maneiras pelas quais a resiliência pode ser alcançada, e foi alcançada, até certo ponto, com as redes celulares atuais:
Redundância: Várias partes da rede são redundantes, especialmente na rede principal e no plano de controle. Os sistemas de energia que alimentam as redes celulares quase sempre têm redundância, mesmo em locais celulares. No entanto, as redes de hoje têm vários pontos de falha, sendo o mais importante a última milha, que, se interrompida, interromperá completamente todos os serviços para usuários finais ou dispositivos.
Escalabilidade: As redes celulares precisam ser escaláveis e aumentar ou reduzir seus recursos quando necessário, de maneira econômica, rápida e eficiente. Isso é verdade até certo ponto hoje, mas os operadores de rede confiam completamente em seus fornecedores e parceiros. Se um deles for adquirido, enfrentar dificuldades financeiras ou restrições na cadeia de suprimentos, a escalabilidade da rede está em risco. Isso levanta a questão da resiliência da cadeia de suprimentos, o que permitirá aos operadores trocar fornecedores sem problemas de compatibilidade ou interoperabilidade.
Robustez: Embora muitas partes da rede sejam redundantes, a própria rede precisa ser projetada em nível de operadora porque, em alguns casos, permite serviços de emergência e outros recursos críticos. O design das redes celulares é reforçado em domínios físicos e virtuais com failover e outros mecanismos de segurança embutidos. No entanto, mesmo as redes mais avançadas falharão se um evento significativo ocorrer, como ilustrado em muitas falhas de rede devido a tempestades de sinalização, ataques cibernéticos, erro humano, erros de configuração e muitos outros problemas.
RESILIÊNCIA TECNOLÓGICA
As redes celulares são robustas e projetadas para operar com uma garantia de tempo de atividade de 99,999%. O que significa que eles só podem ficar inoperáveis por 6 minutos todos os anos. Mas para garantir que eles sejam resilientes diante de desastres naturais, problemas de cobertura, interferência estrangeira e outros desafios, exigirão atualizações significativas.
O 6G visa abordar esses domínios, com várias discussões em vigor sobre P&D nacional. Naturalmente, os operadores que implantarão essas redes 6G resilientes necessitarão de estratégias claras de ROI, mas uma rede totalmente resiliente pode precisar ser às custas de sustentabilidade e despesas gerais de capital da rede (CAPEX), algo que os operadores podem não estar pronto para discutir, especialmente no ambiente financeiro atual. Isso significa que as discussões para essas redes ainda estão em um estágio muito inicial.
Não é a força, mas a constância dos bons resultados que conduz os homens à felicidade
O pensamento de Nietzsche, título de hoje, pode exemplificar bem o momento que estamos passando em telecomunicações.
Acabei de ler “The 5G Myth: When Vision Decoupled from Reality” de William Webb, um livro de 2016 que questiona a visão otimista sobre o 5G. William Webb argumenta que a visão do 5G é falha por várias razões:
O autor sugere uma visão alternativa, onde a indústria se concentra em fornecer conectividade consistente em todos os lugares, em vez de velocidades extremamente rápidas em centros urbanos. Ele também prevê que o crescimento das necessidades de dados móveis se estabilizará por volta de 2027.
Como já compartilhamos aqui, as previsões indicam que o famoso indicador de CAPEX/RECEITAS vai estabilizar em 10% nos próximos anos, o que muda a perspectiva da indústria completamente. O sinal de alerta que chamou a atenção das pessoas foram os números revisados no último relatório de mobilidade da Ericsson. Os autores reduziram as cifras de tráfego de dados móveis para o segundo semestre de 2023, mas declararam que a perspectiva de crescimento permaneceu praticamente inalterada. William Webb é um dos que criticaram os autores do relatório por esse salto na lógica. “Se números mais baixos estão sendo relatados para 2023... então por que a taxa de crescimento do tráfego prevista deveria permanecer a mesma?” ele postou no LinkedIn. Ele denuncia a previsão como “uma bagunça”, apontando que o relatório, sem qualquer explicação, de alguma forma introduziu um salto de 10% no crescimento de 2023-24 para alinhar sua nova previsão com a antiga.
Olhando especificamente para o Brasil, vemos um crescimento do tráfego de internet móvel em 34,5% entre junho de 2023 e junho de 2024, ou seja, abaixo da constante de dobrar a cada dois anos. Estamos entrando mesmo em uma nova realidade? Se olharmos para a internet fixa, vemos um crescimento de 32,3%. O impacto da adoção de ferramentas de Inteligência Artificial ainda não aconteceu.
Se a demanda não se recuperar, os menores custos unitários resultantes do excesso de investimento em capacidade resultarão em uma maior deflação das margens e da lucratividade, restando como opção investimento em fusões e aquisições, em outros negócios de infraestrutura adjacentes ou em alguns segmentos B2B não relacionados à conectividade.
Enquanto isso, o processo do 6G continua avançando. O argumento para o 6G é praticamente o mesmo que para o 5G: mais dados, mais capacidade, maior eficiência e uma série de novas tecnologias que podem possibilitar novos casos de uso. Como as operadoras de telecomunicações praticamente esgotaram seu negócio principal de conectividade e não têm visibilidade sobre um retorno ao crescimento das margens, quantas têm apetite ou capacidade para mais um ciclo de grandes investimentos em capex?
Isso nos deixa na curiosa situação de governos e fornecedores impulsionando o 6G a toda velocidade, enquanto aqueles que pagam a conta só querem sair dessa.
Seguindo a Luz do Sol, deixamos o velho mundo para trás
Será que essa citação atribuída a Cristóvão Colombo serviu de inspiração para Gladys Mae West? Gladys Mae West, nascida Gladys Mae Brown, hoje com 93 anos, é uma matemática norte-americana que criou a base do GPS. Ao longo de sua vida, ela demonstrou uma resiliência impressionante, desde sua infância como filha de trabalhadores rurais até os dias atuais.
A tecnologia de localização evoluiu significativamente desde as primeiras pesquisas de Gladys Mae West até as perspectivas futuras com a chegada do 6G. Este artigo explora essa jornada, destacando os principais marcos e inovações ao longo do caminho, com um foco especial na precisão de cada geração.
O conceito de localização começou a ganhar forma com o desenvolvimento do Sistema de Posicionamento Global (GPS) nos anos 1970. Inicialmente criado para fins militares, o GPS logo se expandiu para uso civil, revolucionando a navegação e a localização geográfica. O GPS utiliza uma rede de satélites que transmitem sinais para receptores na Terra, permitindo calcular a posição com uma precisão de cerca de 10 metros em condições ideais.
Com a chegada do 4G, a tecnologia de localização se tornou ainda mais precisa e acessível. A integração de tecnologias como Wi-Fi, Bluetooth e sensores inerciais permitiu melhorar a precisão em ambientes urbanos e internos, onde o sinal de GPS pode ser fraco. A precisão da localização com o 4G pode variar de 5 a 10 metros em áreas urbanas densas, graças à combinação de múltiplas fontes de dados.
O 5G trouxe avanços significativos em termos de latência e capacidade de rede. Com velocidades de até 10 Gbps e latências inferiores a 1 milissegundo, o 5G possibilitou novas aplicações de localização, como veículos autônomos, drones e Internet das Coisas (IoT). A precisão da localização com o 5G pode alcançar até 1 metro em ambientes externos, utilizando uma combinação de GPS, Wi-Fi, Bluetooth e redes celulares.
O 6G promete levar a tecnologia de localização a um novo patamar. Com velocidades de até 1 Tbps e latências na ordem de microssegundos, o 6G permitirá uma integração ainda mais profunda entre o mundo físico e digital. Algumas das principais inovações, na perspectiva de localização, esperadas incluem:
As inovações trazidas pelo 6G abrirão portas para uma vasta gama de novas aplicações. Algumas das áreas que mais se beneficiarão de mais precisão na localização incluem:
Apesar das promessas do 6G, existem desafios significativos a serem superados. A implementação de uma rede tão avançada exigirá investimentos substanciais em infraestrutura e pesquisa. Além disso, questões de segurança e privacidade serão cruciais, uma vez que a ubiquidade da localização pode levar a preocupações sobre vigilância e uso indevido de dados.
Outro desafio será a interoperabilidade entre diferentes tecnologias de localização. A integração de múltiplas fontes de dados, como satélites, redes celulares e sensores locais, exigirá padrões e protocolos robustos para garantir a precisão e a confiabilidade das informações de localização.
A evolução da tecnologia de localização, desde as primeiras pesquisas até as perspectivas com o 6G, é um testemunho do rápido avanço tecnológico. Com cada nova geração, a localização se torna mais precisa, acessível e integrada ao nosso cotidiano. As inovações esperadas com o 6G prometem transformar ainda mais a forma como interagimos com o mundo ao nosso redor, trazendo benefícios significativos para diversas áreas, desde a navegação até a realidade aumentada.
O futuro da localização com o 6G é promissor, mas também repleto de desafios. A colaboração entre pesquisadores, empresas e governos será essencial para superar esses obstáculos e realizar todo o potencial dessa tecnologia revolucionária. Essa colaboração já começa a se materializar no release 19 do 3GPP. Como Colombo disse, vamos deixar o velho mundo para trás.
PS.: Ontem o sistema de GPS do Aeroporto de Guarulhos sofreu interferências e vários voos foram cancelados, escrevi o artigo antes do evento.
“Comece fazendo o necessário, depois o que é possível, e de repente você estará fazendo o impossível”
A frase de São Francisco de Assis, inspiração para o que pode ocorrer rapidamente no 6G o uso de full duplex.
Hoje no 5G usamos o FDD e o TDD mas qual a vantagem do uso de Full Duplex (FD)?
