Os novos iPhones 12, apresentados no princípio de outubro, vêm equipados com a mais recente tecnologia de telecomunicações. O 5G é ainda uma novidade para muitos e, mesmo no que toca à sua implementação, estamos apenas agora a ver as empresas darem os primeiros passos.

No entanto, tu que queres comprar, ou já compraste, um novo iPhone deves estar a questionar-te, afinal, o que é o 5G? Porque é que a Apple lhe deu tanta importância? Vou usufruir dele em Portugal? Vou passo a passo responder-te a estas questões.

Comecemos pelo princípio

Antes de focar no 5G, é importante fazer uma revisão da matéria e saber o que veio antes deste. 5G significa Quinta Geração. Pois é, o 5G traz-nos a quinta geração das redes de comunicações móveis. Se esta é a quinta geração, antes dela existiram outras quatro. Vamos recordá-las.

A primeira, 1G, introduzida na década de oitenta funcionava apenas com sinais analógicos. Chamadas de voz era praticamente o que se conseguia fazer com os telemóveis que traziam esta tecnologia.

O 2G teve um aumento da largura de banda conseguindo dar suporte para mais funcionalidades, dando asas para o surgimento dos SMS e MMS. Foi durante o 2G que surgiu o primeiro iPhone que, naquela altura, se tornou no dispositivo compatível com 2G mais vendido, sendo já possível navegar na internet.

A terceira geração, 3G, trouxe-nos os emails para os nossos bolsos e o 4G, devido às suas generosas velocidades de download, tornou possível o streaming de vídeo e aplicações com informação em tempo real.

Desmistificando o 5G

O 5G é, portanto, a quinta geração de redes móveis que vem para substituir o atual 4G LTE. Cada uma das gerações de redes móveis sofre um processo de desenvolvimento de diversos anos e são pensadas de forma a abrirem portas para o que poderão vir a ser futuras necessidades da sociedade. Nesse sentido, o 5G poderia ter sido desenvolvido, basicamente, como solução para a grande quantidade de dados que transmitimos, a internet das coisas e para melhorar a forma como nos conectamos. Mas esta geração vai permitir muito mais que isso e abrir portas para serviços e soluções que não conhecemos ainda.

A mais recente geração de redes móveis vai permitir velocidades tão elevadas que, na teoria, podem superar as velocidades que temos agora em casa com fibra ótica! Claro que, quando me refiro às velocidades em casa, são as velocidades que atualmente conseguimos obter através dos contratos com as operadoras e não as velocidades reais que a fibra ótica consegue efetivamente atingir.

Já que estamos a falar de velocidades, esclareço já que as velocidades do 5G não são todas iguais. Isto porque há várias "versões" do 5G que utilizam diferentes bandas de frequências e que, dessa forma, fornecem diferentes velocidades. Falarei em detalhe sobre isto um pouco mais à frente. Entretanto, para que todos possam compreender estes conceitos, o melhor é falar um pouco sobre o espectro eletromágnetico.

O espectro eletromagnético

A radiação é, de uma forma simplista, a transmissão de energia através de ondas ou partículas. A luz vísivel, por exemplo, que se reflete nas cores que vemos no dia a dia, representa uma pequena porção do espectro.

Vamos por partes. O espectro é analisado, geralmente, da direita para a esquerda, como está representado na imagem abaixo. Nesse sentido, à esquerda podes ver as radiações menos energéticas e à direita a radiação mais energética. O mais importante a reter do espectro é que, conforme a energia aumenta, ou seja, conforme percorremos o espectro da esquerda para a direita, a frequência da radiação é maior e, consequentemente, a sua energia é superior mas, o seu comprimento de onda é menor.

Frequência e comprimento de onda

Acima, fiz referência ao comprimento de onda e à frequência. Estes são dois conceitos importantes e que andam sempre de mão dada.

A frequência é medida em Hertz (Hz) e representa o número de vezes que uma onda é repetida num segundo. Assim, 1Hz equivale à onda repetir-se uma vez num segundo. O comprimento de onda é o inverso da frequência. Assim, quando a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui e vice-versa.

