O que significa a existência de dois tipos de 5G?

A ativação das primeiras redes 5G na América Latina e Europa trouxe alguma controvérsia ao tornar visível que a implantação do 5G ocorre em duas fases: 5G NSA (Non Stand Alone), compatível com o Release 15 do 3GPP, e a segunda fase, chamada 5G SA (Stand Alone), compatível com o Release 16 do 3GPP. Como nem todas as tecnologias de rede 5G são iguais, neste artigo, pretendemos fornecer tudo o que é necessário para entender a diferença entre o 5G NSA (Fase 1) e o 5G SA (Fase 2 ou 5G “Puro”).

As primeiras redes que começaram a ser implantadas em todo o mundo estão na primeira fase, ou seja, 5G NSA. Países como o Brasil estão na vanguarda, pois a Anatel, em seu leilão de frequências para o 5G, exigiu que as redes fossem diretamente para o 5G SA, pulando a “intermediária” que seria o 5G NSA.

O lançamento do 5G em diferentes fases não é algo novo. Também vimos o surgimento do 4G com velocidades máximas de até 150 Mbps, que foram aumentando ao longo dos anos devido a melhorias aplicadas no 4G, permitindo, por exemplo, agregar diferentes portadoras para aumentar a velocidade máxima para até 1 Gbps. No entanto, nem todas as melhorias foram implementadas completamente, e muitos usuários ainda são desviados para o 3G para realizar chamadas de voz tradicionais, pois poucos operadores implementaram a voLTE ou voz sobre 4G.

A 3GPP, entidade responsável por estabelecer os padrões de telefonia móvel em todo o mundo, definiu duas fases claras para a implementação do 5G:

• Fase 1 – Release 15, 5G NSA (Non Stand Alone ou 5G não autônomo): Fase inicial que mantém a dependência do core de rede 4G/LTE.
• Fase 2 – 5G SA (Stand Alone ou 5G “Puro”): compatível com o Release 16 do 3GPP, que é uma segunda fase independente de qualquer tecnologia anterior, com uma Rede Principal de Próxima Geração (NGCN) independente, baseada em software de rede e na nuvem.

Embora ambas as fases sejam consideradas pela 3GPP como padrões 5G, todas as vantagens do 5G “Puro” só serão alcançadas com a implementação do 5G SA, que envolve um novo desdobramento de antenas mais denso do que o utilizado para as redes 4G.

Vantagens do 5G NSA e do 5G SA

A principal vantagem do 5G NSA é que permite que um operador aproveite sua infraestrutura 4G existente para fornecer um serviço 5G. Como resultado, pode introduzir mais rapidamente serviços 5G no mercado. No caso do 5G SA, sua vantagem diferenciadora é que suporta casos de uso 5G que o 5G NSA não consegue oferecer.

As redes 5G SA são essenciais para cumprir as promessas mais esperadas da nova geração: os benefícios da banda larga móvel aprimorada (eMBB), comunicações ultra confiáveis de baixa latência (URLLC) e casos de uso da Internet das Coisas (IoT) em massa. Isso significa que casos de uso 5G que geram mais expectativas, como veículos autônomos conectados ou cirurgias a distância, só são possíveis com o 5G SA.

5G NSA e 5G SA na estratégia dos operadores

As decisões dos operadores ao iniciar a implantação do 5G SA passam pela possibilidade de aproveitar as capacidades do 5G ao máximo e pelo horizonte temporal em que o planejam. Até agora, a maioria das redes 5G disponíveis são 5G NSA (Non Stand Alone), que poderíamos dizer que é um 5G “parcial” ou “não puro”. Uma especificação de transição entre o 4G e o 5G que nos trouxe mais velocidade e melhores serviços móveis, mas que não explora todo o seu potencial. Para ir além e oferecer tudo o que o 5G promete, é necessário realizar a implantação do 5G SA.

Um levantamento da GSMA Intelligence revela que, nos dois primeiros anos desde o lançamento, menos de 20% dos operadores optam por uma rede SA, mas além do terceiro ano, praticamente 100% iniciam uma implantação SA. Isso demonstra duas coisas: que o 5G gera atratividade suficiente para criar um caso de negócio rentável e que a curva de aprendizagem que começa com um lançamento rápido do serviço através de redes NSA rende frutos em um prazo não muito distante.

A diferença entre ambos tem essencialmente a ver com o fato de que o primeiro aproveita parte dos sistemas 4G pré-existentes, enquanto o segundo representa uma mudança mais drástica na infraestrutura. Certamente: o 5G SA, apesar do esforço adicional que implica em sua implementação, representa um avanço significativo tanto nas capacidades da rede quanto em sua inteligência.

