Technologia mobilna piątej generacji
obejmuje standard systemu, który musi spełniać założenia
Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ang. ITU), oznaczone
jako IMT-2020[1]. Założenia te zawierają wymagania dotyczące
parametrów wydajności, jak i zastosowań, które system piątej
generacji musi obsłużyć.
Kluczowe wymagania wydajnościowe
zdefiniowane przez ITU dla sieci 5G:
przepływność do 20 Gb/s w łączu do
terminala („w dół”);
przepływność do 10 Gb/s w łączu do
sieci („w górę”);
opóźnienia na poziomie 4 ms dla
zastosowań eMBB i 1 ms dla zastosowań URLLC;
efektywność widmowa do 30 bit/s/Hz;
poziom błędów dla zastosowania URLLC
na poziomie 10−5.
Scenariusze zastosowań zdefiniowane
przez ITU dla sieci 5G:
eMBB (enhanced Mobile Broadband) –
dostęp wysokich prędkości, w tym również dla użytkowników
stacjonarnych (Fixed Wireless Access).
URLLC (Ultra Reliable Low Latency
Communications) – zastosowania wymagające bardzo niskich opóźnień
(poniżej 1 ms) i/lub bardzo wysokiej niezawodności (poziom błędów
10−5)
mMTC (massive Machine Type
Communications) – dla szerokiego spektrum zastosowań Internetu
Rzeczy, z możliwością obsłużenia do 1 mln urządzeń na km²[2].
Standard 3GPP
New Radio (NR) Access Technology to
oficjalna nazwa technologii 3rd Generation Partnership Project
(3GPP), która ma spełniać wymagania 5G postawione przez ITU.
Obecnie używana jest tylko nazwa NR, bez rozwijania jej.
Analogicznie wymagania dla sieci 4G postawione przez ITU spełniała
technologia LTE. Logo 5G zostało dodatkowo zastrzeżone przez 3GPP i
nie może być używane w odniesieniu do technologii nie będącej w
zgodności ze specyfikacjami 3GPP[3].
Pierwsza wersja standardu sieci 5G
została zamieszczona w 3GPP Release 15[4]. Spełnia on niektóre z
założeń ITU. Pełne spełnienie założeń jest przewidziane w
ramach standardu 3GPP Release 16, który ma zostać ukończony na
początku roku 2020. Nie oznacza to jednak, że w oparciu o Release
15 nie można już budować sieci 5G, ani wykorzystywać urządzeń
zgodnych z tym standardem do celów komercyjnych.
3GPP Release 15, jako pierwsza faza
standardu piątej generacji, został podzielony na 3 części (to
samo źródło co powyżej):
„Early drop” zawiera rozwiązania
Non-standalone 5G, czyli tzw. architektura Option 3. w trybie non
standalone. Oznacza to tryb „Dual Connectivity” z siecią LTE –
terminal (smartfon, modem) jest jednocześnie podłączony do obydwu
systemów[5], specyfikacja zamrożona w marcu 2018;
„Main drop” zawiera rozwiązania
Standalone 5G[4] (tzw. architektura Option 2), specyfikacja zamrożona
we wrześniu 2018;
„Late drop” zawiera dodatkowe
architektury systemu (tzw. Option 4, Option 7 i 5G-5G Dual
Connectivity), planowane zamrożenie specyfikacji w czerwcu 2019[6].
Częstotliwości pracy sieci 5G
3GPP podzieliło potencjalne
częstotliwości dla 5G na tzw. pasma niskie i wysokie a wartość
graniczna została ustalona na 6 GHz. Jednocześnie wszystkie możliwe
do wykorzystania przy budowie sieci 5G pasma zostały zapisane w
standardzie 3GPP TS 38.101-1 dla pasm poniżej 6 GHz[7] oraz 3GPP TS
38.101-2 dla pasm powyżej 6 GHz[8].
Częstotliwości pola
elektromagnetycznego wykorzystywane w sieciach 5G nie mają zdaniem
Światowej Organizacji Zdrowia żadnego potwierdzonego wpływu na
zdrowie i życie człowieka[9].