Teoricamente, quanto maior a frequência, menor é o alcance. É por isso que, no WiFi, a norma 2.4GHz consegue melhor desempenho em distâncias superiores que a norma 5GHz. Este problema mantém-se no 5G, mas sobre ele falaremos mais adiante.

Utilidade do espectro

Nós, Humanos, fazemos uso de praticamente todas as zonas do espectro. A própria luz que vemos faz parte do espectro eletromagnético. Até mesmo o rádio que ouvimos diariamente e os exames médicos que, por vezes, necessitamos fazer, fazem uso desta magnífica obra da natureza.

Claro que, a radiação utilizada para fazer exames médicos, como um raio-x, não é, nem pode ser a mesma que utilizamos para controlar as nossas televisões, por exemplo.

Assim, nas comunicações móveis têm-se utilizado a zona do espectro referente às UHF (Ultra-Hight Frequency), que compreendem as frequências entre os 300 MHz e os 3 GHz. Algo que está prestes a mudar com a implementação do 5G.

De volta ao 5G

Voltando ao assunto do momento, uma vez que o 5G utiliza uma gama de frequências tão vasta, consideramos que existem diferentes tipos de 5G.

Assim, podemos considerar três tipos básicos de 5G:

  • Banda Alta (High Band): este corresponde ao famoso mmWave. Ondas super rápidas mas que são facilmente absorvidas por obstáculos. Utiliza frequências entre os 24 GHz e os 86 GHz e possibilita velocidades de download desde 50 Mbps até aos incríveis 2 Gbps.
  • Banda Média (Mid band): mais lenta que o mmWave mas mais rápido que as Sub-6 GHz. Apresenta maior alcance que o mmWave, no entanto, continua a ser pequenas distâncias.
  • Banda Baixa (Low band): também conhecido como Sub-6 GHz, este tipo é o que alcança maior distância, no entanto, não garante tantas velocidades como as que são alcançadas pela Banda Alta. A Banda Baixa utiliza frequências entre os 600 MHz e os 6 GHz, apanhando algumas das frequências já utilizadas pelo 4G.

O facto de o 5G funcionar em bandas de frequência tão distintas traz um grande inconveninente: as antenas. Uma antena precisa de ser idealizada para funcionar em determinadas frequências e isso complica a tarefa a muitos fabricantes. Daí, nos novos iPhones, haver modelos com um corte na lateral direita. Essa é a antena que permite utilizar a versão mmWave do 5G e que não está disponível em mais nenhum país para além dos EUA.

5G mmWave VS 5G Sub-6 GHz

Todo o 5G permitirá, teoricamente, velocidades superiores ao 4G, quer estejamos a utilizar a versão mmWave ou sub-6 GHz. No entanto, as diferenças entre as duas são notórias.

Como referido acima, o mmWave atinge velocidades muito superiores quando comparado com o Sub-6 GHz, no entanto, são necessárias muitas mais células, algo que vem dificultar a tarefa.

Assim, as empresas de telecomunicações que nos possibilitam ter acesso à rede móvel, dificilmente conseguirão implementar todo o tipo de 5G de uma só vez. Dessa forma, terão de escolher entre mais velocidade e menos cobertura, ou maior cobertura e menos velocidade.

As 5 tecnologias que possibilitam o 5G

mmWave

Como referido, o 5G utiliza diversas gamas de frequências e as mmWave são uma delas. Estas nunca tinham sido utilizadas anteriormente em redes de comunicações móveis e podem trazer inúmeras vantagens, nomeadamente maiores velocidades e menor latência (ping reduzido).

Small Cell

No entanto, as mmWave têm o problema dos obstáculos e, para ajudar a solucioná-lo, surgiram as Small Cells (células pequenas). Célula é o nome dado a uma torre com antenas de comunicações móveis e, como o nome indica, a ideia é utilizar torres mais pequenas mas em maior quantidade. Ao aumentar a quantidade das torres contornamos o problema dos obstáculos absorverem as ondas milimétricas do 5G.

