Do 5G ao 6G: a tecnologia ao serviço das cidades do futuro

De forma transversal, espera-se que as redes 6G elevem, de maneira altamente eficiente, fluída e integrada, as potencialidades das redes 5G a um nível consideravelmente superior, estabelecendo uma interação utilizador-tecnologia totalmente imersiva, inaugurando assim o conceito de "Internet dos Sentidos" e potenciando, ainda mais, os benefícios da revolução digital em curso.

Este artigo foi escrito em co-autoria por Tiago Bessa, Sócio na Vieira de Almeida e por Tomás de Brito Paulo, Associado na Vieira de Almeida.


Do 5G ao 6G

O 5G é uma tecnologia crítica e instrumental à inovação e à transformação digital, sendo considerado uma prioridade estratégica quer no contexto internacional, quer no contexto nacional.

Na sua extensão máxima, o 5G proporcionará conetividade virtualmente universal, de largura de banda ultra alta e baixa latência, servindo e capacitando uma vasta gama de aplicações e serviços inovadores em diversos setores, tais como a mobilidade autónoma e conectada, medicina à distância, gestão de energia, sistemas de Inteligência Artificial (IA), computação na nuvem, ecossistemas de internet das coisas (IoT) e o desenvolvimento das smartcities.

No contexto da União Europeia, as oportunidades do 5G foram identificadas desde cedo, tendo a Comissão Europeia, desde 2013, estabelecido diversas parcerias público-privadas neste âmbito (5G-PPP), bem como estabelecido diversos fundos e apoios com o objetivo de acelerar a sua investigação e inovação. Entre outros, destaca-se o financiamento público de mais de 700 milhões de euros através do Programa Horizonte 2020 para apoiar o desenvolvimento e implementação das redes de quinta geração.

Já no contexto nacional, pese embora a iniciativa relativa à cobertura 5G não esteja abrangida pelo Plano de Recuperação e Resiliência (PRR) “uma vez que o investimento será, em princípio, realizado por atores privados”, o PRR subscreve a Estratégia Anual de Crescimento Sustentável, adotada pela Comissão Europeia em setembro de 2020, na qual o 5G consta como um desafio prioritário em matéria de interligação e no âmbito do qual se estabelece o desígnio de garantir que, até 2025, haja a cobertura 5G ininterrupta mais ampla possível para todas as áreas, incluindo áreas rurais e remotas.

Não obstante, o reforço da cobertura com soluções de comunicação 5G será ainda assegurado mediante a implementação de um novo modelo de Áreas de Acolhimento Empresarial ao abrigo do PRR, através da consignação de um valor de 110 milhões de euros para infraestrutura, inovação e novas tecnologias, como seja em matéria de conectividade 5G ou mobilidade sustentável.

Sem prejuízo da importância estratégica do 5G, bem como o reconhecimento internacional do nosso país pela qualidade das suas infraestruturas, Portugal fica para a história como um dos últimos países da União Europeia a implementar as redes de quinta geração. Com efeito, o leilão do 5G ficou marcado pelas diferenças de opinião entre a ANACOM, Governo e operadores, só tendo terminado em novembro de 2021, sendo que as ofertas comerciais só começaram a chegar aos consumidores, de forma efetiva, no início de 2022.

Não tendo o 5G sido plenamente implementado em Portugal, e não tendo o consumidor sentido, por ora, o alcance das implicações das redes de quinta geração na sua vida, a comunidade tecnológica está já com as atenções direcionadas para futuro 6G.

Neste contexto, a aprendizagem e entraves vividos a propósito da implementação do 5G poderão constituir um incentivo para o país assumir um papel internacional e europeu mais relevante e empreendedor no âmbito da geração seguinte de redes de alta capacidade. A este título, nota-se que Portugal albergou a 30.ª edição da Conferência Europeia de Redes e Comunicações (EuCNC) e a 3.ª edição da 6G Summit, iniciativas que permitem ao setor das telecomunicações português posicionar-se no centro das discussões tidas em torno dos desafios e standards de uma nova era de comunicações.

