Entendendo as frequências de bandas do espectro 5G

Atualmente, o espectro da banda baixa está sendo usado para serviços 2G, 3G e 4G para voz, serviços MBB e Internet das Coisas (IoT). O espectro recém-alocado para redes móveis inclui as bandas de 600 MHz e 700 MHz. Essas bandas são ideais para cobertura de área ampla e externa, bem como para cobertura interna profunda, normalmente necessária para serviços de eMBB e voz, mas também necessária para comunicação do tipo M2M de fora para dentro do prédio, mesmo em porões profundos.

Hoje, o espectro de banda média é usado para serviços 2G, 3G e 4G. O novo espectro foi amplamente alocado na faixa de 3.5 GHz, com mais espectro planejado para ser disponibilizado nas faixas de 1.5 GHz (banda L) e 5 GHz (sem licença). As larguras de banda de 50 megahertz a 100 megahertz por rede permitirão redes de alta capacidade e baixa latência, ideais para casos de uso 5G, como MBB aprimorado (eMBB) e comunicações de baixa latência ultra confiável (URLLC), para aplicações críticas de IoT. Com uma melhor cobertura de área ampla e interna do que o espectro de banda alta, o espectro de banda média é ideal no que se refere à cobertura, qualidade, rendimento, capacidade e latência. A combinação do espectro de banda média com o espectro de banda baixa leva a melhorias excepcionais na rede em termos de capacidade e eficiência.

O espectro de banda alta é, claramente, um salto antecipado na velocidade, capacidade, qualidade e baixa latência dos dados, prometidos pelo 5G. As novas bandas de espectro ficam, normalmente, na faixa de 24 GHz a 50 GHz, com larguras de banda contíguas de mais de 100 megahertz por rede. A banda alta oferece uma oportunidade significativa para serviços de taxa de transferência muito alta para xMBB, implantações localizadas e casos de uso de baixa latência, por exemplo IoT industrial, local etc., tanto para implantações internas quanto externas. O acesso sem fio fixo (FWA) também se beneficiará dessas bandas mais altas em termos de capacidade. Como o alcance da cobertura é muito limitado (magnitude de cem metros), para cobertura em áreas mais amplas, combinações com banda baixa e banda média serão essenciais.

Cada banda de espectro possui propriedades únicas, o que significa que há diversas oportunidades para um provedor de serviços equilibrar entre taxa de transferência, cobertura, qualidade e latência, além de confiabilidade e eficiência espectral. A disponibilidade do espectro variará globalmente entre países e regiões, tanto em termos de faixas, quanto de quantidades e época.

Os padrões 5G também incluem uma fatia de rede de ponta a ponta e computação móvel de ponta, que são vitais para atender às necessidades dos setores verticais da indústria. Em particular, o fatiamento de rede permitirá que as operadoras criem fatias de sub-rede virtual com recursos personalizados para tipos específicos de usuário ou requisitos de uso. O fatiamento, entre outras características, inclui opções de bandas de espectro e canais. Por exemplo, latência ultra baixa e fatias de alta disponibilidade são uma boa opção para fabricação automatizada, carros conectados e cirurgia remota. Em contraste, as redes de IoT com um grande número de sensores e dispositivos, como câmeras de streaming de vídeo, podem receber uma fatia personalizada para comunicações pesadas de ligação ascendente.

Algumas verticais dependem de recursos de latência ultrabaixa, enquanto outras precisam de velocidades super rápidas para download. Alguns precisam de conectividade altamente localizada (por exemplo, pequenas células para uma fábrica), enquanto outros precisam de conectividade em todo o país (por exemplo, uma vasta rede macro para suportar sensores de empresas de serviços públicos). Cada um desses exemplos precisa de diferentes recursos de espectro e rede.

Serviços de latência ultrabaixa e serviços de banda larga de alta velocidade precisam de diferentes bandas de espectro, pois seus requisitos de recursos de rádio são incompatíveis. Da mesma forma, os serviços localizados de alta capacidade melhor se adequam às faixas de capacidade (ou seja, acima de 1 GHz), enquanto os serviços em todo o país se beneficiam das faixas de cobertura (ou seja, sub-1GHz). As operadoras móveis estão na melhor posição para fornecer a ampla variedade de serviços previstos, incluindo redes privadas com espectro concessionado nos casos em que isso é necessário, devido aos requisitos específicos das verticais.

Se considerarmos os requisitos de largura de banda e penetração, uma subdivisão de linha de casos de uso por parte do espectro de frequência pode ser descrita da seguinte maneira.

Casos de uso em banda baixa: pequenas quantidades de dados precisam ser trocadas de um grande número de dispositivos distribuídos para a rede e vice-versa. A banda baixa é útil para cobrir grandes espaços (áreas rurais) e áreas internas profundas (porões). A baixa latência pode ser alcançada também nesta parte do espectro com estratégias de fatiamento, se necessário.

Casos de uso de banda média: essa categoria de banda é o equilíbrio perfeito entre a banda larga (500 Mbps a 1-2 Gbps) e a cobertura de alguns décimos de metros por célula. Para casos internos, deve haver uma atenção especial ao repetir o sinal do externo para o interior. Uma troca entre taxa de transferência e latência pode ser alcançada, através do fatiamento da rede.

Casos de uso de banda alta: essa banda garante suporte a todos os casos que exigem uma frequência de dados muito alta, especialmente no setor de mídia e entretenimento. O usuário deve estar próximo do ponto de acesso (alguns metros). Geralmente, os casos de uso são aqueles que exigem velocidade máxima, mas a troca entre a taxa de transferência e latência pode ser alcançada através do fatiamento da rede, também nesta faixa de frequência.