Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

5G ante portas. Piąta generacja kołacze do drzwi, ale nie każdy chce ją wpuścić

5G ante portas. Piąta generacja kołacze do drzwi, ale nie każdy chce ją wpuścić
Prawdopodobnie pierwsza domowa "komercyjna" instalacja stałego bezprzewodowego łącza szerokopasmowego - Verizon 5G Home - nastąpiła 10 października 2018 r. w Houston. Wcześniej na świecie przeprowadzano jedynie testy tej technologii i związane z nią eksperymenty. Wypadałoby więc uznać to wydarzenie za symboliczny początek sieci piątej generacji (1).

Usługa jest udostępniana przez firmę Verizon klientom w Los Angeles, Sacramento i Indianapolis (2).

- Nikt nie zrobił tego wcześniej - podkreślił w rozmowie z "Wireless Week" Mike Haberman, wiceprezes ds. inżynierii sieci tego operatora, dodając, że usługa działa w paśmie fal milimetrowych 28 GHz. - Nie można wdrożyć 5G bez fal milimetrowych. W niższych częstotliwościach po prostu nie ma odpowiedniej przepustowości.

2. Jedna ze stacji sieci 5G firmy Verizon w Indianapolis

Antena odbiorcza może być instalowana wewnątrz lub na zewnątrz domu. Klienci otrzymują nowy router, podobny do typowego modelu, a następnie drugie urządzenie, które służy jako modem i zapewnia połączenie 5G. Sygnał 5G pochodzący z komórki sieci Verizona podróżuje więc do modemu połączonego z routerem Wi-Fi, rozprowadzającym sygnał po domu. Stała bezprzewodowa usługa szerokopasmowa zbudowana jest w oparciu o opracowany przez firmę standard sieci 5G TF (Technical Forum). Operator zobowiązuje się, że gdy pojawią się urządzenia zgodne z szykowanym standardem 3GPP 5G NR, bez dodatkowych opłat zmodernizuje sprzęt klientów.

Odbiorcy mogą oczekiwać póki co średnich prędkości 300 Mb/s, które szczytowo wzrastać będą do prawie 1 Gb/s. Prawdę mówiąc, nie jest to jeszcze szybkość oczekiwana od sieci piątej generacji - ta ma bowiem wynosić do 10 Gb/s. Jednak inne wymogi specyfikacyjne 5G zostały w usłudze Verizon spełnione.

Jest specyfikacja

Organizacja 3GPP, która reguluje standardy sieci komórkowych, oficjalnie ogłosiła specyfikację (3) sieci 5G NR (New Radio) pod koniec 2017 r., podczas spotkania w Lizbonie. Definiuje ona zasady działania nowych sieci 5G zarówno na niskich częstotliwościach poniżej 1 GHz (przykładem szykowane w Europie pasmo 700 MHz), jak i w paśmie milimetrowym w okolicach 50 GHz. Uwzględnione zostało również pasmo 3,5 GHz, które aktualnie jest używane przez systemy WiMAX. Oczywiście operatorzy myślą o jego lepszym wykorzystaniu, a technologia 5G wydaje się idealnym w tym celu rozwiązaniem.

3. Wymagania specyfikacji sieci 5G

3GPP jasno wskazuje też, że równie ważne co oczekiwana szybkość transferu danych do 10 Gb/s, a może nawet ważniejsze, będą nowe możliwości, jakie dają sieci 5G.

Kluczem jest to, że cała architektura ma być oparta na usługach. 5G przedstawia się jako rozwiązanie bardzo uniwersalne, w którym można korzystać z wielu dopełniających się funkcji.

Według 3GPP ważnym aspektem architektury systemów 5G jest tzw. network slicing ("plastrowanie sieci"). Wybrane elementy tej technologii dostępne są już w standardzie 4G, ale dopiero teraz ma ona pokazać pełnię swoich możliwości. Rozwiązanie to umożliwia - z użyciem specjalnego oprogramowania i tzw. wirtualizacji - na dokładne wydzielenie w całym systemie funkcji dla konkretnych grup odbiorców. Oznacza to, że dana sieć może jednocześnie świadczyć np. usługi w sposób tradycyjny, działać jako wirtualny operator oraz obsługiwać np. flotę samochodów dostawczych, a każdy z systemów jest traktowany osobno i nie wymaga specjalnie budowanej infrastruktury (4).