Para responder a essa pergunta vamos comparar as 3 possibilidades:
FDD (Frequency Division Duplex)
TDD (Time Division Duplex)
FD (Full Duplex)
A transição futura das redes com o uso de FD pode ser um novo marco para as telecomunicações celulares, com um aumento de capacidade e possibilidade de uso em todas as aplicações, mas o uso de full duplex (FD) no 5G e 6G apresenta vários desafios técnicos, mas também há muitas pesquisas em andamento para superá-los, entre os quais destacamos 3 principais:
1. Auto-interferência (Self-Interference, SI):
Descrição: A auto-interferência ocorre quando o sinal transmitido interfere com o sinal recebido, já que ambos estão na mesma frequência. A potência do sinal interferente pode ser até 90-110 dB maior que o sinal útil recebido. Solução: Técnicas avançadas de cancelamento de interferência (SIC) são necessárias para mitigar essa interferência a níveis próximos ao ruído de fundo.
2. Interferência entre links cruzados (Cross-Link Interference, CLI):
Descrição: Em redes multi-células, a interferência entre links cruzados pode degradar o desempenho, especialmente em cenários de tráfego assimétrico.
Solução: A configuração adequada das antenas e o uso de antenas direcionais podem ajudar a suprimir essa interferência.
3. Complexidade de Implementação:
Descrição: A implementação de FD requer hardware e algoritmos sofisticados, aumentando a complexidade e o custo dos dispositivos.
Solução: Pesquisas estão focadas em desenvolver receptores avançados e técnicas de processamento de sinal que possam ser integradas de forma eficiente. Mas o principal de tudo é que a Coreia do Sul está tomando a liderança com a KT e LG Electronics colaborando em pesquisas para desenvolver tecnologias de full duplex para o 6G, focando em aumentar a eficiência espectral e reduzir a latência.
Aplicando a frase de São Francisco de Assis, começamos fazendo o necessário com o FDD, depois o possível com o TDD e agora o impossível com FD.
A educação não é só aprender fatos, mas a formação da mente para pensar
A frase de Albert Einstein do titulo de hoje, é uma boa conexão de como o 6G promete revolucionar a maneira como as indústrias operam, tornando-as mais conectadas, eficientes e inovadoras, desde o Agro até a Aeroespacial.
Quando falamos de uma nova fronteira do conhecimento temos um bom conjunto de fatos mas sem duvida temos que pensar muito no que será criado e principalmente quando falamos de Competências Técnicas Necessárias para o 6G em Redes Industriais.
Algumas dessas competencias, fatos, são:
1. Inteligência Artificial (IA) Avançada: fundamental para a Manutenção Preditiva e Manutenção prescrita, onde Algoritmos de IA podem prever falhas em máquinas e equipamentos, reduzindo o tempo de inatividade ou replanejar volumes de produção dinamicamente, associados a sistemas que utilizam IA para otimizar processos de produção e logística.
2. Comunicações e Sensoriamento Integrados (ISAC): com tecnologias para monitoramento em tempo real de condições ambientais e operacionais dentro das fábricas associados a sistemas de sensoriamento que garantem a qualidade dos produtos durante a fabricação.
3. Tecnologias de Comunicação: Implementação de redes privadas para garantir alta velocidade e baixa latência em ambientes industriais com conexão de máquinas e dispositivos para coleta e análise de dados em tempo real.
4. Segurança e Privacidade: Proteção contra ataques cibernéticos que podem comprometer a produção combinados com a garantia de que os dados sensíveis das operações industriais sejam protegidos.
O Brasil tem avançado na implementação de redes industriais inteligentes, com iniciativas como a Indústria 4.0 e a adoção de tecnologias de IIoT. Instituições como o SENAI têm desempenhado um papel crucial na capacitação de profissionais e no desenvolvimento de soluções tecnológicas para o setor industrial.
Para que o Brasil possa desenvolver essas competências em um curto período de tempo, especialmente no contexto de redes industriais, algumas ações são essenciais:
1. Investimento em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) com o Apoio Governamental e Privado através deIncentivos fiscais e subsídios para projetos de P&D focados em redes industriais promovendo parcerias entre Universidades e Centros de Pesquisa para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras.
2. Programas de capacitação em IA, IIoT e outras tecnologias emergentes aplicadas à indústria e políticas para evitar a fuga de cérebros e atrair profissionais qualificados.
3. Infraestrutura Tecnológica atravésLaboratórios e Centros de Pesquisa equipados com tecnologia de ponta para desenvolvimento e teste de soluções industriais com ambientes industriais simulados para testar e validar novas tecnologias.
4. Regulamentação e Padrões com a Definição de Normas através da participação ativa em órgãos de padronização internacionais para garantir a compatibilidade e segurança das redes industriais, a através de políticas de Incentivo que facilitem a adoção de novas tecnologias nas indústrias.
5. inovação e Empreendedorismo com incentivos para startups que desenvolvem soluções inovadoras para redes industriais para a criação de hubs de inovação e incubadoras para fomentar o desenvolvimento de novas tecnologias.
Com essas ações, acreditamos que o Brasil pode se posicionar como um líder no desenvolvimento e implementação de redes industriais inteligentes, aproveitando ao máximo as oportunidades oferecidas pela IA e ISAC no contexto do 6G
Citius, Altius, Fortius 6G
Nos últimos anos, grandes eventos esportivos têm sido palco para a estreia das novas tecnologias de redes móveis. Um exemplo notável foi durante os Jogos Olímpicos de Inverno em Pyeongchang, na Coreia do Sul, em 2018, onde o 5G foi utilizado de maneira intensiva. Além disso, em 2014, a tecnologia 4G desempenhou um papel fundamental nos estádios durante a Copa do Mundo de Futebol no Brasil, sendo apelidada por alguns técnicos como a "Copa dos Selfies".
Agora, com a Olimpíada de Verão em andamento na França, o 5G Advanced é a base da conectividade. Uma robusta rede de fibra e 5G, com velocidades de até 100 Gbps, foi construída para suportar 878 eventos esportivos em 120 locais de competição. Além disso, áreas de suporte abrigarão quinze mil atletas, administradores, parceiros de mídia e cerca de 4 bilhões de espectadores que acompanharão as Olimpíadas e Paralimpíadas remotamente.
Durante a cerimônia de abertura, as câmeras dos smartphones fornecerão imagens ao vivo dos muitos barcos no rio Sena, aproveitando a rede 5G privada instalada para o evento. Tecnologia de câmera semelhante também será usada nos capacetes dos atletas, permitindo que o público global acompanhe a ação, mesmo em esportes como kitesurf.
O aplicativo oficial para espectadores se beneficiará da conectividade 5G, oferecendo:
Além do ambiente 5G, pela primeira vez na história dos Jogos Olímpicos, haverá um serviço 4G push-to-talk para comunicação segura e privada por voz e vídeo entre equipes organizacionais, de emergência e de segurança.
Algumas inovações menos conhecidas também merecem destaque:
Curiosamente, não há menção ao Wi-Fi para o público em geral, pois todos os principais locais, incluindo o Stade de France, contarão com uma rede 5G avançada com alocação dinâmica de espectro.
Quanto ao 6G, é provável que seja lançado nas Olimpíadas de Verão de 2028 em Los Angeles. O que podemos esperar? Uma nova era de streaming de ultra-alta definição e experiências imersivas de realidade aumentada e virtual. Isso melhorará significativamente as transmissões esportivas, oferecendo experiências mais interativas e realistas.
O uso de Detecção e Comunicação Integradas 6G (ISAC - Integrated Sensing and Communications) possibilitará aplicações como comunicação assistida por visão, localização cooperativa e mapeamento simultâneo de rádio (SLAM). Imagine detecção de impedimentos no futebol ou identificação precisa de bolas fora no tênis, tudo com maior precisão do que as linhas de câmeras usadas atualmente.
No entanto, um tema parece certo: o 6G em Los Angeles, em 2028, será implementado por meio de uma rede privativa, assim como ocorre em Paris 2024 para suportar as operações relacionadas aos Jogos Olímpicos.
6G das Arábias
A Autoridade Reguladora de Telecomunicações e Digital (TDRA) e a Universidade Khalifa dos Emirados Árabes Unidos publicaram no começo de julho o roadmap para a conectividade 6G. Os Emirados Árabes Unidos não estão apenas acompanhando os avanços tecnológicos globais, mas estão na vanguarda, impulsionando a inovação e estabelecendo metas ambiciosas para a próxima geração de comunicação sem fio. Este artigo se aprofunda na visão estratégica dos Emirados Árabes Unidos para a conectividade 6G, explorando projetos-chave, jogadores influentes e o roteiro do país para se tornar um centro de inovação 6G.
A Fundação 5G e o Salto para o 6G
A jornada dos Emirados Árabes Unidos em direção ao 6G começou com seus esforços pioneiros em 5G. Em 2016, a Autoridade Reguladora de Telecomunicações e Digital (TDRA) lançou um projeto abrangente de 5G, estabelecendo comitês focados em espectro, rede e verticais. Em 2018, os Emirados Árabes Unidos lançaram com sucesso uma rede 5G comercial, tornando-se um dos primeiros países globalmente a alcançar esse marco. Essa robusta infraestrutura 5G lançou as bases para os ambiciosos planos 6G dos Emirados Árabes Unidos, que visam atender às crescentes demandas por taxas de dados mais altas, menor latência e maior conectividade.
A Visão Estratégica para 6G
A visão dos Emirados Árabes Unidos para o 6G é multifacetada, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida, promover pesquisa e desenvolvimento, manter um papel de destaque na padronização global e liderar o Oriente Médio na inovação 6G. Aqui estão os objetivos estratégicos:
Principais Jogadores e Projetos
Vários players e projetos-chave estão impulsionando as ambições 6G dos Emirados Árabes Unidos:
Potenciais Ensaios ao Vivo Levando ao 6G
Os Emirados Árabes Unidos estão se envolvendo ativamente em vários potenciais testes ao vivo para pavimentar o caminho para a tecnologia 6G. Esses testes são cruciais para entender e implementar a próxima geração de conectividade:
O 6G não apenas aumentará as capacidades de comunicação, mas também permitirá uma nova era de conectividade inteligente. A integração de IA, computação de ponta e tecnologias avançadas de detecção revolucionará a forma como interagimos com o mundo digital, proporcionando oportunidades sem precedentes de inovação e desenvolvimento.
