Quando surgiu o 5G? A complicada história de seu lançamento

Embora 2022 provavelmente seja anunciado como o ano 5G realmente se tornou popular, percorremos uma estrada longa e sinuosa para chegar até aqui. As operadoras começaram a trabalhar ativamente na preparação dessa tecnologia celular de ponta já em 2015, mas foi somente no final de 2018 que as primeiras torres móveis 5G ficaram online. Também demorou até 2020 para que o 5G fosse muito mais do que uma curiosidade para os primeiros usuários.

Embora as tecnologias celulares anteriores, como 4G/LTE, também tenham passado muito tempo nos estágios de pesquisa e desenvolvimento, elas não experimentaram quase as mesmas dores de crescimento que o 5G. Quando 4G/LTE serviços começaram a ser implantados amplamente em 2011, era a mesma tecnologia básica em todas as principais operadoras dos EUA.

As coisas têm sido consideravelmente mais complicadas com o 5G. Como a nova tecnologia promete o tipo de desempenho anteriormente exclusivo dos serviços de banda larga com fio, ela vem com requisitos mais exigentes e funciona uma gama muito mais ampla de frequências.

Isso tornou a implantação do 5G um pouco mais desafiadora, pois as operadoras tentam encontrar mais espectro de rádio para transportar os melhores sinais 5G. Eles também precisam manter suas redes 4G/LTE funcionando com desempenho máximo enquanto compartilham as ondas de rádio com os novos serviços 5G.

O humilde começo do 5G

Muitas pessoas não sabem que as primeiras implantações de 5G nos Estados Unidos não eram para dispositivos móveis. Em 2017, as operadoras começaram testando serviços 5G sem fio fixos como um substituto para a internet doméstica de banda larga com fio. Testes fechados de internet doméstica 5G ocorreram até 2018, antes de se tornarem disponíveis comercialmente no mesmo ano.

Não foi até o início de 2019 que as primeiras redes móveis 5G foram lançadas. Verizon liderou o caminho em abril com uma pegada 5G relativamente pequena em áreas centrais de Chicago e Minneapolis, sem dúvida derrotando três transportadoras sul-coreanas para se tornar o primeiro serviço comercial de smartphone 5G do planeta.

A Verizon expandiu seu serviço para várias outras cidades ao longo de 2019, incluindo Denver, Providence, St. Atlanta, Detroit, Indianápolis, Washington, D.C., Phoenix, Cidade do Panamá, Cidade de Nova York, Dallas, Omaha, Houston e Boston.

A operadora tinha todas essas cidades sob controle antes que as rivais T-Mobile e AT&T ligassem suas próprias redes 5G, mas havia um grande problema. Como resultado do uso da frequência extremamente alta (EHF) pela Verizon - e alcance extremamente curto - espectro de onda milimétrica (mmWave), o serviço 5G em cada uma dessas cidades foi confinado a áreas muito pequenas e específicas. Afaste-se mais de um quarteirão de uma zona 5G e você rapidamente se encontrará de volta ao serviço 4G/LTE padrão da operadora.

A vantagem é que, se você estivesse perto de uma dessas raras torres mmWave 5G, poderia experimentar velocidades fenomenais. Não era incomum veja velocidades na faixa de 500 a 1.000 Mbps (1 Gbps).

Sprint teve também começou a mergulhar no 5G no início de 2019, usando o espectro de banda média de 2,5 GHz que já estava transportando seu tráfego 4G/LTE. Essas implantações duraram relativamente pouco, embora, um ano depois, se encontrasse dobrado no novo T-Mobile, que tinha outros planos para esse espectro.

Expansão do 5G em todo o país

Enquanto a Verizon se concentrava em fornecer as velocidades 5G mais rápidas possíveis para áreas minúsculas, a AT&T e a T-Mobile estavam trabalhando na construção de redes 5G mais expansivas usando frequências de banda baixa que poderiam percorrer distâncias muito maiores.

Ambas as operadoras ativaram suas redes 5G maiores em dezembro de 2019, com T-Mobile alegando que sua rede cobria 200 milhões de pessoas desde o início, enquanto a AT&T só prometia cobertura para “dezenas de milhões” de seus clientes. Isso não deve ser confundido com Rede 5G Evolution (5GE) da AT&T, qual lançado em 2018 mas era apenas um nome enganoso para seus serviços 4G/LTE avançados.

As duas transportadoras usaram peças diferentes do espectro de banda baixa, com a AT&T usando sinais de frequência mais alta que foram emparelhados com sua rede 4G/LTE nas principais cidades - apenas cerca de 15 durante seu lançamento inicial - enquanto a T-Mobile pegava carona em seu espectro de 600MHz que já cobria vastas áreas do interior. Em meados de 2020, a T-Mobile conseguiu aproveitar esse espectro para oferecer cobertura 5G em todos os 50 estados, incluindo o Alasca.

