Como as soluções de teste e medição da Rohde & Schwarz possibilitam o mundo do amanhã.

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5G – mais do que apenas comunicações móveis rápidas

Como as soluções de teste e medição da Rohde & Schwarz possibilitam o mundo do amanhã

Basta uma rápida olhada nas manchetes para ver que o 5G está criando expectativas elevadas – até mesmo eufóricas. Carros e caminhões autônomos estão rodando sem causar acidentes. Congestionamentos ficaram no passado, assim como a falta de médicos. A produção se tornou mais flexível, conectada e eficiente do que nunca. De fato, o 5G realmente traz novas oportunidades para agentes experientes do mercado, como fabricantes de infraestruturas, dispositivos para usuário final e chipsets. No entanto, mesmo os novos agentes estão vigorosamente ansiosos por modelos de negócios lucrativos, principalmente no setor automotivo. A Rohde & Schwarz trabalha em parceria com seus clientes para garantir que o 5G atenda às expectativas de ser uma tecnologia que oferece mais do que “apenas” comunicações móveis rápidas.

Com a realidade virtual, os engenheiros podem fazer verificações minuciosas de protótipos, antes de eles sequer serem construídos.
Com a realidade virtual, os engenheiros podem fazer verificações minuciosas de protótipos, antes de eles sequer serem construídos.

A quarta Revolução Industrial

Essa é a primeira vez na história relativamente jovem das comunicações sem fio que os smartphones (antigamente chamados de telefones celulares) não são o foco principal do desenvolvimento. O novo padrão também é otimizado para a Internet das Coisas, para os bilhões de dispositivos conectados em nossas casas, nas ruas e nas fábricas. Mas, é provável que o 5G tenha o maior impacto na indústria. E isso não apenas pelo fato de as máquinas conectadas sem fio e todas as linhas de produção se comunicarem praticamente em tempo real. A Inteligência Artificial (IA) permite corrigir, de forma autônoma e ágil, mesmo os menores desvios e irregularidades logo nas primeiras fases de produção. Para isso, são usados petabytes de dados que são armazenados e analisados na nuvem.

O aumento do uso da realidade virtual também melhorou a eficiência. Os produtos e processos podem ser virtualmente modelados e, consequentemente de forma econômica. Mesmo que ainda não existam. Dessa maneira, os engenheiros podem fazer verificações minuciosas de protótipos, antes de eles sequer serem construídos. Os funcionários não precisam mais se afundarem em manuais extensos para se familiarizarem com processos novos. E clientes do outro lado do mundo podem consertar as próprias máquinas por meio de assistência remota.

Na indústria de manufatura, altamente competitiva, a produção inteligente é uma verdadeira vantagem no cenário geral, uma vez que ela significa que mesmo os países com altos salários podem voltar a ser locais atrativos para a produção. As normas alemãs permitem o funcionamento de redes 5G locais e de operação privada, conhecidas como redes de campus. Em outros países, a ideia é a de que empresas maiores de comunicações móveis implantem e gerenciem essas sub-redes locais como um serviço industrial. Quando essas redes são usadas na automação de fábrica, é sempre preciso verificar a qualidade delas, garantindo o desempenho necessário.

Em áreas de população esparsa, onde faltam pessoal e instalações médicas, o 5G permite o uso da telessaúde, demonstrando estar à altura de seu potencial.
Em áreas de população esparsa, onde faltam pessoal e instalações médicas, o 5G permite o uso da telessaúde, demonstrando estar à altura de seu potencial.

A eHealth (saúde virtual) garante a disponibilidade de atendimentos médicos. Em qualquer lugar.

A implantação da banda larga na maior área possível pode ser um equalizador no que diz respeito às condições de vida em áreas urbanas e rurais. Em áreas de população esparsa, onde faltam pessoal e instalações médicas, o 5G permite o uso da telessaúde, demonstrando estar à altura de seu potencial. Com as consultas realizadas por vídeo, os médicos especialistas ficam disponíveis onde quer que sejam necessários. No futuro, eles poderão inclusive acompanhar ou realizar cirurgias remotamente (com assistência robótica). Mas, isso só será possível se os dados forem transferidos de forma rápida, segura e sem falhas. Ao avaliar a tomografia computadorizada de uma vítima de AVC, não podem existir atrasos. Além disso, os sensores de monitoramento remoto das funções vitais não podem falhar. Eles precisam ser provedores de dados confiáveis e duráveis.

Esses cenários demonstram que o novo padrão é um prodígio excepcional com características notáveis, e isso inclui uma velocidade de transmissão significativamente mais alta. A União Internacional de Telecomunicações (International Telecommunications Union - ITU) cita até 20 gigabit/s no programa IMT-2020. Isso é cerca de 20 vezes mais rápido que o LTE, seu antecessor. Aliás, o 5G não substituirá de forma alguma o LTE. O LTE ainda continuará sendo a base das comunicações móveis por muitos anos.

