Releases do 5G: qual é o status?

Ao longo das últimas décadas, a indústria móvel lançou um novo “G” pelo menos uma vez por década. Com as implementações iniciais do 5G agora bem encaminhadas, alguns na indústria já estão olhando para o próximo “G” – o 6G, que está potencialmente previsto para se tornar uma realidade por volta de 2030. Muitas pessoas, é claro, dirão “espere, já resolvemos realmente o 5G?” e têm um bom motivo para tal. Embora seja muito interessante começar a olhar para o 6G e para a pesquisa profunda necessária para colocar as redes futuras em funcionamento, ainda há muito a fazer para terminar a migração para o 5G.

A inovação nas redes móveis é um processo contínuo com uma sequência de lançamentos de padrões do 3GPP. A série de lançamentos do 3GPP se estendeu desde o 3G até os dias atuais, com o Release 15, o primeiro conjunto completo de padrões 5G, atingindo sua queda final em meados de 2019. Seguiu-se o Release 16, que foi congelado em meados de 2020, e a equipe está hoje fortemente envolvida no Release 17. Cada lançamento acrescenta mais recursos e funcionalidades avançadas às ferramentas disponíveis para a construção das redes móveis e, este processo continuará, provavelmente até que surjam as especificações do 6G.

O importante disto é que qualquer “G” é, na verdade, uma série de especificações e avanços tecnológicos que forma uma evolução contínua de uma geração para a seguinte. Os serviços 5G iniciais que estão sendo implementados rapidamente em todo o mundo utilizam as especificações 5G mais antigas, principalmente do núcleo inicial não autônomo (NSA), o que limita as ofertas de serviço a ofertas 4G de velocidade essencialmente mais alta. Ainda não há disponibilidade comercial dos novos serviços que o 5G pode fornecer, como os baseados em definições de serviço de comunicação ultra confiável e de baixa latência (uRLLC) usando o núcleo autônomo (SA), que foi incluído no Release 16. Esses serviços virão ao longo do tempo, à medida que a funcionalidade definida no Release 16 e além dele se transforma em novas especificações e exigências de produtos, e eventualmente em produtos lançados que são implementados em redes.

Pode parecer ao usuário final que as ofertas 5G iniciais são ótimas em termos de velocidade e capacidade, mas ainda não estão à altura da expectativa em torno da gama potencial de novos tipos de serviços 5G. Eles também podem pensar que as operadoras de redes móveis estão apenas focadas em expandir a presença inicial do 5G fase 1, mas elas estão realizando atualizações significativas das redes em preparação para a segunda fase de serviços avançados 5G, que serão habilitados pelos últimos lançamentos do 3GPP.

É difícil dizer exatamente quando os novos serviços 5G avançados chegarão ao mercado, mas as operadoras estão atualmente trabalhando duro em uma reengenharia significativa de suas redes para habilitá-las. Isto porque todas as redes móveis são sustentadas por uma rede de transporte óptico, que desempenha um papel crítico e requer um foco especial para oferecer os serviços avançados da fase 2.

Arquitetura de rede

O 5G requer uma nova arquitetura xHaul que descrita no  artigo “The Fast Mode”, que traz uma visão do futuro do que os fornecedores de redes ópticas estavam buscando e que agora está se tornando uma realidade, com produtos disponíveis comercialmente que suportam essa nova arquitetura e já estão sendo implementados nas redes móveis. Embora a nova arquitetura xHaul torna-se necessária à medida que o 5G evolui, ela não é especificamente exigida pelos primeiros serviços 5G da fase 1, baseados em eMBB. Muitas operadoras colocaram inicialmente todos os dispositivos de processamento de rádio 5G necessários, a unidade centralizada (CU), a unidade distribuída (DU) e a unidade de rádio (RU), juntamente com a infraestrutura 4G existente no local da célula para simplificar a instalação inicial. As operadoras estão agora construindo redes de transporte óptico prontas para xHaul, que suportam as funcionalidades avançadas de xHaul, como a Rede Sensível ao Tempo (TSN), para que possam migrar, sem problemas, sua infraestrutura de rádio em um futuro próximo, à medida que sua arquitetura geral evolui. A TSN permite que uma rede de transporte priorize o tráfego sensível à latência usando um mecanismo chamado preempção para garantir que uma rede fronthaul possa ter o melhor desempenho de latência possível para tráfego de baixa latência.

