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O que seria a ordem sem o caos?

Luciano Leonel Mendes

Se você está há muito tempo sem sentir aquele frio na barriga, então você está fazendo alguma coisa de errado...

Comunicação móvel: Qual é o próximo passo?

Inovações nos meios de comunicação trazem grandes mudanças para a sociedade. O surgimento da telefonia móvel há 30 anos foi um marco tecnológico que viabilizou a comunicação pessoal. Hoje, o telefone celular faz parte do cotidiano, mas é possível evoluir? A quarta geração resolve todos os problemas? O que esperar do futuro? Este artigo apresenta uma visão sobre os desafios e oportunidades previstos para a quinta geração da rede celular.


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A história é cheia de exemplos onde uma inovação causa mudanças profundas na sociedade. Não é incomum que diversas dessas inovações mais impactantes tenham ocorrido na forma como nos comunicamos. A própria escrita foi um desses marcos. Hoje somos capazes de saber o estilo de vida de diversas das sociedades da antiguidade que desenvolveram a escrita, ao passo que quase nada sabemos daquelas que desapareceram antes de atingir tal evolução. Outro exemplo foi a invenção da prensa por Gutemberg, que permitiu pela primeira vez na história disseminar ideias e princípios através de textos impressos em grande escala. Livros deixaram de ser artigos de luxo ou itens de monastérios e os jornais floresceram pela Europa graças a este invento incrível.

prensa.jpg Exemplar de uma prensa medieval em exposição em Munique, Alemanha.

Os adventos do telégrafo e, em seguida, do telefone também foram marcos tecnológicos que mudaram o mundo. Afinal, não era mais preciso esperar dias para que as pessoas em Nova Iorque soubessem das principais notícias da Europa. As informações importantes atravessavam os continentes pelos dos cabos submarinos e os jornais, popularizados graças a invenção de Gutemberg, espalhavam-nas em questão de dias e até mesmo de horas. Depois veio a invenção do rádio e da televisão. Milhares de pessoas passaram a receber entretenimento, notícias, tendências e ideologias de forma passiva. A formação de opinião de massas passou para uma nova escala com a invenção da radiodifusão.

Sistemas.jpg Algumas invenções que marcaram a forma como comunicamos: (a) O telégrafo permitiu a transmissão de mensagens, praticamente sem atrasos, a longas distâncias. (b) O telefone facilitou o processo de comunicação, uma vez que a própria voz era transmitida pelos cabos elétricos ao invés de códigos complicados para a maioria das pessoas. (c) O rádio permitiu difundir voz e música para milhares de pessoas simultaneamente, causando grande impacto na comunicação de massas. (d) A televisão agregou imagens à radiodifusão e se tornou uma das principais formas de entretenimento e de formação de opinião.

Não seria um exagero afirmar que a última grande inovação na forma de comunicação pessoal foi a invenção da telefonia celular. Até a implantação da redes móveis, as pessoas ligavam para um lugar, e não para alguém. Para falar com uma dada pessoa era preciso acertar a posição correta no espaço-tempo. Não adianta nada ligar para o José no escritório no domingo de manhã, porque ele não vai atender o telefone. Era preciso ligar para o lugar certo, na hora certa, se você quisesse que a informação fosse entregue para a pessoa correta. Os pagers tentaram suprir a demanda das pessoas em serem encontradas, mas não viabilizava um canal de retorno, e isso limitava bastante a funcionalidade do sistema. Quem não viu algum filme nos anos 80 onde um médico recebia uma mensagem no pager com um número de telefone e ele tinha que encontrar um orelhão e retornar a ligação para saber o que estava acontecendo?

Pager_com.jpg O pager permitiu uma forma de comunicação móvel pessoal, mas a limitação de não fornecer um canal de retorno impedia a troca eficiente de informação.

