D2D carece de capacidade e eficiência espectral, avalia GSMA

A conectividade direta de satélite para dispositivo móvel (D2D, ou direct to device) deve ajudar a reduzir a lacuna de cobertura que afeta cerca de 300 milhões de pessoas em todo o mundo (aproximadamente 4% da população mundial). Contudo, restrições de capacidade e de eficiência espectral devem limitar o papel da tecnologia no dia a dia dos usuários.

Esta é a constatação de um estudo da GSMA, associação global de operadoras móveis, sobre o D2D. A entidade ressalta que a solução tem potencial para estender o alcance de rede para quem está fora das áreas de cobertura dos serviços móveis, sobretudo áreas remotas e pouco habitadas – mas, em função de limitações de capacidade, o D2D não deve ser visto como um substituto das redes terrestres.

O relatório, intitulado “Os Limites do D2D: Modelando a Extensão da Conectividade D2D”, divulgado em fevereiro, aponta que, em um “cenário otimista”, uma constelação de 15 mil satélites pode oferecer um serviço de 2 Mbps (equivalente ao 3G) para cerca de 65 milhões de pessoas a qualquer momento. Com 42 mil satélites, o total de pessoas impactadas sobe para 180 milhões.

Segundo o estudo, mesmo com 42 mil satélites com acesso a todas as bandas destinadas ao IMT (telecomunicações móveis internacionais, na sigla em inglês), a tecnologia só poderia fornecer um serviço básico de 2 Mbps para 12% da população mundial. Elevando a capacidade para 20 Mbps (equivalente ao 4G), o alcance cai para 2%.

Perda de sinal
De acordo com o relatório, a expectativa para baixa adoção do D2D se deve às limitações técnicas da conexão satelital direta para celulares. A GSMA afirma que a tecnologia deve sofrer um alto impacto da chamada “perda de percurso no espaço livre” (FSPL, na sigla em inglês) – redução da intensidade do sinal quando uma onda eletromagnética se propaga no ar ou no vácuo.

O estudo cita, como exemplo de FSPL, um usuário de smartphone a 1 km de uma estação rádio base (ERB) e a 550 km de um satélite D2D. A perda de sinal da conectividade satelital é cerca de 300 mil vezes maior do que a da rede terrestre.

No caso de uma constelação VLEO (órbita terrestre muito baixa), a cerca de 330 km da Terra, o FSPL ainda é cerca de 110 mil vezes pior do que o da ERB de telefonia móvel a 1 km do usuário.

“Para compensar totalmente essa perda, o satélite precisaria aumentar sua potência de transmissão ou abertura a um nível que não é economicamente nem tecnicamente viável. Também não é possível compensar a perda de sinal no dispositivo, devido a restrições de tamanho, potência e integração”, afirma a GSMA.

Além disso, outra limitação de capacidade é o tamanho dos feixes (ou células) dos satélites, que também são afetados pela distância até o smartphone. A associação ressalta que as taxas de dados de serviços D2D podem parecer altas (Starlink promete entregar 17 Mbps, e a AST Space Mobile, 120 Mbps), mas se tratam de capacidade agregada por feixe, e não por usuário.

Neste caso, para um feixe de diâmetro de 25 km, a área de cobertura chega a 490 km2. Isso significa que todos os usuários nesta área precisam dividir a capacidade total fornecida.

Espectro
O estudo ainda sustenta que o D2D carece de eficiência espectral. Levando em conta um cenário de maior capacidade, com 42 mil satélites usando todo o espectro IMT – 1.100 MHz de espectro, com base em todas as bandas existentes para D2D até 3,8 GHz –, a tecnologia proveria suporte a cerca de 12% da população mundial.

Em um cenário mais realista (entre 10 e 80 MHz), a taxa global de adoção prevista fica entre 0,1% e 0,5%, para uma constelação de 15 mil satélites, e 0,2% e 1,3%, com 42 mil equipamentos em órbita.

Considerando as bandas de Serviços Móveis por Satélite (MSS), 60 MHz suportariam velocidades de 2 Mbps para uma taxa de adoção entre 0,3% e 0,9% da população global. Ao usar todas as bandas alocadas para o MSS, o suporte global alcançaria entre 0,8% e 2,2% dos usuários móveis.

Aplicação adequada
Na avaliação da GSMA, devido a limitações de capacidade, o D2D não pode substituir redes terrestres, mesmo na maioria das áreas rurais.

A associação, contudo, aponta que a tecnologia tem capacidade suficiente para uma taxa de adoção de mais de 10% em áreas com densidade populacional abaixo de 40 pessoas por quilômetro quadrado, a uma velocidade de 2 Mbps.

“Esses locais de densidade muito baixa são aqueles em que muitos países, particularmente os de baixa renda, não possuem cobertura, pois é muito caro implantar redes terrestres”, destaca a entidade. “É exatamente aí que a tecnologia D2D pode complementar a cobertura existente, pois pode fornecer capacidade suficiente para um pequeno número de usuários a custos incrementais muito baixos”, conclui.