Technologia 5G, czyli szykuj się na… no właśnie, na co?

2017.07.16
Autor: Maciej Biegajewski
Podziel się informacją:

5G, czyli szykuj się na… no właśnie, na co?





Żyjemy w erze bezwzględnej dominacji technologii mobilnej. Czy ktoś jest w racjonalny sposób podważyć tę tezę? Kolejne statystyki i publikowane wyniki badań mówią wprost – trudno nam wyobrazić sobie wykonywanie codziennych czynności bez użycia urządzeń mobilnych i dostępu do szybkiej sieci mobilnej.

W raporcie o stanie polskiego Internetu opublikowanym niedawno przez firmy badawcze Gemius i PBI widać to jak na dłoni. 70% mieszkańców Polski aktywnie korzysta z sieci, a blisko 21 milionów robi to za pomocą smartfonów i tabletów.

Urządzeń mobilnych z roku na rok również przybywa. Potwierdzili to badacze z firmy IDC. Tylko w pierwszym kwartale bieżącego roku Polacy kupili ponad 2 miliony smartfonów. W porównaniu z rokiem 2016 to wzrost aż o 10%. IDC przewiduje także, że do końca roku liczba sprzedanych inteligentnych telefonów nad Wisłą zwiększy się do 8,5 milionów sztuk. 9 na 10 urządzeń będzie wyposażonych w technologię LTE.

Nabywamy coraz więcej urządzeń mobilnych kompatybilnych ze standardami sieci najnowszej generacji (4G LTE), aby bez zakłóceń korzystać z dobrodziejstw usług opartych na dostępie do Internetu. Oczekiwania użytkowników rosną w szybkim tempie. Producenci urządzeń mobilnych starają się na bieżąco reagować i zaspokajać potrzeby rynku. Do sklepów trafiają coraz szybsze urządzenia, serwujące swoim właścicielom wysoką użyteczność w każdych warunkach.

Jak będzie wyglądać miasto przyszłości?

W całej tej technologicznej układance sam rozwój smartfonów nie wystarczy. Używając przenośni – superszybkie samochody są do niczego, jeżeli nie będą mogły korzystać z autostrad pozwalających im rozwinąć skrzydła. Kolejnym elementem, niezwykle ważnym na drodze do osiągnięcia technologicznej synergii, jest nieunikniony postęp infrastrukturalny.

To istotne zwłaszcza w perspektywie najbliższych lat, gdy definicja urządzeń korzystających z bezprzewodowej sieci mobilnej nie będzie ograniczała się do smartfonów, tabletów czy inteligentnych zegarków. Aby uzmysłowić sobie dynamikę zmian musisz mieć przed oczami obraz lodówek podłączonych do Internetu czy autonomicznych samochodów pędzących po drogach inteligentnego miasta.

Czy to zwykłe gdybanie i futuryzm? Nie, to realna wizja krajobrazu, który będzie nas wkrótce otaczał. Witaj w świecie Internetu Rzeczy.

5G, czyli piąta generacja technologii sieci bezprzewodowej

Firmy i instytucje odpowiedzialne za rozwój zaplecza informatycznego i telekomunikacyjnego nie siedzą z założonymi rękami. Z doniesień medialnych łatwo wywnioskować, że trwa zacięty wyścig w stworzeniu komunikacji bezprzewodowej nowej generacji. Będzie to piąta generacja standardu, który w niedalekiej przyszłości stanie się dla naszych urządzeń mobilnych tym, czym dla ludzi tlen.

Trudno przytoczyć dokładną definicję technologii 5G. Jak dotąd nie zostały jeszcze sformułowane jej formalne wymagania. Daje to duże pole do manewru firmom, które wykorzystują ten chwyt do komercyjnej promocji swoich produktów.

Z tego powodu należy być wyjątkowo czujnym na tanie chwyty stosowane zarówno przez korporacje i start-upy. Chcąc zdobyć przewagę konkurencyjną za pomocą składanych obietnic postulują rzeczy, które można śmiało uznać za niemożliwe do spełnienia. Wielu graczy próbuje wykorzystać brak oficjalnej definicji 5G i zbudować wizerunek lidera branży.Nie daj się nabrać na marketingowe sztuczki.