Architektura sieci 5G
Dual Connectivity i możliwość
podłączenia 5G i LTE do dwóch sieci rdzeniowych powoduje powstanie
różnych możliwych architektur systemu. 8 opcji zostało
zdefiniowanych na początku standaryzacji 5G, a najważniejsze z nich
to:
Architektura 3x (zawarta w 3GPP Rel-15
„Early drop”) – oba systemy podłączone do EPC
Architektura 2 (zawarta w 3GPP Rel-15
„Main drop”) – całkowity standalone NR podłączony do sieci
rdzeniowej 5G.
Architektury 4 i 7 (zawarte w 3GPP
Rel-15 „Late drop”) – zawierają 5GC i Dual Connectivity 5G z
LTE zakotwiczone w sieci core 5G.
Architektura 5 (zawarta w 3GPP Rel-15
„Main drop”) – LTE podłączone do sieci rdzeniowej 5G. Dzięki
temu LTE zyska część funkcjonalności 5G.
Możliwe architektury sieci 5G
Możliwe architektury sieci 5G
Sieć 5G umożliwia oferowanie
wyspecjalizowanych sieci wirtualnych (ang. „network slice”) na
współdzielonej infrastrukturze. Jest to koncept logiczny
realizowany przez sieć umożliwiający oferowanie usług o bardzo
zróżnicowanych wymaganiach na parametry transmisyjne. Możliwe
będzie wydzielenie „plastrów” sieci dla konkretnych rodzin
zastosowań, a nawet dla konkretnych klientów, zapewniając
dodatkowe usługi i zabezpieczenia[10].
Możliwości sieci 5G
Rozwój sieci 5G ma umożliwić
powstanie rozwiązań wykorzystywanych w wielu branżach, szczególnie
przemysłowych czy farmaceutycznych. Pierwsze wdrożenia sieci
obejmują szybszy przesył danych z wykorzystaniem telefonów
komórkowych lub innych urządzeń przenośnych. 5G ma zapewnić
również tzw. Fixed Wireless Access – stacjonarny dostęp do
internetu o szybkości transmisji porównywalnej z szybkimi łączami
kablowymi[11].
Logo sieci 5G
Nowa generacja sieci komórkowej
została potocznie nazwana 5G. Oficjalne logo (znak graficzny)
zostało zaprezentowane przez 3GPP w lutym 2017[12] roku wraz ze
szczegółowymi wytycznymi dotyczącymi jego stosowania.
Infrastruktura
W 2017 roku przedsiębiorstwa Telia,
Ericsson i Intel uruchomiły pierwszą sieć 5G działającą w
czasie rzeczywistym w Europie. Testy dotyczyły Tallinna i
Sztokholmu[13]. W tym samym roku zaczęto testować 5G w Londynie[14]
W 2019 roku na rynku pojawiły się pierwsze komercyjne smartfony
obsługujące standard 5G[15]. Według Deutsche Telekom w 2020 roku
standard opuści fazę prototypu i zacznie być udostępniany
klientom biznesowym[16]. Z kolei prezes Grupy Orange w grudniu 2018
zapowiedział, że na kolejny rok planowanych jest 17 komercyjnych
wdrożeń sieci 5G w Orange[17].
Unia Europejska chce wykorzystywać do
tego pasmo 700 MHz, które, zgodnie z planem, ma zostać przypisane
do szerokopasmowych usług internetowych od czerwca 2020 roku[18].
Według Komisji Europejskiej
technologia 5G „ma potencjał utworzenia dwóch milionów miejsc
pracy w całej UE”[18].
Wdrażanie
Polska
Rządowe założenia
Według strategii opublikowanej przez
Ministerstwo Cyfryzacji w styczniu 2018 roku, pierwszym miastem
objętym siecią 5G ma być Łódź[19]. Decydującym o wskazaniu
Łodzi okazał się duży węzeł komunikacyjny w okolicach miasta i
szereg usług opartych na sieci wprowadzanych przez lokalny samorząd.