4. Architektura "plastrowa" (slicing) sieci 5G

Nowe sieci 5G będą działać w jednym z dwóch trybów. Pierwszy z nich - czyli Non-Standalone 5G czy też Dual Connectivity 5G - zakłada, że zarówno terminal użytkownika, jak i stacja bazowa będą komunikować się z istniejącą już siecią LTE (5). Smartfony obsługujące nadchodzącą technologię będą z niej korzystać przez większość czasu. Natomiast tam, gdzie dostępny stanie się sygnał 5G, nawiązane zostanie dodatkowe połączenie ze stacją 5G, która będzie używana do przesyłu danych. Wszystko wskazuje na to, że pierwsze sieci 5G, jakie powstaną w Europie, będą pracować właśnie w tym trybie.

5. Schemat infrastruktury sieci 5G

W połowie 2018 r. 3GPP uchwaliła pierwszy standard samodzielnej sieci 5G, czyli Standalone 5G NR.

Pięć składników piątej generacji

Działanie sieci 5G opiera się na kilku ważnych technologiach.

Pierwsza z nich to połączenia w zakresie fal milimetrowych. Coraz więcej urządzeń łączy się ze sobą lub z Internetem przy wykorzystaniu tych samych częstotliwości radiowych. To powoduje utratę szybkości i problemy ze stabilnością połączenia. Rozwiązaniem może być przejście na fale milimetrowe, czyli te z zakresu częstotliwości 30-300 GHz. Obecnie są one wykorzystywane m.in. w łączności satelitarnej i w radioastronomii, ale ich podstawowym ograniczeniem był dotąd niewielki zasięg. Nowy rodzaj anten umożliwia poradzenie sobie z tym problemem, a prace nad rozwojem tej technologii wciąż trwają.

Drugim filarem piątej generacji ma być technika nazywana small cells. Naukowcy chwalą się, że są już w stanie przesyłać dane przy użyciu fal milimetrowych na odległość ponad 200 m. I właśnie co 200-250 m w dużych miastach znajdować mogłyby się small cells, czyli niewielkie stacje bazowe o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię. W terenach rzadziej zaludnionych "małe komórki" słabo się jednak sprawdzają.

W powyższym problemie pomóc ma technologia MIMO nowej generacji. MIMO to rozwiązanie stosowane też w standardzie 4G, które jest w stanie zwiększyć przepustowość sieci bezprzewodowej. Sekret tkwi w transmisji wieloantenowej po stronie nadawczej i odbiorczej. Stacje nowej generacji mogą obsługiwać osiem razy więcej portów, niż ma to miejsce obecnie - do jednoczesnego wysyłania i odbierania danych. Pojemność sieci wzrasta w ten sposób o 22%.

Kolejną ważną dla 5G techniką jest beamforming, czyli "kształtowanie wiązki". Chodzi o przetwarzanie sygnału w taki sposób, by dane były dostarczane do użytkownika optymalną trasą. Beamforming pomaga falom milimetrowym docierać do urządzenia w formie skoncentrowanej wiązki, a nie metodą transmisji wielokierunkowej. Siła sygnału się zwiększa, a zakłócenia zmniejszają.

Piątym elementem ma być tzw. pełny dupleks. Dupleksem nazywa się transmisję dwukierunkową, czyli taką, w której nadawanie i odbieranie informacji jest możliwe w obu kierunkach. Pełny dupleks oznacza, że dane są przesyłane bez spadku transferu. Rozwiązanie to jest stale rozwijane, by osiągnąć jak najlepsze parametry.

Piąty oddech Internetu Rzeczy

5G pod kilkoma względami może zrewolucjonizować komunikację między różnego rodzaju urządzeniami (sprzętem AGD, wearables, artykułami oświetleniowymi czy grzewczymi), dostępną dzięki tzw. Internetowi Rzeczy (6).

6. 5G i Internet Rzeczy

Mówimy o sieci potrafiącej przesyłać informacje nawet dziesięć razy szybciej niż w standardzie 4G, z jednoczesną obsługą znacznie większej liczby sprzętów. Szacuje się, że sieć gromadząca wokół siebie ok. 50 mld urządzeń na całym świecie przekształci szereg branż - od rolnictwa po opiekę zdrowotną. Sztuczna inteligencja (AI) oraz analityka "w locie" umożliwią przedsiębiorstwom uzyskanie i wykorzystanie cennych informacji z podłączonych urządzeń.

Informacje o testach 5G pojawiają się ostatnio dość regularnie. Już podczas tegorocznych zimowych igrzysk w Pjongczangu widzowie (przynajmniej teoretycznie, bo urządzeń 5G nikt właściwie jeszcze nie miał) mogli oglądać zawodników z różnych perspektyw - dzięki połączonym w sieci 5G kamerom Ultra HD - oraz sprawdzać na bieżąco dodatkowe informacje, np. imię i nazwisko sportowców, kraj ich pochodzenia czy wcześniejsze rekordy.