Os Emirados Árabes Unidos nos mostram como criar um plano de trabalho consistente e claro de como planejar uma infraestrutura robusta de telecomunicações focada no desenvolvimento do país. Isso seria uma boa base para a criação de um planejamento semelhante no Brasil.
"O êxito consiste em poder ir de fracasso em fracasso sem perder entusiasmo.” - Sir Winston Churchill
O título de hoje representa muito bem a nossa jornada até o 6G. A cada "G", trazemos algo novo que se concretiza na próxima geração.
No início da minha carreira profissional, o planejamento de redes era complexo. Lidávamos com matrizes de tráfego, tráfego de transbordo, acessibilidade de matrizes de comutação, tempos de espera e outros desafios. Mesmo sem ferramentas de computador, conseguíamos enfrentar essas dificuldades com papel, calculadora, paciência e cérebro. Hoje, dada a complexidade das redes, é quase impossível realizar um planejamento sem ajuda computacional. Para o 6G, acredito que o planejamento e a operação da rede exigirão gêmeos digitais e um bom suporte de inteligência artificial.
Com a desagregação das redes 5G e a RAN (Rede de Acesso por Rádio) mais centrada no software, o fluxo de trabalho de integração contínua e implantação contínua tornou-se uma realidade para operadores e integradores que gerenciam redes. Os gêmeos digitais permitem vincular medições físicas da RAN a aplicativos de rede de camada superior e testar novos recursos em ambientes de software antes de implementá-los ao vivo.
Os gêmeos digitais de rede também permitem a integração de modelos existentes ou outros gêmeos digitais em um sistema, permitindo testes sem a necessidade de caros testes de campo. Por exemplo, é possível modelar uma rede existente com diferentes condições de canal com base em uma nova implantação ou integrar estações base não terrestres para fornecer cobertura em áreas de difícil acesso. Os modelos de cobertura podem ser simulados para fins de planejamento, e esses modelos continuam a evoluir à medida que a cobertura é implantada e os resultados dos testes retornam do campo.
Além disso, os gêmeos digitais de rede são valiosos para avaliar o desempenho de circuitos. Avaliar um circuito gêmeo digital em um modelo de rede maior nos ajuda a entender o impacto de atualizações em toda a implantação. Também são úteis para avaliar ameaças cibernéticas, simulando ataques e coletando feedback sobre o comportamento real da rede. Esses dados são valiosos para fortalecer a segurança cibernética.
No contexto do 6G, redes abertas, escaláveis e virtuais trabalharão juntas. Para resolver os desafios de cobertura e oferecer altas taxas de dados, novas topologias de rede devem ser consideradas. Embora as arquiteturas RAN centradas em software do 5G facilitem a implantação, ainda há desafios em áreas rurais e remotas.
Redes não terrestres, que cobrem várias altitudes e regiões, podem ser uma solução para levar conectividade 6G a todas as partes do mundo. No entanto, essas novas arquiteturas também apresentam vulnerabilidades que precisam ser protegidas contra ameaças digitais. A segurança cibernética será fundamental para manter o serviço e garantir a integridade dos dados nas redes do futuro.
Nos últimos anos, a O-RAN Alliance acelerou a tendência em direção a arquiteturas RAN virtuais, criando interfaces bem definidas e abertas entre cada elemento RAN. Esse processo permite que um provedor de rede escolha diferentes fornecedores de equipamentos para os diversos elementos da rede. A arquitetura proposta pela O-RAN Alliance transfere parte do processamento da camada física da Unidade de Rádio (RU) para a Unidade de Distribuição (DU).
A O-RAN Alliance também promove a incorporação de Inteligência Artificial (IA) e Aprendizado de Máquina (ML) à RAN por meio de um Controlador Inteligente de RAN (RIC). O RIC consiste em componentes em tempo real e não em tempo real, servindo como uma plataforma de hospedagem que executa serviços para orquestração, otimização, automação e gerenciamento. Qualquer pessoa pode criar aplicativos que são executados no RIC, chamados xApps e rApps. O RIC e seus xApps e rApps são locais ideais para a IA e o ML em uma rede sem fio, e o desenvolvimento nessa área está em andamento.
A tendência de descentralização e virtualização de grandes partes da RAN continuará no 6G, baseando-se nos conceitos introduzidos no 5G e no movimento Open RAN. Independentemente da abordagem escolhida, seja com um único fornecedor ou vários fornecedores, otimizar o desempenho geral da rede pode ser mais desafiador ao usar hardware de múltiplos fornecedores em vez de um único fornecedor. No entanto, a capacidade de escolher entre diferentes fornecedores ajuda a reduzir os custos de equipamento.
A funcionalidade de virtualização também persistirá no 6G. Servidores prontos para uso podem ser menos dispendiosos de implantar do que hardware dedicado para fins específicos. Às vezes, os operadores podem migrar a funcionalidade da RAN para a nuvem, eliminando completamente a necessidade de hardware dedicado. À medida que mais funcionalidades da RAN se tornam virtualizadas, surgem mais oportunidades para incorporar inteligência artificial às redes sem fio. Atualmente, o RIC é um dos primeiros locais onde a IA está sendo adicionada à rede. No 6G, é provável que a IA esteja presente em todas as partes da RAN.
O texto de hoje deixa algumas reflexões de como podemos ter uma inserção mais significativa do Brasil no ecossistema do 6G.
“Espaço: a fronteira final"
A frase do titulo de hoje extraída do seriado Jornada nas Estrelas, mostra a direção da evolução das redes móveis: a integração das redes terrestres (TN - Terrestreal Networks) e redes não-terrestres (NTN - Non Terrestrial Networks) e parte da iniciativa de diversos governos, tais como a União Europeia através do SNS JU.
O Smart Networks and Services Joint Undertaking (SNS JU) é uma iniciativa europeia que visa garantir a liderança industrial da Europa em 5G e 6G. Estabelecido em novembro de 2021 pelo Regulamento do Conselho 2021/2085, o SNS JU é uma entidade legal e de financiamento, parte das 10 Parcerias Europeias para impulsionar a transição verde e digital. Com um orçamento da UE de € 900 milhões para o período de 2021 a 2027, o SNS JU reúne recursos da UE e da indústria para impulsionar redes e serviços inteligentes. Suas principais missões são:
Um dos projetos impulsionados pelo SNS JU é 6G-NTN que tem por objetivo projetar e validar os principais habilitadores técnicos, regulatórios e de padronização para a integração de componentes TN (Terrestres) e NTN em sistemas 6G. O foco está em infraestrutura de rede multidimensional, redes de acesso rádio com múltiplas restrições e terminais multiusuários.
O 3GPP já integrou com sucesso as NTN no Release 17 e espera-se que elas desempenhem um papel ainda mais importante nos sistemas 5G-A (até o Release 20) e 6G (além do Release 20). As NTN têm como objetivo fornecer melhor cobertura em áreas menos densamente povoadas, em alto-mar, em altitudes elevadas (por exemplo, veículos aéreos) e em zonas de desastre onde as redes terrestres não podem operar de forma confiável.
Além disso, o 6G-NTN está pesquisando e desenvolvendo uma revolucionária infraestrutura de rede tridimensional (3D) para o 6G. O objetivo é fornecer cobertura ubíqua com comunicação de alta taxa de dados e latência quase ultrabaixa, além de um serviço de localização altamente precisa e confiável, unificando os componentes TN e NTN.
Claro! Vou traduzir o texto para o português:
Os satélites de telecomunicações têm evoluído constantemente ao longo dos anos, e inovações adicionais são altamente benéficas para as redes 6G. Os satélites GEO melhoraram a capacidade total do sistema nos últimos anos com a introdução de satélites de alto rendimento (HTS) e até mesmo satélites de muito alto rendimento (VHTS). Essa nova classe de satélites alcança taxas de transferência totais de mais de 100 Gbit/s no caso dos HTS e mais de 1 Tbit/s no caso dos VHTS por satélite, graças a cargas úteis de processamento digital transparentes e tecnologia de antena flexível. Outra inovação são as constelações LEO, que já foram implantadas na década de 1990 com a Iridium e a Globalstar como uma das primeiras empresas com a visão de cobertura mundial.
A constelação Starlink da SpaceX já possui mais de 5600 satélites em órbita e planeja aumentar esse número gradativamente. Essas quantidades permitem uma produção em massa eficiente em termos de custos desses satélites, incluindo componentes específicos para aplicações. Além disso, usando constelações LEO, a latência dos sistemas de satélite pode ser dramaticamente reduzida em comparação com uma solução GEO, chegando a 20 ms.
Além das melhorias nos satélites GEO e LEO, outros tipos de órbitas podem ser considerados para redes futuras, como MEO, órbita altamente elíptica (HEO) e órbita terrestre muito baixa (VLEO) abaixo de 500 km para alcançar latências ainda menores, podendo chegar abaixo de 20 ms. No entanto, essa órbita sofre com maior pressão atmosférica, levando a degradação da velocidade e, consequentemente, degradação da altitude se não forem usados propulsores.
Independentemente da órbita, a maioria das inovações está baseada na evolução da capacidade de transporte de dados em combinação com a antena. As capacidades de transporte de dados dos satélites são definidas por processadores embarcados flexíveis (OBPs), no caso de capacidade de processamento definidas por software, e sendo amplamente utilizada na geração de satélites "Iridium Next". Para satélites GEO com alta largura de banda e capacidade, o processamento é principalmente baseado em uma base transparente, chamada OBP digital transparente, para canalização sem re-encodificação a bordo do fluxo de dados, por exemplo, para ajustes de feixe ou decisões de roteamento. A capacidade de transporte das constelações LEO podem ser consideradas parte integral da rede, permitindo o processamento de camadas inferiores (por exemplo, uma unidade distribuída 5G gNB), camadas superiores (por exemplo, gNB inteiro) e funções de rede (por exemplo, computação de borda) das redes 5G e 6G. Um tipo mais complexo de OBP com maior capacidade de processamento é necessário para realizar a regeneração do sinal, além das decisões de roteamento. Para LEO, o problema do roteamento otimizado entre diferentes satélites usando as ligações inter-satélites (ISLs) precisa ser resolvido e para isso já vemos os primeiros OBPs permitindo comunicação bidirecional de banda larga com diferentes padrões de transmissão sem fio na frequência banda Ka.