Niedawno amerykańska firma AT&T ogłosiła uruchomienie sieci “5G Evolution”. Nie jest to sieć 5G, a jedynie wykreowana marka dla gigabitowej sieci LTE, będącej najnowszym osiągnięciem technologii 4G LTE. To pierwszy z brzegu przykład marketingowego cwaniactwa znanego też w Polsce.

Sporo w kontekście 5G mówiło się także podczas targów Mobile World Congress, które odbyły się w lutym w Barcelonie. W stolicy Katalonii Samsung wraz z firma Verizon zaprezentował anteny oraz routery, z których korzystać będą usługi 5G.

Co wiemy na temat 5G?

Chociaż oficjalna i powszechnie akceptowana wizja nowego standardu cały czas się kształtuje, to pewne szczegóły specyfikacji możemy uznać za pewne.

W lutym tego roku Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (International Telecommunication Union, ITU) oraz organizacja 3GPP (3rd Generation Partnership Project) zaktualizowała swoją charakterystykę i wymagania dotyczące standardu 5G. Zgodnie z nimi maksymalna szybkość pobierania danych w takiej sieci powinna dochodzić do 20 Gb/s, a wysyłania do 10 Gb/s. W praktyce osoby korzystające z sieci 5G mają mieć stworzone warunki do pobierania danych z szybkością nie mniejszą niż 100 Mb/s , a wysyłania z szybkością nie mniejszą niż 50 Mb/s.

Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika? Wyobraź sobie, że dzięki urządzeniu podłączonym do sieci 5G będziesz mógł w kilka sekund ściągnąć film w jakości HD i bez problemu przeprowadzisz transmisje na żywo w jakości 4K.

Innym istotnym zaleceniem jest możliwość świadczenia usług przez sieć 5G dla minimum jednego miliona użytkowników przebywających na obszarze jednego kilometra kwadratowego.

5G ma rozwiązywać realne problemy użytkownika

To w jaki sposób technologia 5G będzie zaprojektowana i wdrożona w dużej mierze zależy od jej potencjalnych użytkowników oraz sposobu w jaki zamierzają z niej korzystać. Świetnym przykładem jest wzrastający z miesiąca na miesiąc ruch w sieci skoncentrowany wokół video. Według firmy KCPB video odpowiada obecnie za 74% ruchu w sieci. W kolejnych latach przewidywany jest wyraźny wzrost w tej kategorii. Oczy ekspertów zajmujących się tworzeniem nowej infrastruktury zwrócone są w kierunku zaspokojenie tej potrzeby i zapewnienia odpowiednio szybkiej transmisji danych dla aplikacji służących do transmisji video, organizowania video konferencji oraz wykorzystującej wirtualną rzeczywistość.

Innym ciekawym scenariuszem wykorzystania technologii 5G jest symulacja warunków funkcjonowania Internetu Rzeczy (Internet of Things). Zakłada on wsparcie ogromnej liczby urządzeń w jednym momencie, z których większość wymaga odpowiednio długiego czasu pracy baterii. Z tego powodu sieć 5G będzie musiała być niezwykle wydajna w transmisjach o małej przepustowości i mieć zwiększony zasięg sieci.

5 technologii, od których zależy przyszłość telekomunikacji

Nie wiadomo jeszcze, które technologie przyczynią się do stworzenia i rozpowszechnienia 5G. Warto jednak wskazać kilka z nich, które wydają się być faworytami w kolejnych etapach mobilnej rewolucji. Należą do nich technologie fal milimetrowych, small cells, massive MIMO, beamforming oraz pełnego dupleksu

Zastosowanie fal milimetrowych (millimeter waves), lub inaczej mówiąc zastosowanie wyższych częstotliwości, ma wyeliminować jeden z najczęstszych problemów dzisiejszych sieci bezprzewodowych. Coraz więcej ludzi zużywa coraz większą ilość danych, co powoduje, że na używanych dotychczas przez operatorów mobilnych pasmach częstotliwości robi się tłoczno. Skutkuje to mniejszą przepustowością i zwyczajnie wolniejszymi usługami. Jednym z rozwiązań tego problemu jest przesyłanie sygnału w nowym paśmie. Stąd zainteresowanie falami milimetrowymi wśród dostawców innowacyjnych rozwiązań telekomunikacyjnych.

