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1G, 2G, 3G, 4G e 5G: entenda a evolução da internet móvel

Uma nova geração de conexões mobile surge para suprir as carências da geração anterior. Foi assim que a sociedade evoluiu desde as conexões oferecidas pela  1ª geração de internet móvel, que permitiam chamadas de voz, até chegarmos ao 5G, que promete integrar a sociedade como um todo, oferecendo muito mais do que velocidade de rede.

As redes móveis funcionam por meio de radiofrequências que conversam com seu celular. Cada área geográfica é dividida entre células, e cada uma destas apresenta uma estação de rádio base, que é formada por antenas com receptores e emissores de sinais ligados a uma central telefônica.

Cada célula suporta uma quantidade limitada de conexões, mas o avanço das tecnologias foi permitindo, aos poucos, cada vez mais usuários conectados por quilômetro quadrado, até chegar ao 5G, que permite 1 milhão de conexões.

Confira a seguir o processo de evolução das conexões de telefonia móvel.

G ou 1G

A 1ª geração de conexões mobile surgiu com o objetivo simples de possibilitar ligações de voz em um aparelho sem fio, possibilitando a execução de chamadas em movimento. Contudo, pela baixa capacidade de tráfego e pelo alto custo, não se sabia ao certo qual era o potencial de crescimento da nova tecnologia.

Por isso, não houve uma padronização dos sinais, ou seja, a Europa tinha diversos padrões diferentes, por exemplo, o Total Access Communication System (TACS — sistema de comunicação de acesso total), para o Reino Unido, a Áustria, a Espanha, a Irlanda e a Itália; o NMT450, para a Suécia, a Noruega, a Finlândia e a Dinamarca; e a Radiocom2000, para a França.

Já o padrão Advanced Mobile Phone System (AMPS — sistema avançado de telefonia móvel) foi adotado, primeiramente, nos Estados Unidos, tendo sido desenvolvido pela Bell Labs e Motorola, sendo implementado em 1983. Esse padrão também foi seguido por diversos países da América, entre eles o Brasil.

A Motorola é uma empresa que teve suas atividades iniciadas em Chicago, Illinois, no ano de 1928. Na época, os irmãos Paul e Joseph Galvin compraram uma empresa chamada Stewart Battery Company, que tinha ido à falência. Os primeiros produtos fabricados pela Motorola, portanto, foram eliminadores de bateria, que visavam possibilitar que rádios domésticos fossem movidos à eletricidade.

Apesar da tecnologia ter se tornado rapidamente obsoleta, a Motorola ainda foi capaz de revolucionar diversos mercados em ascensão desde a sua fundação, como rádios para automóveis, em 1930; sistema de comunicações FM comercial, em 1944; dispositivos móveis voltados para comunicação pessoal (o precursor do celular), em 1973, além de diversas outras conquistas.

Em 1969, inclusive, o astronauta Neil Armstrong, durante a Apollo 11, comunicou-se com a Terra, quando o homem foi à Lua pela primeira vez, utilizando um aparelho de telecomunicações da Motorola.

Voltando ao AMPS, ele operava na faixa de 800 MHz. Basicamente, as bandas eram divididas entre canais de 30 kHz, o que é possível graças ao Frequency Division Multiple Access (FDMA — múltiplo acesso por divisão de frequência), que reserva uma banda de frequência para cada canal, podendo ser usado o tempo todo.

Os sinais recebidos de um transmissor cobriam uma área específica, chamada de célula. Quando um usuário saía dessa célula e passava a integrar outra, o sinal era transferido sem transição ou interferência. Esse foi o grande divisor de águas para a tecnologia G e o que possibilitou o avanço da mobilidade na telefonia.

2G

Enquanto os Estados Unidos (EUA) precisavam de uma melhor performance, a Europa visava uniformizar os sistemas. Foi assim que a 2ª geração de telefone móvel passou a utilizar tecnologia digital, deixando a analógica de lado e permitindo integração com circuitos digitais.

Os EUA, então, criaram os padrões IS-54, IS-136 e IS-95, para aumentar a capacidade de tráfego. Já a Europa unificou os padrões criando o Global System for Mobile (GSM — sistema global para celular), que possibilitou a massificação dos celulares, já que investimentos foram atraídos e os custos de produção caíram.