Muito obrigado Claude Shannon
No início das telecomunicações, trabalhávamos com o conceito de circuito ou canal, que era um meio de comunicação utilizando um par de fios físicos ou um canal de rádio para transmitir informações entre duas pessoas. Com o tempo, houve uma evolução desse conceito com a introdução da multiplexação. Na multiplexação, vários canais são combinados, possibilitando o compartilhamento dos meios físicos. Em uma fase posterior, os circuitos foram digitalizados, permitindo não apenas a transmissão de voz, mas também a transmissão de dados com maior eficiência.
Quando falamos de canais em telecomunicações, é impossível não lembrar do "Teorema de Shannon". Esse teorema, também conhecido como Teorema da Codificação de Canal, fornece uma base matemática para entender os limites fundamentais da comunicação. Foi formulado por Claude Shannon em 1948 e estabelece limites superiores para a taxa de transmissão de informações através de um canal de comunicação sujeito a ruído.
Nas teorias clássica e quântica da informação de Shannon, os canais de comunicação geralmente são assumidos como trajetórias clássicas, nas quais o caminho percorrido pelo portador de informação é bem definido (canal). No entanto, a mecânica quântica introduz um paradigma inovador: os portadores de informação quântica podem se propagar por caminhos quânticos, nos quais a ordem causal dos canais constituintes se torna indefinida.
A caminhada quântica é uma ferramenta para construir algoritmos quânticos e é considerada um modelo universal de computação quântica. Ela envolve a exploração de estados quânticos em um espaço de busca, permitindo que um sistema quântico alcance soluções mais rapidamente do que algoritmos clássicos. A caminhada quântica tem aplicações em áreas como otimização, busca de bancos de dados e simulações quânticas. Agora, nas telecomunicações, ela também pode ser um possível meio de transmissão, criando esses caminhos quânticos.
Associados aos caminhos quânticos, temos a capacidade quântica. Essa capacidade refere-se à habilidade de sistemas quânticos de armazenar e processar informações de maneira diferente dos sistemas clássicos. Em computação quântica, a capacidade quântica é fundamental para resolver problemas complexos de forma mais eficiente. Os computadores quânticos usam qubits (unidades básicas) que podem representar simultaneamente os estados 0 e 1, graças à superposição quântica. Essa capacidade de processamento exponencialmente maior torna os computadores quânticos promissores para áreas como desenvolvimento de medicamentos, mudanças climáticas e inteligência artificial.
Os caminhos quânticos apresentam propriedades surpreendentes, como a capacidade não nula, mesmo quando nenhum caminho clássico permite a transmissão de informações. Em um estudo recente intitulado "Além dos Limites de Shannon: Comunicações Quânticas por Meio de Caminhos Quânticos", pesquisadores investigaram a capacidade quântica alcançável por esses caminhos. Eles estabeleceram limites superiores e inferiores para essa capacidade, revelando uma vantagem substancial em relação aos canais clássicos em termos das taxas de comunicação alcançáveis.
Esse avanço em direção à comunicação quântica promete impactar o futuro das redes 6G ou até mesmo 7G, potencialmente revolucionando como trocamos informações e colaboramos no mundo digital.
Tudo está pronto para o Leilão de 6G na próxima semana
No dia 20 de junho, tive a oportunidade de participar do evento TELETIME Tec, incluindo um painel de discussão sobre um tema altamente relevante: o espectro de radiofrequências. Durante o painel, sugeri a necessidade de uma análise sobre a progressão para licitação de espectro em polígonos.
Como será o leilão de frequências para o 6G no futuro?
Vamos abordar essa questão sob uma perspectiva técnica e explorar os possíveis cenários.
As frequências abaixo de 1 GHz são ideais para mobilidade pessoal, Internet das Coisas e melhorias na cobertura de sinal devido às suas propriedades de propagação. Um dos desafios é a discrepância de valor por MHz entre grandes capitais e municípios isolados no Brasil. Como garantir cobertura nacional se adotarmos um modelo extremamente granular de licitação? Quais bandas de frequências poderão ser alocadas, considerando essas questões?
As frequências entre 1 GHz e 3.8 GHz oferecem maior capacidade devido à disponibilidade de espectro nessas faixas, além de melhor cobertura. No contexto de dispositivos móveis, essas frequências devem ser complementadas com as sub 1 GHz para garantir sincronização e outras funcionalidades. O desafio é integrar essas faixas de frequência de forma eficaz.
Por sua vez, as faixas entre 4 GHz e 10 GHz representam a nova fronteira para a mobilidade, porém a disponibilidade limitada de espectro nesta faixa gera uma competição tecnológica e de mercado. A destinação da faixa de 6 GHz é um tema crucial em estudo pela Anatel. Como equacionar essa questão estratégica para o futuro das comunicações?
As frequências milimétricas, como 26 GHz, trazem expectativas de novos casos de uso, como FWA, que estão começando a se materializar. O desafio aqui é garantir a existência de um ecossistema robusto no momento do lançamento do edital de frequências.
Além disso, o avanço em direção ao Terahertz representa um novo cenário desafiador. Questões sobre qual modelo será adotado, como evitar interferências e como lidar com a limitação da cobertura geográfica em metros se tornam essenciais. Esses desafios apontam para o futuro potencial do Terahertz, mas com base nas leitura das ultimas semanas o uso do Terahertz deverá ser potencializado somente no 6.5G.
A palavra desafio apareceu diversas vezes no texto e é claro a medida que entendemos mais a tecnologia mais acertos podemos ter no momento de definir o seu uso e isso passa pelos editais de licitação e claramente todo a regulamentação de uso dos serviços.
Tudo está conectado…
Nas ultimas semanas vimos acordos bilaterais entre os Estados Unidos e Arabia Saudita, assim como Europa e Japão, serem assinados para a colaboração e desenvolvimento do 6G.
A colaboração entre a União Europeia (UE) e o Japão no campo da tecnologia 6G é um esforço significativo para avançar as comunicações sem fio incluindo inteligência artificial (IA), semicondutores, computação de alto desempenho (HPC) e tecnologia quântica.
Além disso foca nas tecnologias habilitadoras do 6G, algumas inclusive já tratadas no 6G na Sexta, tais como:
O acordo também traz alguns pontos interessantes como esforços colaborativos, compartilhamento de conhecimentos, recursos e melhores práticas. Além de abordar a privacidade, a segurança e as preocupações éticas.
Nos casos de uso vemos o foco em saúde, transporte e cidades inteligentes.
Em resumo, a colaboração UE-Japão sobre 6G visa impulsionar a inovação, promover a cooperação internacional e moldar o futuro da tecnologia de comunicação sem fio.
O acordo entre os Estados Unidos e a Arábia Saudita, inclui as seguintes áreas de colaboração:
1. Arquitetura e Design de Rede:
2. Exploração do Espectro:
3. Segurança e Privacidade:
4. Otimização Orientada por IA:
5. Comunicação Quantica:
6. Computação de Borda e Inteligência Distribuída:
7. Colaboração com a Indústria e a Academia:
Observando os dois acordos vemos uma grande convergência de tópicos, mas deixo a pergunta: no caso do Brasil seguir a mesma linha de estabelecer acordos bilaterais quais tópicos deveríamos abordar? Deixo algumas idéias:
Bom fim de semana !
Os 80 anos do dia D…
O Hexa-X-II realiza periodicamente uma série de workshops e o ultimo foi realizado ontem, em 6 de junho de 2024, sendo um dos eventos mais significativos do EuCNC & 6G Summit, reunindo líderes da indústria, acadêmicos e entusiastas de tecnologia. Longe de ser um dia D para o 6G o workshop nos trouxe boas informações e algumas novas perspectivas.
O projeto Hexa-X-II é uma iniciativa da União Europeia (UE) que visa desenvolver o 6G e criar uma plataforma 6G sustentável, inclusiva e confiável para atender às necessidades futuras de comunicação global, visando melhorar significativamente a conectividade, velocidade, latência e capacidade de rede em comparação com as redes 5G atuais.
O projeto Hexa-X-II identificou seis famílias de casos de uso para abordar as necessidades do 6G. Essas famílias são:
1. Experiência Imersiva: Proporcionar experiências imersivas, como realidade virtual e aumentada, com alta qualidade e baixa latência. 2. Robôs Colaborativos: Facilitar a colaboração entre humanos e robôs em ambientes industriais e de serviços. 3. Consciência Física: Aprimorar a percepção ambiental por meio de sensores e redes para segurança, saúde e automação. 4. Gêmeos Digitais: Criar modelos digitais em tempo real para monitorar e otimizar sistemas físicos. 5. Mundo Totalmente Conectado: Garantir conectividade global, incluindo áreas remotas e desafiadoras. 6. Ambientes Confiáveis: Criar redes seguras e confiáveis para aplicações críticas.
Voltando ao workshop de ontem, onde além das visões dos fabricantes europeus de 6G foram apresentados 3 temas muito ligados a sustentabilidade e desafios, parte das famílias acima descritas :
O trabalho de Emilio Calvanese Strinati Diretor Científico e de Inovação de Dispositivos Inteligentes no Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives-Laboratoire d’électronique des technologies de l ’information (CEA-Leti), na França, tem com visão pesquisar soluções inovadoras que capitalizam nos avanços mais recentes da tecnologia emergente de Superfícies Inteligentes Reconfiguráveis (RISs). Essas superfícies oferecem controle dinâmico e orientado por objetivos da propagação de ondas de rádio, possibilitando o conceito de ambiente sem fio como um serviço. Aqui estão os principais pontos do projeto:
Voltando ao enfoque sempre dado de sustentabilidade para o 6G, deixo a primeira reflexão que o ESG foi transformado “em arma” para dar a impressão de que os mercados poderiam resolver todos os problemas sem ônus, quando serão necessárias leis, regulamentações e alguma mudança na forma como as pessoas vivem, tudo isso além da tecnologia 6G e outras. E a segunda reflexão: com a evolução do RIS assistiremos uma mudança no modelo de negócios das operadoras móveis?