Massive MIMO

MIMO significa Multiple Input Multiple Output (Entradas Múltiplas Saídas Múltiplas) e permite que, de uma forma simplista, uma célula comunique com muitos dispositivos. Assim, com o 5G, cada célula garante a comunicação com um número superior de dispositivos em comparação com o 4G e anteriores.

Beamforming

Este conceito pode ser um pouco mais complicado de perceber. Vamos supor que estamos numa cidade e que várias pessoas decidem fazer uma chamada ao mesmo tempo. Todos os smartphones vão começar a emitir ondas com informação sobre a chamada que têm de chegar até uma célula de comunicações móveis. O problema é que eles não sabem onde a célula está pelo que, emitem o sinal em todas as direções. Nesse processo ocorrem reflexões em paredes de prédios e obstáculos antes do sinal chegar até à célula. Já estás a ver o que acontece. Imensos sinais a misturarem-se no ar.

O Beamforming tenta reduzir a quantidade de sinais desnecessários que se misturam no ar. Assim que o sinal chegar à célula, esta vai, através de algoritmos específicos, determinar de onde este veio e, de seguida, emitir os sinais de resposta direcionados para onde o smartphone se encontra, diminuindo, dessa forma, a quantidade de sinais espalhados pelo ar.

Full-duplex

Conheces o conceito de walkie-talkie, onde só é possível falar um de cada vez? Pois bem, esses dispositivos são Half-duplex. Por sua vez, o Full-duplex significa que é possível comunicação nos dois sentidos ao mesmo tempo. Ora, é claro que as gerações anteriores já fazem isso, no entanto, o conceito muda com o 5G. Com o 5G, o Full-duplex funciona dentro da mesma frequência utilizando mecanismos que permitem não haver "choques" de informação. Enquanto que nas gerações anteriores o sinal enviado e o recebido utilizavam frequências diferentes do espectro.

Limitações e consequências

Quando olhamos para as velocidades que podemos conseguir com o 5G, tudo parece bonito e perfeito. No entanto, esta geração vem com algumas limitações.

A maior das limitações do 5G, que se reflete de forma notória no mmWave, são os obstáculos. Como as frequências são muito elevadas, qualquer obstáculo é capaz de se opor e absorver essas ondas, fazendo com que nunca cheguem ao seu destino. Apesar de a solução teórica ter sido referida acima, ou seja, colocar múltiplas antenas, esta obriga a um investimento enorme por parte das operadoras de telecomunicações que certamente irá atrasar todo o processo de implementação do 5G mmWave.

Em termos de bateria, o futuro não parece sorridente. O 5G necessita de mais energia do que as gerações anteriores para atingir as velocidades desejadas, pelo que a bateria é o que mais irá sofrer. Nesse campo, esperamos ansiosos por uma nova tecnologia de baterias revolucionária que venha mudar a forma como vivemos.

Quais as possibilidades do 5G?

Achas que poderes fazer download dos teus filmes e séries mais depressa ou poderes fazer vídeo chamadas em 4K com os teus amigos foi a razão pela qual o 5G foi desenvolvido? Lamento dizer-te que estás enganado.

O 5G surgiu para muito mais do que isso. Para levar a humanidade a um patamar onde até agora não podiamos chegar devido às limitações tecnológicas. O que quero dizer com isso? Carros autónomos que, para além de conduzirem sozinhos, comunicam entre si e com o que os rodeia de modo a evitar acidentes e escolher a melhor rota possível. Medicina à distância, onde um médico a quilómetros de distância pode operar um paciente com a ajuda de um robot. E estes, como deves imaginar, são os exemplos mais comuns que se ouve por aí, pelo que, a imaginação será o limite do que o 5G poderá potênciar.

Teorias da conspiração

As teorias são diversas e para todos os gostos. As mais comuns são que o 5G pode causar cancro e/ou doenças graves e, uma outra mais recente, que o 5G foi responsável pelo Coronavírus. Spoiler alert: nenhuma destas passa de uma teoria da conspiração.