Fale milimetrowe mają już szerokie zastosowanie w łączności satelitarnej i radiolokacji. Rzeczywistość nie jest taka różowa i to rozwiązanie ma jednak dość istotne ograniczenie. W gęstej zabudowie fale pochłaniane są przez budynki – sygnał wyższej częstotliwości ma zdecydowanie niższą przenikalność i jest bardzo podatny na warunki atmosferyczne np. deszcz.

W związku z tym do rozwoju sieci 5G konieczne jest zmodyfikowanie tradycyjnych stacji bazowych za pomocą innej technologii nazywanej small cells. Small cell to po prostu miniaturowa stacja bazowa, która rozszerza pokrycie i zwiększa pojemność sieci operatora. Dzięki tym miniaturowym punktom dostępowych o małej mocy możliwe jest zapewnienie wzorową jakość sygnału w takich miejscach, które teoretycznie powinny być pozbawione zasięgu. Niech cię nie zdziwi zatem 5 pasków na ekranie smartfona, gdy przebywasz w głębokim przejściu podziemnym. Small cells mają już swoje zastosowanie w bardzo gęsto zaludnionych obszarach miejskich. Z tą technologią masz kontakt w centrach handlowych, podczas imprez sportowych czy oczekiwania na lotnisku.

Kolejnym ważnym elementem przyszłego standardu będzie rozwiązanie Massive MIMO (multiple-input and multiple-output, pol. wiele wejść, wiele wyjść). Dzięki zastosowaniu dużej liczby anten w stacji bazowej- BTS zapewnia ona wzrost prędkości transmisji danych i wysoką niezawodność łącza. Zmodernizowane stacje przekaźnikowe będą mogły obsługiwać 8 razy więcej portów do jednoczesnego wysyłania i odbierania danych. Zwiększy to pojemność sieci o ponad 20 procent

Większa liczba anten grozi przecinaniem się wiązek sygnałów, co odbija się na jakości usług. Znaleziono jednak receptę i na ten problem. Jest nią beamforming, czyli tzw. mechanizm formowania wiązki. Kieruje on wiązkę sygnału bezpośrednio do urządzenia mobilnego zamiast rozprzestrzeniania sygnału we wszystkich możliwych kierunkach. Optymalizacja trasy sygnału wpływa na wzmocnienie jego siły i zmniejszenie zakłóceń.

Ostatnim z ważnych rozwiązań technologicznych towarzyszących rozwojowi 5G jest tak zwany pełny dupleks. To formalne określenie na transmisję dwukierunkową, czyli rodzaj połączenia, gdzie nadawanie i odbieranie informacji przebiega w obu kierunkach. W takim przypadku dane przesyłane są bez spadku transferu.

Kiedy nasze urządzenia będą mogły korzystać z technologii 5G?

Oczekuje się, że oficjalnie nowa generacja będzie dostępna do 2020 roku. Ta data pojawia się w strategiach rozwoju wielu krajów i dostawców rozwiązań. Warto zwrócić uwagę jednak na ogromne zainteresowanie tematem i duże nakłady finansowe na inwestycje tego typu, co może przyspieszyć cały proces.

Specjaliści i analitycy firm telekomunikacyjnych przewidują, że w pierwszej kolejności komercyjne sieci 5G powstaną w krajach Azji Wschodniej. Chodzi głównie o Koreę Południową oraz Japonię, gdzie system 4G jest już w pełni wykorzystywany. Kolejnymi kontynentami mogącymi cieszyć się z ulepszonej komunikacji będą Ameryka Północna oraz Europa. W Polsce najprawdopodobniej takie sieci ruszą na dobre między 2025, a 2026 rokiem.

Uruchomienie sieci 5G to jedno, a jej wdrożenie i rozpowszechnienie to drugie. Druga faza może przebiegać znacznie wolniej. Prawdopodobnie będzie ona stopniowa, podobnie jak ewolucja z 3G na 4G. Aktualnie istniejąca infrastruktura z pewnością będzie wymagała modernizacji lub nawet całkowitej wymiany.

GSMA, międzynarodowa organizacja handlowa, zrzeszającą operatorów sieci telefonii komórkowej, przewiduje, że do 2025 roku liczba połączeń z siecią 5G może wynieść nawet 1,1 miliarda. Technologia obejmie zasięgiem także jedną trzecią populacji całego świata.