“Um professor ensina a ler, escrever, calcular a assim por diante. Um educador adiciona a essas matérias algo mais importante: o espirito"
A frase acima de Golda Meir serviu de inspiração para tentar compartilhar um pouco da visão de como o Brasil pode ser realmente um importante jogador na construção de redes móveis.
O primeiro ponto para jogar bem é entender as regras do jogo e nesse caso quem escreve as regras: o 3GPP.
O 3GPP (3rd Generation Partnership Project) é um consórcio internacional composto por sete organizações de desenvolvimento de padrões de telecomunicações. Essas organizações trabalham juntas para criar e manter especificações técnicas para sistemas móveis. O 3GPP desempenha um papel fundamental na evolução das redes móveis, incluindo o 5G e o futuro 6¹.
Aqui estão alguns pontos importantes sobre o 3GPP e o desenvolvimento das redes móveis:
1. História e Organizações Membros:
2. Trabalho em Releases:
3. Evolução Contínua do 5G:
4. Estudo de Requisitos para o 6G:
5. Fase de Estudo de Requisitos de Nível RAN
A corrida para o 6G já começou, e o Brasil precisa se posicionar estrategicamente para participar ativamente desse desenvolvimento. Assim como no jogo, entender as regras e estar conectado aos fluxos certos é fundamental para o sucesso. Vamos continuar acompanhando essa emocionante partida!
"A Vida da Lições que só se dão uma vez"
Relendo essa citação de Winston Churchill, fiquei pensando em um dos maiores dilemas que enfrentamos com a introdução do 5G: como deixar uma nova tecnologia compatível com as gerações anteriores.
No 5G a compatibilidade com as gerações anteriores foi resolvido com a adoção de duas arquiteturas para o Core da Rede: o Non Stand-Alone (NSA) e o Stand-Alone (SA). No NSA os dados de seu celular são transmitido via rede 4G e recebidos via 5G, já no SA os dados são recebidos e transmitidos por meio de 5G. Em resumo as operadoras de telecomunicações tiveram que realizar investimentos consideráveis para a instalação do SA. E grande parte das vantagens (latência e milhões de dispositivos por km2) do 5G só são percebidas quando os dispostivos estão conectados em um core SA.
Como podemos então imaginar um CORE para as redes 6G?
Os aprimoramentos do 6G e novos requisitos que o acompanharão, precisam estar alinhados com a realidade econômica que os operadores estão enfrentando e precisam oferecer um retorno claro sobre o investimento, além de considerar a sustentabilidade ambiental, o que significa eficiência energética, longevidade do hardware e viabilidade econômica. Os serviços inovadores do 6G aparentemente demandam um maior desempenho de processamento.
No que se refere à arquitetura definida pelo 3GPP, há três considerações principais:
Evolução da arquitetura — novas funções do plano de controle 6G potencialmente incorporadas em uma estrutura de arquitetura baseada em serviços principal 5G evoluída e estendendo a arquitetura baseada em serviços para o plano de controle RAN.
Inovação em serviços — um plano de controle RAN/núcleo baseado em serviço, estrato distribuído de não acesso, computação em rede e integração de computação na borda de telecomunicações, com base na computação na rede e no dispositivo.
Simplificação da arquitetura — menos opções de implantação RAN/core, sem sobreposição de funções e removendo alguns protocolos específicos do 3GPP, alavancando a infraestrutura programável e a infraestrutura programável de rede e data center.
Como o 6G nascerá baseado em Inteligência Artificial é recomendado que busquemos todos os meios possíveis para os princípios de eficiência, desempenho e sustentabilidade sejam suportados por IA. Haverá modelos de IA incorporados em diferentes partes da rede, e é claro que esta é uma grande oportunidade, mas também é um desafio do ponto de vista do operador de rede móvel, porque esses modelos de aprendizado de máquina (ML - Machine Learning) precisam ser gerenciados para construir os modelos, implantá-los, monitorar o desempenho, torná-los controláveis, treinar e avaliar o comportamento da rede como um todos. Portanto, este é um tópico bastante importante para o 6G: como tornar controláveis e observáveis esses modelos de ML que são implantados nas diferentes partes da rede.
Pois muitos são chamados, mas poucos são escolhidos (Mateus 22:14)
Com muitos amigos que trabalham no Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações (ETSI) estava cheio de ansiedade para ler o trabalho que estão desenvolvendo, especialistas que trabalham de forma extremamente diligente, listando casos de uso para a tecnologia 6G. A definição de possíveis casos de uso é importante, pois ajuda a afinar os requisitos técnicos de latência, velocidades, quantidade de conexões simultâneas, etc.
O relatório completo com 75 páginas pode ser encontrado aqui: https://www.etsi.org/deliver/etsi_gr/THz/001_099/001/01.01.01_60/gr_THz001v010101p.pdf e descreve 19 casos de uso 6G, de cirurgia remota a controle industrial em tempo real, bem como as bandas de espectro de terahertz onde isso pode acontecer.
Esse relatório é parte do novo Terahertz Industry Specification Group (ISG THz). O ISG THz será uma fonte de informação para a industria, academia e centros de pesquisa nos esforços de pré-padronização na tecnologia THz resultantes de vários projetos de pesquisa colaborativa e iniciativas globais, abrindo caminho para a padronização futura.
A ETSI é uma ampla organização de padrões que abrange uma variedade de tecnologias de informação e comunicação (TIC), desde a transmissão de rádio até a comunicação e segurança de dados. Ele funciona ao lado do 3GPP, que se concentra especificamente em especificações técnicas para tecnologias de rede celular, incluindo acesso por rádio e rede principal.
O 3GPP lança seus padrões em blocos, e este ano espera-se que finalize a série de especificações do Release 18 para sistemas 5G Advanced. Espera-se que o Release 20 contenha a primeira especificação 6G, possibilitando o uso comercial das redes 6G em 2030.
Mas o que o 6G nas bandas de espectro de terahertz permitirá? Muito, de acordo com o novo relatório da ETSI. "O conceito de cirurgia remota com suporte de comunicações THz vem com a promessa de permitir que as pessoas sejam tratadas a qualquer hora e em qualquer lugar, para que as intervenções médicas possam ser feitas através do uso de robôs médicos controlados remotamente por um cirurgião (longe do local físico onde a cirurgia real é realizada)", de acordo com o relatório da organização.
A cirurgia remota também foi um caso de uso para os primeiros defensores do 5G, e o conceito se transformou em uma piada interna entre os executivos globais da indústria, céticos em relação a aplicações tão ambiciosas.
Aqui está a lista completa de casos de uso do 6G no documento ETSI:
O relatório também oferece uma longa lista de tecnologias que podem estar envolvidas na operação de redes 6G, incluindo IA, MIMO avançado, Superfícies Inteligentes Refletivas (RIS) e computação de borda, algumas que já exploramos no 6G na Sexta.
Voltando ao título de hoje muitos casos de uso são pensados, mas poucos são os que realmente nos levam a um uso efetivo da tecnologia do ponto de vista econômico ou de viabilidade técnica.
Temos todos o espirito de Top Gun?
Quando falamos de conexão a Internet todos nós somos motivados pelo espirito de Top Gun: ter acesso a uma nova velocidade cada vez maior que nos leva a novos limites.
No fim do mês de Abril tivemos um anuncio das empresas DOCOMO, NTT, NEC e Fujitsu para o primeiro dispositivo suportando 6G utilizando frequências sub-terahertz atingindo velocidades de transmissão de 100 Gbps.
Para essa transmissão de 100 Gbps foram utilizadas algumas tecnologias tais como transmissão na faixa de 100 GHz, transmissão na faixa de 300 GHz com uma antena de multi elementos ativos com arranjos em fase (APAA - Active Phased Array Antenna) e amplificadores de de sinal de alta eficiência, utilizando linha de visada com distância de 100 metros. Os mais céticos dirão que essas condições não são realistas para um uso comercial, mas estamos começando a entender os desafios de transmissão em faixas de frequências em sub-terahertz.
Hoje vamos explorar os desafios que nossos colegas no Japão devem ter enfrentado e uma visão dos desenvolvimentos de antenas, um dos itens mais críticos para operação em sub-terahertz.
Uso de banda em sub-terahertz
Um dos principais problemas enfrentados pelos sinais de terahertz é o bloqueio por objetos sólidos, o que nos leva ao termo linha de visada, mesmo com o uso de APAA temos a necessidade que os receptores e transmissores não tenham obstáculos físicos entre eles.
Pesquisadores da Brown University e da Rice University desenvolveram um método para contornar esse problema. Eles criaram sinais de terahertz que seguem uma trajetória curva ao redor de obstáculos, em vez de serem bloqueados por eles (https://spectrum.ieee.org/6g-network-curved-terahertz-signals). Essa técnica envolve o uso de padrões cuidadosamente projetados de raios de luz retos que interferem coletivamente para produzir uma intensidade que segue uma trajetória curva. Embora os fótons individualmente ainda se movam em linhas retas, o padrão resultante parece curvar-se ao redor dos obstáculo para distancias curtas.
Antenas baseadas em lentes
As antenas baseadas em lentes são uma tecnologia inovadora que utilizam metassuperfícies para direcionar e focar os sinais de rádio.
Uma metassuperfície é composta por uma matriz de pequenas antenas em escala micro ou nano, dispostas em uma superfície plana que podem ser reconfiguradas eletronicamente para ajustar a fase e a amplitude dos sinais refletidos ou transmitidos permitindo assim o controle preciso do feixe de comunicação. Isso melhora a eficiência e a qualidade da transmissão.
Ao focalizar o feixe, as antenas baseadas em lentes reduzem a interferência de outros dispositivos e fontes de sinal, essas antenas são planas e podem ser integradas facilmente em dispositivos móveis, estações base e outros equipamentos de rede.
