Technologia 5G budzi wiele kontrowersji. Fakty i mity na temat tej najnowocześniejszej metody przesyłu danych wyjaśnił dr inż. Jacek Falkiewicz z Ericsson Polska, podczas webinarium zorganizowanego przez SKN Elektromobilności i Transportu SGH.
25 czerwca bieżącego roku odbył się, zorganizowany przez SKN Elektromoblności i Transportu przy SGH webinar na temat sieci 5G i płynących z jej wprowadzania korzyści. Prezentację prowadził dr inż. Jacek Falkiewicz z Ericsson Polska, lokalnej spółki-córki firmy, która od ponad stu czterdziestu lat wprowadza nowe rozwiązania komunikacyjne na całym świecie, a w ostatnich latach odegrała znaczącą rolę we wprowadzaniu technologii 4G/LTE, między innymi w Polsce.
Na temat najnowszej technologii – 5G, występuje dookoła globu mnóstwo kontrowersji, mitów i niedopowiedzeń, dlatego w niniejszym artykule postaramy się choć część tych wątpliwości rozwiać, a niedopowiedzenia wyjaśnić, dzięki pomocy eksperta w tym obszarze – dr inż. Jacka Falkiewicza, który dostarczył niezbędnych, szczegółowych materiałów i danych. Pokażemy także przewagę technologiczną, jaką ma sieć 5G nad dotychczas istniejącymi.
Czym więc dokładnie jest owe 5G?
Jest to nowa technologia przesyłu danych, pozwalająca na większe prędkości, mniejsze opóźnienia w przesyle oraz większe bezpieczeństwo danych.
Na poniższej grafice znajduje się szczegółowa specyfikacja.
Jak widać, nowa technologia pozwala na nawet stukrotnie większą przepustowość, niż poprzednia generacja. Ciekawą kwestią jest także niska energochłonność, opisana na infografice jako „Battery life”. W późniejszej części artykułu podamy dokładne dane na temat tego, jaką oszczędność energii może zagwarantować zastosowanie sieci 5G. Tymczasem trzeba rozprawić się z mitami.
Mity na temat 5G
Po pierwsze, wiele osób boi się, że częstotliwość, na jakiej będą nadawane sygnały w tej technologii, jest groźna dla ludzkiego organizmu. Jest to rzecz jasna nieprawda, gdyż
częstotliwości, na których operować będzie 5G w użytku dla przeciętnych ludzi, nie przekraczają tych znanych z WiFi, którego przecież używamy na co dzień, bez szkód dla zdrowia.
Są to częstotliwości od 3,5 do 6 Ghz, a więc wyższe tylko nieco ponad dwukrotnie od obecnie stosowanych przy LTE (max około 2,5Ghz). To, co obecnie operatorzy sieci komórkowych reklamują jako 5G, jest przesyłem na paśmie dotychczas przypisywanym LTE, czyli maksymalnie 2,6Ghz. Na odblokowanie pasma 3,5Ghz czekają aktualnie wszyscy operatorzy w Polsce.
Badania nie stwierdziły szkodliwości wysokich częstotliwości promieniowania emitowanego przez nadajniki telefonii komórkowej, a także handsety. Można więc spokojnie marzyć o możliwościach, jakie daje nam nowa klasa przesyłu danych.
Internet rzeczy
Spośród wachlarza zastosowań, jakie da nam w przyszłości sieć 5G, najwięcej emocji wśród inżynierów i architektów sieci wywołuje możliwość tworzenia tak zwanego Internetu rzeczy w tzw. przemyśle 4.0, czyli wirtualnej przestrzeni, w której bazujący na sztucznej inteligencji software urządzeń i maszyn będzie mógł wymieniać się informacjami za pomocą chmury. Pozwoli to na dynamiczną komunikację między tymi urządzeniami bez udziału człowieka.
Przykładem zastosowania Internetu rzeczy mogą być samochody autonomiczne, wymieniające się dynamicznie między sobą informacjami o swoim położeniu, prędkości, a także innych parametrach jazdy, jak przyczepność kół, czy stan układu hamulcowego. Pozwoli to zmniejszyć ilość wypadków, a w konsekwencji uratować tysiące żyć ludzkich, jakie co roku są tracone na drogach.
