Sieć komórkowa piątej generacji, czyli, innymi słowy, popularne „5G”. Czym jest? Jak działa? Czym różni się od poprzednich generacji i dlaczego jest to tak ważna technologia, nie tylko dla smartfonów? Wszystko, co musisz wiedzieć o sieci 5G w jednym miejscu!
Czym jest 5G?
Piąta generacja sieci komórkowych wypiera powoli istniejącą od dłuższego czasu czwartą generację, czyli 4G. Nowa technologia 5G korzysta z energii częstotliwości radiowych (RF), która pozwala na nadawanie i odbieranie zarówno głosu, jak i danych, z dużą szybkością. Sieć ta została tak zaprojektowana, by móc sprostać zapotrzebowaniu na transmisję danych i połączeń nowoczesnych społeczeństw. Ma to zapewnić szybkie działanie internetu, stabilność połączeń, ale nie tylko…
Szybkość sieci 5G
Obecnie prędkości przesyłu danych sieci 5G w niektórych krajach wahają się między 250 Mb/s do nawet ponad 500 Mb/s – czyli są to prędkości zbliżone do domowych łączy internetowych oferowanych przez sieci kablowe. Należy jednak pamiętać, że technologia ta dopiero tak naprawdę wchodzi na rynek i ma ogromne możliwości. Dla porównania rozwinięte już na sieci 4G oferują maksymalny transfer wynoszący zaledwie 20-30 Mb/s.
Docelowo sieci 5G mają pozwalać na przesył nawet do 10 Gb/s! To pozwoliłoby na przykład przesyłać pełnometrażowe filmy w 4K zaledwie w kilka sekund. Żeby lepiej zobrazować możliwości tej sieci, to można powiedzieć, że dzięki takiej łączności na przykład wielkie wozy transmisyjne mogą wkrótce stać się zwyczajnie niepotrzebne, bo zastąpi je karta malutka SIM!
Opóźnienia mogą okazać się kluczowe!
W przeciwieństwie do poprzednich generacji sieci komórkowych, zredukowano również czas reakcji – nazywany potocznie opóźnieniem / latencją. Dla sieci 5G opóźnienie to wynosić ma docelowo zaledwie 1 milisekundę, kiedy w przypadku 4G jest to ponad 30 milisekund. Cofając się jeszcze nieco dalej, warto wspomnieć, że sieć 3G miała opóźnienie wynoszące przeszło 100 milisekund. To ogromna zmiana, która dokonała się na przestrzeni ostatnich lat. Jednak dlaczego to tak ważne?
Jaką częstotliwość ma 5G?
Sieci 5G zasadniczo działają w trzech pasmach częstotliwości. Dlaczego tak? Ponieważ każde z pasm ma nieco inne właściwości i spełnia się w innej roli. Przykładowo zakres poniżej 1 GHz działa na dużym zasięgu a różnej maści przeszkody (jak np. Ściany) nie wpływają znacząco na jakość sygnału. Ma ona jednak również pewne ograniczenia, ponieważ maksymalna prędkość transmisji wynosić może maksymalnie 100 Mb/s.
Zakresy pomiędzy 3,4 GHz i 3,6-4 MHz działają na mniejszych dystansach, a przeszkody silniej tłumi ten sygnał. Problem ten rozwiązano w reorganizacji sieci – postaiono na więcej mniejszych nadajników. Dzięki temu w tym paśmie możliwe jest znaczne zwiększenie prędkości transmisji, bo aż do 1 Gb/s, zmniejszenie opóźnienia i obsługę większej ilości urządzeń w tym samym czasie.
Ostatnim pasmem, na którym sieci 5G mają osiągać najlepsze wyniki, jest pasmo o częstotliwości powyżej 24 GHz. To pozwoli na maksymalnie szybki przesył i jednoczesne zminimalizowanie opóźnień przy możliwości obsługi większej ilości urządzeń jednocześnie. Jednak kosztem będzie zmniejszenie zasięgu i silniejsze tłumienie poprzez przeszkody. To sprawia, że infrastruktura sieciowa musi być jeszcze bardziej zagęszczona. To pasmo szczególnie sprawdzi się w niezwykle zatłoczonych miejscach jak węzły komunikacyjne, czy stadiony.