O 5G NSA opera sobre o mesmo núcleo (core) de rede que a infraestrutura 4G, enquanto a parte de rádio é atualizada. Por outro lado, o 5G SA requer que tanto o núcleo quanto a parte de rádio sejam atualizados para a nova especificação. Daí que sua implementação seja mais complexa e demorada. No entanto, essa tecnologia traz diversos benefícios tanto para as operadoras quanto para os usuários. É por isso que a Anatel, o regulador do Brasil, impôs a transição direta para o 5G SA, evitando “fases intermediárias”.

Na tabela a seguir, tentaremos explicar as diferenças entre a tecnologia atual 4G, o “passo intermediário para o 5G” que é o 5G NSA, e o 5G SA, comumente conhecido como “5G puro”.

Um 5G SA possui uma maior capacidade por quilômetro quadrado, oferecendo a possibilidade de fornecer serviços não disponíveis em redes de gerações anteriores, como 2G, 3G, 4G ou 5G NSA, que também poderia ser considerado uma geração anterior, pois os serviços disponíveis no 5G NSA são mais semelhantes a uma rede 4G do que a uma rede 5G SA.

Para o consumidor individual, o 5G SA, que chegará mais tarde em muitos países, exceto no Brasil, será a etapa mais revolucionária, permitindo a implementação de futuros serviços como condução autônoma, graças à combinação de tecnologias como network slicing com outras promissoras como mobile edge computing, que já começou a ser implementado até mesmo em redes 4G+.

Quanto aos smartphones, sua maior contribuição será o aumento na velocidade de upload, uma latência ainda menor e mais velocidade de download

A capacidade de uma rede 5G SA de definir redes virtuais sobre uma mesma infraestrutura é outra das grandes diferenças em relação às gerações anteriores, incluindo o 5G NSA. Por exemplo, em uma rede 5G SA, é possível criar uma rede virtual à qual apenas veículos se conectam e na qual a latência é priorizada acima de qualquer outra métrica. Dessa forma, a quantidade de pessoas conectadas simultaneamente no mesmo local não é relevante; esses veículos autônomos terão um espaço reservado e independente das outras conexões no local. Podem ser criadas redes com condições específicas para futuras aplicações em IoT industrial, jogos interativos, redes empresariais ou comunicações críticas de maior prioridade, como cenários de emergência, condução autônoma, operações remotas usando um robô cirúrgico, etc. Essa funcionalidade não está disponível em uma rede 5G NSA.

Sempre que são mencionadas as vantagens do 5G em relação às versões anteriores dessa tecnologia sem fio, aspectos como menor consumo de energia, mais velocidade ou menos latência são destacados. Também o impulso de tecnologias como a Internet das Coisas, o edge computing ou as cidades inteligentes. No entanto, parte desses avanços requer uma implementação completa do 5G por meio do 5G SA.

Com o 5G SA, será possível implementar tecnologias exclusivas como eMBB, URLLC ou mMTC. Essas três tecnologias possibilitarão o desenvolvimento de aplicativos e serviços que precisam mover dados a altíssima velocidade e sem interrupções. Também tornarão possível automatizar máquinas e dispositivos e, a longo prazo, facilitar a condução autônoma ou as redes elétricas inteligentes.

É por isso que aos poucos estão sendo implementados alguns dos serviços possíveis apenas com o 5G “Puro”, como as redes privadas. Dois exemplos que abrirão caminho para mais novidades e mudanças de tendência no que diz respeito à mobilidade ou ao uso de conexões sem fio.

As comunicações de máquina a máquina são outro grande uso do 5G SA que pode ser implementado em todos os tipos de indústrias, prédios e instalações inteligentes. Um passo adiante na automação de processos que aumentará sua eficácia e segurança.

O 5G é uma realidade e já está entre nós, mas em conjunto com o 5G NSA, pois este é muito diferente do que estará presente em nossas cidades dentro de alguns meses ou poucos anos. Até a lógica evolução para o 5G “Puro”, as diferenças entre o 5G NSA e o 5G SA são mais importantes do que muitas pessoas imaginam.

Embora a explicação anterior tenha sido técnica, por que não fazer uma explicação para “Dona Vilma”, minha mãe de 87 anos, ávida usuária do WhatsApp? Lembrei-me de que em uma conferência este ano, me perguntaram qual era a diferença entre 4G e 5G “em poucas palavras”. Minha resposta foi que primeiro daria a justificativa do porquê migrar do 3G para o 4G em quatro casos de uso e mencionei: “Uber”, “Waze”, “Pedidos YA” (como o iFood) e claro, “WhatsApp”. Com o 5G NSA, teremos esse tipo de serviços mais rápidos, mas se desejarmos migrar do 4G ou 5G NSA para o 5G SA, eu diria: esperemos um pouco para ver as novas aplicações a serem desenvolvidas, utilizando todas as enormes vantagens do 5G “puro”. Em síntese, é apenas uma questão de tempo.