De qualquer forma, a telefonia celular acabou com tudo isso. A chegada da primeira geração (1G) permitia pela primeira vez ligar para uma pessoa e não mais para um lugar. Quem fazia a ligação não precisava mais perguntar “quem fala?” para a pessoa que atendia o telefone celular. A restrição espaço-tempo deixou de existir e as pessoas passaram a estar acessíveis em qualquer lugar (com cobertura) e a qualquer instante (se a bateria não descarregasse). A telefonia móvel celular viabilizou a comunicação pessoal. O sucesso foi imediato e ter um telefone celular passou a ser o objetivo de muitas pessoas. Com o crescimento constante do número de assinantes as operadoras se viram obrigadas a evoluir do sistema analógico para o sistema digital.

A segunda geração (2G) trouxe celulares menores, mais portáteis e com melhor autonomia de bateria. E também introduziu um novo serviço que, apesar de ser inicialmente considerado um subproduto pelas operadoras, revolucionou a forma como comunicamos: o SMS (do inglês, Short Message Service), também chamado de torpedo. Mandar mensagens para as outras pessoas passou a ser algo tão corriqueiro e tão comum que praticamente criou uma nova forma de escrita com os seus “LOLs”, “RSs”, “:-)s”, “XOXs”, etc. Há um vocabulário completamente novo entre aqueles que usam mensagens para se comunicarem. E hoje nem sequer pensamos que isso não existia até o início dos anos 90. O SMS foi o serviço primordial de envio de mensagens e que pavimentou o caminho para ICQ, MSN, Skype, What’s up, e outros aplicativos tão populares hoje em dia.

A terceira geração da telefonia móvel celular (3G) foi concebida quando já estávamos acostumados com a Internet e a grande demanda da sociedade era por informação a qualquer instante e em qualquer lugar. Já não era suficiente poder ligar ou mandar mensagem para alguém. Era necessário estar conectado, recebendo e respondendo emails de qualquer lugar, com acesso banda larga à Internet que permitia assistir aos filmes do Youtube e jogar online “sem lag”. O 3G trouxe a Internet para nossas mãos e os celulares passaram a roubar a cena dos computadores como principal dispositivo para acesso à Internet.

Hoje nós estamos vivenciando a implantação da quarta geração (4G) em um cenário onde os celulares possuem processadores com múltiplos núcleos, gigabytes de memória RAM, dezenas (senão centenas) de gigabytes de capacidade de armazenamento, câmeras integradas com resoluções comumente ultrapassando os 5 megapixels. O 4G precisa prover taxas de comunicação elevadas para dar vazão ao enorme volume de informação gerada e consumida através do telefone celular. Além disso, o 4G deve lidar com usuários cujo perfil mudou em função das redes sociais. Antes do Facebook, Google +, Flickr, etc., as pessoas consumiam mídias formatadas para o grande público. Com o advento e popularização das redes sociais as pessoas passaram a compartilhar suas experiências ao invés de apenas absorver aquilo que lhe era oferecido. Todos querem postar e compartilhar suas experiências com os seus amigos virtuais. O celular com 4G nasceu para atender essa demanda.

cell_evolution.jpg Evolução dos telefones celulares: (a) A primeira geração viabilizou a comunicação móvel pessoal. (b) A segunda geração introduziu a mensagem de texto, se tornando grande sucesso que influencia até hoje os aplicativos de conversas. (c) A terceira geração trouxe a Internet para as pontas dos nossos dedos, literalmente. (d) A quarta geração permite a integração do usuário com as redes sociais, permitindo que mídias sejam geradas e consumidas sem espera.