A Verizon não se juntou à festa 5G nacional até o final de 2020, quando rebatizou seu serviço mmWave 5G como seu Banda ultralarga 5G (5G UW) rede. Ele fez isso para abrir espaço para uma nova oferta 5G em todo o país que disse que entregaria 5G a mais 200 milhões de pessoas em 1.800 vilas e cidades em todo o país.

Os primeiros smartphones 5G

As primeiras implantações de 5G foram empolgantes, mas um pouco prematuras – especialmente as da Verizon. Quando as primeiras células mmWave foram lançadas em Chicago, quase não havia aparelhos que suportassem 5G - muito menos o tipo mmWave de 5G que a Verizon usava.

Na verdade, o único aparelho compatível no mercado na época do lançamento inicial do 5G era Moto Z3 intermediário da Motorola, que foi vendido exclusivamente na rede Verizon. Também exigia um módulo complementar separado do Moto Mod para fornecer compatibilidade com 5G.

A solução Moto Z3/Moto Mod foi um arranjo estranho, mas, felizmente, os entusiastas do 5G não precisaram esperar muito por mais opções. Galaxy S10 5G da Samsung e LG V50 ThinQ surgiu em maio, seguido pelo Huawei Companheiro X, OnePlus Pro 7 5G, Xiaomi Mi Mix 3 5G, e ZTE Axon 10 Pro 5G.

Esses primeiros smartphones 5G também tiveram outro problema crítico. Em 2019, a Verizon e a Sprint ofereciam serviços 5G, mas em frequências diferentes. Os primeiros smartphones 5G, como o V50 ThinQ da LG e o OnePlus Pro 7 5G, não conseguiam incluir todas as frequências necessárias para ambas as operadoras, por isso eram vendidos em duas versões diferentes em cada operadora. Isso significava que muitos dos primeiros telefones Verizon 5G não funcionariam no Sprint e vice-versa.

Enquanto isso, a Apple lançou sua linha iPhone 11 em 2019 sem nenhum suporte 5G. A mensagem de Cupertino era clara: o 5G ainda não era um negócio grande o suficiente para garantir sua inclusão na linha de smartphones da Apple.

Essa é uma avaliação justa, já que a Apple fabrica seus produtos para as massas e o 5G estava disponível para menos de 5% dos consumidores dos EUA em setembro de 2019. Isso havia mudado significativamente quando o iPhone 12 foi lançado um ano depois e 5G é padrão em todos os iPhones desde então com suporte para todas as bandas 5G, desde a banda baixa de 600 MHz da T-Mobile até o mmWave de 39 GHz da AT&T em todos os modelos dos EUA, exceto o iPhone SE de custo mais baixo.

T-Mobile assume a liderança

Em novembro de 2019, a Verizon tinha cobertura 5G em pequenas áreas de 16 cidades dos EUA, e a Sprint reivindicou cerca de 16 milhões de pessoas sob seu guarda-chuva 5G.

Portanto, é fácil avaliar o tamanho do negócio quando A T-Mobile desligou sua rede 5G nacional em 2 de dezembro, prometendo serviço 5G para 200 milhões de pessoas em mais de 5.000 cidades e vilas nos EUA. De uma só vez, a operadora acabou de aumentar em dez vezes a disponibilidade do 5G.

Embora a Verizon ainda oferecesse velocidades significativamente mais rápidas, isso não importava para 99% de seus clientes, pois eles estavam presos na rede 4G da operadora. Naqueles primeiros dias, a rede 5G inicial da T-Mobile não era muito mais rápida que sua rede 4G/LTE, mas também não perdeu tempo fazendo melhorias drásticas.

Em primeiro lugar, a T-Mobile trabalhou para construir uma rede 5G “independente” – uma que não dependesse do compartilhamento de ondas de rádio com o tráfego 4G/LTE mais antigo. Isso permitiu aproveitar ao máximo seu espectro 5G de 600 MHz de banda baixa, dedicando torres para transportar apenas tráfego 5G.

Em abril de 2020, a T-Mobile também completou sua fusão com a Sprint e rapidamente começou a desativar as torres de 2,5 GHz da outra operadora para abrir espaço para o que se tornaria seu Rede 5G Ultra Capacity (5G UC). Esse espectro 5G de banda média está no ponto ideal, oferecendo a melhor combinação de alcance e velocidade e, no final de 2021, a T-Mobile estendeu essa cobertura para mais de 200 milhões de pessoas em todo o país.

