Do działań na rzecz wprowadzania technologii 5G zobowiązuje Polskę unijny plan „5G for Europe: Action Plan”. Przewiduje on, że w 2020 r. w każdym państwie członkowskim UE sieć 5G powinna działać w co najmniej jednym dużym mieście, a do 2025 r. – pokryć główne szlaki transportowe i obszary miejskie. Niestety, do tej pory realizacja strategii 5G idzie jak po grudzie.
Komórkowa sieć czwartej generacji 4G zrewolucjonizowała mobilny dostęp do internetu. Użytkownicy mogą dzięki niej swobodnie korzystać z dowolnych aplikacji mobilnych, bankowości internetowej, oglądać strumieniowo filmy i słychać ulubionej muzyki. Możliwa też się zdalna, mobilna praca, również ta wymagająca przesyłania dużych ilości danych.
Jednak możliwości sieci 4G się wyczerpują. Chodzi nie tyle o funkcjonalność, bo dzięki 5G, przynajmniej na początku, będzie można zrobić dokładnie to samo co w sieciach 4G – ale o przepustowość i szybkość transmisji, stabilność połączeń oraz możliwość podłączenia znacznie większej liczby użytkowników (urządzeń) końcowych.
Raport „Analiza wykonalności wdrożenia usług w technologii 5G przy obecnych oraz zwiększonych normach dopuszczalnych poziomów promieniowania elektromagnetycznego” przygotowany przez Instytut Łączności dla Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji, ostrzega, że do 2025 roku bez sieci 5G mobilny internet po prostu „się zatka”.
Tak duży jest przyrost danych, które użytkownicy na co dzień generują i z których korzystają.
Sieć 5G pozwala na znacznie szybsze przesyłanie danych niż LTE. Te oferują transmisję dochodzącą do 300 megabitów na sekundę. Tymczasem, w sieciach 5G możliwa jest transmisja z szybkością dochodzącą do 20 gigabitów na sekundę (pobieranie) i 10 Gb/s w wypadku wysyłania. To ponad 60-krotnie szybciej niż w wypadku sieci LTE. Aby lepiej zobrazować tę wydajność dodajmy, że pozwoliłaby ona na pobranie pełnometrażowego filmu w rozdzielczości 4K w niecałą minutę.
Istotną zaletą wysokiej transmisji danych będzie również rozwój usług chmurowych. Większość aplikacji nie będzie już instalowana lokalnie na smartfonie, a użytkownicy korzystać z nich będą w modelu Software as a Service, łącząc się i wymieniając dane z operatorem u którego wykupili abonament na użytkowanie danej aplikacji – czy to prywatnej, czy firmowej. Również zdjęcia czy inne dokumenty „lądować” będą w chmurze. Kradzież czy zagubienie smartfona, nie będzie już oznaczać bezpowrotnej utraty danych.
5G to nie tylko przepustowość
Drugą zaletą nowej technologii jest pojemność sieci. Do obecnie działających sieci LTE może się podłączyć jednocześnie do miliona urządzeń na każde 500 km2. Sieć 5G pozwala zaś na połączenie do miliona urządzeń na 1 km2 – to ogromna różnica. Dzięki temu możliwy będzie błyskawiczny rozwój technologii IoT, w tym przemysłowego internetu rzeczy.
Analitycy już wspominają o zupełnie nowych możliwościach masowych zastosowań inteligentnych czujników – począwszy od inteligentnych ubrań monitorujących stan zdrowia właściciela, kontrolę stanu zwierząt hodowlanych (inteligentne kolczyki z mikrochipami), spersonalizowaniu reklamy zewnętrznej (cyfrowe banery wyświetlające treść na podstawie danych otrzymanych ze smartfona) poprzez całkowite zautomatyzowanie produkcji, transportu drogowego i kolejowego, aż po całą infrastrukturę inteligentnego miasta.
Tu dochodzimy do trzeciej zalety sieci 5G, jaką są niezwykle małe opóźnienia. W sieciach 4G/LTE i opóźnienie między wysłaniem danych a odebraniem sygnału zwrotnego wynosi średnio 50 milisekund, a maksymalne dopuszczalne opóźnienie to 98 ms. W sieci 5G wynosi ono zaledwie jedną milisekundę.
Oznacza to, że sieć 5G pozwoli na zdalnie sterowanie różnymi urządzeniami, na przykład maszynami budowlanymi, robotami medycznymi oraz bezzałogowym sprzętem strażackim, policyjnym i wojskowym, co ułatwi pracę służbom mundurowym i poprawi bezpieczeństwo obywateli.
Chirurg za pośrednictwem robota będzie mógł zdalnie przeprowadzić operację pacjenta, saper – rozbroić ładunek wybuchowy podłożony przez terrorystów, a policja – sterować sprzętem do rozpraszania zamieszek. Możliwe też będzie sterowanie w czasie rzeczywistym procesami produkcyjnymi.