A verdadeira mudança ocorrerá em outros pontos. “O 5G possibilita aplicações completamente novas, mais exigentes, em que o usuário final geralmente é uma máquina, não um ser humano”, explica Jeremy Carpenter, Gerente de Programa de Testes de Redes Móveis na Rohde & Schwarz. “Até o momento, a evolução das comunicações móveis teve como foco coberturas mais amplas e maiores velocidades de transmissão de dados. Agora o foco é confiabilidade, latência baixa e capacidade.” (consulte a imagem)

Áreas de aplicação do 5G
Áreas de aplicação do 5G
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O desafio das ondas milimétricas

Larguras de banda significativamente maiores serão necessárias para que as velocidades de transmissão almejadas sejam possíveis, mas não há espaço para elas nas bandas atuais de frequências móveis abaixo de 6 GHz. Por isso, a indústria concordou que o 5G usará o intervalo de frequências de até aproximadamente 7 GHz, e de até 52 GHz no intervalo de ondas milimétricas. As bandas de frequências comercialmente relevantes são de 3,5 GHz, 28 GHz e 39 GHz. A largura de banda por portadora será normalmente de 100 MHz, com a possibilidade de até 400 MHz no intervalo de ondas milimétricas.

O desafio das ondas milimétricas
Os sinais de rádio têm um alcance no intervalo de ondas milimétricas muito menor do que no espectro de frequências mais baixas do LTE. Sendo assim, são necessárias mais antenas e estações rádio base para a cobertura de rede.

Uma nova abordagem: formação de feixes

Os sinais de rádio têm um alcance no intervalo de ondas milimétricas muito menor do que no espectro de frequências mais baixas do LTE. Sendo assim, são necessárias mais antenas e estações rádio base para a cobertura de rede. É por isso que as operadoras de rede estão optando pela formação de feixes para o 5G, o que aumenta a eficiência do sistema. Antigamente, os sinais eram propagados por toda a área uniformemente. Mas, com o 5G, o feixe da estação rádio base pode ser agrupado. Dessa maneira, é possível otimizar os sinais e as relações sinal-ruído, além de abordar os dispositivos móveis de maneira seletiva. No entanto, isso requer muito mais elementos de antena por célula de rádio. A formação de feixes muda os requisitos das soluções de teste e medição, uma vez que no intervalo de ondas milimétricas é preciso usar métodos de teste over-the-air, em vez de realizar soluções de teste.

Um especialista experiente em Teste e Medição
Como especialista experiente em teste e medição e provedor de serviços completos de soluções de T&M para o 5G NR, a Rohde & Schwarz oferece as soluções mais abrangentes para todo o ecossistema de comunicações móveis.

A Rohde & Schwarz abre o caminho: soluções completas para uma tecnologia revolucionária

“As tecnologias e soluções técnicas subjacentes são complexas. Para garantir a interoperabilidade e o funcionamento confiável, todos os aspectos precisam ser completamente testados muito antes de o 5G sair do laboratório para as situações reais. Isso inclui o teste de componentes individuais, como antenas, estação rádio base completas e dispositivos finais, bem como a qualidade de serviço em uma rede de comunicações móveis”, explica Reiner Stuhlfauth, Gerente de Tecnologia na Rohde & Schwarz. No eBook completo “5G New Radio (NR)”, ele e outros especialistas em Teste e Medição da Rohde & Schwarz trazem insights sobre os conceitos básicos e procedimentos por trás da arquitetura e da transmissão da tecnologia 5G-NR.

“O 5G é um sistema muito flexível em que os parâmetros podem ser ajustados para a aplicação, por exemplo, para cenários da Indústria 4.0 ou para a transmissão de dados para smartphones”, explica Meik Kottkamp, do setor de Gerenciamento de Tecnologia sem Fio na Rohde & Schwarz, e coautor da publicação. “Essa flexibilidade, que vem das altas frequências e das grandes larguras de banda, é o que torna o 5G tão atraente. Ao mesmo tempo, esse é o aspecto mais exigente, tanto para os nossos desenvolvedores quanto para os nossos clientes.”

Desafio aceito

Como especialista experiente em teste e medição e provedor de serviços completos de soluções de T&M para o 5G NR, a Rohde & Schwarz oferece as soluções mais abrangentes para todo o ecossistema de comunicações móveis – desde geração e análise de sinais até testes de comunicação e verificação da qualidade de serviço em uma rede de comunicações móveis. Desde o início do 2G, a primeira geração de comunicações móveis digitais, a Rohde & Schwarz esteve comprometida com o trabalho pioneiro que antecede a conquista de se tornar um facilitador bem-estabelecido das inovações dos fabricantes de infraestruturas, dispositivos de usuário final e chipsets.

Descubra diretamente com nossos especialistas como a Rohde & Schwarz auxilia seus clientes no desenvolvimento e na otimização de produtos 5G para enfrentar os desafios do novo padrão.

O 5G é agora - série de vídeos

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O testador de comunicação por rádio R&S CMX500 é ideal para realizar medições de sinalização 5G NR para o modo SA.

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Chegou a hora do 5G – Como a numerologia flexível beneficia a interface aérea 5G

Observe mais de perto os aspectos da interface aérea 5G, que oferece numerologia flexível para dar suporte a diferentes serviços com eficiência insuperável.

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5G is now - Enfrentar os desafios de testes de 5G NR

O primeiro episódio de uma nova série de vídeos mostrará em que ponto se encontra o 5G atualmente, explorará os desafios únicos de teste e medição e descobrirá soluções inovadoras, tais como o testador de comunicação de rádio R&S CMX500.

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