W 2017 roku podczas jednego z doświadczeń Intela udało się nawiązać połączenie 5G dla ok. 5 tys. pasażerów statku wycieczkowego zacumowanego w Tallinie (Estonia). W trakcie kolejnej próby w tym mieście zdalnie kontrolowano za pośrednictwem sieci 5G olbrzymią koparkę. Uczestnicy Szczytu Cyfrowego Unii Europejskiej zakładali gogle wirtualnej rzeczywistości i za pomocą pilota przejmowali stery maszyny. Dzięki 5G reagowała ona z bardzo niskim opóźnieniem. Był to jeden z dowodów na to, że opisywana technologia umożliwia rozmaite działania na odległość w środowiskach niebezpiecznych, z zachowaniem komfortu i bezpieczeństwa pracy.

We wrześniu 2018 roku firma Intel nawiązała współpracę z liderami branży motoryzacyjnej (np. z Toyotą), aby móc testować w Japonii technologię 5G w połączeniu z inteligentnymi samochodami. Podczas testu opartego na platformie Intel GO 5G Automotive Platform osiągnięto prędkość przesyłu danych rzędu 1 Gb/s, przy komunikacji wideo w rozdzielczości 4K, z autem poruszającym się 30 km/godz.

Niektórzy przedsiębiorcy zakładają już prywatne sieci 5G. Ich startupy mogą korzystać z własnej infrastruktury radiowej (być może w nielicencjonowanym spektrum) lub z sieci radiowych partnerów i po prostu świadczyć rozmaite usługi. Dotyczy to np. dostawców usług cloud computing, oferujących wirtualne sieci prywatne oparte na 5G.

Taka sama szansa pojawia się w przypadku dużych przedsiębiorstw. Niektóre z nich zaczęły budować własne plastry sieci 5G, prawdopodobnie wykorzystując infrastrukturę od dostawców usług. Wdrażają np. stacjonarną szerokopasmową sieć bezprzewodową 5G w fabrykach stosujących Internet Rzeczy. Urządzenia IoT (Internet of Things) będą tam komunikować się za pośrednictwem szerokopasmowej sieci bezprzewodowej, stworzonej zgodnie z indywidualnymi specyfikacjami, łączącej się z siecią zewnętrzną.

Niskie opóźnienie 5G wesprze aplikacje, które wymagają niemal w czasie rzeczywistym niezawodnej transmisji danych, takie jak autonomiczne pojazdy czy usługi domowej opieki zdrowotnej. Możliwość dzielenia sieci 5G pozwala na tworzenie zlokalizowanych sieci o wysokiej przepustowości, doskonale nadających się do zaawansowanych usług w zakresie bezpieczeństwa, obsługi rozmaitych sprzętów czy rozrywki w "inteligentnym domu", jak również do zastosowań budowlanych, inżynieryjnych i innych, wymagających dotąd dużego nakładu środków.

Ponieważ 5G oznacza przesył danych na niespotykaną dotychczas skalę, bez żadnych opóźnień, będziemy np. w stanie transmitować na drugi koniec świata wysokiej jakości filmy z wakacji czy oglądać masowo platformy VOD przez Internet.

Niektóre firmy zajmują się zresztą rozwojem technologii 5G od lat. Przykładowo, Samsung pracuje nad swoimi rozwiązaniami już od 2011 r. W tym czasie udało mu się osiągnąć transfer o przepustowości 1,2 Gb/s w pojeździe poruszającym się z prędkością 110 km/godz. oraz 7,5 Gb/s w przypadku stacjonarnego odbiornika.

Kolejny kamień milowy to kwestia pojemności sieci 5G. Ma być ona niemalże całkowicie odporna na spadki wydajności, związane z dużą liczbą użytkowników korzystających z niej w tym samym miejscu i w tym samym czasie.

Możliwość obsługi ok. miliona urządzeń mobilnych przypadających na obszar kilometra kwadratowego oznaczać będzie, że podczas nawet największych wydarzeń sportowych czy kulturalnych nie pojawią się problemy z dostępem do Internetu mobilnego. Większa pojemność sieci to duża szansa na to, że w przyszłości zapomnimy o limitach transmisji danych.

Dzięki temu wszystkiemu zmienią się służba zdrowia, przemysł medyczny, transport (w tym najszybciej nasze samochody), przekształcą się modele świadczenia pracy, powstaną nowe zawody, a jeszcze więcej zniknie, zmodyfikowane zostaną mocno nasze domy, wyrzucimy też większość sprzętów i zastąpimy je zupełnie nowymi. Zmieni się sprzedaż, od tej codziennej, produktów spożywczych, po zakup nieruchomości. Zmieni się również rynek mediów.