Fabryki przyszłości
Także w przypadku fabryk przyszłości kluczowe parametry sieci 5G mogą się okazać niezbędne. Energooszczędne stacje przekaźnikowe przy maszynach pozwolą na dynamiczną obserwację procesu produkcji, na prowadzenie niebezpiecznych maszyn z odległości przy użyciu VR (umożliwi to niska latencja sieci), a także szybką zmianę procesu produkcyjnego w miarę potrzeb, bez konieczności przeprowadzania gruntownego remontu i przeinstalowania kabli, jak często ma to miejsce w tradycyjnych fabrykach. Poniżej wizja fabryki przyszłości.
Beneficjentami takich rozwiązań będą w dużej mierze placówki przemysłu ciężkiego, jak również chemicznego, gdzie ze względu na specyfikę produkcji występuje duże ryzyko dla zdrowia i życia pracowników.
5G w medycynie
Także medycyna skorzysta z wprowadzenia nowej generacji sieci.
Możliwe będzie przeprowadzanie operacji na duże odległości. Pomoże to w nagłych przypadkach w miejscach oddalonych od większych placówek medycznych, ale również, w dalszej przyszłości, nawet w diagnostyce palpatycznej. Twórcy technologii mają w głowach wizje przesyłu takich danych jak dotyk czy zapach, co wiąże się z pojęciem Internet of senses.
Smart cities
Ze względu na tematykę działalności koła, które zorganizowało spotkanie, warto wspomnieć o użyteczności sieci 5G w projektowaniu smart cities – inteligentnych miast. Czym jest smart city? Według definicji Boyda Cohena z Uniwersytetu Desarrollo w Santiago de Chile,
inteligentne miasto musi brać pod uwagę czynniki technologiczne, mogące poprawić jego działanie i wydajność, a także poprzez wykorzystanie najnowocześniejszych technologii angażować swoich mieszkańców w jego tworzenie i udoskonalanie.
Trzeba tu odwołać się do pojęcia IoT (Internetu rzeczy). Otóż w mieście występują setki połączonych wzajemnymi zależnościami urządzeń, jak komunikacja miejska, tramwaje, autobusy, metro czy kamery bezpieczeństwa. Szybka komunikacja między tymi instalacjami umożliwi szybkie i efektywne projektowanie rozwiązań bieżących problemów miast przy zaangażowaniu Big Data, a więc algorytmów pozwalających na analizę procesów na które wpływ mają setki czynników jednocześnie. Natomiast kolejnym krokiem ma tu być zastosowanie sztucznej inteligencji.
Na opisanie wszystkich korzyści, które przyniesie nowa infrastruktura przesyłowa nie starczyłoby miejsca na łamach gazety, dlatego w artykule wyjaśnimy jeszcze tylko jedną korzyść, która znacząco może wpłynąć na odbiór technologii 5G przez ogół ludzi, a także instytucje publiczne.
Oszczędność energii
Wspomniana już wcześniej oszczędność energii, gwarantowana przez 5G, wynika przede wszystkim z możliwości szybkiego przełączania między trybem uśpienia a wzbudzonym (tryb MIMO), a także szybkiej zmiany pasm przesyłu danych (spectrum sharing). Te opcje
umożliwiają obniżenie zużycia energii nawet o 30% (jak wynika z badań przeprowadzonych na modułach ERS - Ericsson Radio System). Z kolei taka oszczędność energii pozwala na dużo szybszy zwrot inwestycji w instalację przekaźników w technologii 5G, nawet już po trzech latach.
Oszczędność na kosztach energii ma wpływ na coraz większą chęć sektora przedsiębiorstw do inwestowania w nową technologię telekomunikacyjną. Mniejsze zużycie prądu skłoni jednak do przychylniejszego traktowania 5G także państwa, które, chcąc ograniczać emisje CO2 do atmosfery w ramach celów klimatycznych, będą chwytały się każdej możliwości zatrzymania globalnego ocieplenia. Poniżej wykres przewidywanego wzrostu udziału technologii 5G w całkowitej sumie przesyłanych danych.
Jak widać, technologia, której wiele osób się obawia i z którą walczy, stawia przed ludzkością niezwykłe spektrum możliwości, nieosiągalnych przy dotychczasowym stopniu rozwoju. Ponadto poprawia osiągi w już dostępnych zastosowaniach sieci. Powinniśmy więc nie tylko jako Polacy czy Europejczycy, ale jako cała ludzkość, z wyczekiwaniem wyglądać, co przyniesie nam sieć 5G w przyszłości, i jak poprawi naszą jakość życia.
Maciej Cierniak, Studenckie Koło Naukowe Elektromobilności i Transportu SGH
