Quarenta anos de telecomunicações sem fio
Em 1983, o telefone móvel Motorola DynaTAC 8000X se tornou o primeiro telefone celular disponível comercialmente, oferecendo trinta minutos de tempo de conversação em um dispositivo que pesava quase duas libras. A rede a qual se conectava, a primeira geração de infraestrutura celular conhecida como 1G, cobria uma pequena fração dos Estados Unidos e suportava apenas chamadas de voz. Quarenta anos depois, as redes sem fio que descendem daquelas primeiras instalações celulares conectam quase oito bilhões de dispositivos, habilitam tecnologias que seus criadores não conseguiam imaginar, e se preparam para uma sexta geração que pode transformar completamente a natureza das redes.
O exame retrospectivo de IEEE Spectrum de quatro décadas de evolução sem fio rastreia não apenas a progressão técnica de 1G voz analógica para 5G banda larga de onda milimétrica, mas também as formas pelas quais cada geração de infraestrutura sem fio reformulou a atividade econômica, o comportamento cultural e o ambiente construído. A história é uma de capacidades cumulativas na qual cada geração resolveu as limitações de sua antecessora e criou as condições para o próximo salto.
O padrão que emerge ao longo de quatro décadas é o de ciclos geracionais de aproximadamente uma década, cada um entregando melhorias de aproximadamente dez vezes no throughput de dados e possibilitando fundamentalmente novas categorias de aplicações. 2G digitalizou voz e introduziu SMS. 3G habilitou acesso à Internet móvel e ecossistemas de aplicativos. 4G tornou viável o streaming de vídeo móvel e deu origem à economia de plataformas. 5G está habilitando implantações massivas de IoT e aplicações de latência ultrabaixa. 6G promete adicionar algo qualitativamente diferente: uma rede que sinta e raciocine ativamente sobre o mundo físico.
A era de 1G a 3G: De voz a dados
A primeira geração de redes celulares era, pelos padrões atuais, simples ao ponto de ser primitiva. A codificação de voz analógica significava que as chamadas podiam ser interceptadas com um scanner, a capacidade da rede era limitada, e os handoffs entre torres celulares eram pouco confiáveis. Mas 1G resolveu o problema fundamental para o qual foi projetada — comunicação de voz sem fio — e criou os fundamentos comerciais e regulatórios sobre os quais as gerações subsequentes construiriam.
A transição para 2G no início dos anos 1990 introduziu codificação de voz digital, melhorando dramaticamente a qualidade das chamadas, segurança e eficiência espectral. Mais importante ainda, introduziu o Serviço de Mensagens Curtas que se tornou a primeira aplicação de dados móveis amplamente utilizada — um sistema projetado inicialmente para fins de engenharia de rede que os consumidores adotaram para comunicação interpessoal mais rápido do que seus designers anteciparam. SMS prefigurou um padrão que se repetiria a cada geração: as aplicações que impulsionaram a adoção geralmente não eram as que os designers de rede previram.
A introdução de 3G no início dos anos 2000 abriu a era da Internet móvel, embora os desdobramentos iniciais frequentemente fossem decepcionantemente lentos na prática apesar de velocidades publicitárias impressionantes. A contribuição crítica de 3G foi estabelecer o precedente técnico e regulatório para dados de banda larga móvel, criando as condições de ecossistema nas quais a revolução smartphone que 4G alimentaria se tornou concebível. O iPhone foi lançado em 2007 em redes 2G e 3G inicial, demonstrando que aplicações convincentes poderiam gerar demanda por redes melhores mesmo antes que essas redes fossem totalmente implantadas.