Mas o que vem depois disso? Para onde irá evoluir a telefonia móvel celular? Precisamos somente de taxas ainda mais elevadas ou existe algo mais a ser superado pela frente? Uma grande parcela da comunidade científica está focada em responder a estas perguntas, que não são nada triviais. Embora não haja um consenso absoluto neste meio, já há algumas tendências que estão ficando cada vez mais claras. Vamos ver quais são os mais prováveis cenários que deverão ser atendidos pela quinta geração (5G) das redes móveis:

Mais rápida: embora o 4G já consiga fornecer taxas de transmissão suficientes para a maior parte das aplicações de hoje, há diversos fatores que estão impulsionando a demanda por taxas ainda mais elevadas. A resolução das telas do celulares não para de crescer. Já encontramos dispositivos no mercado com resoluções equivalentes a televisores HDTV. Alguns fabricantes prometem, já para 2015, modelos com câmeras e telas capazes de processar vídeos 4k, com 4 vezes mais pixels do que o HDTV. Também há marcas que oferecem aparelhos com capacidade de exibir imagens em três dimensões, o que pode fazer muito sentido, uma vez que assistir vídeo em um celular é uma atividade individual e, por isso, é possível construir telas que não precisam de óculos para oferecer imagens tridimensionais. Prover mídias para explorar as potencialidades dessas telas requerem vazões até 10 vezes maiores do que aquelas oferecidas pelo 4G. Logo, nossa primeira resposta é sim, o 5G vai aumentar ainda mais a vazão de dados. Mas como veremos a seguir, isso não será suficiente para atender a todos os novos cenários.

Crescimento de dados.jpg A demanda por dados irá continuar crescendo estimulada por celulares com maior capacidade e novas formas de comunicação .

Internet Táctil: praticamente todos os dispositivos móveis possuem uma tela sensível ao toque que serve como interface com o usuário. Nós vivemos a verdadeira "era do dedo", onde para ser "cool" é preciso esfregar o dedo em uma tela pelo menos uma vez a cada 30 minutos. A informação está, literalmente, nas pontas dos nossos dedos. E essa forma de interagir com os telefones e tablets traz novos desafios para os sistemas de comunicação, a medida que aplicativos e funcionalidades migram do dispositivo para a “nuvem”. O fato das aplicações não estarem armazenada localmente não significa que os usuários vão tolerar latência. Ao clicar na tela espera-se que o comando seja realizado imediatamente, e não depois de uma longa espera. Se a aplicação consistir na manipulação de um objeto virtual, como em um jogo por exemplo, a questão da latência se torna ainda mais crítica. Imagine que deseja-se arrastar uma bolinha pela tela com o dedo. A velocidade típica deste movimento é de 1 m/s, o que significa que um atraso de apenas 10 ms irá resultar em uma diferença de 1 cm entre o dedo e o objeto virtual. Não é preciso dizer que isso é intolerável numa tela de celular, por maior que ela seja. Então, o 5 G deverá enfrentar um grande desafio de reduzir a latência em até 10 vezes em comparação com o 4G para viabilizar uma experiência táctil precisa e agradável para os usuários, o que não será fácil de ser obtido. No entanto, uma vez que este passo seja alcançado, a integração dos dispositivos móveis no nosso cotidiano será ainda maior e aplicações até antes impensadas poderão ser concretizadas. E essa revolução poderá ocorrer em diversos ramos além do entretenimento, como segurança, saúde, casa inteligente, Smart grids, somente para citar alguns.

Tactile.jpg A latência em aplicações táteis pode levar a uma péssima qualidade de experiência. Reduzir o atraso na comunicação móvel é um dos grandes desafios para a próxima geração de telefonia celular.

Internet de Coisas: a IoT (do inglês, Internet of Things) vem sendo discutida há algum tempo, mas ainda não está muito claro como essa tecnologia será explorada. Mas é fato que ela está se tornando mais real a cada dia. Mas o que é IoT? Esse termo é usado para discriminar a ligação de dispositivos à Internet que sejam capazes de gerar tráfego sem a intervenção humana. O grande impacto está na quantidade de dispositivo que se conectam à rede e no tipo de informação transmitida. Hoje, tipicamente, uma pessoa possui entre 2 e 3 dispositivos ligados à Internet, mas quando a IoT estiver em plena operação esse número pode subir para 10, senão mais. Cafeteira, microondas, geladeira, televisão, enfim, praticamente todos os eletrodomésticos estarão conectados. E para quê? Imagine colocar um saco de pipoca que possua um microchip no microondas. Esse chip contém o endereço de Internet com as instruções para que o forno de microondas seja auto-configurado para fazer a pipoca perfeita. O forno de microondas lê a informação deste microchip, acessa a Internet e, sem a intervenção de ninguém, prepara uma deliciosa pipoca sem queimar e sem deixar piruás. Isso pode se estender a máquinas de lavar e secar, adegas, geladeiras e diversas outras aplicações. A rede 5G deve estar apta a lidar com esta multitude de novas conexões de forma estável e confiável.