San 5G Marino

Zanim 5G będzie powszechnie stosowane, minie co najmniej kilka lat. Tymczasem w Europie kilka miesięcy temu ruszyła już pierwsza komercyjna sieć tego typu. Osiągnięciem pochwalił się operator Elisa, który uruchomił swoją usługę w fińskim mieście Tampere oraz w stolicy i największym mieście Estonii, Tallinie. Sieć pracuje w częstotliwości 3,5 GHz, z szybkością 2,2 Gb/s. Jako pierwsza skorzystała z niej Anne Berner, fińska minister transportu i łączności, która za pośrednictwem 5G odbyła wideorozmowę z ministrem gospodarki Estonii. Konwersacja toczyła się przy użyciu "pierwszego na świecie komercyjnego terminala 5G', stworzonego we współpracy z Huawei.

Nad wprowadzeniem 5G pracuje Telecom Italia. San Marino - enklawa na terytorium Włoch o powierzchni ok. 61 km2, z 30 tys. mieszkańców - to świetne miejsce dla tego rodzaju prób. Stosunkowo niewielka powierzchnia terenu zmniejsza poziom komplikacji całej operacji.

Pierwszy węzeł sieci wykorzystuje widmo 3,4 GHz, ale operator TIM San Marino wdroży w późniejszym terminie elementy sieci opartej na milimetrowych falach 26 GHz, wyprodukowane przez Nokię. We współpracy z uniwersytetami, szpitalami, przemysłem i lokalnymi sieciami transportowymi tamtejszy rząd ma wdrażać inteligentne aplikacje miejskie i wspierać inne inicjatywy, np. rozwój oprogramowania wirtualnej rzeczywistości (VR) opartej o 5G, w celu pobudzenia turystyki, która obok bankowości stanowi główne źródło dochodów San Marino.

Podobne próby prowadzone są w wielu krajach, z czego najbardziej zaawansowane mają miejsce w Korei Południowej, USA i Chinach.

W Polsce spór z Rosją o częstotliwość

Według pilotażowego harmonogramu przyjętego przez Komisję Europejską, kraje członkowskie UE powinny do 2020 r. rozwinąć łączność 5G w co najmniej jednym głównym mieście, a pięć lat później na wszystkich głównych szlakach komunikacyjnych i w głównych miastach.

Polskie Ministerstwo Cyfryzacji przygotowało więc własną strategię uruchomienia krajowej sieci telekomunikacyjnej piątej generacji. Zgodnie z rządowymi założeniami, ma ona zacząć działać w roku 2020 r. Taki plan zapisano w dokumencie "Strategia 5G dla Polski". Do 2025 r. sieć powinna objąć wszystkie miasta i główne szlaki transportowe. Do 2020 r. resort chce wyznaczyć jedno duże miasto, w którym 5G ruszy na zasadach komercyjnych. Prawdopodobnie stanie się nim Łódź. Na potrzeby 5G mają trafić częstotliwości z pasma 700 MHz. Ich rozdysponowanie powinno nastąpić w 2020 r., a przydział zakresów 3,4-3,8 GHz i powyżej 26 GHz - w 2021 r.

Na razie nie wiemy jednak, czy zostanie rozpisana aukcja na częstotliwość 700 MHz, bo nie wyklucza się, że usługi zostaną udostępnione w innym modelu. Może być tak, że zgodnie z założeniami specyfikacji 5G powstanie jedna hurtowa sieć, podzielona na plastry, którą będą współtworzyć wszyscy operatorzy.

700 MHz to podstawowa częstotliwość, jaka, zgodnie z zaleceniami Unii Europejskiej, ma być wykorzystywana przez sieć 5G, jednak w przypadku naszego kraju trzeba najpierw rozwiązać problem potencjalnych zakłóceń, które, zwłaszcza na wschodzie Polski, mogą powodować urządzenia nadawcze naziemnej telewizji w Rosji. Nie ma wciąż precyzyjnej deklaracji władz rosyjskich w tej sprawie, choć zarówno Białoruś, jak i Ukraina - zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej - oświadczyły już, że przeznaczą to pasmo właśnie na potrzeby 5G. W innych częściach naszego kraju również należy uporządkować kwestie związane z tym pasmem, bo jest ono wciąż użytkowane przez różne podmioty.

