Entendendo melhor
Perguntas e Referências
O desenvolvimento de redes 5G requer o design e implementação de novas metodologias e tecnologias. Já vimos algumas dessas em seções anteriores, e nessa seção vamos descrever um pouco mais as que já foram citadas, mas não explicadas anteriormente. Essas tecnologias e metodologias são as seguinte:
Quando um rádio full-duplex recebe sinal de outro rádio, ele também recebe sinais de interferência de sua própria transmissão. Chamamos isso de Interferência Própria, ou SIC (do inglês Self-Interference Cancellation). Logo, um rádio desse tipo precisa implementar técnicas de cancelamento de interferência própria de modo a eliminar esse efeito. O cancelamento de Interferência Própria oferece o potêncial de complementar e sustentar a evolução de redes 5G em direção a redes densamente heterogêneas e pode ser usado em sistemas de comunicação wireless de diversas formas, como no aumento da capacidade do link e em coordenação de interferência aprimorada. Por virtude de sua natureza fundamental, o SIC terá um impacto tremendo no desenvolvimento de redes 5G.
Nas redes móveis atuais, um usuário é associado com uma Estação Base baseado na potência do sinal recebido em seu canal de Downlink, e então usa a mesma estação base para fazer transmissões de Uplink. O Desacoplamento de Uplink e Downlink (DUDe, do inglês Downlink and Uplink Decoupling) permite que um usuário escolha um canal de Uplink e Downlink de duas estações bases diferentes, baseado na qualidade do sinal, na carga e na capacidade de transmissão da estação. Desse modo, ele pode ter canais de Uplink e Downlink conectados em estações diferentes, resultando numa arquitetura centrada no usuário e aprimorando a capacidade de canais de uplink, o que é uma preocupação primária do 5G.
A Virtualização de Funções de Rede (NFV, do inglês Network Function Virtualization) é a técnica de implementar funções características de rede como firewalls, detecção de intrusos, DNS, NAT, etc como funções que rodam em máquinas virtuais de servidores de serviço. Desse modo, não é preciso mais usar dispositivos de hardware específicos para essas funções para implementá-las. Dessa forma, o NFV é crucial para o 5G por permitir que as operadoras de telecomunicações ofereçam os serviços do 5G sem aumentar o custo de atualização de suas infraestruturas.
As arquiteturas de Redes Definidas por Software (Software Defined Networks ou SDN em inglês) permitem que a camada de controle e a camada de dados de uma rede sejam desacopladas, permitindo assim que o controle da rede seja completamente programável e que a camada subjacente de infraestrutura seja mais abstrata, facilitando assim o desenvolvimento de aplicações e serviços para redes. Esta separação é feita através da virtualização, similarmente a NFV.
A banda wireless usada atualmente não é capaz de suportar um número grande de usuários de redes 5G simultaneamente. Portanto, pesquisadores têm prestado atenção nas bandas de frequência de 30 a 300GHz ,chamadas de faixa do milímetro conhecido (mmWave, do inglês millimeter Waves), onde teoricamente a comunicação via mmWaves deve alcançar transferência de dados de alta velocidade. As pesquisas atuais estão focando nas bandas de 28, 38, 60GHz e nas chamadas E-Bands(71 a 76Ghz e 81 a 86GHz). Infelizmente, as mmWaves ainda enfrentam diversos problemas, principalmente nas camadas físicas, de MAC e de rede.
A Comunicação entre máquinas (Machine-to-machine communication ou M2M) significa a comunicação entre dispositivos (como por exemplo sensores, dispositivos de monitoramento, etc) sem a intervenção humana. Alguns exemplos de comunicação entre máquinas são sistemas de transporte inteligente, monitoramento de estruturas de edifícios, sistemas de segurança, etc. O desenvolvimento de comunicação entre máquinas envolve diversos problemas como: conectividade de muitos dispositivos, latência zero, escalabilidade em termos de suporte de dispositivos, entrega de mensagens rápida e confiável, entre outros. Além disso, o desenvolvimento de algoritmos eficientes de gerenciamento para comunicação entre máquinas é essencial.
Massive MIMO consiste na técnica de se usar um enorme número de antenas (por exemplo, centenas ou milhares) que são usadas de modo a otimizar a transmissão e recepção de sinal em partes cada vez menores do espaço. Isso traz um aumento enorme no troughput e na eficiência energética, e permite que diversos usuários se comuniquem com um dispositivo simultaneamente. Sistemas mMIMO diminuem a latência e energia do sistema, simplificam a camada de MAC e demonstram confiabilidade contra enfileiramento intencional de redes.
Comunicação por Luz Visível é um meio de transferência de dados de alta velocidade para dispositivos óticos nas futuras redes de telecomunicação. Ela se utiliza da capacidade de modulação de amplitude de LEDs para prover comunicação entre dispositivos enquanto mantem a função básica de iluminação dos mesmos inalterada. A VLC pode ser usada tanto em ambientes externos, com equipamentos baseados em lasers de alta potência provendo links de transferência como em ambientes internos, usando LEDs para o mesmo fim. Esta tecnologia é eficiente no gasto de energia, funciona numa grande gama de frequências e permite alta reutilização espacial, mas seu desenvolvimento enfrenta alguns desafios ainda como o fato da VLC ser sensível à luz solar e a ela não funcionar em dispositivos que estejam fora do alcance de visão do outro.
Cache é uma forma de armazenar dados temporariamente, de modo a evitar requisições constantes ao servidor. Quando tratamos de Cache, três perguntas são importantes: O que armazenar, quando armazenar e onde armazenar? É sugerido que no futuro, os usuários tenham memória suficiente em seus dispositivos para armazenar dados para outros usuários também, desde que um pequeno volume de dados ‘populares’ precisem ser guardados. Desta maneira, um usuário pode solicitar dados de outros usuários da mesma rede ou, em ultimo caso, da fonte do conteúdo desejado.