Sabe a conexão sem fio que você ama? Entenda a tecnologia por trás dela

Responsáveis por você não ter de plugar um cabo no celular para usar a internet de alguém ou por conseguir ouvir música em um fone sem fio, o wi-fi e o Bluetooth são raros exemplos de tecnologia que está em todo canto, mas não pertence a empresa alguma. As duas são ainda o segredo para dispositivos diferentes e de marcas distintas conversarem e uma das razões para a popularização de aparelhos móveis, dos notebooks de ontem aos smartphones de hoje.

Primos distantes do 4G e da TV Digital, as duas formas de conexão usam ondas de radiofrequência para transmitir informação -- do mesmo jeito que 3G e 4G fazem com seu celular.

O surgimento delas remonta a uma canetada de um órgão federal dos Estados Unidos nos anos 1980.

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Geralmente, as operadoras de celular pagam boas quantias para usar determinadas bandas do espectro de radiofrequência ? pense nelas como largas rodovias por onde passam pacotes de dados, que podem conter sua mensagem no WhatsApp ou seu filme favorito na Netflix.

Como algumas dessas faixas eram usadas para outras atividades diferentes da comunicação -- o micro-ondas, por exemplo, usa ondas para esquentar o seu copo de leite --, uma agência dos Estados Unidos resolveu em 1985 não cobrar pelo uso delas. Quem quisesse usar as faixas não licenciadas, como a de 2.4 GHz, só precisaria respeitar algumas condições, como criar mecanismos para evitar interferências e operar com alguns limites de banda.

Wi-fi, bluetooth e vikings

Algumas empresas aproveitaram a oportunidade de economizar com a licença e começaram a criar equipamentos de rede que conectassem eletrônicos usando essas bandas. Só que, caso você comprasse um desses aparelhos e, por acaso, resolvesse mudar de fornecedor, as máquinas subitamente paravam de conversar. Não havia um padrão de comunicação. Era como se cada um falasse uma língua própria e ninguém se entendesse.

Foi aí que entrou o Instituto dos Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE, na sigla em inglês), que criou em 1997 um protocolo padrão para a Fidelidade sem Fio -- sim, esse é o nome do wi-fi, que, na verdade, é uma acrônimo para Wireless Fidelity.

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Já o Bluetooth foi criado dentro de uma empresa. Ele nasceu dentro da sueca Ericsson em 1989 para transferir sinais de rádio emitidos por computadores pessoas a dispositivos móveis. Dito assim, parece chato. Mas, na época, foi uma revolução, tanto que o holandês Jaap Haartsen, um dos principais engenheiros do projeto, entrou para o Hall da Fama dos Inventores por causa dele.

Ao tentar retratar o caráter épico de sua criação, os pesquisadores capricharam no nome da nova tecnologia. Como acreditavam que estavam unificando dois mundos, o dos computadores e o dos celulares, eles buscaram na história e tradição nórdica algo que seria capaz de traduzir tudo isso. Toparam com Harald Blatand, o segundo rei da Dinamarca, que ficou famoso na Escandinávia por unir dinamarqueses e noruegueses no século 10. "Bluetooth" é, portanto, uma tradução para o inglês do sobrenome do rei. Até o símbolo tem inspiração nórdica: é uma fusão das runas vikings que correspondem a "H" e "B", as iniciais do nome do rei.

Primos distantes do celular

Apesar de parentes das redes celulares, wi-fi e Bluetooth possuem diferenças cruciais em, pelo menos, três pontos, conforme explica Daniel Nunes, professor mestre em telecomunicação do Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel):

• alcance;
• taxa de transmissão;
• tipo de dado transferido.

As características de cada tipo de conexão atendem a um propósito específico, diz Nunes. A ideia do Bluetooth é conectar um aparelho a até sete outros dispositivos. Por isso, seu alcance é de poucos metros e sua velocidade é baixa, não vai além de poucos megabits por segundo. O wi-fi, por sua vez, é uma forma de fornecer acesso móvel para uma local determinado sem que todos os aparelhos tenham que usar um cabo. Sua área de cobertura não passa de algumas centenas de metros e suas taxas chegam a 600 Mbps.

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Já as redes de celular cobrem regiões metropolitanas inteiras -- uma torre de celular, por exemplo, consegue conectar áreas com centenas de quilômetros e fornecer velocidades de alguns Gigabit por segundos. Além disso, como podem ser interligadas, essas redes permitem que um smartphone saia do raio de atuação de uma antena e entre no de outra sem perder conexão. Isso ocorre porque o aparelho sempre busca o sinal próximo que esteja mais forte.