Biorąc to pod uwagę, zidentyfikowano dwadzieścia miast w Polsce, gdzie będą potencjalnie dostępne inne niż 700 MHz zakresy częstotliwości umożliwiające uruchomienie sieci 5G. W kolejnych latach mają być uwalniane kolejne częstotliwości. Najpierw 2,3-2,4 GHz, częściowo nadal wykorzystywane przez wojsko. Po 2019 r. - pasma 6 i 10 GHz. Tu jednak wiele zależy od decyzji podmiotów międzynarodowych.

Ministerstwo Cyfryzacji zamierza też wprowadzić do porządku prawnego definicje pojęć związanych z infrastrukturą techniczną sieci 5G, uznając ją za "kluczową dla polskiej gospodarki i społeczeństwa", oraz przeanalizować istniejące rozwiązania prawne, sprawdzając, czy są przystosowane do przyszłych potrzeb. Resort planuje również usprawnić proces inwestycyjny związany z budową sieci 5G, zarówno dla inwestorów, jak i administracji publicznej. Mieści się w tym m.in. rozszerzenie w 2018 roku - dostępu do nieruchomości i infrastruktury technicznej oraz zniesienie zakazów tworzenia infrastruktury telekomunikacyjnej w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego.

W ostatnim czasie pracę nad wdrożeniem sieci 5G na terenie Polski podjął Orange. Wspólnie z firmą Huawei rozpoczął we wrześniu testy w Gliwicach. Dane popłynęły z prędkością 1,5 Gb/s. Zamontowano tam stację bazową i przeprowadzono w gęstej zabudowie miejskiej sprawdzian w zakresie częstotliwości 3,4-3,6 GHz. Wyniki okazały się co najmniej zadowalające. Podczas testów w terenie na większych odległościach zastosowano antenę Huawei obsługującą technologię massive MIMO. W odróżnieniu od anten 4G składa się ona z kilkunastu elementów odpowiadających za nadawanie i odbieranie sygnału (w przypadku poprzedniej generacji są maksymalnie cztery takie moduły).

Jedną z ostatnich prezentacji działania 5G w naszym kraju przeprowadził Exatel, przy współpracy z organami Komisji Europejskiej. Test miał miejsce w warszawskim centrum handlowym Blue City. Polegał na transmisji wideo w rozdzielczościach 4K i 8K przez zainstalowane w obiekcie moduły antenowe 5G. Wykorzystując kanał o szerokości 100 MHz, udało się przesłać dane z prędkością 1,5 Gb/s, czyli dwukrotnie większą od tego, co obecnie oferuje Orange poprzez nadajniki wspierające technologię 4G.

Zupełnie nowa generacja smartfonów

Wprowadzenie 5G może sprawić, że odżyje pogrążony w stagnacji rynek smartfonów. Nowa sieć wymagać będzie bowiem zupełnie nowych urządzeń.

Firma ABI Research twierdzi, że nadchodzące innowacje sprawią, iż do 2027 r. smartfony zostaną całkowicie przekształcone - na rynku ma być już wówczas ponad 1,4 mld telefonów 5G.

Jak to wygląda od strony producentów?

Firmy Qualcomm oraz Intel intensywnie pracują nad miniaturowymi modemami 5G, choć początkowo nie będą one instalowane w smartfonach. Twierdzi tak dyrektor naczelny AT&T, czyli operatora, który jeszcze w tym roku ma uruchomić sieć 5G w kilkunastu miastach USA.

Producenci smartfonów rzeczywiście nie kwapili się na razie do stosowania modemów 5G. Najprawdopodobniej wynika to z tego, że pierwsze sieci 5G, które powstaną w Stanach Zjednoczonych, będą działać w paśmie milimetrowym 28 GHz i nie będą wspierać mobilności urządzeń. Ich rolą stanie się świadczenie usług szybkiego bezprzewodowego Internetu stacjonarnego (takich jak opisana wcześniej formuła Verizon 5G Home). Podobną funkcję spełniają stosowane w Polsce sieci WiMAX oraz Wi-Fi.

Pierwszymi urządzeniami 5G są więc i będą przenośne modemy oraz routery. 

Huawei w czerwcu 2018 r. zapowiedział premierę pierwszego smartfona obsługującego sieć 5G. Pojawi się na rynku w czerwcu 2019 r. Dwa miesiące później Lenovo zapewniło: to my wyprodukujemy pierwszy na świecie smartfon 5G. Korporacja informuje, że sercem urządzenia będzie chipset Snapdragon 855, produkowany przez Qualcomm. Informację taką można było przeczytać w sierpniu na chińskiej witrynie Weibo.