O foco do 2G era oferecer telefonia digital móvel aos usuários; então, o canal de voz foi adaptado para a transferência de bits de dados. Contudo, o GSM (que se tornou a referência da 2ª geração de internet móvel) pode ser dividido em 3 fases: na primeira fase, ofereciam-se chamadas de voz, SMS, dados síncronos e assíncronos, bem como transmissão de pacotes assíncronos; na segunda, passou-se a oferecer serviços de e-mail, ampliação no número de usuários (e diminuição da qualidade da voz), melhora no SMS e serviços de dados para informações gerais (clima e esportes, por exemplo); já na terceira, iniciou-se a implementação dos pacotes de dados com altas taxas de transmissão, o famoso GPRS.

GRPS

O General Packet Radio Service (GRPS — padrão de transmissão de rádio por pacote) foi um ponto de transição entre o 2G e o 3G. Conhecido também como 2,5G, o funcionamento dele era focado na transferência de dados. A conexão GRPS tinha uma velocidade de 32 Kbps a 80 Kbps.

EDGE

O Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE — transferência de dados melhorada para a evolução do GSM) funcionava como a evolução do GRPS, com um sistema de modulação que ampliou a velocidade da internet. Contudo, não chegou à 3ª geração de internet móvel, sendo considerado um 2,75G. Apesar da velocidade de rede mais alta, a latência continuava elevada, como no GRPS, o que tornou lenta a navegação em sites da web. A capacidade de banda chegava a 384 Kbps.

3G

O Universal Mobile Telecommunications System (UMTS — sistema móvel de telecomunicações universais) foi a primeira tecnologia que surgiu na 3ª geração de internet móvel, que começou a ser utilizada no Brasil em 2007, em planos ofertados pela Claro.

A sua implementação foi baseada no Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA — acesso múltiplo por divisão de código em banda larga), um padrão de radiofrequência que possibilitou conexões de até 2 Mbps para download e upload.

O 3G permitiu a realização de videochamadas, a comunicação via VoIP, principalmente, e acesso à TV no próprio celular, além do aprimoramento de envio de e-mails e SMS.

HPSA e HPSA+

O High Speed Packet Access (HPSA — pacote de acesso de alta velocidade) é o mais recente. Com latência ainda menor e velocidade de internet mais alta do que no modo de acesso WCDMA, pode ser considerado até mesmo um 3,5G.

O modelo atualizado, HPSA+, incrementa as taxas de download e upload. Em 2012, quando começou a ser implementado pela Vivo no Brasil, o limite máximo dos pacotes chegava a 6 Mbps, mas a velocidade foi incrementada com o passar do tempo.

4G

Também conhecida como Long Term Evolution (LTE — evolução a longo prazo), 4G é um dos padrões mais avançados do mercado atualmente. Diferente das gerações de redes móveis anteriores, o LTE prioriza tráfego de dados em vez de tráfego de voz, o que torna o 4G mais rápido e estável. A velocidade de navegação depende da compatibilidade do aparelho usado, mas pode chegar a 300 Mbps de download e 75 Mbps de upload. Além disso, a latência também é muito mais baixa em comparação com as gerações anteriores.

Já o LTE+ evoluiu a ponto de manter uma conexão de rede 4G em diferentes frequências ao mesmo tempo, o que otimiza a rede e garante maior velocidade de acesso à internet. O 4G permitiu o avanço de diversas áreas relacionadas às conexões mobile, como a indústria dos games, os serviços de streaming e o cloud computing.

A distribuição de rede da 4ª geração de conexões para celular também é mais eficiente, já que, ao contrário do 3G, os dados empacotados e transmitidos são enviados com mais velocidade ao consumidor final.

5G

O objetivo do 5G é expandir a rede de conexão móvel para o máximo de dispositivos possíveis: em vez de focar somente na rede móvel, amplia-se para carros, eletrodomésticos, telemedicina, agricultura, educação e nas demais áreas da Internet das Coisas (IoT – Internet of Things).

Utilizando um espectro de onda maior do que as gerações de internet móvel anteriores, a internet 5G funcionará a partir da adaptação das antenas já utilizadas, ocupando as frequências entre 600 MHz e 700 MHz, 26 GHz e 28 GHz, 38 GHz e 42 GHz.

A tecnologia de 5ª geração de conexão smartphone 5G conta com uma latência extremamente baixa. O tempo entre o upload e o download de um dado será de no máximo 1 milissegundo.

Já em relação à velocidade em números, as estimativas mostram que a transferência de dados do 5G estará acima dos 10 Gbps.

Em termos de comparação, a rede 4G baixa um filme HD com duração de 1 hora em cerca de 6 horas. Já na internet 5G, um filme de mesma duração é baixado em 6 segundos.

Fonte: TecMundo