Outra diferença é que wi-fi e bluetooth são técnicas usadas puramente transmitir dados sem agregar nenhum serviço a eles.

É como se fossem um tubo. O que você coloca de um lado sai do outro. No 4G ou qualquer outro sistema celular, além de também serem um tubo, há serviços agregados, como chamadas de voz, acesso a internet e chamada multimídia

Daniel Nunes

Em todo canto

Essas características fizeram de wi-fi e Bluetooth imbatíveis quando o assunto é conectar aparelhos. Não há celular, tablet ou computador sem eles. O Bluetooth já até invadiu outras áreas além da dos eletroeletrônicos. Só neste, 86% dos automóveis fabricados já saíram de fábrica equipados com essa conexão, aponta a ABI Research.

Os números desse sucesso são gigantes. Em 2018, chegou a 9 bilhões a quantidade de aparelhos com wi-fi em todo mundo. Além disso, mais 4 bilhões de dispositivos com Bluetooth chegam ao mercado todos os anos.

Por tudo isso, seria de se esperar que os fornecedores dessa tecnologia estejam nadando em dinheiro. Não é bem assim. Se você quiser criar um celular do zero e conectá-lo a uma rede wi-fi ou enviar arquivos via Bluetooth, não vai encontrar uma só empresa para vender essas duas tecnologias. Isso ocorre porque elas são mantidas cada uma por uma organização: de um lado a Wi-Fi Alliance e, de outro, a Bluetooth Special Interest Group.

Essas associações sem fins lucrativos trabalham para melhorar a tecnologia (alcance, velocidade), ajudar outros segmentos a adotá-la e certificar novos produtos. De tempos em tempos, elas liberam um novo protocolo, que amplia capacidades da tecnologia ou corrige falhas. A última atualização liberada pela Wi-Fi Alliance, chamada de Wi-Fi 6, foi feita em outubro deste ano e melhorou, entre outros aspectos, o desempenho de cobertura de roteadores em áreas com muitos aparelhos conectados.

A adoção desses protocolos, no entanto, depende dos fabricantes. Sabe quando você começa a pendurar diversos celulares ou computadores em um só roteador e, de repente, a internet começa a não dar conta? Pois é, pode não ser problema da sua provedora de internet.

O problema é que os fabricantes não implementam todas as funcionalidades. Como é algo complexo, acaba dando problema de conexão

Daniel Nunes

Wi-fi só para máquinas

Até agora, essas associações procuraram aumentar as velocidades de transferência e o alcance de wi-fi e Bluetooth, porque o foco sempre foi atender os aparelhos nas mãos das pessoas. Só que o jogo está mudando. O esforço de padronização passou a ser canalizado cada vez para criar versões do wi-fi e do Bluetooth que alimentem a chamada "Internet das Coisas", em que máquinas se conectam a outras máquinas.

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Se você pensou em robôs correndo por aí, calma. Estamos falando, em um primeiro momento, de sensores conectados que captam informação e as enviam para serem processados. São termômetros, postes de luz, semáforos, pluviômetros, medidores de movimento ou de poluição, e por aí vai.

Como eles possuem necessidades diferentes das de celulares e videogames, os tipos de wi-fi e bluetooth que estão vindo por aí possuem capacidades específicas, como:

• Exigir pouco da bateria: a ideia é permitir que a autonomia energética da máquina conectada gire entre 10 e 15 anos para que a manutenção não tenha de ser recorrente;
• Não precisar entregar tanta velocidade de transmissão: alguns kilobits por segundo são suficientes para um medidor;
• Poder se adequar à latência da transmissão de dados (espécie do tempo de resposta) de acordo com a atividade do sensor: se for um medidor de temperatura, não há a necessidade que ele receba ou envie rapidamente dados pela internet; se for uma caldeira industrial, é crucial que o monitoramento de variação térmica seja constante e com menor atraso possível.

Ao fazer isso, wi-fi e Bluetooth vão aos poucos se encontrar com uma das principais inovações trazidas pelo 5G, a tecnologia de banda larga móvel que sucederá o 4G.

"O grande mote do 5G é abraçar os serviços de internet das coisas, para podermos ter até 20 mil sensores conectados, de medidores de temperatura a semáforos", diz Nunes.

Em algum momento, esse grande encontro de família vai chegar a você. Hoje, um cabo leva internet até o roteador da sua casa. No futuro, no entanto, devido às redes 5G, esses fios podem não ser mais necessários. Seu roteador vai usar uma conexão celular, mas com velocidade de banda larga fixa.