Qualcomm w lutym 2018 r., podczas konferencji w San Diego ogłosił, że celem stworzenia smartfonów z modemami piątej generacji nawiązał współpracę aż z osiemnastoma partnerami. Na liście znajdują się firmy takie, jak Xiaomi, Sony, LG, HTC, Asus, Nokia (HMD), Oppo czy Vivo. Urządzenia wyposażone w modem X50 mają trafić na rynek w przyszłym roku. Niestety, X50 nie obsługuje sieci 4G/3G, stąd też będzie musiał być montowany jako dodatkowy chip z własnymi antenami do odbioru sygnału 6 GHz i fal milimetrowych (do 50 GHz). Nie wiadomo, jak to wpłynie na konstrukcje samych aparatów.

Na powyższej liście brakuje firmy Apple. Nie bez powodu. Qualcomm prowadzi z Apple’em batalię sądową i mówi się, że gigant z Cupertino skupi się w swoich telefonach na komponentach Intela. Plotka głosi, iż Apple już pracuje z Intelem nad stworzeniem modemu 5G. Nie wiadomo jednak, kiedy pierwsze iPhone’y z taką technologią miałyby pojawić się na rynku. Własne rozwiązania szykuje też inny potentat, Samsung. Ma już nawet gotowy chip bazujący na Exynosie.

Jednocześnie Qualcomm ogłosił listę operatorów telekomunikacyjnych, z którymi w 2018 roku miała działać podczas testów sieci 5G. Amerykańska firma będzie dostarczać im modemy X50 do urządzeń testowych. Mowa tu nie tylko o smartfonach, ale także o innego rodzaju sprzęcie telekomunikacyjnym, takim jak stacjonarne modemy, routery czy komputery. Na liście operatorów znaleźli się najwięksi gracze na rynku chińskim oraz amerykańskim, a także europejscy giganci obecni również w Polsce - Orange oraz T-Mobile.

Warto w tym miejscu przypomnieć, że już w lutym 2017 r. chiński producent ZTE zaprezentował projekt Gigabit Phone. Był to pierwszy na świecie smartfon, który umożliwia pobieranie danych z prędkością aż do 1 Gb/s. ZTE niezależnie wdrożył rozwiązanie Pre5G Giga+, które można zaimplementować w smartfonach i routerach.

Gigabit Phone wyposażony jest w najnowszy procesor firmy Qualcomm, Snapdragon 835, ze zintegrowanym modemem Snapdragon X16 LTE. Aby osiągnąć prędkość 1 GB/s, co daje dziesięciokrotny wzrost szybkości pobierania względem początków technologii LTE, konieczne było zastosowanie koncepcji jednoczesnego użycia (agregacji) wielu pasm, anten w standardzie 4×4 MIMO i modulacji 256-QAM. Nie było to więc w sensie technicznym 5G, ale prędkość nawiązywała do osiągów obiecywanych w piątej generacji.

W sierpniu tego roku poznaliśmy też Moto Z3, reklamowany jako pierwszy smartfon z 5G. Mówiąc dokładnie, ten przygotowany na wyłączność dla Verizona aparat ma możliwość dołączenia specjalnej nakładki (7), wspierającej łączność w standardzie 5G (5G moto mod). Motorola skorzystała z układu jej partnera - modemu Qualcomm Snapdragon X50. Po nałożeniu tego dodatku Moto Z3 staje się rzeczywiście pierwszym smartfonem 5G w historii.

7. Model Moto Z3 i standard 5G moto mod

Lokalne władze żądają pieniędzy

Jak już wspominaliśmy, transmisje 5G w zakresie ultrawysokiej częstotliwości fal milimetrowych nie mogą pokonywać nadmiernie długich dystansów, więc potrzebne będą setki tysięcy nowych nadajników komórkowych. Wydajność sieci stanie się zależna od gęstości sieci komórkowej. Verizon szacuje, że 5G będzie wymagać od dziesięciu do stu razy więcej lokalizacji anten niż obecnie istniejące komórki sieci. Modem domowy 5G komunikuje się na odległość od 150 do maksymalnie 300 m.

Operatorzy w 2018 roku byli w trakcie negocjacji z lokalnymi urzędnikami kwestii montażu dodatkowej infrastruktury. W USA pojawił się z tej okazji problem, gdyż lokalne władze zażądały z tego tytułu wysokich opłat. Operatorzy zwrócili się więc z wnioskiem do Federalnej Komisji Komunikacji (FCC), aby wyznaczyła limity stawek, których samorządy nie mogłyby przekroczyć. Zarówno najbardziej zaawansowany Verizon, jak i inni operatorzy pracujący na rynku amerykańskim nad rozbudową 5G, czyli AT&T, T-Mobile i Sprint, twierdzą, że nadmierna pazerność lokalnych władz może spowolnić w Stanach Zjednoczonych rozwój infrastruktury tego rodzaju.