5G ułatwi praktyczne wdrożenie idei inteligentnej, interaktywnej produkcji określanej terminem Przemysł 4.0. Idea czwartej rewolucji przemysłowej przewiduje możliwość zbierania i przetwarzania wszystkich dostępnych danych z czujników i systemów automatyki czuwających nad produkcją, a następnie, na podstawie tych informacji, planowanie produkcji oraz dostosowanie zasobów firmy. Analiza tych ogromnych ilości danych już dziś pozwala optymalizować koszty i elastycznie, w inteligentny sposób sterować bieżącą produkcją pod aktualne zamówienia, jak też kontrolować jakość i przewidywać awarie.
Bez 5G inteligentna fabryka nie będzie w stanie szybko reagować na zapotrzebowanie i na bieżąco aktualizować linii produkcyjnych. Bez wysyłanych drogą bezprzewodową z każdego urządzenia danych, a także informacji zbieranych od przedstawicieli handlowych czy wysyłanych przez gotowe, działające u klientów produkty, fabryka nie będzie mogła automatycznie modyfikować parametrów pracy czy efektywnie modyfikować konfiguracji wytwarzanych produktów. Nie będzie też możliwe opracowanie nowych cyfrowych modeli biznesowych, które pozwolą na świadczenie firmom nowych usług, a poprzez to zwiększenie udziału w rynku i przychodów przedsiębiorstwa w nowych obszarach.
5G. Szczegóły technologii
Standard 5G wykorzystuje nowe pasma częstotliwości. Oprócz tych, które już teraz służą do komunikacji w standardach 2G, 3G i 4G/LTE, na potrzeby telekomunikacji zostaną dołączone przewidziane w specyfikacji 5G częstotliwości 700 MHz, 3,4-3,8 GHz oraz 26 GHz. Uruchomiona w Warszawie testowa sieć 5G Orange, która pozwala na ściąganie danych z szybkością dochodzącą do 1 Gb/s, używa właśnie z pasma 3,4-3,6 GHz. Częstotliwości do testów udostępnił Urząd Komunikacji Elektronicznej, a pasmo docelowo będzie wykorzystywane do uruchomienia sieci 5G w Polsce – ma zostać rozpisany na nie odpowiedni przetarg.
Działanie sieci 5G opiera się na gęstszej sieci stacji bazowych, które wyposażone w nowe typy anten kierunkowych, pozwalających na formowanie wiązki fal milimetrowych. Anteny te umożliwiają kierunkową propagację sygnału z zakresu częstotliwości od 3,4 do 3,8 GHz i 26 GHz oraz na obsługę technologii Massive MIMO, która pozwala przesyłać i odbierać dane od wielu użytkowników na raz bez zakłóceń.
Ciekawą funkcją jest również możliwość stworzenia pamięci cache bezpośrednio w stacjach bazowych. Gromadzone tam mogą być najczęściej pobierane pliki i dane, dzięki czemu można zmniejszyć opóźnienia w dostępie do informacji. Kolejną innowacją jest to, że stacje bazowe obowiązkowo komunikować się będą ze światem za pomocą szerokopasmowych sieci światłowodowych. Światłowodami informacje przesyłane będą zarówno pomiędzy stacjami bazowymi, jak i stacjami bazowymi i siecią szkieletową Internetu. Taka infrastruktura w istotny sposób zwiększa przepustowość systemu 5G jako całości.
Dodatkowo stacje bazowe korzystać będą z zaawansowanych mechanizmów zarządzania interferencjami i przemieszczaniem się urządzeń w obrębie zasięgu masztu. W uproszczeniu, chodzi o to, aby urządzenia pracujące w sieci nie przeszkadzały sobie nawzajem. Mechanizmem pomocnym w tym zadaniu jest również funkcja identyfikacji urządzeń i ich priorytetyzacja, co ma ogromne znaczenie w wypadku krytycznych urządzeń czasu rzeczywistego, takich jak autonomiczne samochody czy urządzenia medyczne, którym należy zapewnić minimalne opóźnienia i bezwzględne pierwszeństwo w komunikacji.
5G. Strategia dla Polski
W związku z wymogami unijnymi w zakresie wprowadzania 5G w styczniu 2018 roku resort cyfryzacji opublikował „Strategię 5G dla Polski”. Dokument zawierał opis działań, jakie polski rząd miałby podjąć w celu wdrożenia najpóźniej do 2025 roku sieci 5G w Polsce i jakie środki miałyby zostać na to przeznaczone. Sieć 5G jest tu określana jako infrastruktura o kluczowym znaczeniu dla polskiej gospodarki i społeczeństwa, a więc jako innowacyjna infrastruktura państwa. Zgodnie ze strategią celami nadrzędnymi są: rozwój infrastruktury telekomunikacyjnej nowej generacji oraz wdrożenie usług, które bazować będą na sieci 5G i przesyłanych za jej pośrednictwem zbiorach danych.