Usługi miasta Łódź oparte na sieci
5G[19]:
inteligentne budynki;
system naprowadzania na miejsca
parkingowe;
innowacyjny system oświetlenia;
lokalne aplikacje wspierające
mieszkańców;
Elektroniczny System Sterowania Ruchem;
mapa jakości powietrza w czasie
rzeczywistym.
9 lipca 2018 roku podpisano list
intencyjny między przedsiębiorstwem Ericsson a Łódzką Specjalną
Strefą Ekonomiczną w sprawie prowadzenia szkoleń dla
przedsiębiorców z możliwością zastosowania nowej
technologii[20].
Do 2025 roku wszystkie obszary miejskie
i wszystkie główne szlaki transportu lądowego mają mieć
nieprzerwany dostęp do sieci 5G[19][21]. Jednak wcześniej, bo już
w 2019 roku uruchomienie sieci dla swoich klientów zapowiedzieli
przedstawiciele operatora Orange[22][23]. Pracę nad systemem
oficjalnie potwierdził również T-Mobile Polska[24].
Wdrożenia komercyjne
We wrześniu 2018 roku Orange Polska we
współpracy z Huawei przeprowadzili pierwsze w Polsce testy poza
laboratorium – w Gliwicach. W warunkach miejskich, przy większych
odległościach, dane popłynęły z prędkością 1,5 Gb/s
wykorzystując kanał o szerokości 100 MHz[25]. Testy te były
prowadzone także w kolejnych miesiącach i na początku grudnia 2018
roku operator poinformował o testowym uruchomieniu pierwszej w
Polsce komercyjnej stacji 5G zgodnej z 3GPP Release 15[26],
działające na tych samych częstotliwościach, co stacja
wykorzystana w pierwszym teście.
7 grudnia 2018 w centrum #5G_LAB w
Warszawie została uruchomiona pierwsza w Polsce w pełni
funkcjonalna sieć 5G, składająca się z pięciu stacji bazowych,
pracujących w paśmie 3,5 GHz o szerokości kanału 100 MHz. W
inauguracji wzięli udział minister cyfryzacji Marek Zagórski,
prezes zarządu T-Mobile Polska Andreas Maierhofer, prezes zarządu
Deutsche Telekom Timotheus Höttges oraz odpowiedzialny za rynek
europejski członek zarządu tegoż przedsiębiorstwa, Srini
Gopalan[27].
W połowie września 2019 roku Orange
Polska we współpracy z Ericssonem uruchomił w Warszawie testową
sieć 5G na terenie dwóch dzielnic (Ochoty i Powiśla)[28] 7
Stycznia operator sieci Play chce uruchomić w Trójmieście pierwszą
swoją stacje 5G oraz udostępnić ją mieszkańcom[29].
7 stycznia 2020 roku Play poinformował
o uruchomieniu sieci 5G w Gdyni[30].
Zwiększenie norm dotyczących
promieniowania
Według Aleksandra Piskorza z portalu
Interia Mobtech obecne regulacje dotyczące promieniowania dla sieci
komórkowych w Polsce są jednymi z najbardziej restrykcyjnych w
Europie, ponieważ zostały oparte na założeniach, które były
ustalane przed szeroką dostępnością telefonów komórkowych. Aby
wprowadzić sieć 5G w Polsce, zwiększono więc dawkę dozwolonego
promieniowania z 0,1 W/m² na 10 W/m². Ministerstwo Zdrowia
twierdzi, że jest to zgodne z obecnym stanem wiedzy naukowej.
Finalnie ekspozycja człowieka na promieniowanie elektromagnetyczne
ma znacząco spaść – dzięki bardziej efektywnemu wykorzystaniu
mocy stacji bazowych ma się polepszyć zasięg sieci komórkowych
jak i zmniejszyć moc nadawania urządzenia (telefonu) potrzebna do
połączenia[31].
Obawy
Zobacz też: Wpływ promieniowania
telefonów komórkowych na zdrowie.
W Brukseli wstrzymano testy sieci 5G ze
względu na przepisy dotyczące pól elektromagnetycznych[32][33].