Świat rzeczy połączonych w sieci 5G
Od wielu lat naukowcy mówią o tzw. IoT (Internet rzeczy), który oznacza sieć wzajemnie połączonych ze sobą urządzeń (rzeczy), które mogą wymieniać ze sobą dane w czasie rzeczywistym przy pomocy internetu. To swego rodzaju spotkanie świata cyfrowego, ze światem fizycznym.
Do „rzeczy” zalicza się na przykład proste przedmioty użytku codziennego takie jak smartfon, lodówka, telewizor, komputer, żarówka czy system audio w samochodzie. Czyli te, które dziś nazywamy „smart” i które ułatwiają nam życie. Jednak do „rzeczy” należą także zaawansowane narzędzia przemysłowe jak maszyny rolnicze, maszyny budowlane, czy też potężne zespoły maszyn w fabrykach, które dzięki natychmiastowej komunikacji są w stanie odciążyć (lub nawet pracować bez) człowieka. Właśnie szybkość komunikacji i brak opóźnienia sprawia, że jest to w ogóle możliwe.
Przepustowość sieci 5G
Każdego dnia na świecie przesyłane są miliardy danych, a duża część z nich przesyłana jest bezprzewodowo. Dane to nie tylko tekst, zdjęcia, memy, strony internetowe, ale także rozmowy, mapy nawigacji, gry komputerowe i wiele-wiele więcej. Nawet robiąc zakupy w sklepie, czy to wypożyczając hulajnogę w mieście, wysyłane są dane.
To dynamicznie rozwijany sektor. Inteligentne domy, zdalnie zarządzane przedsiębiorstwa, samobieżne maszyny rolnicze, czy zaawansowane systemy bezpieczeństwa w autach… Nie da się ukryć, że społeczeństwa korzystają z coraz większych ilości danych i ten trend będzie się tylko powiększać. Dlatego też tak ważna jest przepustowość łącza!
Sieci 5G powinny być w stanie obsługiwać w jednym momencie znacznie więcej urządzeń, niż mogły poprzednie technologie. Docelowo mówi się nawet o milionie urządzeń na kilometr kwadratowy!
Dlaczego 5G jest tak potrzebne w dzisiejszym świecie i co może dać w przyszłości?
Podstawowym zastosowaniem 5G jest oczywiście łączność pomiędzy ludźmi. Sieć ta zapewni zauważalnie szybszą transmisję danych, ale i większą pojemność przesyłu. Co to oznacza? Przy rosnącej liczbie urządzeń sieci bezprzewodowe są coraz bardziej obciążone, a dzięki 5G możliwe będzie zwiększenie i podtrzymanie świata połączeń. Sieci 5G pozwolą również na szybki dostęp do internetu, telewizji w domach, które nie mają przyłączeń kablowych. To pozwoli na zminimalizowanie wykluczenia cyfrowego i wyrównanie szans dla osób spoza miast. Internet taki bowiem będzie pracować tak samo w domu, jak i w terenie.
Drugą bardzo ważną cechą jest niezawodna łączność o niskich opóźnieniach, która wkrótce może realnie zmienić wiele aspektów naszego życia. Może być bowiem stosowana na przykład do kontroli urządzeń w czasie rzeczywistym. Gdzie może to być przydatne? Między innymi przy robotyce przemysłowej, produkcji, ale i w autonomicznych pojazdach i zarządzaniu sieciami transportu, czy też systemach bezpieczeństwa. Czymś, co również może nas czekać w niedalekiej przyszłości, to zdalna opieka medyczna, gdzie specjaliści z całego świata będą mogli przeprowadzać zabieg lub operację z drugiego końca świata. Choć brzmi to niezwykle futurystycznie, to jest to rzecz, której możemy być światkami już niedługo.
Trzecim zastosowaniem jest to, czego jesteśmy już światkami, czyli wspomniany już Internet Rzeczy i podtrzymanie łączności pomiędzy miliardami urządzeń, na skalę która nie była do tej pory znana człowiekowi. Te dane pozwolą również na optymalizację niektórych aspektów naszego życia. Przykładem może być redukcja zużycia energii, dzięki danym wysyłanym między innymi przez… żarówki!
