Jak nietrudno się domyślić, 5G – piąta generacja technologii mobilnego przesyłu danych – to następca popularnego 4G. W tym roku ma ona wreszcie wejść do użytku (a przynajmniej zacząć wchodzić), a różnice pomiędzy 5G i 4G będą zauważalne na pierwszy rzut oka. Na papierze 5G jest szybsza niż wszystkie obecne technologie Wi-fi, a nawet większość dostępnych na świecie domowych połączeń szerokopasmowych, może z wyjątkiem tych z Korei Południowej. 4G LTE, najbardziej wydajny standard w Europie, okazał się w przybliżeniu 100 razy wolniejszy od maksymalnych prędkości 5G uzyskanych w warunkach laboratoryjnych.
To ogromna różnica, chociaż najprawdopodobniej nie zaobserwujemy jej w praktyce – w rzeczywistości nowy standard może być góra 50 razy szybszy od starego. Nawet wtedy przyspieszenie będzie imponujące, co najłatwiej zaobserwować, patrząc na strumieniowanie danych: do streamingu zawartości w 4K Netflix wymaga łącza o przepustowości około 25 Mb/s. Nawet jeśli przyjmiemy, że w ciągu kilku przyszłych lat standardy kodowania obrazu ulegną zdecydowanemu udoskonaleniu, a jakość 8K stanie się standardem, 1 000 Mb/s (czyli maksymalna przepustowość łącza 5G) daje sporo zapasu. Maksymalne prędkości rzędu 200 lub 300 Mb/s również będą sporym krokiem naprzód, pokonując wiele obecnych połączeń szerokopasmowych.
5G osiąga te prędkości na kilka sposobów. Przede wszystkim sieć wykorzystuje wiele anten naraz, działając podobnie do znanej z nowoczesnych routerów technologii MIMO. Otwiera ona twoje urządzenie na wiele nadajników i odbiorników danych jednocześnie, co poprawia wydajność połączenia.
Krok do przodu
5G wykorzystuje pasma o częstotliwości zbliżonej do tych obecnie używanych, a większość modemów otrzyma wsteczną kompatybilność z 4G, jeśli prawdziwy sygnał 5G będzie niedostępny. To nie wszystko: standard ma obsługiwać także zupełnie nowy zakres fal radiowych. Specyfikacja 5G New Radio (znana także jako 5G NR) wykorzystuje tak zwane milimetrowe fale w paśmie EHF, zlokalizowane gdzieś pomiędzy 30 a 300 GHz. Niewielka długość fali (emitowana w pulsach pomiędzy 10 a 1 mm) oznacza, że te częstotliwości są zdolne do wydajnego przenoszenia bardzo dużych pakietów danych. Spójrz na przykład na radio AM, charakteryzujące się długimi falami i bardziej „krótkofalowe” radio FM – różnica w jakości dźwięku jest ogromna, ponieważ wyższa częstotliwość FM pozwala na przeniesienie bardziej szczegółowego sygnału w tym samym odstępie czasu.
Możliwość przesyłu większej ilości danych nie jest tutaj jedyną zaletą. Zmniejszone opóźnienie – z 30-60 ms w przypadku 4G LTE do jedynie 3 ms – oznacza, że dane 5G mogą przemieszczać się z jednego miejsca na drugie znacznie szybciej. Nadajniki i maszty 5G najprawdopodobniej będą znacznie mniejsze i nie tak intruzywne. To samo zresztą wydarzy się z odbiornikami, które również stracą nieco masy, w szczególności, jeśli nie będą musiały posiadać modułów Wi-fi. Oczywiście wpłynie to także na niższe zużycie baterii urządzenia, co jest szczególnie istotne w przypadku sprzętów smart home.
Powyższa wizja brzmi kusząco, ale raczej nie wejdzie w życie w ciągu kilku następnych miesięcy. Zmiany będą stopniowe: na początku 5G będzie nastawione przede wszystkim na rozwój szybszych łączy, a dopiero potem skupi się na zmniejszeniu opóźnień i stworzeniu infrastruktury pomocniczej dla małych urządzeń. To, co nowy standard będzie miał ci do zaoferowania, zmieni się wraz z dojrzewaniem sieci.