Esculpindo as ondas de rádio

Enquanto a T-Mobile estava ocupada desenvolvendo sua rede de médio porte de 2,5 GHz, seus rivais ficaram em desvantagem. Nem a AT&T nem a Verizon tinham qualquer espectro de banda média disponível para eles naquela época, então eles foram forçados a permanecer no low-end.

A AT&T continuou lançando lentamente sua rede 5G de banda baixa enquanto implantava um 5G Plus (5G+) mais rápido mmWave rede em áreas urbanas densas. Embora a Verizon tenha começado do lado oposto com suas implantações de mmWave em 2019, no final de 2020, ela ligou sua banda baixa rede nacional 5G para trazer 5G para a maioria de seus clientes.

Infelizmente, como essas redes 5G estendidas dependiam das mesmas frequências usadas pelas operadoras serviços 4G/LTE, os clientes tiveram pouco mais do que o privilégio de ver um símbolo 5G aparecer em seus smartphones. As velocidades reais de download raramente eram melhores que 4G/LTE e, em alguns casos, eram mais lentas, já que o tráfego 4G/LTE sempre teve prioridade nessas ondas de rádio.

A banda C muda o jogo

O espectro de 2,5 GHz da T-Mobile deu uma grande vantagem na implantação de uma rede 5G mais rápida, mas as outras operadoras não ficariam para trás. No início de 2021, a Federal Communications Commission (FCC) colocou um pedaço de espectro de banda C em leilão na faixa de 3,7 a 3,98 GHz.

A Verizon foi rápida em engolir o máximo que pôde, pagando um recorde de US$ 45,4 bilhões no leilão. A AT&T gastou US$ 23 bilhões para garantir sua parte, e a T-Mobile despendeu US$ 9,3 bilhões por uma parcela menor que seria usada para aumentar sua rede existente de capacidade ultra de 2,5 GHz.

No entanto, esse novo espectro foi muito mais valioso para a Verizon e a AT&T, pois finalmente os permitiu tocar no clube de banda intermediária. Melhor ainda, essas frequências mais altas oferecem potencialmente uma capacidade ainda maior do que o espectro de 2,5 GHz da T-Mobile, embora em intervalos ligeiramente mais curtos.

Seguindo uma controvérsia acalorada com a Federal Aviation Administration (FAA) e a indústria aérea sobre se esses sinais interfeririam nos instrumentos da aeronave, a AT&T e a Verizon finalmente receberam luz verde para mudar seu espectro de banda C em janeiro de 2022.

Os clientes viram melhorias de desempenho marcantes logo de cara. Isso foi especialmente verdadeiro para aqueles na Verizon desde a operadora lançou imediatamente o novo espectro da banda C para 100 milhões de pessoas em 1.700 cidades. Por comparação, A AT&T limitou seus lançamentos iniciais de banda C a apenas oito centros urbanos, preferindo adiar uma implantação mais ampla da banda C até o final deste ano, quando pode tirar proveito de um espectro de banda C de 3,45–3,55 GHz menos controverso que adquiriu posteriormente leilão.

O cenário 5G hoje

Enquanto a T-Mobile ainda detém uma liderança de comando, isso se deve principalmente à grande vantagem que teve ao lançar sua cobertura de médio porte em primeiro lugar. Um estudo comparando serviços aprimorados 5G em pé de igualdade mostra que os clientes da T-Mobile e da Verizon obtêm aproximadamente o mesmo desempenho ao usar as melhores redes 5G de suas operadoras - as de banda média.

No entanto, a cobertura muito mais ampla da rede 5G Ultra Capacity da T-Mobile significa que mais clientes experimentarão suas velocidades de download mais rápidas, elevando a mediana nacional em comparação com a Verizon. É justo dizer que esses números ficarão mais equilibrados à medida que a Verizon expandir sua cobertura 5G Ultra Wideband para mais cidades.

Da mesma forma, a AT&T permanece em último lugar, pois está adotando uma abordagem muito mais comedida para seus lançamentos 5G, mas isso também mudará assim que começar a mudar para mais sites 5G Plus ainda este ano, e deve ser mais um concorrente por 2023.

A boa notícia é que este ano superamos a maioria dos desafios desde os primeiros dias do 5G. Hoje, todas as três operadoras nacionais têm redes 5G maduras que aproveitam todas as três faixas de frequência - banda baixa em áreas rurais, banda média na maioria das cidades e mmWave em locais urbanos densos - para fornecer o melhor serviço 5G possível. A questão não é mais se uma determinada operadora oferece um serviço 5G melhor do que seus rivais - 5G UC da T-Mobile, 5G da Verizon UW ou 5G+ da AT&T estão todos lado a lado em desempenho - mas simplesmente se essas redes 5G mais rápidas estiverem disponíveis onde você mora e trabalhar.

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