Zdaniem niektórych specjalistów mały zasięg anten 5G to większy problem, niż komukolwiek się wydaje. Analityk rynku telekomunikacyjnego, Andrew Entwistle, uważa, że bardziej od budowy sieci 5G opłaca się dopracowywać obecną generację 4G.

Jego zdaniem, może się nawet okazać, że w większych miastach konieczne będzie instalowanie nadajników na prywatnych posesjach, co stanowiłoby spore utrudnienie przy tworzeniu infrastruktury 5G. Wiąże się to oczywiście również z wielokrotnie wyższymi kosztami, liczonymi w setkach miliardów dolarów.

Warto pamiętać też o innych komplikacjach technicznych. Fale milimetrowe mają inne właściwości niż częstotliwości obecne. Nie przenikają przez mury, okna, blokują je nawet liście drzew czy padający deszcz…

Protestują naukowcy, lekarze i… mieszkańcy Gliwic

Problemy rozwojowe infrastruktury 5G mogą nie skończyć się tylko na pieniądzach i kwestiach zasięgu. 13 września 2017 r. ponad 180 naukowców i lekarzy z 36 krajów podpisało apel (8), w którym domagają się zawieszenia prac nad wprowadzaniem tego rozwiązania w Europie. Zwracają przede wszystkim uwagę na to, że upowszechnienie technologii 5G istotnie zwiększy naszą ekspozycję na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej (tzw. RF-EMF), które już teraz jest emitowane przez sieci 2G, 3G, 4G i Wi-Fi.

8. Strona internetowa apelu naukowców i lekarzy w sprawie 5G

Sygnatariusze podkreślają, że ponieważ wdrożenie masowego korzystania z sieci 5G będzie wymagało wybudowania wielu nowych anten (9), nie da się unikać ekspozycji na niekorzystne promieniowanie. Zwiększona liczba przekaźników sprawi, że technologia będzie wykorzystywana m.in. przez lodówki, pralki, kamery do monitoringu czy samosterujące samochody.

9. Stacja bazowa

O szkodliwości RF-EMF naukowcy donoszą już od kilku lat. Pisało o tym ponad 230 specjalistów z ponad czterdziestu krajów w liście z 2015 r., skierowanym do ONZ i WHO. Potwierdziły to badania amerykańskiego National Toxicology Program (NTP) oraz działająca przy WHO Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem, która zaklasyfikowała pole elektromagnetyczne o częstotliwości między 30 KHz a 300 GHz do grupy czynników prawdopodobnie rakotwórczych.

Udowodniono, że pole elektromagnetyczne emitowane przez urządzenia elektryczne i bezprzewodowe szkodliwie wpływa na rośliny, ludzi i zwierzęta (powoduje wzrost zachorowań na raka mózgu i serca). Istnieje potwierdzony związek między tym polem a częstszymi zachorowaniami na nowotwory, zwiększeniem ilości szkodliwych wolnych rodników i uszkodzeń genetycznych, zmianami strukturalnymi i funkcyjnymi układu rozrodczego, powstawaniem luk w pamięci i trudności w uczeniu się, zaburzeniami neurologicznymi oraz z ogólnym pogorszeniem samopoczucia.

W swoim apelu lekarze i naukowcy zwracają uwagę na fakt, że upowszechnienie technologii 5G ignoruje przyjętą w 2005 r. przez Unię Europejską zasadę ostrożności, która głosi, że: "Jeśli istnieje ryzyko, nawet słabo rozpoznane przez naukowców, iż działalność człowieka mogłaby doprowadzić do nieakceptowalnej szkody, to należy podjąć wszelkie działania mające na celu niedopuszczenie lub minimalizację skutków tej szkody".

Jak zauważają autorzy apelu: "Należy podjąć wszelkie uzasadnione kroki w celu zmniejszenia ekspozycji na pole elektromagnetyczne, głównie częstotliwości radiowe emitowane przez telefony komórkowe, szczególnie w przypadku dzieci i młodych ludzi, najbardziej narażonych na zachorowania na nowotwory mózgu".

Wspomniani specjaliści powołują się na raporty Europejskiej Agencji Ochrony Środowiska. Piszą: "Istnieje wiele przykładów na to, jak w przeszłości, po zignorowaniu zasady ostrożności, mieliśmy do czynienia z poważnymi i często nieodwracalnymi szkodami wyrządzonymi zdrowiu i środowisku. Trzeba pamiętać, że ekspozycja na czynnik szkodliwy może trwać wiele lat, zanim jego szkodliwość zostanie dowiedziona".