Ograniczenia wprowadzono również w Holandii, niektórych gminach we
Włoszech, niektórych gminach i kantonach Szwajcarii[34], w Rosji,
czy w niektórych miejscowościach w Stanach Zjednoczonych[35]. W
amerykańskim stanie New Hampshire w uchwale ustanawiającej komisję
do zbadania wpływu rozwoju technologii 5G na środowisko i zdrowie
autorstwa sen. Toma Shermana zwrócono uwagę, że „wiele
recenzowanych badań naukowych pokazuje powiązanie pomiędzy falami
radiowymi telefonii komórkowych i chorobami”, oraz, że „220
wiodących naukowców na świecie podpisało się pod apelem do WHO i
ONZ w celu ochrony zdrowia publicznego przed promieniowaniem
bezprzewodowym”[36].
Również w Polsce są wątpliwości
odnośnie wpływu fal elektromagnetycznych na organizm człowieka.
Według prof. Marka Zmyślonego, eksperta z łódzkiego Instytutu
Medycyny Pracy kierującego Zakładem Ochrony Radiologicznej: „Wiemy,
że pole elektromagnetyczne, z którym mamy do czynienia w telefonii
komórkowej, działa na organizm człowieka i wywołuje skutki
biologiczne. Nie ma natomiast jednoznacznych danych, pozwalających
stwierdzić, czy ma to jakieś skutki zdrowotne. Z tego powodu, jeśli
chodzi o normy dotyczące promieniowania, należy przyjąć zasadę
ostrożności ” oraz „O skutkach biologicznych i zdrowotnych
promieniowania milimetrowego nie wiemy prawie nic. Zastosowanie
takich fal były niszowe, a badań zakrojonych na szeroką skalę nie
było”. Według Zmyślonego fale milimetrowe, które oprócz innych
są używane w 5G, są niemal całkowicie pochłaniane przez skórę,
dzięki czemu nie oddziałują na tkanki położone głębiej. Skóra
jest jednak również bardzo ważna, a ewentualne zaburzenia, które
w niej powstają, mogą się przenosić do wnętrza
organizmu[37][38].
Dezinformacja
Według szeregu źródeł, technologia
5G i jej wprowadzanie jest celem dezinformacji m.in. w postaci
pojawiających się fake news, teorii spiskowych i czarnej
propagandy[39][40][41][42][43][44]. Według m.in. analityków
EUvsDisinfo wysiłki zmierzające do podważenia publicznego poparcia
dla technologii 5G w krajach zachodnich wpisują się w szerszą
strategię Federacji Rosyjskiej w zakresie dywersji, aby osłabić
Zachód wszelkimi możliwymi środkami i tym samym wyrównać swoje
szanse tworząc przewagę konkurencyjną Rosji[39]. Utrudnianie
wprowadzenia technologii 5G na Zachodzie, na przykład poprzez
krępowanie demokratycznego podejmowania decyzji poprzez wywoływanie
bitew regulacyjnych lub prawnych, pod pretekstem rzekomych
niekorzystnych skutków zdrowotnych 5G, jest korzystne z punktu
widzenia i dążeń Kremla do wprowadzenia tej technologii[39].
Reakcje
W czerwcu 2019 Ministerstwo Cyfryzacji opublikowało i udostępniło do bezpłatnego pobierania Białą Księgę przygotowaną przez Instytut Łączności – Państwowy Instytut Badawczy dotyczącą standardu 5G pod tytułem „Pole elektromagnetyczne a człowiek. O fizyce, biologii, medycynie, normach i sieci 5G”[45] oraz uruchomiło stronę gov.pl/5g[40][46][47]. Biała Księga jest kompendium wiedzy na temat promieniowania elektromagnetycznego oraz wpływu sieci komórkowych na organizm człowieka[48][40]. Celem tych działań jest upowszechnienie faktów wynikających z wiedzy i badań naukowych na temat standardu 5G i w ten sposób walka z dezinformacją dotykającą tego obszaru[40][41][39][47].
zrodło: wikipedia.pl
