Universidade Federal do Espírito Santo
O Núcleo de Estudos em Tecnologias Emergentes para 5G (NEsT-5G), do Laboratório de Telecomunicações (LabTel) da Ufes, estuda diferentes tecnologias a serem exploradas na implantação e no desenvolvimento de redes 5G, previstos para ocorrer no Brasil até julho de 2022. A Comunicação por Luz Visível (VLC, sigla em inglês), aliada à resolução de problemas na interferência nos sinais de Wi-Fi, é uma das principais apostas no NEsT, que desenvolveu um transceptor para a VLC. O grupo também se dedica a analisar o alcance das redes 5G e a otimização de recursos nas redes ópticas e sem fio.
Saiba mais sobre estas e outras pesquisas desenvolvidas pela Ufes no site da Revista Universidade.
Além de aumentar a velocidade da internet, o 5G cumpre outras duas funções: a de alta confiabilidade (conexão segura sem risco de oscilação) e a de baixa latência (redução de tempo entre o que é transmitido ao vivo em um dispositivo e a sua recepção em outros aparelhos). Na imagem acima, antena utilizada nos testes de propagação de sinal da rede 5G em longa distância.
O professor Jair Silva, que integra o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE-Ufes) e coordena o NEsT, explica que o estudo de um sistema de envio de dados por meio das ondas de luz busca aumentar a velocidade e a conectividade na competência de confiabilidade do 5G. “Nossa ideia é que, por exemplo, um médico não precise chegar muito perto do paciente, principalmente à noite e em espaços de tratamento intensivo para ter acesso aos dados coletados nos pacientes por sensores, por exemplo, medidores multi-paramétricos. Com uma luz de LED de intensidade bem baixa e com um smartphone, ele pode ter acesso a informações medidas por sensores que monitoram o paciente, sem o risco de cair a conexão. Outro exemplo seria o uso em carros autônomos. Aqui, não se trata de velocidade, mas sim de segurança de conexão”, detalha o coordenador.
Os pesquisadores também estão desenvolvendo um receptor para a aplicação da VLC de baixo custo e consumo de energia, que poderá ser usado tanto no contexto 5G quanto no 6G. O primeiro protótipo foi construído em parceria com o professor José Neves, da Universidade do Cabo Verde, e custava US$ 123 (o equivalente a cerca de R$ 700 na cotação atual). Mas a partir de novos testes, desenvolvidos durante o mestrado do holandês Klass Zwaag no PPGEE, o equipamento foi remodelado e teve o custo reduzido para US$ 15 (R$ 85).
Os resultados constarão em artigos que estão sendo elaborados em conjunto com a universidade alemã Fraunhofer Institute for Telecommunications-Heinrich Hertz Institute (HHI), em elaboração. Essas parcerias internacionais são realizadas dentro do Programa Institucional de Internacionalização (PrInt) da Ufes, financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), que fomenta a rede de pesquisas com instituições estrangeiras.
Veja mais pesquisas sobre a VLC na Ufes
Testes de longa distância
No laboratório, são realizados experimentos em um aparelho desenvolvido por pesquisadores do LabTel, que faz com que as fibras fiquem em loop, de forma a simular a transmissão em grandes distâncias de propagação (acima de mil quilômetros) de sinais padronizados para uso em redes 5G. O aparelho possibilita conhecer a distância máxima da transmissão sem falha de conexão ou perda de potência.
O equipamento foi construído pelo doutorando Caio Santos e possibilita a comunicação a longas distâncias de sinais irradiados por uma antena banda larga desenvolvida pelo mestrando Ricardo Natale durante seu mestrado no PPGE, com contribuição dos seus estudos no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Dos testes de 5G feitos até o momento, o que se mostrou mais produtivo foi o de uso da tecnologia que têm como base algumas soluções do 4G com modificações, a de acesso múltiplo por divisão de frequências ortogonais (OFDMA, sigla em inglês), que permite transmitir vários sinais em um mesmo espaço físico, em bandas do espectro definidas no padrão 5G.
“É a mais utilizada nas implementações no começo, por já estar estabelecida. A OFDMA possibilita a reutilização de seus parâmetros, um legado tecnológico, na rede 5G, o que permite uma disponibilização mais rápida dessa nova tecnologia”, detalha Silva.
Aplicações
A expectativa é de que o aprimoramento tecnológico sirva a vários setores. Em relação à VLC, prevê-se o uso na indústria: a empresa de engenharia e tecnologia 2Solve, que já produz equipamentos com tecnologias estudadas e desenvolvidas na Universidade, manifestou interesse em atuar nessa área.
Em relação às codificações de sinal, a intenção dos estudos é de contribuir para uma padronização mais embasada do 5G no âmbito internacional.
O núcleo pretende fazer uma demonstração científica da comunicação de dados em ultra alta definição (UHD, sigla em inglês) via fibra na rede MetroVix, que interliga os centros de ensino superior públicos do Espírito Santo, para mostrar a capacidade dessa fibra óptica.
Os estudos citados contam também com colaborações da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), do Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes) e do Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel). Além da Capes, a Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes) e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) financiam algumas dessas pesquisas.
Texto e foto: Mikaella Mozer (bolsista de Comunicação em projeto de pesquisa)
Edição: Lidia Neves