Mimo tego przyjemnie jest spojrzeć w przyszłość i pomarzyć o tym, jak bardzo szybkość połączeń 5G zmieni nasze postrzeganie codziennych gadżetów i wpłynie na to, w którym kierunku pójdzie technologiczna przyszłość. To samo pokolenie, które niegdyś musiało spędzać kilka minut na ładowaniu kilku kilobajtów niestabilnego oprogramowania z analogowych nośników, już wkrótce będzie mogło ściągnąć film w jakości 4K w ciągu ułamka tego czasu. Będziemy mogli przesyłać informacje tak szybko, że trafią one do odbiorcy, zanim zdążysz mrugnąć okiem.
5G może wpłynąć także na sieć transportową jutra, złożoną jedynie z autonomicznych, komunikujących się między sobą pojazdów. Dzielenie się danymi zarejestrowanymi przez zewnętrzne czujniki w czasie rzeczywistym sprawi, że samochody przyszłości będą niemal zupełnie odporne na wypadki. Ponadto będą mogły one wykorzystać zebrane informacje do planowania trasy i zmieniania jej w zależności od potrzeb pasażerów – 4G czegoś takiego nie potrafi. Ogromne możliwości nowego standardu wpłyną także na przeniesienie części transportu w przestworza za pomocą dronów dostawczych, które dzięki zaawansowanym systemom analizy otoczenia unikną każdej stłuczki. Nie nastawialibyśmy się co prawda na latające samochody w stylu Blade Runnera – nawet 5G nie potrafi wygrać z grawitacją – ale trudno nie zauważyć wszystkich zalet, jakie niesie ze sobą sieć.
Możliwość wydajnego przesyłania danych nie pozostanie także bez wpływu na wirtualną rzeczywistość. Nie mówimy tutaj jedynie o zrezygnowaniu z uciążliwych przewodów, ale z komputerów w ogóle. Wysokie prędkości transferu pozwolą na przeniesienie mocy obliczeniowej potrzebnej do uruchomienia aplikacji VR do chmury, co sprawi, że do odpalenia gry nie będziesz potrzebował potężnego peceta. Ba, zabawa w wirtualnej rzeczywistości nie ograniczy się do twoich czterech ścian. Będziesz mógł wyjść w headsecie na ulicę – spokojnie, autonomiczne samochody dostrzegą cię w porę. Właściwości nowego standardu powinny również zlikwidować nudności, które towarzyszą dzisiejszym mikroopóźnieniom obrazu w VR.
Łącza 5G pomogą również w rozwiązaniu problemów, które pojawiają się tam, gdzie tworzą się tłumy. Na koncertach czy meczach bardzo często mamy pełen zasięg i absolutnie żałosne połączenie 4G. Nic dziwnego – nadajnik też ma swoją określoną przepustowość i jeśli chce obdzielić wszystkich użytkowników dostępem do internetu, musi ograniczyć prędkość transferu. Maszty 5G będą liczniejsze i lepiej przystosowane do obsługi większej liczby urządzeń. Skorzystają na tym także urządzenia smart home, które będą mogły pozostawać w ciągłym połączeniu z siecią nawet wtedy, gdy wyniesiemy je na zewnątrz. Możliwości rozwoju inteligentnego domu w sieci 5G wydają się wręcz nieograniczone.
Logistyczne wyzwanie
Moglibyśmy poświęcić cały niniejszy artykuł marzeniom na temat tego, co przyniesie rozwój 5G, a i tak nie udałoby nam się opisać wszystkich możliwości. Wielu specjalistów przewiduje, że rozwój nowej sieci będzie oznaczał koniec lokalnego przechowywania plików, upadek połączeń szerokopasmowych, a nawet zupełną przemianę smartfonów w… no właśnie, w co?