W apelu zwraca się uwagę, że nikt do tej pory nie przyjął zaproszenia do dyskusji wystosowanego przez przedstawicieli dziedzin medycznych, głównie onkologów, którzy mogliby przedstawić związki pomiędzy RF-EMF a kancerogennością. Lekarze i naukowcy proszą więc, aby podjęto wszystkie możliwe działania mogące zapobiec rozpowszechnianiu sieci 5G, dopóki naukowcy nie dowiodą, że jest ona bezpieczna dla obywateli Unii Europejskiej, a zwłaszcza dla kobiet ciężarnych, dzieci, niemowląt i środowiska.

Również w Polsce doszło już do protestów. Miały miejsce w Gliwicach, gdzie - jak pisaliśmy wcześniej - zaplanowano testy sieci 5G. Niektórzy mieszkańcy tego miasta obawiają się, że nowy standard komunikacji grozi zdrowiu i życiu. Obecność gęstszej niż dotąd sieci nadajników miałaby powodować nowotwory, w tym raka piersi i białaczkę. Na Facebooku, gdzie protest został organizowany, czytamy, iż eksperci ze wspomnianego listu z 2017 r. nie mają wątpliwości, iż 5G może negatywnie wpłynąć na ludzkie zdrowie. W opisie wydarzenia przywoływane są badania z różnych krajów, których wyniki potwierdzają, że fale elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości są w stanie wywoływać rozmaite schorzenia, w tym arytmię serca, urazy termiczne gałki ocznej, zaburzenia neurologiczne czy problemy w skupieniu się i uczeniu.

Portal 24Gliwice jako kontrargument cytuje wypowiedź prof. dr. hab. inż. Marka Gzika, dziekana Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej.

Podkreśla on, że brakuje jednoznacznych badań, wskazujących na bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt ze strony pola magnetycznego związanego z 5G. Co prawda istnieje pewne ryzyko, gdyż 5G wykorzystuje bardziej niebezpieczne niż dotąd częstotliwości, ale nie należy spodziewać się, by z tego powodu nagle wzrosła liczba zachorowań na nowotwory. Marek Gzik przypomniał, że ludzie z identycznym lękiem reagowali na wprowadzenie standardu 4G, a wcześniej telefonii komórkowej jako takiej. Korzystanie z Internetu mobilnego i długie rozmowy telefoniczne mają oczywiście wpływ na nasze ciała, ale nie spowodowały spodziewanej epidemii chorób nowotworowych mózgu.

Problem strachu przed promieniowaniem elektromagnetycznym jest w Polsce dość powszechny. Aby uspokoić nastroje i udowodnić, że PEM (promieniowanie elektromagnetyczne) w takich dawkach nie wpływa na zdrowie, Ministerstwo Cyfryzacji ma stworzyć specjalny system informatyczny, pokazujący natężenie PEM w poszczególnych rejonach Polski. Wydaje się ono nieszkodliwe, tym bardziej że mamy jedne z najostrzejszych norm PEM w Europie. Gęstość mocy wynosi u nas póki co 0,1 W/m2, podczas gdy europejski standard to 10 W/m2, a więc sto razy więcej. Ministerialny system ma być gotowy w 2020 r.

Kolejna generacja puka do drzwi

Wobec tych wszystkich oporów i wątpliwości losy sieci 5G wcale nie jawią się w tak świetlany sposób, jak piszą niektórzy entuzjaści nowych technologii.

Tymczasem w laboratoriach pracuje się już nad czymś jeszcze szybszym niż 5G. Japońscy naukowcy tworzą przyszłość bezprzewodowego przesyłania danych niejako kolejnej, szóstej wersji. Ma ona korzystać z częstotliwości 300 GHz i wyższych, a osiągane prędkości wyniosą 105 Gb/s na każdym kanale. Badania i rozwój nowej technologii trwają już od kilku lat.

Dzięki wykorzystaniu terahercowego pasma 500 GHz już w listopadzie 2016 r. specjaliści z Uniwersytetu w Hiroszimie uzyskali prędkość 34 Gb/s. Następnie osiągnęli 160 Gb/s, przy pomocy nadajnika w paśmie 300-500 GHz (osiem kanałów modulowanych w odstępach 25 GHz). Są to rezultaty wielokrotnie przewyższające zakładane możliwości sieci 5G. Naukowo-badawcza machina rozwoju technik mobilnych nie zatrzymuje się. Jedyne hamulce jakie istnieją, wydają się być po naszej stronie.

Mirosław Usidus