O futuro com 6G

Encontrando-se ainda numa fase de investigação e desenvolvimento, a comunidade internacional tecnológica antecipa que a próxima geração de redes wireless comportará velocidades ainda mais rápidas, com menor latência e maior largura de banda, possibilitando a transmissão de quantidades de dados robustas e com tempos de resposta na ordem dos microssegundos.

Estima-se que as redes 6G serão 10 a 1.000 vezes mais rápidas do que as redes 5G em comprimentos de onda de 96 GHz a 3 THz, com uma latência inferior a 100 microssegundos e possibilitando a transmissão de 1 terabyte de dados por segundo, conforme exemplificado na tabela seguinte:

O nível de capacidade e latência gerada por pontos de acesso múltiplo ortogonal (pontos de acesso que poderão servir múltiplos clientes em simultâneo, através da divisão e seletividade de frequências), em combinação com a utilização de ondas submilimétricas (com comprimentos de onda inferiores a um milímetro), entre outros aspetos, irá expandir o âmbito das capacidades das novas redes a aplicações inovadoras em conectividade sem fios, cognição, deteção e processamento de imagem (unidos sob o conceito de wireless sensing technology).

Os sistemas 6G facilitarão o desenvolvimento de novas aplicações, não só através da capacitação de avanços já existentes no campo do 5G – tais como a automação, a IA e a IoT – mas, ainda, de inovações tecnológicas concretas sem precedentes, como seja a conexão de dispositivos e serviços com o cérebro humano, a transportação e logística totalmente autónomas, a “hiperpersonalização” dos serviços, a tecnologia holográfica (através da difração para atribuir profundidade e dimensão aos objetos do quotidiano), e, bem assim, aplicações comunitárias e urbanas inteligentes e avanços tecnológicos nas áreas de monitorização ambiental e gestão agrícola.

Numa lógica sistemática, em conjugação com tecnologias como a IA, a realidade virtual, a computação quântica e a IoT, a capacidade computacional do 6G permitirá a determinação automatizada de decisões sobre a localização ideal para a computação, armazenamento, processamento e partilha de dados, o que viabilizará, a larga escala, funcionalidades como a deteção de ameaças (incluindo ameaças cibernéticas), vigilância sanitária, reconhecimento facial, tomada de decisões em áreas como a aplicação da lei e os sistemas de gestão social, medições da qualidade do ar e deteção de gases e toxicidade.

De forma transversal, espera-se que as redes 6G elevem, de maneira altamente eficiente (do ponto de vista energético), fluída e integrada, as potencialidades das redes 5G a um nível consideravelmente superior, estabelecendo uma interação utilizador-tecnologia totalmente imersiva, inaugurando assim o conceito de “Internet dos Sentidos”:

Apesar das suas potencialidades, é natural que o 6G se encontre, neste momento, numa fase inicial de investigação. Afinal, um pouco por todo o mundo, os operadores de comunicações continuam muito dependentes do 4G e começam agora a iniciar ou massificar as ofertas de 5G.

Espera-se, no entanto, que as redes 6G tenham o seu lançamento comercial em 2030, sendo que a China aparece, neste momento, como o país líder na corrida mundial da implementação desta nova onda tecnológica (é o país com mais patentes registadas em matéria de 6G). Apesar da implementação do 6G ser ainda uma realidade longínqua, destacam-se diversas iniciativas internacionais e europeias com o intuito de investigação, inovação e investimento em tecnologias 6G.

A nível da União Europeia, foi lançado um primeiro pacote de projetos de 6G no valor de 60 milhões de euros ao abrigo do 5G-PPP. Por outro lado, o projeto bandeira e consórcio Hexa-X, abrangendo empresas como a Nokia e a Ericsson, pretende desenvolver um primeiro conceito de sistema 6G, com o objetivo de capacitar tecnologias que liguem os mundos humano, físico e digital, sendo ainda complementado por um conjunto de oito projetos que investigam tecnologias específicas para o 6G.

Adicionalmente, a Comissão Europeia adotou, através de Regulamento em novembro de 2021, a execução de uma parceria estratégica europeia sobre redes e serviços inteligentes, incluindo um investimento público de 900 milhões de euros durante o período 2021-2027. Esta iniciativa comum coordenará atividades de investigação sobre tecnologia 6G no âmbito, entre outros, do programa Horizon Europe, bem como projetos de implementação do 5G no contexto de iniciativas como a Connecting Europe Facility – Digital.