Antenas baseadas em matrizes de reflexão
As antenas de matriz de reflexão são projetadas para refletir o campo incidente com certos deslocamentos de fase, de modo que, quando a alimentação ilumina espacialmente a abertura, ela envia o feixe na direção desejada e na forma desejada. Exemplificando: imagine que você tem uma caixa espelhada com um furo, dentro da caixa você tem vários feixes de luz colidindo e sendo refletidos, para que funcione é necessário que esse feixe passe pelo buraco na caixa (transmissão)
Antenas baseadas em matrizes faseadas
Uma antena de matriz faseada consiste em vários elementos de antena que são alimentados de forma coerente usando mudanças de fase em cada elemento. Isso permite que eles escaneiem eletricamente seu feixe para as direções desejadas. Além de servir como uma alternativa planar às lentes convencionais para melhorar o ganho de diretividade, as antenas de matriz faseada também oferecem melhor capacidade de direção de feixe elétrico, o que é muito útil para que antenas de feixe estreito expandam sua cobertura. O princípio de operação fundamental da matriz faseada é a superposição das fases irradiadas de diferentes elementos da antena. Uma combinação de elementos em fase forma uma radiação de amplitude aditiva, enquanto os elementos que irradiam fora de fase se cancelam,
As antenas de matriz faseada são uma boa solução para implementar direcionamento simples de feixes e trazer alto ganho. No entanto, podem ocorrer altas perdas devido aos semicondutores que começam a restringir a aplicação de mudança de fase. Várias soluções foram propostas para superar isso, como mudar a fase antes de converter a frequência para frequências THz, desenvolver moduladores de fase espaciais baseados em materiais sintonizáveis, como o grafeno, ou aproveitar a tecnologia óptica para projetar mudanças de fase ópticas de atraso em tempo real (OTTD).
Acredito que caminhamos para novas velocidades de conexão sem fio e caminhamos para que o limite de Shannon seja ultrapassado mas isso é um tema para as próximas sextas.
“Navegar é preciso, viver não é preciso"
Não imaginei uma citação mais contundente que a de Fernando Pessoa para imaginar o potencial da integração de 6G e Inteligência Artificial - IA: uma busca por aventura, exploração e conhecimento.
A implantação de redes 6G nos trará, como toda nova geração, velocidades e capacidades sem precedentes. Teremos capacidades de transferir dados em velocidades compatíveis com as necessárias para o processamento de IA e a capacidade de usar a IA para otimizar redes de comunicação, o 6G e a IA convergirão de muitas maneiras.
Quais são as possíveis sinergias entre 6G e IA? Como eles podem moldar o futuro da conectividade e das tecnologias automatizadas?
Esperamos que a tecnologia 6G suporte até 10 milhões de dispositivos IoT por quilômetro quadrado - um aumento de dez vezes em relação ao limite de 1 milhão para 5G - e um aumento colossal acima do limite imposto pelo 4 G de cerca de 2.000 dispositivos por quilômetro quadrado.
Embora o lançamento do 5G tenha sido mais lento do que o esperado - parcialmente interrompido pela pandemia de COVID-19 - as empresas estão antecipando o potencial do 6G para criar novas oportunidades. Os padrões específicos para redes 6G ainda estão sendo desenvolvidos. Ainda assim, espera-se que ele use um espectro de frequência mais alto e ofereça velocidades de terabit por segundo, menor latência e conectividade mais ampla do que o 5G, permitindo recursos avançados de sensores em dispositivos IoT.
As primeiras redes 6G poderiam ser implantadas em 2028, com os serviços se tornando disponíveis comercialmente até 2030.
Em termos de novos aplicativos, a latência ultrabaixa da conectividade 6G permitirá que os aplicativos de IA sejam processados mais perto da borda da rede. Isso permitirá que os algoritmos de IA recuperem e processem grandes volumes de dados e forneçam respostas rápidas, permitindo a tomada de decisões em tempo real críticas para veículos autônomos, cirurgias remotas e experiências de realidade aumentada e virtual.
Dispositivos alimentados por IA, como sensores IoT, drones inteligentes e robôs, serão capazes de se comunicar de forma mais eficaz com o mínimo de atraso, tornando-os mais confiáveis e eficientes em aplicações da agricultura à saúde.
A integração de recursos de detecção e suporte nativo para inteligência artificial transformará uma rede móvel de uma mera infraestrutura de conectividade em uma plataforma completa de suporte de aplicativos. Isso fornecerá um valor agregado significativo e acelerará ainda mais a transformação digital de nossa economia e sociedade, e como a IA e o 6G podem evoluir? Nada melhor que trazer alguns exemplos práticos:
Saúde: Sensores biológicos conectados a redes 6G permitirão que os profissionais monitorem pacientes em tempo real. Gêmeos digitais permitirão que os pesquisadores testem novos tratamentos em ambientes virtuais antes de realizar ensaios clínicos completos, acelerando o processo de desenvolvimento e reduzindo custos.
Manufatura: As instalações industriais podem usar dispositivos conectados para aumentar a segurança e a eficiência. Tecnologias de detecção aprimoradas e dispositivos IoT criarão gêmeos digitais em tempo real de instalações em um ambiente digital, fornecendo maior controle remoto de máquinas.
Logística : A troca de dados em tempo real por conexões 6G permitirá a comunicação entre veículos, infraestrutura, pedestres e outros usuários com base em dados de sensores a bordo e outros veículos, os algoritmos de IA processarão os dados para ajudar os veículos e a infraestrutura a se adaptarem às condições de tráfego, reduzir o congestionamento e melhorar a segurança.
Agricultura: Os agricultores poderão usar sensores ambientais para monitorar os sistemas de culturas e os padrões climáticos, ajudando-os a maximizar os rendimentos das culturas.
Embora o 6G permita novos aplicativos, a IA também desempenhará um papel fundamental no gerenciamento e otimização da conectividade 6G complexa para garantir o desempenho da rede.
Como a IA pode otimizar as redes 6G?
A IA e o aprendizado de máquina (ML) poderão aprimorar as redes 6G criando uma “interface aérea” dinâmica que se adaptará continuamente às condições da rede para encontrar as rotas de transmissão mais eficientes para os dispositivos se comunicarem.
Dessa forma, a IA pode usar redes neurais para substituir o design de rede feitos por nós humanos. A IA também pode otimizar o consumo de energia da rede ligando e desligando os componentes com base nas condições operacionais em tempo real.
Nas redes 5G, os aplicativos podem operar no nível da estação base para otimizar componentes com alto consumo de energia, tais como amplificadores de potência, quando não estão em uso. A IA pode estender isso para analisar grandes quantidades de dados e resolver rapidamente desafios para otimizar redes municipais ou nacionais.
Os algoritmos podem desligar estações base inteiras durante períodos de baixo uso e reconfigurar células para responder à demanda em tempo real e otimizar o uso de energia.
Embora a convergência de IA e 6G ofereça vantagens potenciais, algumas preocupações devem ser abordadas. Além do consumo significativo de energia das redes de IA e 6G, a privacidade e a proteção de dados se tornarão cada vez mais importantes.
À medida que os algoritmos e modelos de IA desempenham um papel crescente no gerenciamento e segurança da rede, as organizações devem implementar medidas e regulamentos de segurança robustos para proteger os dados do usuário.
À medida que os sistemas de IA se tornam mais integrados às redes 6G, garantir o uso ético e a tomada de decisões também se tornará um desafio fundamental, exigindo estruturas e regulamentos de governança de IA.
A sinergia entre 6G e IA tem o potencial de transformar a conectividade e moldar o futuro das tecnologias automatizadas, proporcionando avanços significativos em várias áreas da vida cotidiana. As primeiras redes 6G estão previstas para implantação na próxima década, e estamos ansiosos para ver como essas tecnologias se desenvolverão.
Compartilhar ou não compartilhar, eis a questão.
Muitas vezes debatemos sobre o compartilhamento de redes, seus benefícios, vantagens e desvantagens. Destaco uma experiência específica entre a TIM e a Oi, na qual trabalhei intensamente para efetivar o primeiro compartilhamento ativo de rede. Isso ocorreu na década passada durante a implantação da tecnologia 2.6 GHz. Vale lembrar que o LTE em 2.6 GHz suportou grandes eventos esportivos, como a Copa do Mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016.
Mas o que o 6G poderá trazer de novo em termos de compartilhamento?
No ano passado, Cristina Data, Diretora de Política e Análise de Espectro da agência reguladora britânica Ofcom, afirmou que o compartilhamento de espectro se tornará ainda mais importante ao habilitar casos de uso do 6G na sociedade. Especialistas já discutiam a relevância do compartilhamento de espectro para redes futuras desde 2020, e muitos defendem que o 6G já deve contemplar, desde seu nascimento, mecanismos de compartilhamento nativos.
A faixa de frequência de 3500 MHz, que utilizamos no Brasil hoje para o 5G e é a mais utilizada em todo o mundo, exige que a transmissão seja feita em TDD (Time Division Duplex).
Podemos exemplificar o TDD como uma rodovia de pista única, permitindo fluxo de veículos em apenas um sentido. Por exemplo, da torre para o celular (downlink). Quando invertemos o fluxo, por exemplo, do celular para a torre (uplink), é necessário coordenar para evitar acidentes. É exatamente assim que funciona o 5G em bandas médias (3500 MHz) ou altas, com a inversão de fluxo ocorrendo em intervalos de milissegundos.
A operação da rede em TDD não é um problema. O desafio surge quando várias operadoras utilizam a mesma banda de frequência, cada uma com sua faixa na mesma área geográfica. No Brasil, assim como no resto do mundo, a banda de 3500 MHz é como uma rodovia com quatro faixas de frequência (pistas), sem mencionar as faixas destinadas a redes privativas. Cada operadora utiliza a mesma distribuição para downlink e uplink, evitando problemas de sincronismo e eficiência.
À medida que olhamos para o 6G e reconhecemos que ele será usado para aplicações verticais que não são intensivas em downlink, devemos pensar em políticas de espectro e como suportar, do ponto de vista técnico, um aplicativo que é intensivo em uplink ao lado de um canal que é intensivo em downlink.
Qual é a solução para esse problema? Precisamos adotar uma abordagem diferente na especificação do 6G, desenvolvendo uma especificação que permita a operação em espectro compartilhado, sem definições rígidas de rede, mas sim baseada na aplicação. Nas próximas semanas, entraremos em mais detalhes sobre as soluções embrionárias que temos para esse desafio.