Redes Abertas

Tanto na camada de transporte DWDM, quanto na camada de roteamento IP dentro da rede de transporte óptico, as operadoras móveis também estão procurando novas arquiteturas “abertas” para abordar a economia da rede e acelerar a inovação. Um bom exemplo dessa tendência é a iniciativa “Gateway Desagregado de Site de Células” (Desagregado Cell Site Gateway  – DCSG), liderada pelo Telecom Infra Project (TIP). A abordagem DCSG divide o roteador de gateway celular tradicional em software aberto e hardware de “caixa branca” aberta, criando um mercado mais ágil e mais inovador. As implementações do TIP baseadas em DCSG já começaram em muitas redes, que é uma etapa de validação importante ao longo do caminho para redes de transporte mais abertas.

Capacidade de rede

O 5G impulsionará um crescimento significativo da largura de banda nas redes móveis, com serviços cada vez mais intensivos em largura de banda atingindo uma gama mais ampla de dispositivos conectados. Este é um desafio que o mundo das redes ópticas está bem acostumado, visto que a capacidade em todas as redes vem crescendo exponencialmente há décadas. O 5G e a mudança para o fronthaul na arquitetura xHaul aumentam significativamente as demandas de largura de banda na rede de transporte óptico.

A maioria das operadoras está agora tentando fornecer 10G à torre, mas muitas também estão começando a avaliar o próximo passo, quando potencialmente múltiplos de 25G para cada torre de célula serão necessários. Isso requer um aumento de capacidade em toda a rede, e uma abordagem que está sendo avaliada para lidar com esta questão é uma nova arquitetura óptica ponto-a-multiponto, que rompe com a arquitetura óptica tradicional ponto-a-ponto, na qual o laser de mesma velocidade é usado em cada extremidade da conexão. Nesta nova abordagem, uma única óptica de maior velocidade, por exemplo, de 400G, conecta-se com várias ópticas de baixa velocidade e múltiplas taxas, que podem suportar conexões de 25-100G em incrementos 25G. Essa tecnologia ainda está em desenvolvimento, mas os primeiros estudos mostram que tem potencial para reduzir e simplificar os custos das redes de transporte móvel para permitir a capacidade e a economia necessárias para os futuros serviços 5G.

Habilitando os serviços 5G da fase 2 do futuro

Além da arquitetura e da capacidade, as operadoras de rede também estão considerando como abordar outros fatores necessários para viabilizar o transporte de serviços 5G futuros, tais como menor latência e atender às melhorias de desempenho de sincronização necessárias para suportar as técnicas mais recentes que serão utilizadas na rede de acesso via rádio. Em geral, embora o público possa ver os serviços 5G iniciais apenas como versões de alta velocidade dos serviços 4G existentes, muita coisa está acontecendo para abrir caminho para os serviços 5G mais recentes que, às vezes, foram exagerados na preparação da era 5G. Todos os aspectos da rede móvel precisarão de adaptação para suportar esses novos serviços. As redes ópticas desempenham um papel fundamental no fornecimento das capacidades e do desempenho necessários para habilitar esses serviços, e os fornecedores de rede estão enfrentando o desafio de fornecer as novas capacidades, arquiteturas e desempenho que serão necessários.

*-Sobre o Autor – Andres Madero é CTO da Infinera para a America Latina e Caribe. As opiniões expressas nesse artigo não necessariamente refletem o ponto de vista de TELETIME.

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