Comunicação entre dispositivos: há diversos casos em que é extremamente útil haver comunicação entre dois dispositivos, mas sem que haja uma infra-estrutura de interligação. Uma aplicação extremamente interessante e importante é a comunicação entre veículos (C2C, do inglês car to car). Diversas montadoras estão dedicando esforços para viabilizar a comunicação entre automóveis por motivos de segurança. Imagine, por exemplo, que um motorista efetue uma frenagem abrupta em uma rodovia. O veículo pode transmitir a todos em volta a sua posição exata, velocidade, sentido e desaceleração. Os carros no entorno que estiverem seguindo pela mesma rota irão receber essas informações e preparar os sistemas de freio para evitar os engavetamentos. Nos casos mais drásticos, onde a colisão não puder mais ser evitada, o carro poderá preparar os pré-tensionadores, air-bags e outros dispositivos de segurança para reduzir as consequências do acidente. Essa é uma nova era para a indústria automobilística, pois será a primeira vez em que os dispositivos de segurança de um carro deixarão de ser passivos para se tornarem ativos. E isso graças a uma eficiente e confiável forma de comunicação entre os automóveis, que deverá ser suportada pelo 5G.

IoT.jpg Dois cenários para a Internet de Coisas: (a) A comunicação entre os dispositivos irá facilitar a vida das pessoas nas futuras casas inteligentes. (b) Comunicação entre carros nos levará a dispositivos ativos de segurança no trânsito.

Cobertura Regional: Quem vive próximo aos centros urbanos, mesmo em cidades pequenas, possui algumas opções interessantes para se conectar à Internet. Mas não existe nenhuma solução viável para aqueles que vivem em áreas mais afastadas ou até mesmo nas periferias e comunidades satélites aos centros urbanos. Num país de dimensões continentais, como o Brasil, essa limitação tecnológica impede que milhões de pessoas adentrem na era da informação. Dá para imaginar o impacto de se levar Internet a um preço razoável e com qualidade aceitável até os pequenos produtores rurais? Essa seria a última fronteira para a universalização do acesso à Internet e muitos estão apostando suas fichas na futura rede de comunicação sem fio para fazer disso uma realidade. O que seria necessário para se atingir essa meta? Uma grande área de cobertura, com células com até 100 km de raio, para poder agregar um número de assinantes capaz de sustentar financeiramente o sistema. O problema é que as redes atuais operam com células pequenas, de 4 a10 km de raio, que atendem apenas locais onde há um maior potencial econômico. Está claro que a tendência é ter células ainda menores para viabilizar uma maior vazão. Mas se o 5G for flexível o suficiente para ter um modo de operação de grande cobertura para as células instaladas nas bordas das cidades, então esta última barreira estará superada e o acesso à Internet será uma realidade para muita gente.

Esses cenários para a quinta geração das redes móveis apontam para um mundo integrado e interconectado como jamais vimos. Baixa latência, alta vazão, abrangência de cobertura e todas as coisas conversando entre si são os ingredientes para trazer para o nosso dia-a-dia experiências que estão próximas da ficção científica. Quem sabe o mundo dos vídeos abaixo não está muito mais próximo do que imaginamos?

Não há dúvidas que as redes de comunicação móveis estão evoluindo para nos levar até lá.


Luciano Leonel Mendes

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