Quanto ao logotipo oficial do 6G, o 3GPP o estabeleceu recentemente. Isso ocorreu quatro meses depois que os parceiros da organização, incluindo a ARIB no Japão, a ATIS na América do Norte, a CCSA da China e a ETSI da Europa, anunciaram um compromisso conjunto para começar a planejar as especificações do 6G. Esperamos que esse trabalho leve a um ecossistema unificado e evite fragmentação.
1,2,3,4,5 & 6G - Uma proposta para o engajamento do Brasil
A cada 10 anos, testemunhamos o surgimento de uma nova geração de redes celulares. Começou com o 1G antes de 1990, seguido pelo 2G em 1990, 3G em 2000, 4G em 2010 e, mais recentemente, o 5G em 2020. Agora, os esforços estão concentrados no desenvolvimento do 6G, previsto para ser lançado em 2030. Esse ciclo de 10 anos reflete a evolução contínua de materiais, componentes e pesquisa, enquanto o volume de dados cresce exponencialmente e a busca por um uso mais eficiente do espectro de frequência continua.
Em relação ao desenvolvimento da plataforma 6G, espera-se que uma variedade de tecnologias se integre e funcione de forma complementar. Essas tecnologias incluem a Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial (IA), segurança cibernética aprimorada, computação de borda, satélites de próxima geração e o metaverso. A combinação de dados poderosos, comunicações de alta velocidade e computação transformará ainda mais nossa forma de viver e trabalhar.
Embora o ritmo de desenvolvimento tecnológico esteja acelerado, é importante considerar as implicações sociais desde o início. Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, estabelecidos em 2015, também têm como meta serem alcançados até 2030, coincidindo com a estreia do 6G. Jeffrey Sachs, conselheiro do secretário-geral da ONU, propôs uma abordagem holística para o desenvolvimento sustentável, considerando a interação entre sistemas naturais, tecnológicos e sociopolíticos.
Para garantir o sucesso do 6G, é fundamental adotar uma abordagem colaborativa. Um fórum dedicado ao desenvolvimento de políticas 6G, com especialistas de diversas áreas, pode ser uma solução. Além disso, é necessário investir em treinamento e capacitação da força de trabalho, abordando as implicações sociais dessa tecnologia. As universidades desempenham um papel importante na educação, e a inclusão e diversidade devem ser priorizadas. O setor privado também deve participar, considerando a diversidade de gênero e a representação das gerações mais impactadas pela tecnologia.
Temos que entender a importância de uma abordagem holística para o desenvolvimento da tecnologia 6G no Brasil, e aqui estão algumas idéias que compartilho:
1. Engajamento Comunitário e Educação Pública:
2. Regulamentação e Normas:
3. Pesquisa e Desenvolvimento:
4. Inclusão Digital e Acessibilidade:
5. Ética e Privacidade:
6. Sustentabilidade e Impacto Ambiental:
7. Capacitação da Força de Trabalho:
Em resumo, uma abordagem holística para o desenvolvimento do 6G no Brasil envolve colaboração, educação, regulamentação, inclusão e considerações éticas. O país tem a oportunidade de liderar nesse campo, desde que adote uma visão abrangente e sustentável, temos a oportunidade com o 6G não precisamos esperar o 7G em 2040.
TERA, TERA, TERA !
Em uma referência ao épico filme dos anos 70, é motivador explorar o potencial das frequências em torno do Terahertz (THz) e a complexidade que enfrentaremos nos próximos anos para tornar o uso do THz uma realidade no contexto do 6G.
Uma das premissas fundamentais do 6G é a exploração de novas faixas de espectro acima de 100 GHz. Naturalmente, o 6G continuará operando nas frequências atuais, como as faixas sub-1 GHz, 3,5-6 GHz e as faixas de ondas milimétricas. Além disso, novas frequências na faixa de 7-15 GHz também serão incorporadas.
A União Internacional de Telecomunicações (ITU) definiu várias faixas de frequência na banda sub-Terahertz para futuros estudos relacionados à rede 6G. A resolução COM6/17 da Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2023 (WRC-23) estabelece as seguintes áreas prioritárias para o desenvolvimento da próxima geração de comunicações móveis:
De acordo com essa resolução, o ITU-R deve concluir as investigações a tempo para o WRC-31, um ponto que já foi adicionado à agenda preliminar do evento.
Esses estudos devem considerar as características técnicas e operacionais dos sistemas terrestres 6G que operam nessas bandas de frequência sugeridas, incluindo a evolução do IMT (International Mobile Telecommunications) por meio de avanços tecnológicos e técnicas que aumentem a eficiência espectral.
Além disso, fora do ITU-R estão sendo conduzidos estudos sobre o uso do Terahertz (THz) em diferentes altitudes atmosféricas. A maior disponibilidade de largura de banda e a redução das concentrações de vapor de água em comparação com o nível do mar tornam o uso de THz uma opção viável. Esses estudos abrangem os seguintes cenários:
Agora, vamos a pergunta crucial: o que significa, na prática, uma rede 6G operando em THz?
Uma rede 6G operando em Terahertz oferecerá benefícios notáveis:
Com o uso de Terahertz (THz), associados a uma ampla largura de banda, alcançamos uma resolução espacial extremamente precisa, permitindo um posicionamento com precisão de centímetros para qualquer objeto, pessoa, etc. Essa capacidade aprimorada de localização é especialmente relevante.
Nas faixas sub-THz, a largura de banda não é um problema significativo. Por exemplo, na faixa de 209 GHz, temos 25 GHz de largura de banda disponível, o que representa 10 vezes mais do que a soma de todas as bandas alocadas para redes celulares no Brasil (do 2G ao 5G).
Para uma utilização eficaz do THz no contexto do 6G, é crucial aprofundar a análise de aspectos específicos de propagação de rádio, como a absorção molecular, o efeito da micromobilidade, além de considerações relacionadas à dispersão, reflexões e difrações, bem como à propagação de campos eletromagnéticos próximos.
Além disso, para preencher as lacunas de dados, será necessário realizar medições de canal para os cenários e bandas de frequência selecionadas. Isso permitirá o desenvolvimento de modelos mais precisos, incluindo suposições sobre antenas, simulações e estratégias de implantação.
Agradeço pela leitura!
Para mais informações sobre o 6G, você pode conferir a série completa no site do Teleco: [6G na Sexta](nos posts abaixo).
"Open RAN: A Liberdade Tem um Preço"
O título de hoje foi inspirado em uma frase supostamente atribuída ao Almirante Robert Jaujard, como preparação para o bombardeio naval do Dia D, dirigida à frota da França Livre antes do ataque em solo próprio. Esse momento do Dia D talvez seja refletido em todos os fabricantes de equipamentos de acesso (RAN - Radio Access Networks). A pergunta que surge é: devo atacar meu próprio terreno?
Dentro das definições iniciais do IMT-2030, o ITU-R menciona a necessidade de incluir uma seção relacionada a redes abertas (Open RAN?) e redes mesh. Isso nos instiga a imaginar até onde o trabalho relacionado a redes abertas pode chegar.
O Open RAN é realizado por meio de interfaces padronizadas definidas pelo 3GPP, O-RAN Alliance, IEEE e outros fóruns de padronização. Essa abordagem permite que uma estação de rádio base deixe de ser uma estrutura monolítica, tanto do ponto de vista do fabricante quanto da arquitetura.
Outra dúvida que paira no ar está relacionada ao aumento de complexidade a cada geração. No 6G, devemos integrar cada vez mais Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina (ML) às estações de rádio de acesso. No entanto, à medida que adicionamos mais funcionalidades, surge uma necessidade maior de interoperabilidade baseada em protocolos mais rígidos. Por exemplo, quando compramos um smartphone 5G, esperamos que ele funcione em grande parte do mundo, desde que haja compatibilidade de frequências. Essa garantia é proporcionada pela rigidez dos protocolos, que são normatizados principalmente pelo 3GPP.
Os equipamentos de rádio acesso devem ser divididos em três unidades funcionais dentro da arquitetura proposta para o Open RAN:
Em resumo, para que o Open RAN exista de fato, precisamos esperar o mesmo grau de interoperabilidade entre RU, DU e CU que temos entre nossos dispositivos de acesso (smartphones, sensores etc.) e a RAN. Além disso, é necessário observar o engajamento do 3GPP nesse tema. Uma análise atenta do 3GPP revela uma grande quantidade de estudos, mas com a indicação de que são documentos não normativos. Ou seja, realizar apenas o bombardeio não garantirá a liberdade desejada.
Ubiquidade do Latim ubique - em todos os lugares
Hoje começaremos a explorar a recomendação M.2516 da União Internacional de Telecomunicações - UIT, de novembro de 2022, que nos apresenta as tendências tecnológicas futuras para os sistemas de telecomunicações terrestres internacionais até 2030 e além.
Toda nova geração de redes celulares apresenta um conjunto de novas tecnologias que possibilitam aumento da cobertura e a capacidade dos sistemas, mas o que o 6G deve nos trará para que tenhamos redes maior ubiqüidade?
Essa é uma pergunta extremamente relevante pois ainda temos áreas sem sinal de celular quando trafegamos entre Rio de Janeiro e São Paulo.
O que podemos esperar do 6G é uma integração completa com outros tipos de redes, entre elas podemos destacar as redes não-terrestres (NTN - Non Terrestrial Network), incluindo comunicações por satélite, plataformas de alta altitude como HIBS (High Altitude IMT Base Station) e UAS (Unmamned Aircraft System), comumente referida como drones e um tipo de aeronave sem um humano pilotando a bordo.
As principais tecnologias para esse fim consistem em SDN/NFV, fatiamento de rede, gerenciamento de rede , computação de borda, comunicações ópticas de espaço livre e outras tecnologias de rede.
