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5G via satélite: novo acesso complementa a rede terrestre

Crédito: Napoleon King by Pixabay
5G via satélite: novo acesso complementa a rede terrestre
A RETOMADA DA ENGENHARIA NACIONAL

UIT/3GPP, centros de pesquisa e fabricantes buscam soluções para dar maior capilaridade e confiabilidade às redes

No caminho para a inclusão digital de regiões remotas e dispersas, que não podem contar com soluções tradicionais de atendimento (fibra, cabo, rádio), tanto em redes fixas quanto móveis, um esforço de desenvolvimento de tecnologias vêm sendo implementado, de modo a oferecer a possibilidade de uma nova solução de acesso via satélite diretamente aos usuários finais. As atuais redes satelitais introduzem características de transmissão que limitam sua aplicação técnica, pela necessidade adicional de uma distribuição do sinal ao usuário por antenas de uma infraestrutura terrestre. Estes são os casos, por exemplo, de projetos de baixa órbita LEO (do inglês, Low Earth Orbit) em andamento, como os da Starlink/Space X, One Web/Hughes e Amazon/Kuiper. Para satélites geoestacionários, como o SGDC (Satélite Geoestacionáriode Defesa e Comunicação) brasileiro, as aplicações esbarram adicionalmente no atraso do sinal, devido à sua afastada localização (36 mil km) em relação à Terra. No entanto, para algumas aplicações que não dependem de tempos de resposta baixos, pode ser uma opção válida.

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Crédito: Freepik

Em todas as versões anteriores dos sistemas móveis (2G, 3G e 4G), a preocupação natural era com o aumento de velocidade, de modo a permitir com que as aplicações se desenvolvessem da mesma forma que nas redes fixas, puxadas por novas facilidades que as demandavam, tais como textos, e-mails, fotos, músicas, filmes e streams de vídeo. No entanto, no 5G, as preocupações têm se diversificado para outros aspectos técnicos, como tempos de resposta, internet das coisas, e mais recentemente para incorporar as redes de satélites como forma de acesso direto aos usuários. Sem esquecer de que também o aumento de velocidade continua a ser uma preocupação. Neste sentido, uma das aplicações que vêm tendo bastante aceitação é o acesso fixo sem fio (do inglês, FWAfixed wireless access), permitindo acessos em velocidades de Gbps em regiões de indisponibilidade de fibras (1).

No que vem se denominando NTN (do inglês, Non-Terrestrial Networks-redes não terrestres), pretende-se objetivar opções de escoamento de tráfego que possam oferecer soluções adequadas para:

– acesso direto aos usuários em regiões rurais e remotas;

– atendimento a infraestruturas de Backhaul, para interconexão de alta capacidade entre estruturas de rádios de acesso e núcleo da rede (RANCore);

– redundância, para numa eventual falha da rede terrestre motivada por terremotos, inundações, furacões, etc., a rede satelital poder oferecer alternativas de continuidade nas comunicações.

Mas para que essas implementações possam se realizar há necessidade de desenvolver e acordar protocolos de transmissão a serem incorporados nos dispositivos transmissores, sejam eles celulares ou satélites. A UIT/3GPP (União Internacional de Telecomunicações/3rd Generation Partnership Project), os responsáveis pelos estudos e recomendações mundiais de padrões para sistemas móveis, nos releases 17, 18 e 19 do 3GPP para o 5G, incluíram questões a serem respondidas e que levem a formular resoluções de padrões ((2) e figura abaixo). Ao mesmo tempo, fabricantes e entidades de pesquisa, realizam experimentos no sentido de validar características desses novos dispositivos, como acontece com o projeto envolvendo Ericsson, Qualcomm e Thales (3), e outro da Huawei (4). 

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Fonte: 3GPP/ATIS

Até que estes desenvolvimentos se consolidem, as redes de satélites continuarão a depender de recursos de receptores terrestres para captação dos sinais e sua distribuição internamente numa residência, empresa ou localidade remota por protocolos existentes, basicamente em Wi-Fi ou celular, ou ainda recorrer a uma operadora local para poder transmitir do satélite como se fosse uma ERB (estação radio base).  Essa infraestrutura envolve, em cada um dos projetos, a instalação de milhares de satélites que compõem uma constelação de artefatos que darão a cobertura global adequada à prestação do serviço. Além disso, para dar escoamento ao tráfego gerado, com um dimensionamento adequado, serão necessários gateways localizados em terra para encaminhar as conexões para a rede fixa. A figura abaixo mostra a configuração desses elementos de rede (5).  

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Figura: típico cenário de uma NTN                            Fonte: 5G Americas

Até o momento, identifica-se os principais conglomerados empresariais que se colocam como prestadores de serviços via satélite (5):

Starlink/Space X/ TMobileAmazon/Kuiper/VerizonOne Web/HughesAT&T/AST Space MobileGuowang (China)G60 Starlink (China)  

Um aspecto importante, principalmente na fase de acesso direto ao usuário, será a formulação da regulamentação de atuação desses conglomerados e da manutenção da soberania dos países na prestação dos serviços de internet em seus territórios. Note-se que, por exemplo, a Starlink vem prestando o serviço no Brasil desde 2022, e até o momento não dispõe de representação local que possa dar suporte aos requisitos dos usuários (6). Além disso, questiona-se o risco de ter uma infraestrutura prestadora de serviço que dependa, para seu encaminhamento, de recursos localizados no exterior e que tenha algoritmos de operação dependente de uma gerência para a qual não tenhamos controle. Atualmente, esta discussão da regulamentação se encontra no bojo de algumas iniciativas mundiais de ordenamento da atuação de grandes plataformas, e aqui em solo nacional vem sendo tratada no âmbito do Projeto de Lei 2630/2020 em tramitação no Senado Federal.

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Crédito: Freepik

Dessa maneira, recomenda-se que desde já o Ministério das Comunicações e a ANATEL se debrucem sobre o assunto, e estabeleçam as normas de atuação desses conglomerados que prestam serviços públicos satelitais diretos aos usuários em nosso país, de forma que a sociedade brasileira possa usufruir desses avanços de tecnologia mantendo o interesse do desenvolvimento nacional.

Marcio Patusco

Referências:

  1. https://www.ericsson.com/en/fixed-wireless-access?gad=1&gclid=CjwKCAjw6eWnBhAKEiwADpnw9u7Zd8oBQ9xQmcj4pnlDKz4J0Q3YMC-HPWL0is8yuPH-gAdwXikghBoCxoUQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds
  2. https://www.atis.org/wp-content/uploads/2022/04/3GPP-Webinar-Slides-Combined_4-20-22-002.pdf
  3. https://teletime.com.br/11/07/2022/ericsson-qualcomm-e-thales-se-unem-por-5g-via-satelite-para-smartphones/
  4. https://www.huawei.com/br/huaweitech/publication/202301/r18-architectural-5g-evolution
  5. https://www.5gamericas.org/wp-content/uploads/2023/07/Update-on-5G-Non-terrestrial-Networks-Id.pdf
  6. https://tiinside.com.br/29/08/2023/starlink-cresce-no-brasil-mas-falta-de-suporte-local-ja-gera-reclamacoes/
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SOBRE O AUTOR

Marcio Patusco

Marcio Patusco

Bio: Vice-Presidente do Clube de Engenharia e Membro da Divisão Técnica de Eletrônica e Tecnologia da Informação (DETI).

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