Interrupções e quedas de GPS estão nas manchetes quase diariamente. O bloqueio do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) está se tornando cada vez mais uma forma dominante de guerra eletrônica.

A Autoridade de Comunicação da Noruega informou que, em 2024, sofreu distúrbios em sua navegação por GPS por 44 dias, até 22 de fevereiro - o que significa praticamente todos os dias. Outras interrupções no GPS foram relatadas na região do Báltico, afetando partes da Polônia, Lituânia e sul da Suécia, demonstrando que o bloqueio do GNSS representa riscos para a navegação global e a segurança da aviação, navegação e outras redes de transporte e causa danos financeiros significativos.

De acordo com um relatório da London Economics, a perda econômica para o Reino Unido devido a uma interrupção do GNSS por sete dias foi estimada em 7,6 milhões de libras (51,9 milhões de reais ) ou cerca de 1,4 bilhão de libras (9,5 bilhões de reais) em uma interrupção de 24 horas. As aplicações em serviços de emergência, transporte marítimo e rodoviário respondem por 87,6% da perda econômica total.

Por que o tempo exato é fundamental para redes de infraestrutura crítica?

A crescente dependência do GNSS para o tempo se torna cada vez mais problemática. O GNSS foi inicialmente desenvolvido para navegação, mas agora desempenha um papel fundamental no fornecimento de sincronização de tempo altamente precisa para serviços nacionais críticos, incluindo telecomunicações, serviços financeiros, redes elétricas, redes de transmissão, sistemas de segurança e defesa nacionais e serviços de emergência. Numerosos sistemas e operações vitais dependem de tempo preciso para coordenação e sincronização.

As redes móveis, particularmente o 5G e o emergente 6G, dependem fortemente de um tempo preciso para sincronização. O 5G traz um foco maior na tecnologia TDD (Time Division Duplex), que exige uma sincronização muito mais rigorosa, em comparação com o FDD (Frequency Division Duplex) na maioria das redes 4G/LTE.

Além disso, novos recursos e técnicas avançadas de rede, como Massive MIMO, Carrier Aggregation (CA), License Assisted Access (LAA) e tecnologias de transmissão e recepção Coordinated Multi-Point (CoMP) exigem aprimoramentos adicionais na sincronização. GNSS é comumente utilizado para estabelecer uma referência de tempo unificada para vários elementos de rede e dentro da Rede de Acesso de Rádio (RAN).

As redes elétricas exigem um tempo preciso para sincronizar a geração e a distribuição de eletricidade de forma eficaz. O GNSS garante a operação perfeita de diferentes componentes da rede. Esta exigência só se intensificará com a transição para fontes de energia renováveis e centrais digitais.

Serviços de emergência, operações militares e esforços de segurança nacional também costumam integrar o tempo GNSS com sistemas de comunicação, especialmente em colaboração com redes 5G.

Um novo caminho para o tempo preciso

As soluções tradicionais de sincronização baseadas em rede exigem atualizações de infraestrutura significativas e complexas, aumentando drasticamente os custos de implantação do 5G. No entanto, novas soluções de sincronização permitem a distribuição de tempo independente do GNSS, aproveitando a infraestrutura existente, incluindo linhas alugadas. O resultado é uma redução notável no CAPEX e uma implantação mais rápida de redes 5G em áreas urbanas e rurais.

Os principais componentes dessa tecnologia inovadora de sincronização estão atualmente sendo padronizados no grupo de estudos da União Internacional de Telecomunicações (UIT) 15.

O novo modelo de tempo preciso independente do GNSS desacopla a funcionalidade de sincronização do hardware, estabelecendo uma sobreposição de sincronização em toda a infraestrutura IP existente sem exigir suporte de PTP IEEE1588 hardware em nodos intermediários. Essa abordagem permite a transmissão eficiente de tempo preciso dos locais centrais de referência de tempo para as RANs sem aumentar os custos. No entanto, quando se trata de transmitir tempo preciso através de redes de longa distância, as operadoras precisam lidar com dois desafios: oscilação de rede e assimetrias de link.

A oscilação da rede e a Variação de Atraso de Pacotes (PDV) normalmente surgem do congestionamento de tráfego em switches e roteadores de rede, resultando em ruído e desvio diurno na distribuição de tempo, levando a deslocamentos dinâmicos de tempo nos receptores. Além disso, assimetrias de link estático, como aquelas causadas por diferentes comprimentos de fibra ou atrasos estáticos em switches, podem ser facilmente compensadas.

No entanto, assimetrias dinâmicas, incluindo aquelas decorrentes de interruptores de proteção e mudanças nos comprimentos de onda, representam desafios na detecção e compensação.

A nova tecnologia de tempo preciso opera transmitindo carimbos de Data/hora a uma taxa significativamente maior, impulsionando a implementação de mecanismos avançados de filtragem e algoritmos. Combinada com links de relógio colaborativos, essa abordagem reduz efetivamente o ruído de oscilação, melhorando a precisão do tempo.

Essa tecnologia também integra algoritmos em tempo real para controle de assimetrias com inteligência centralizada, permitindo a detecção e compensação de assimetrias dinâmicas para eliminar erros de tempo constantes da rede de sincronização. Como resultado, a inovação na sincronização independente de GNSS permite o desenvolvimento de uma infraestrutura 5G segura e altamente disponível que suporta serviços nacionais críticos e serviços empresariais avançados essenciais que impulsionam a monetização da tecnologia 5G.

Vencendo a incerteza com o tempo preciso

Embora a dinâmica geopolítica esteja mudando rapidamente, a instabilidade continuará sendo a tendência dominante. O bloqueio do GPS continuará a ser um risco significativo no futuro próximo. As operadoras móveis, os governos e os reguladores precisam proteger e preparar suas redes de infraestrutura crítica para o futuro para garantir que estejam mais bem posicionadas para lidar com esses desafios.

A tecnologia de sincronização independente de GNSS oferece os benefícios do tempo preciso sem as vulnerabilidades e os custos que comprometem as soluções alimentadas por GPS. Em tempos de ventos contrários econômicos e geopolíticos, garantir a segurança e a eficiência das redes nacionais é mais importante do que nunca. A inovação na sincronização do tempo fornece as bases para os serviços críticos do futuro.