Na razie wiele z tych teorii brzmi jak science-fiction, ale jak dobrze wiemy z wielu filmów i książek s-f, żadna technologia nie jest pozbawiona wad. 5G na razie jest tylko całkiem nieźle udokumentowaną koncepcją, której praktyczne wdrożenie może pójść różnie. Największy test sieci odbył się póki co podczas zeszłorocznych Igrzysk Olimpijskich w Pjongczangu, ale wykorzystywał on niestandardową konfigurację połączenia. Dostępnemu komercyjnie w niektórych krajach 5G jest daleko do powszechnie wprowadzonego standardu 5G NR, przez co mogą wystąpić problemy z kompatybilnością urządzeń. W Polsce nowa sieć pojawia się punktowo, jedynie w części miast. Ciężko wypracowany konsensus głosi, że gdy opracowany standard stanie się powszechny, wszyscy operatorzy dostosują swoje sieci do jego wymagań, o ile oczywiście spełni on ich oczekiwania.
Poza tym 5G boryka się z wieloma innymi problemami. Połączenie jest niezwykle wrażliwe na wszelkie czynniki atmosferyczne utrudniające transfer. Jeśli porównasz Wi-fi w paśmie 2,4 GHz i 5 GHz, na pewno zauważysz, że to drugie ma problemy z zasięgiem. Fale radiowe 5 GHz mogą rozchodzić się w odległości około kilometra od nadajnika, pod warunkiem, że na ich drodze nie staną żadne obiekty blokujące ich propagację. Właśnie przez to na zewnątrz ich zasięg ogranicza się najczęściej do jedynie 250 m. Z 5G będzie podobnie – aby wykorzystać pełnię potencjału sieci, trzeba będzie znajdować się w pobliżu nadajnika. Oznacza to, że obecna infrastruktura będzie musiała przejść spore przemeblowanie przed wprowadzeniem nowego standardu na dobre.
Kolejnym ważnym krokiem będzie powstanie urządzeń natywnie wspierających sieć. O ile o wsteczną kompatybilność z 4G nie trzeba się martwić, o tyle na rynku nie ma wystarczająco wielu sprzętów, które są w pełni przystosowane do 5G. Mamy nadzieję, że to tylko kwestia czasu – operatorzy komórkowi są tak podekscytowani wdrożeniem nowego standardu, że nastroje te udzielają się także producentom gadżetów. Oczywiście na razie najwięcej słyszy się o premierach smartfonów z modemami 5G, ale jesteśmy pewni, że już wkrótce dołączą do nich także inne urządzenia: routery, inteligentne głośniki, sprzęt AGD. Dzięki nowemu standardowi internet naprawdę będzie mógł stać się internetem rzeczy.
Co przyniesie jutro
5G oznacza nowy wiek technologii, a co najlepsze, zacznie się on już niedługo. W 2019 roku sieć ma zostać uruchomiona przynajmniej przez dwóch polskich operatorów – Orange i T-Mobile – a przyjęta przez Ministerstwo Cyfryzacji strategia zakłada, że do 2025 roku wszystkie miasta mają mieć dostęp do sieci.
Można się było tego spodziewać – już rozwój 4G był frustrująco powolny, a zważywszy na konieczność instalacji nowych przekaźników, zwiększenie zasięgu 5G to niełatwe zadanie. Zanim sieć trafi na twoją ulicę, mogą minąć lata, więc zakup telefonu z 5G raczej nie powinien znajdować się na twojej liście priorytetów. Obszary wiejskie są w jeszcze trudniejszej sytuacji niż mieszkańcy miast, ale gdy nowy standard nareszcie trafi do nich, może okazać się prawdziwie przełomowy.
Trudno powiedzieć, jak wdrożenie 5G będzie wyglądało pod względem cenowym. Jeśli operatorzy zdecydują się na oferowanie limitowanych pakietów danych, domowe połączenia szerokopasmowe na pewno szybko nie wyjdą z mody. Potencjał 5G jest jednak ogromny, a w połączeniu z nowymi technologiami, które będą towarzyszyły sieci, na pewno znajdzie wielu użytkowników gotowych zapłacić za nią każdą kwotę.
