mmWave: o que são as ondas milimétricas que fazem o 5G funcionar em frequências altas

O 5G já é realidade em alguns países. No Brasil, o leilão da Anatel para as frequências na nova geração de conexão ficaram para 2021, enquanto a popularização da tecnologia pode ficar para 2022 ou 2023. Quando isso finalmente acontecer, talvez você se depare com um nome bem importante da nova geração de redes móveis: o mmWave (Milimiter Wave), já presente no iPhone 12. O que diabos é isso?

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mmWave: 5G em frequências altíssimas

As ondas milimétricas são as que trazem as maiores vantagens do 5G: maior velocidade nas conexões e maior capacidade para dar conta de literalmente trilhões de dispositivos conectados à internet. Em resumo, elas farão o 5G funcionar em frequências extremamente altas, entre 24 e 60 GHz.

Mas, é preciso considerar uma regra básica da física: quanto maior a frequência da onda, menor a penetração de sinal. É por isso que você passou a ter sinal de 4G em muito mais lugares depois que as operadoras expandiram as redes de 2,5 GHz para frequências mais baixas — principalmente a de 700 MHz, ativada depois do fim da TV analógica.

Nos Estados Unidos, na Coreia do Sul e no Japão, uma das frequências do 5G mmWave será a de 28 GHz, que funcionará em conjunto com as faixas “tradicionais”, aquelas abaixo dos 6 GHz. No Brasil, as operadoras usarão além da frequência de 3,5 GHz, as ondas milimétricas de 26 GHz, que também deverão ser adotadas na Europa.

Essas faixas mais altas não são um problema em aplicações fixas: conexões via satélite na banda Ka, entre 26 e 40 GHz, são realidade há anos, por exemplo. Mas, como isso pode funcionar de forma minimamente estável em um dispositivo móvel, como um smartphone, sem precisar de uma usina nuclear para dar conta do gasto de bateria? Com uma série de técnicas para minimizar a perda de sinal no meio do caminho.

Beamforming e antenas 5G nos smartphones

As antenas mmWave dentro dos próximos aparelhos suportarão beamforming — ou seja, vão utilizar algoritmos mais eficientes para enviar e receber pulsos de sinais para a torre da operadora por meio da melhor rota possível, evitando ao máximo os obstáculos físicos que enfraquecem a conexão.

E eu escrevi “antenas”, no plural, porque os celulares terão várias delas ao redor das bordas para evitar a queda de sinal. Como as ondas milimétricas são de baixíssima penetração, até a sua mão poderia interferir significativamente no 5G mmWave (e a fabricante não poderá reclamar que você está segurando errado).

Usar várias antenas com beamforming exige um espaço físico maior dentro dos produtos, mas a Qualcomm já anunciou o QTM052, um módulo de antenas mmWave do tamanho da ponta do seu dedo indicador que encaixa nas bordas dos smartphones atuais. Cada módulo tem quatro antenas e as fabricantes deverão adotar ao menos três deles nos celulares. O modem Snapdragon X50 dá conta de até quatro módulos, então estamos falando de até 16 antenas (!) no mesmo aparelho.

Essa coisa minúscula é o QTM052, com antenas de 5G

E o que dá para fazer com isso?

Em conversas com executivos da indústria de tecnologia, eu ouvi algumas vezes a história de que o 5G não é para celulares: mesmo o 4G já tem capacidade suficiente para você fazer praticamente tudo, como assistir a um vídeo pesado em 4K por streaming e em movimento (desde que a operadora tenha feito a parte dela). Quem precisa de ainda mais velocidade se as franquias continuam a mesma coisa?

Na verdade, 5G é feito sob medida para a internet das coisas, em um cenário em que muitos dispositivos estarão conectados ao mesmo tempo na mesma rede. Não só smartphones ou maquininhas de cartões, mas também carros, semáforos, equipamentos hospitalares, eletrodomésticos, lâmpadas ou qualquer outra coisa que tenha um circuito eletrônico integrado.

Até por isso, os planos de 5G deverão ser diferentes das atuais ofertas para celulares: não faz sentido uma fechadura ter ligações DDD ilimitadas, 2 GB de internet e WhatsApp que não desconta da franquia.

Só não espere algo tão cedo no Brasil: o leilão das primeiras faixas do 5G está reagendado para 2021, mas as operadoras já disseram que a tecnologia é cara e não haverá correria para lançá-la no país.