Opracowanie i wdrożenie technologii 5G to priorytet o znaczeniu międzynarodowym

Rozwój i wdrożenie standardu 5G to cel zarówno instytucji rządowych, jak i przedsiębiorstw dążących do skomercjalizowania efektów prac. Komisja Europejska uznała go za jeden z pięciu priorytetów inicjatywy Cyfryzacji Europejskiego Przemysłu (Digitising European Industry), która jest etapem budowy jednolitego rynku cyfrowego Europy (Digital Single Market).

W tym celu w grudniu 2013 roku powstało partnerstwo publiczno-prywatne na rzecz technologii 5G (a Public Private Partnership on 5G, 5G PPP). Komisja Europejska za pośrednictwem programu „Horyzont 2020” przyznała finansowanie w wysokości 700 milionów euro w celu wsparcia tej działalności.

Polscy politycy i innowatorzy także nie przyglądają się biernie rozwojowi sytuacji. Pod koniec czerwca 2017 roku podpisano Porozumienie na rzecz Strategii 5G dla Polski. Celem jest zjednoczenie sił administracji państwowej, naukowców oraz przedsiębiorców w celu wypozycjonowania Polski jako europejskiego lidera technologii 5G.

Oprócz instytucji działających pod ministerialnymi skrzydłami trwają niezależne projekty. W jeden z nich zaangażowana jest firma Exatel, która jest częścią konsorcjum realizującego projekt badawczy Rapid 5G. Jako pierwsza polska firma zaprezentowała w połowie lipca 2017 działanie technologii 5G. Miało to miejsce w jednym z warszawskich centrów handlowych.

Po drugiej stronie globu praca także trwa w najlepsze. W ostatnich tygodniach Chiny udowodniły, że są na bardzo zaawansowanym etapie testowania możliwości nowej technologii. ZTE Corporation wraz z China Mobile przeprowadziły udane testy w warunkach terenowych. Przy okazji osiągnęły najlepszy wynik jeżeli chodzi o wydajność sieci. Przekraczał on podstawowe wymagania dotyczące technologii 5G przyjęte na początku roku przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (International Telecommunication Union, ITU).

Dla ZTE inwestycje w badania nad technologią 5G to obecnie najważniejszy kierunek rozwoju. Chińskie przedsiębiorstwo ma zamiar zainwestować do 2018 roku miliardy dolarów i zatrudnić ponad 2000 inżynierów specjalizujących się w badaniach i rozwoju nowych technologii na całym świecie.

Co dalej z 5G?

Wielka machina badań i testów nabrała tempa i nie widać na horyzoncie barier, które mogłyby ją zatrzymać. Sytuacja przypomina historyczny wyścig o wysłanie człowieka na Księżyc. Dużą konkurencja może cieszyć użytkowników i pasjonatów technologii mobilnej. Oznacza bowiem, że opracowanie standardu nowej generacji zakończy się znacznie szybciej niż pierwotnie zakładano.

Ważnym punktem w rozwoju standardu będzie miała konferencja World Radiocommunication Conference w 2019 roku. Okaże się wtedy jakie częstotliwości będą wykorzystywane do transmisji 5G.

Z drugiej strony trzeba cierpliwie przygotować się i uodpornić na falę marketingowych półprawd, które będą serwowane przez operatorów mobilnych i przekonujących nas do wypróbowania usług w ramach technologii 5G.

Póki co pozostaje nam cierpliwie przyglądać się rozwojowi sytuacji, trzymać kciuki za działania polskich przedstawicieli nauki i biznesu oraz samodzielnie weryfikować jakość dostępnej w okolicy sieci.

Maciej Biegajewski
Pasjonat technologii mobilnych i ich zastosowania w życiu codziennym. Od 2014 roku pomaga bezpiecznie wdrażać i zarządzań urządzenia mobilne do małych i średnich przedsiębiorstw. Od podszewki zna problemy i potrzeby użytkowników smartfonów związane z dostępem do sieci, efektywnym wykorzystaniem narzędzi mobilnych w pracy oraz dbaniem o komfort i ochronę prywatności.





Ukryj komentarze
1