A 4G LTE será substituída pela 5G?

Nos últimos anos, as mudanças que a 4G trouxe às nossas vidas são óbvias para todos. Como vai ser a rede 5G à nossa frente? Como a quinta geração da tecnologia de comunicação móvel, a velocidade de transmissão de 5G pode atingir 10Gbp/s, o que é quase cem vezes mais rápido que 4G.

Quanto mais rápida for a velocidade de movimento, mais larga será a estrada necessária, também no campo das comunicações. Em comparação com as redes 3G e 4G, 5G requer uma "estrada" mais larga, que é a chamada largura de banda.

Acima da relação sinal/ruído constante, a taxa de transferência de dados é proporcional à largura de banda e frequência do canal. No entanto, as bandas de frequência com largura de banda suficiente não são fáceis de encontrar, porque com o desenvolvimento das comunicações móveis, os recursos do espectro de baixa frequência foram basicamente atribuídos, e os recursos disponíveis são muito escassos. A alta frequência tem recursos de espectro abundantes, que podem satisfazer os requisitos de largura de banda da transmissão de grande tráfego.

De acordo com as disposições da organização global de 5G standard 3GPP, 5G NR utiliza principalmente duas bandas de frequência: banda de frequência FR1 e banda de frequência FR2. A gama de frequências da banda de frequência FR1 é de 450MHz-6GHz, também chamada banda de frequência sub 6GHz; a gama de frequências da banda de frequência FR2 é de 24,25GHz-52,6GHz, normalmente chamada onda milimétrica (mmWave).

Comparado com a banda de frequência de onda decimeter usada por 4G, 5G usando a banda de frequência sub 6GHz e banda de frequência de onda milimétrica tem uma maior largura de banda e pode transportar mais dados de tráfego, assim também fornece uma velocidade de rede mais rápida.

Obviamente, a fim de alcançar velocidades mais rápidas, as ondas electromagnéticas usadas por 5G têm frequências mais altas e comprimentos de onda mais curtos, e são mais fáceis de atenuar durante a propagação. Portanto, os sinais de 5G serão fracos e a cobertura do sinal da estação base será pequena. Ao mesmo tempo, um comprimento de onda mais curto também significa que quanto mais próximo estiver de uma linha reta, pior será a capacidade de difração e penetração na parede, portanto, uma vez que a onda curta é bloqueada por edifícios e árvores, a qualidade do sinal cairá drasticamente. Pode-se dizer que as velocidades mais rápidas da rede são obtidas ao custo de uma cobertura mais fraca.

A fim de melhorar este problema, alguns países adotaram a banda de freqüência sub 6GHz. Isto pode reduzir a dificuldade técnica e conseguir uma melhor cobertura, mas a velocidade da rede não será tão rápida como uma onda milimétrica. Mesmo assim, a cobertura de 5G implantada em Sub-6GHz ainda é muito pequena em comparação com os sinais de 4G existentes. Geralmente falando, se você quiser alcançar a mesma cobertura de 4G, o número de estações base de 5G é basicamente cerca de 4 vezes o de 4G.

Para ter um sinal de 5G melhor, não é suficiente aumentar o número de estações base, mas também aumentar a força do sinal transmitido pelas estações base. Na era 2G a 4G, estações rádio-base podem acomodar de duas a oito antenas, enquanto estações rádio-base 5G precisam dispor de 64 a centenas de antenas em uma configuração "massa MIMO" para fornecer a taxa de dados necessária. Então, através da tecnologia de formação de feixe, o sinal sem fio (onda eletromagnética) propaga-se apenas em uma direção específica para evitar o problema de interferência do sinal.

Em resumo, para aumentar a cobertura do sinal, a 5G precisa adotar uma variedade de novas soluções técnicas para superar suas próprias falhas. E todo tipo de tecnologia significa um aumento no custo. Os dados mostram que o custo das estações rádio-base 5G será mais que o dobro das estações rádio-base 4G, o consumo de energia será 3 vezes superior ao das estações rádio-base 4G, e o custo de manutenção será cerca de 10 vezes superior ao das estações rádio-base 4G. Portanto, a atual rede 5G adota uma solução de rede não independente, ou seja, ela é transformada com base nas estações rádio-base 4G, principalmente para reduzir os custos de popularização. No entanto, soluções de rede independentes que podem realmente refletir o desempenho 5G ainda são difíceis de usar a curto prazo devido ao longo tempo de construção e altos custos de equipamento.

Em suma, não é de forma alguma uma tarefa fácil cobrir 5G em grande escala. Durante muito tempo, 5G não será capaz de substituir completamente os sinais de 4G ou mesmo de 2G. Portanto, se você quiser usar redes 5G a qualquer hora, em qualquer lugar, você provavelmente terá que esperar.