A Comissão Europeia publicou, ainda, uma proposta de Programa de Trabalho do Radio Spectrum Policy Group para 2022 e em diante, o qual, entre outros, contribuirá para a investigação, teste e desenvolvimento do 6G, bem como a análise e identificação de necessidades de harmonização e alocação de espectro radioelétrico e implicações regulatórias do 6G.

A nível internacional, e apenas para salientar alguns exemplos, a South Korea’s Electronics and Telecommunications Research Institute está a desenvolver investigação sobre as faixas de frequências terahertz para 6G, o Ministério da Indústria e das Tecnologias da Informação da China está a investir e a monitorizar a investigação e desenvolvimento de 6G no país e a Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC) disponibilizou, em 2019, licenças de 10 anos de espectro experimental nas faixas de frequências relevantes para o 6G para testes de espectro em altas frequências (95 GHz a 3 THz).

As implicações jurídicas do 6G

As redes de sexta geração podem alterar significativamente a forma como o utilizador interage com a tecnologia (e vice-versa), assim como transformar a operacionalização e funcionamento da estrutura de conectividade atual, modificando as características e necessidades da infraestrutura ativa e passiva de telecomunicações, estimulando, ainda, novos riscos motivados pela sua ubiquidade. Nessa medida, o seu desenvolvimento e implementação acarretarão implicações sociais e económicas que devem ser cuidadosamente analisadas do ponto de vista legal e regulatório.

Destacam-se, a este respeito e neste momento (a alguns anos da efetiva implementação do 6G), cinco principais áreas de elevado interesse jurídico: (i) a IA; (ii) a atribuição e utilização do espectro radioelétrico; bem como os quadros jurídicos aplicáveis em matéria de (iii) saúde; (iv) infraestruturas e (v) privacidade e cibersegurança.

Quanto ao tema da IA, é de salientar a complexidade jurídica resultante da criação de vastas redes de IA interligadas, da tomada de decisões automatizadas e a crescente relevância das criações e invenções efetuadas por sistemas de IA. Estes desafios jurídicos colocam intricados problemas em matéria de proteção dos direitos fundamentais, propriedade intelectual, ética e de responsabilidade.

Por um lado, é importante notar que, sem prejuízo da existência de iniciativas legislativas, como seja a Proposta de Regulamento de Inteligência Artificial da Comissão Europeia, não existe ainda um quadro legal uniformizado que regule em específico este fenómeno tecnológico, havendo assim uma clara instabilidade na matéria.

Por outro lado, tendo em conta o dinamismo socioeconómico e a constante mutação tecnológica em torno do tema, a obsolescência regulatória surge como uma questão de extrema importância, pelo que o enquadramento jurídico desta matéria poderá ficar desatualizado muito rapidamente, carecendo assim de modificações substanciais sucessivas e de um foco regulatório particularmente afeto ao conceito de design e arquitetura legal.

Em relação à atribuição e utilização de espetro radioelétrico, a chegada das tecnologias e aplicações 6G acarretará uma expansão e alargamento do enquadramento regulatório em torno das frequências instrumentais à transmissão dos dados que permitem as comunicações sem fios 6G.

Desde logo, quanto às características do próprio espetro, mediante a utilização de tecnologia TeraHertz (especificamente, a utilização da faixa de frequências dos 0.1-10 THz). As faixas de frequências atualmente utilizadas encontram-se sobrelotadas e a sua utilização para tecnologia futuras poderá não ser viável. Já a tecnologia TeraHertz utiliza a banda dos 0.1-10 THz, que tem recursos de espectro mais abundantes do que a banda de ondas milimétricas, e explora tanto ondas eletromagnéticas como ondas de luz visível.

Neste âmbito, o impacto pode ser não apenas nas formalidades e logística necessários à atribuição de espetro novo – como seja a realização de leilões – mas, principalmente, à gestão e atualização do quadro de obrigações e direitos associados aos respetivos direitos de utilização de frequências, exigindo esta revolução do espetro uma regulação centralizada, por um lado, mas compatibilizada com a inovação e dinamismo necessários para o desenvolvimento tecnológico, por outro.