„Skuteczne wdrożenie sieci 5G i wykorzystanie dostępnych usług wytworzy daleko idące korzyści ekonomiczne i społeczne oraz wspierać będzie skokowy rozwój gospodarki Polski. Osiągnięcie celów Strategii wspierane będzie realizacją Narodowego Planu Szerokopasmowego i Ogólnopolskiej Sieci Edukacyjnej, a także poprzez Porozumienie na rzecz „Strategii 5G dla Polski” – napisano w dokumencie. Strategia przewiduje szereg działań, które miałby podjąć Minister Cyfryzacji i administracja publiczna w celu umożliwienia sektorowi telekomunikacyjnemu wdrożeń sieci 5G. Nie przewiduje za to finansowania budowy sieci 5G z budżetu państwa – ma to być sieć komercyjna, budowana przez podmioty działające na terenie Polski.
Realizacja rządowej strategii rozwoju sieci 5G, chociaż od jej ogłoszenia miną wkrótce dwa lata, idzie na razie jak po grudzie. Dopiero we wrześniu 2019 r. prezydent podpisał ustawę o wspieraniu rozwoju usług i sieci telekomunikacyjnych, tzw. megaustawę, która ma m.in. uporządkować kwestie związane z inwestycjami w infrastrukturę telekomunikacyjną.
A realne rozpoczęcie prac nad udostępnieniem pasma 700 MHz i budowa infrastruktury, to – jak powiedział Marek Zagórski, minister cyfryzacji, w rozmowie z PAP – lata 2022-2023.
Tymczasem testy technologii 5G trwają w Polsce już od kilkunastu miesięcy, a główny ich ciężar bierze na siebie sektor prywatny. We wrześniu firma Orange wznowiła testy sieci 5G, uruchamiając we współpracy z Ericssonem nadajniki w dwóch dzielnicach Warszawy. Na razie o zaletach i ewentualnych wadach nowego rozwiązania technologicznego przekonać się mogą mieszkańcy Powiśla i Ochoty, gdzie powstało łącznie dziewięć stacji bazowych pracujących w nowym standardzie.
Aby skorzystać z możliwości sieci nowej generacji, trzeba dysponować odpowiednim sprzętem. Pierwszym i jak na razie jedynym telefonem 5G, który standardowo dostępny jest w sprzedaży w polskich sklepach, jest Huawei Mate 20 X. Kupując go, należy jednak od operatora otrzymać specjalną, przewidzianą do testów, kartę SIM. W testach sieci 5G w Warszawie Orange proponowało klientom smartfon Orange Neva Jet 5G.
Orange podkreśla, że warszawskie testy mają na celu praktyczne sprawdzenie funkcjonowania sieci 5G w rzeczywistych, a nie laboratoryjnych warunkach. Co więcej, w testach wykorzystywane są wyłącznie dostępne w sprzedaży urządzenia, a stacje bazowe zostały rozmieszczone w taki sposób, aby tworzyły spójny zasięg i umożliwiały przemieszczanie się użytkowników pomiędzy nimi, tak aby połączenia 5G nie były zrywane.
Do 5G przymierzają się również inne miasta. Przykładowo, w październiku br. Orange uruchamia testy sieci w Lublinie, tym razem z Nokią. A władze Łodzi chcą objąć całe miasto zasięgiem 5G w 2020 r.
5G - obawy społeczne
Z wprowadzaniem technologii 5G wiążą się pewne obawy, związane z rzekomo szkodliwym działaniem infrastruktury sieci piątej generacji na ludzkie zdrowie. Dotyczą one wykorzystywanego w sieciach 5G milimetrowego promieniowania mikrofalowego, które miałoby przyczyniać się do szeregu dolegliwości zdrowotnych – m.in. przewlekłych bólów głowy, problemów z płodnością czy nowotworów.
Nie ma wiarygodnych badań potwierdzających oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z zakresu częstotliwości od 700 MHz, poprzez 3,4 – 3,8 GHz do 26 GHz na nasze zdrowie. Również związane z technologią 5G zagęszczenie pracujących bezprzewodowo urządzeń nadawczo-odbiorczych nie wpływa na samopoczucie ani zdrowie przebywających w pobliżu ludzi. Co więcej, w Polsce w pierwszej kolejności dla telefonii 5G udostępnione zostanie pasmo 700 MHz, a wiec niższych niż częstotliwości wykorzystywane w wypadku telefonii 4G.
Dzięki temu operatorzy sieci komórkowych skorzystać będą mogli z działających już stacji bazowych bez potrzeby stawiania nowych i szybko uruchomić telefonię 5G.
Ukryj panel