No entanto, estas teorias têm uma razão de ser. O que levou a que elas se tornassem reais foi o facto de o 5G utilizar uma banda de frequências do espectro eletromagnético nunca antes utilizado para comunicações móveis. Estas frequências são mais energéticas do que as utilizadas até ao 4G e, graças a isso, muitos começaram a acreditar que poderia causar problemas de saúde.

Voltando um pouco ao espectro eletromagnético, há dois grupos de radiações, a radiação ionizante e a não-ionizante.

As diferenças entre as duas radiações

A radiação ionizante é a radiação capaz de alterar ligações químicas. Trocando por miúdos, se fores exposto a determinadas quantidades de radiação ionizante as moléculas do teu corpo podem romper e sofrer alterações, podendo provocar alterações no DNA ou nas células do corpo. Provávelmente. o caso mais conhecido de exposição a radiação ionizante em grande escala foi a explosão da central nuclear de Chernobyl, em 1986. Este tipo de radiações incluem os Raios-X e os Raios Gama.

Por sua vez, a radiação não ionizante não tem capacidade de efetuar tais alterações químicas nos corpos. Ou seja, todas essas radiações, incluindo as utilizadas para comunicações móveis como o 5G, não produzem esse tipo de efeitos. Estas radiações não têm energia suficiente para quebrar ligações moleculares.

Porque é que o 5G não faz mal a ninguém

O 5G, como referido acima, funciona numa gama de frequências entre os 600 MHz e os 86 GHz. Segundo o espectro, os 86 GHz já estão incluídos nas Extra-High Frequency que, devido a serem mais energéticas que as já utilizadas Ultra-High e Super-High Frequency, levou muitos a considerar que poderia trazer problemas de saúde.

Vários estudos foram conduzidos de forma a tentar provar se o 5G traria ou não problemas para a saúde e, no final, todos concluíram que não, o 5G não traz problemas à saúde.

Apesar de não proporcionar problemas à saúde, a ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection), responsável pela regulação de utilização de frequências, encontrou um problema com este tipo de radiação: aquece os tecidos. A Extra-High Frequency provoca vibrações nas moléculas dos corpos em contacto e, por consequência das vibrações, existe fricção que leva a que o tecido aqueça. Este fenómeno é idêntico ao utilizado nos microondas que temos nas nossas cozinhas. Estes causam vibrações nas particulas dos alimentos que, como consequência da fricção entre elas, resulta um aumento da temperatura.

Como consequênca deste problema de aquecimento, a ICNIRP expecificou limitações no uso das frequências do 5G para garantir que nenhuma entra dentro dessa gama.

Então o 5G é seguro?

Como disse acima, nenhum estudo comprovou que o 5G pudesse provocar doenças cancerígenas ou até mesmo ter sido causador do Coronavírus. Portanto, não te preocupes que o 5G não te irá trazer qualquer problema de saúde.


Em Portugal...

Apesar do 5G ainda não ser uma realidade em Portugal, até porque o leilão das frequências do 5G ainda não aconteceu e continua atrasado devido à COVID-19, podes já ter acesso a tarifários 5G. As 3 principais operadoras no nosso país já possuem tarifários preparados para o 5G, com dados móveis e chamadas ilimitadas. Os preços, isso terás de avaliar por ti e com a tua carteira em mente.

De qualquer forma, para puderes usufruir desta tecnologia terás de:

  • possuir um smartphone 5G (o iPhone 12 ou 12 Pro, por exemplo);
  • estar dentro da área de cobertura de uma célula 5G.

Vale a pena salientar que é IMPOSSÍVEL ter 5G através de uma atualização de software. Para tal é necessário hardware especifico capaz de comunicar às frequências em causa.

Espero que este artigo te tenha ajudado a compreender melhor o que é o 5G, tudo o que pode trazer-nos de bom e o porquê de não nos causar problemas de saúde. Restaram algumas dúvidas? Deixa-as na secção de comentários!