Em matéria de saúde, e considerando que as redes 6G poderão vir a possibilitar inovações significativas nas práticas e cuidados médicos sem precedentes aos dias de hoje, tais como as cirurgias totalmente automatizadas, a transferência em tempo real de dados médicos e a generalização dispositivos implantáveis, existem desafios regulatórios em matéria de negligência médica e responsabilidade, bem como na qualificação e certificação de dispositivos e soluções médicas.

O 6G irá ainda suscitar diversos desafios em torno das infraestruturas de suporte, uma vez que requer uma rede de transmissores, recetores e estações de base com características diferentes daquelas instaladas atualmente. A atualização e interoperabilidade da infraestrutura de comunicações eletrónicas do 6G, face à infraestrutura disponível atualmente, implicará não só a afetação técnica da rede como a adequação regulatória à nova infraestrutura, nomeadamente no contexto da legislação aplicável ao setor das telecomunicações, como sejam as disposições legais relevantes em matéria de construção, instalação, manutenção e partilha de infraestrutura, bem como em matéria de segurança e integridade das redes.

A título de exemplo, prevê-se que as estações 6G tenham uma distância de transmissão inferior a 200 metros, pelo que se estima que a implementação plena do 6G exigirá 100 mil milhões de estações-base a nível global, o que naturalmente exige mudanças substanciais no quadro legal atualmente aplicável ao licenciamento infraestrutural e radioelétrico.

Por fim, a implementação das redes 6G suscita, ainda, diversos e complexos debates em torno do tema da privacidade e da (ciber)segurança.

De um lado, redes 6G viabilizam tecnologias cruciais à proteção da privacidade e da confidencialidade dos dados, tais como a computação quântica, a encriptação, as distributed ledger technologies, como por exemplo a blockchain, bem como a IA – esta última que pode ser utilizada, a título de exemplo, para detetar anomalias na rede em tempo real e fornecer alertas e diagnósticos precoces ou para métodos de autenticação, através da aprendizagem não supervisionada que poderá ser utilizada no processo de autenticação para aumentar a segurança das camadas físicas da rede.

Do outro lado, as redes 6G potenciam a concentração e tratamento de dados em massa, com qualidades e características progressivamente mais complexas e de caráter cada vez mais sensível. Sendo a promessa do 6G a efetiva conectividade global não só de pessoas, mas também de todas as coisas, possibilitando a interligação de dados da vida de indivíduos de forma holística, os riscos associados à sua gestão, nomeadamente a possibilidade de data breaches e de anomalias em sistemas (por exemplo no contexto médico), serão crescentemente significativos.

Conclusões

Este artigo visa introduzir e caracterizar as redes 6G de um ponto de vista técnico e jurídico, bem como compilar algumas das iniciativas nacionais e internacionais mais relevantes em matéria de investimento e investigação do 6G.

Apesar da sua implementação ser, por ora, uma realidade distante, prevê-se que a introdução do 6G acarrete melhorias muito significativas na rapidez, fluidez e qualidade das comunicações eletrónicas. Estes desenvolvimentos facilitam a transmissão e partilha de uma quantidade imensurável de informação a velocidades e com uma qualidade sem precedentes aos dias de hoje.

As redes de alta capacidade, em particular o 6G, desbloqueiam uma gama de serviços e produtos inovadores altamente dependentes da transmissão de dados em tempo real, bem como possibilitam a convergência dos domínios físico, digital e pessoal de forma virtualmente ubíqua, nomeadamente através de ecossistemas complexos como o da IoT, da realidade virtual e das cidades inteligentes.

Tendo em conta as importantes, embora fraturantes, novidades tecnológicas, sociais e económicas potenciadas pelo 6G, a arquitetura legislativa e regulatória em torno das redes de alta capacidade toma um papel central e transversal no desenvolvimento de serviços, produtos e aplicações. O futuro desafio regulatório neste contexto será o de atingir um equilíbrio produtivo e sustentável entre a necessidade de regulação e os malefícios da sobre-regulação, especialmente numa fase em que o conhecimento científico e as utilizações potenciais em torno do 6G são, ainda, reduzidos. Em qualquer caso, é certo que o 6G irá ser fundamental para moldar as cidades do futuro.

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