Co jeszcze daje nam 5G?
Inteligentne domy, usprawnienie opieki zdrowotnej, zwiększenie bezpieczeństwa, czy optymalizacja wielu procesów społecznych to tylko część zalet nowej technologii. Szybka sieć bezprzewodowa umożliwi również wiele innych rzeczy. To również furtka do nowych technologii. Przykładem może być dostępna dla każdego wirtualna rzeczywistość (VR), lub też rozszerzona rzeczywistość.
To dziedzina, która dopiero kiełkuje, ale jest niezwykle interesująca! Pozwala między innymi na dosłowne zanurzenie się w grach i rozglądanie się po tym świecie. Możliwe jest także wirtualne zwiedzanie miast, czy też interesujących muzeów. Wraz z rozwojem tej technologii, jak i łączności 5G możliwe będzie również oglądanie na przykład meczu piłkarskiego z perspektywy stadionu, lub też rozglądanie się z miejsca na koncercie ulubionego zespołu grającego akurat koncert tysiące kilometrów dalej.
Choć w tym momencie technologia ta jest przedstawiana głównie jako rozrywka, to daje ona znacznie większe możliwości. Pozwoli na przykład na interaktywną edukację i naukę poprzez doświadczanie w cyfrowym świecie. To zupełnie inny wymiar edukacji, który pozwoli również na odwiedzanie historycznych miejsc, muzeów, czy też antycznych pól bitwy! To także szansa na studia poprzez świat wirtualny i szansa dla osób, które z różnych względów nie mogą opuścić swoich domów.
Historia sieci 5G
Historia 5G nie jest długa, choć i tak dłuższa niż może się wielu wydawać. Zaczęło się w 2021 roku, kiedy to organizacja International Telecommunication Union (ITU) rozpoczęła ustalanie kryteriów i wymagań dla nowej generacji sieci. Prace te trwały pięć lat. Za opracowanie standardu według wytycznych zajęła się 3rd Generation Partnership Project (3GPP), która przedstawiła wyniki pracy w 2017 roku. Już rok później, bo w 2018 roku, sieć ta zaczęła działać w Korei Południowej i w USA. Były to pierwsze kraje, w których testowano to rozwiązanie. Pod koniec 2019 roku zaczęto wdrażać piątą generację sieci na całym świecie.
Czy 5G szkodzi? Kontrowersje wokół 5G
Pojawienie się na rynku sieci 5G wywołało oburzenie w niektórych kręgach i spowodowało ogromną falę krytyki, ale także fake newsów i teorii spiskowych. Nie jest to nic zaskakującego, bo nowinkom technologicznym często towarzyszą obawy. Tak było również ponad sto lat temu, kiedy wynaleziono radio i fale radiowe. Wówczas można było przeczytać między innymi, że kury się gorzej niosą, a sąsiadkę od fal radiowych boli głowa.
W przypadku sieci 5G skala oraz poziom absurdu może jednak zaskakiwać. Ostrzegano bowiem, że sieci 5G mogą powodować raka, posłużyć jako broń, czy nawet, że przy ich pomocy można będzie sterować pogodą! Wprowadzanie sieci 5G na masową skalę zbiegło się w czasie z pandemią koronawirusa, przez co poziom abstrakcyjnych teorii spiskowych momentalnie eksplodował. Jednak żadne badania nie znalazły uzasadnienia w żadnych badaniach… Okazuje się bowiem, że sieci 5G, 4G, 3G, czy nawet fale radiowe nie wpływają w żadnym stopniu na życie i zdrowie człowieka, ani nawet na pogodę.
Sieć 5G to przyszłość, która dzieje się już dziś
Nowa generacja sieci już w tym momencie pozwala osiągać niemożliwe wcześniej rzeczy. Jest to także przedsięwzięcie niezwykle przyszłościowe, które pozwoli na ogromny rozwój społeczeństwa. Możliwe, że już wkrótce zobaczymy jak bardzo! Jednak to także ogromne wyzwanie, przed którym stoją zarówno operatorzy jak i konsumenci. Koszty wdrożenia w pełni tej technologii są wysokie. To jednak pewnie zmieni się z czasem i kiedy tak się stanie, to sieci 5G będą się upowszechniać.
