Como o 5G suporta os atuais modelos de negócio de telecomunicações
Se estiver a acompanhar os desenvolvimentos do 5G , estará interessado nesta visão geral de como o 5G ajuda a fornecer eficazmente quantidades cada vez maiores de capacidade em suporte aos modelos de negócio de telecomunicações atuais e em evolução.
As empresas de telecomunicações enfrentam desafios financeiros significativos no fornecimento de enormes quantidades de capacidade adicional nas suas redes. No entanto, este é um requisito fundamental e contínuo que permite os seus principais modelos de negócio. A forma como a capacidade pode ser aumentada está efetivamente limitada a quatro opções:
- Aumentar o número de estações base
- Aumentar o espectro implantado nestas estações base
- Utilizar o espectro/recursos radioelétricos de forma mais eficiente/eficaz
- Descarregue em tecnologias como WiFi ou acesso fixo
Opção 1 é caro, mas está totalmente sob o controlo da empresa de telecomunicações. Opções 2-4 são todas melhores escolhas financeiramente, mas requerem um desenvolvimento mais amplo da indústria para estarem disponíveis para as empresas de telecomunicações individuais.
Com o 4G , a capacidade pode ser implementada de forma muito eficiente em bandas relativamente estreitas do espectro UHF licenciado, mas “mais dados para mais utilizadores significa mais estações base”. O 5G altera drasticamente esta equação, trazendo o desenvolvimento necessário da indústria para permitir de forma realista as opções 2 a 4 e até mesmo otimizar a opção 1!
Em primeiro lugar, nas grandes cidades e vilas, os clientes estão agora normalmente muito mais próximos das estações base existentes do que anteriormente. Em segundo lugar, já existe geralmente uma rede 4G bem planeada e de capacidade relativamente elevada, com boa cobertura e elevada fiabilidade. Isto significa que podemos implementar o 5G de forma muito diferente de como implementamos o 4G.
O 4G foi concebido para suportar o “pior cenário” de uma célula relativamente grande numa área urbana. Aqui o ambiente rádio é muito difícil, mas a configuração da interface rádio minimizou os problemas de interferência. No entanto, esta configuração, por sua vez, limitou-nos às partes do espectro actualmente utilizadas para o LTE (~700MHz – 2,6GHz).
Traga 5G…
5G – ACESSO A MAIS ESPECTRO
Para o 5G temos sido muito mais flexíveis. Diferentes configurações de interface de rádio, ou numerologias, permitem um suporte ideal para uma gama muito mais ampla de tipos de células e frequências. Isto inclui bandas de espectro mais baixas a 700 MHz, até bandas de ondas milimétricas, na Europa ~ 26 GHz.
Isto significa que podemos implementar o 5G da mesma forma que o LTE, ou utilizar frequências muito mais elevadas para suportar células mais pequenas. Em frequências mais altas, há MUITO espectro adicional disponível.
Além disso, como as células de alta frequência são pequenas, podem ser implementadas como parte de uma arquitetura em camadas de multifrequência e cobertura total. Quaisquer células 5G de alta frequência podem ser implantadas para suportar bolsas isoladas de alta capacidade. O isolamento significa que a interferência entre as células é minimizada e as empresas de telecomunicações e as operadoras podem, de forma realista, partilhar grandes pedaços de espectro não licenciado.
E não se esqueça que ainda temos 4G, por isso não precisamos de fornecer cobertura total com 5G, desde que garantamos que 4G e 5G funcionam em conjunto.
5G – MAIOR EFICIÊNCIA
Frequências mais altas requerem antenas mais pequenas. Isto significa que precisamos de utilizar conjuntos de antenas em vez de apenas antenas individuais para transmitir ou receber eficazmente energia suficiente para operar. De facto, em frequências de ondas milimétricas, ou mesmo em banda média (3,4 GHz – 3,8 GHz), são viáveis conjuntos de antenas muito grandes; 64Transmit/64Receive já estão implementados e 256 são viáveis.
São os conjuntos de antenas, quando utilizados com técnicas avançadas de antenas, que nos proporcionam grande parte da eficiência espectral adicional. Utilizando interferências construtivas e destrutivas, as antenas podem formar feixes ou construir uma bolha de energia em torno de um dispositivo móvel, em ambos os casos aumentando significativamente a eficiência.
5G - DESCARREGAMENTO
A transferência é também um foco do 5G e é possível graças a uma integração muito mais estreita de tecnologias não 3GPP, por exemplo, Wi-Fi ou acesso fixo, sobretudo em termos de segurança. Os dispositivos móveis podem ser direcionados através da rede celular 5G ou 4G para selecionar e ligar através de um método de acesso alternativo.
No 5G isto é potencialmente viável mesmo em cenários de roaming e como parte de uma rede pública. Existem alguns mecanismos já normalizados para permitir que isto aconteça, mas ainda há muito trabalho a fazer para que isto se generalize.
5G – IMPLANTANDO MAIS ESTAÇÕES BASE
Mesmo que ainda sejamos obrigados a implantar mais estações base, o que somos, o 5G também ajuda nesta parte da equação. A frequências mais baixas, a co-localização com 4G é muito viável e é a opção preferencial. Esta é efetivamente uma forma de utilizar o espectro 5G para impulsionar uma estação base com espectro adicional alocado ao 5G.
Para implementações de ondas milimétricas de alta frequência e células pequenas, o quadro muda. As pequenas estações base podem ser implantadas em linha com estações base macrocelulares maiores. Farão o autobackhaul utilizando parte do espectro celular para se ligarem diretamente ao local da macrocélula e, em seguida, através de qualquer fibra existente até ao núcleo da rede.
Opcionalmente, as células pequenas podem também ser constituídas por unidades de rádio distribuídas que possuem uma unidade de processamento centralizada co-localizada com a macrocélula. Este é um recurso que foi padronizado com o 5G.
Ambas as características minimizam a funcionalidade nas “unidades distribuídas” de células pequenas e permitem uma implementação rápida e económica de células pequenas.
RESUMO
Assim, como pode ver, o 5G ajuda a fornecer com sucesso quantidades progressivas de capacidade em apoio aos modelos de negócio de telecomunicações atuais e em evolução. Será necessário um investimento inicial, mas a longo prazo a equação da capacidade no 5G já não se prende esmagadoramente com o número de estações base.
Este artigo é o primeiro de uma série sobre como o 5G suporta modelos de negócio novos e em evolução. Como devem perceber, alguns conceitos foram muito simplificados, os detalhes foram omitidos, ignorei o 2G e o 3G e não disse nada sobre como o 5G também pode suportar novos casos de utilização e novos modelos de negócio – deixarei isso para outra altura!
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Author: Paul Waite
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