O HIBS é um uma plataforma que voa e permanece na estratosfera a uma altitude de aproximadamente 20 km e seria usado como parte das redes IMT terrestres. A estratosfera é uma camada da atmosfera muito acima das nuvens, e não é afetada pela chuva ou neve e menos afetada por correntes de ar. Consequentemente, essas características permitem que o voo de uma plataforma estratosférica seja mais estável quando comparado ao voo em outras camadas da atmosfera. Como o HIBS opera em uma altitude de aproximadamente 20 km, pode fornecer serviços com a mesma latência das redes móveis terrestres, entre outros recursos. As vantagens do HIBS incluem:
Os UASs têm uma ampla gama em termos de tamanho e peso e podem ser usados em vários setores de negócios em futuras cidades inteligentes. No futuro, os UASs podem ser usados como plataforma BS ou como uma repetidores para formar uma rede temporária para estender a comunicação móvel. O benefício dos UAS é a flexibilidade e agilidade para fornecer a implantação sob demanda de cobertura de rede.
Prontamente, o que é altamente complementar às infraestruturas fixas em cenários como desastres naturais e eventos de curto prazo, como shows ou grandes jogos em estádios lotados. Em algum sentido,
A comunicação sem fio assistida pela UAS também pode aproximar a BS do usuário, o que pode melhorar a qualidade do serviço e reduzir o consumo de energia para os usuários.
A interconexão de IMT terrestre e comunicações não terrestres aumenta a cobertura dos futuros sistemas de IMT do solo ao ar ao espaço em uma base de várias camadas. Isso permitiria a onipresença.
Desafios são esperados devido à topologia de rede altamente dinâmica, diferente operações, ambiente e longo atraso de propagação, entre outros.
Soluções de mitigação que permitirão conectividade e mobilidade perfeita entre terrestres e redes não terrestres devem ser estudadas nos próximos anos.
Quo Vadis 6 GHz
Vamos voltar no tempo: quinta-feira (25/2) de 2021, o dia em que os Conselheiros da Anatel por unanimidade, aprovaram os requisitos técnicos do Wi-Fi 6E equipamentos que operam na faixa de 5.925 MHz a 7.125 MHz.
Mais recentemente no Congresso Mundial de Rádio da UIT em Dubai em dezembro de 2023 houve uma grande discussão sobre o mesmo tópico levando a uma leitura que o 6GHz se deve ser especificamente identificado para tecnologias IMT (5G e futuro 6G), ou deixado inalterado.
O resultado foi complexo e sutil. Pelo valor nominal, parecia que a indústria móvel / IMT havia defendido seus pares de banda larga fixa e Wi-Fi, já que a banda realmente ganhou essa identificação. A realidade é muito mais complexa, e podemos esperar um debate contínuo - e provavelmente uma lenta implantação e adoção por todos - em muitos países e regiões, especialmente na Europa.
A longo prazo, esse resultado confuso pode até ter alguns pontos positivos, se levar a abordagens melhores e mais harmonizadas para o compartilhamento de espectro. Por outro lado, pode entrincheirar algumas divisões tecnológicas e geopolíticas.
Vários países seguiram o exemplo do Brasil com o uso não licenciado, seja para toda a banda de 1200MHz ou apenas para a parte inferior entre 5925-6425MHz. Tudo isso ocorreu fora das discussões da UIT, já que a banda já está alocada para o serviço móvel da UIT e as regras de espectro são adotadas em nível nacional para evitar interferência aos usuários existentes. (Nota: o termo “serviço móvel” da UIT é uma categoria ampla, enquanto o IMT é uma aplicação específica dentro disso).
A indústria móvel estava defendendo em voz alta o espectro de 6 GHz para 5G / IMT, com uma variedade de previsões de demanda por tráfego de dados e impactos econômicos implícitos. No entanto, algumas das análises não se levantam bem para um escrutínio rigoroso. Vozes dissidentes - principalmente das indústrias de Wi-Fi e satélite - faziram campanha por uma decisão de "Sem Mudança" nas regras anteriores, com uma variedade de argumentos em torno da importância da conectividade.
O que o resultado significa na prática a para a indústria sem fio?
Na prática, isso significa que cada regulador pode fazer o que preferir com o espectro, desde que haja problemas de coordenação para evitar interferências através das fronteiras e estamos em um debate entre diferentes grupos econômicos.
É importante ressaltar que os efeitos de escala se aplicam globalmente - como chipsets e dispositivos já podem cobrir a parte superior da banda quando permitido, quaisquer alterações na política regulatória podem ser exploradas imediatamente. Os benefícios econômicos e sociais podem ser contados a partir do Dia 1, para que qualquer novo modelo não licenciado para o Upper 6GHz possa "entrar em funcionamento" em termos de rápida adoção.
Será muito importante ver resultados comparativos de países que alocaram os 1200MHz completos para uso não licenciado, a exemplo do Brasil, em comparação com aqueles que têm apenas a parte inferior da banda.
Embora os estudos do setor sejam importantes, os reguladores podem prestar mais atenção aos comentários dos clientes do mundo real, como fabricantes que implantam Wi-Fi 6E/7 para automação industrial em diferentes regiões ou ISPs que fornecem gateways de banda larga doméstica sob regras diferentes.
Dado que há pouco requisito de curto prazo para 6GHz para o uso normal de banda larga móvel (mesmo para densificação) e um roteiro pouco claro para suporte em smartphones fora da China, é provável que esses argumentos se concentrem no acesso sem fio fixo.
Voltando ao titulo Quo Vadis 6GHz, podemos tecer alguns cenários:
A China avançará com o 5G na banda superior de 6GHz, com implantações de curto prazo, embora a extensão delas seja incerta.
Os EUA e outros países, como Canadá, Coreia do Sul, Arábia Saudita continuarão com o uso não licenciado, principalmente Wi-Fi, na banda completa de 6 GHz, incluindo o uso de versões de maior potência / ao ar livre, juntamente com sistemas de compartilhamento de espectro AFC.
Países europeus e alguns outros gastarão tempo investigando mais esquemas de compartilhamento híbrido nos 6 GHz superiores, que são dinâmicos ou que se dividem entre perfis urbanos / rurais ou internos / externos. Uma opção poderia ser apenas para uso sem fio fixo. Se os conceitos de compartilhamento não puderem ser feitos…
6G - O desafio de novos componentes
Na semana passada, discutimos como a tecnologia ISAC - Integrated Sensing and Communications pode transformar cada antena de uma rede celular em um poderoso radar, permitindo o monitoramento abrangente do ambiente e a conversão desses dados em informações úteis. O ISAC é especialmente eficaz em frequências mais altas, aquelas acima de 20 GHz.
Atualmente, a maioria das tecnologias de comunicação sem fio, como os telefones 5G, opera em frequências abaixo de 6 GHz. No entanto, para alcançar taxas de dados ainda mais elevadas, os pesquisadores estão se dedicando ao desenvolvimento de componentes que operem em frequências acima de 20 GHz. Essas frequências mais altas são a base para taxas de dados até 100 vezes superiores às do 5G. Essa busca incessante por avanços tecnológicos explica, em parte, por que vivenciamos uma nova geração de tecnologia a cada década (2G, 3G, 4G, 5G...).
Entretanto, nas frequências mais elevadas, como aquelas previstas para o futuro 6G, as transmissões enfrentam maior atenuação e perdas devido a fatores ambientais, como umidade extrema ou poluição atmosférica. Para superar esses desafios, a maioria das tecnologias 5G e 6G utiliza matrizes de antenas em vez de depender de um único transmissor e receptor. Essas matrizes precisam controlar com precisão qualquer atraso nos sinais para garantir que cheguem no momento certo e sem confusões.
Os componentes-chave para a introdução desses atrasos são os deslocadores de fase. Sem eles, o 5G seria apenas uma melhoria do 4G, incapaz de oferecer velocidades superiores a 1 Gbps em nossos smartphones. Apesar de seu tamanho diminuto (menos de 0,3 milímetros quadrados, semelhante a um grão de areia), esses componentes não conseguem atrasar igualmente todas as frequências em larguras de banda amplas, como 400 ou 800 MHz. Isso nos leva à solução de atrasar seletivamente algumas frequências, de modo que tudo seja coordenado nas antenas. No entanto, esses componentes, denominados como elementos de atraso são fisicamente maiores, geralmente variando de 1 a 2 milímetros quadrados, o que limita a quantidade deles que pode ser integrada em um único chip.
Hoje, avanços na área de componentes nos permitem sonhar com uma solução extremamente miniaturizada que combina deslocadores de fase e elementos de atraso de tempo em uma área de apenas 0,16 milímetros quadrados. Isso é alcançado por meio do uso de espirais 3D de refletores, resolvendo um dos maiores desafios: o custo em área dos chips.
Os pesquisadores estimam que esses novos dispositivos podem atingir taxas de 33 Gbps em uma banda de 8 GHz. Esses esforços representam avanços significativos para tornar nossas comunicações mais eficientes e confiáveis.
O tema de hoje foi complexo e parte da tecnologia de microondas desde o século passado mas o tema agora é de como fazer tudo em escala milimétrica. Uma pequena mostra dos esforços feitos para que tenhamos meios de comunicações mais efetivos e mais confiáveis e claro como é difícil e desafiante uma nova geração de redes celular.
Você sabe o que é ISAC?
À medida que a padronização do 5G se solidifica gradualmente, os pesquisadores especulam o que será o 6G. Motivados conjuntamente pelos recentes avanços na comunicação e no processamento de sinais, a funcionalidade de detecção de rádio pode ser integrada à rede de acesso de rádio (RAN) 6G de maneira rápida e de baixo custo. Ou seja, as futuras redes terão a capacidade de “ver” o mundo físico através de imagens e medição do ambiente circundante, o que permite serviços avançados de reconhecimento de localização, que vão desde as camadas físicas até às camadas de aplicação. Em essência, uma emissão de rádio poderia transmitir simultaneamente dados de comunicação do transmissor para o receptor e fornecer informações ambientais a partir dos ecos dispersos. Portanto, é possível co-projetar funcionalidades de detecção e comunicação para utilizar recursos de forma eficiente e ajudar-se mutuamente para benefícios mútuos. Este tipo de pesquisa é normalmente referido como Sensoriamento e Comunicação Integrados (ISAC).
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