Zapnijcie pasy. Sieć 5G przyniesie gospodarczą rewolucję, o jakiej nikomu się nie śniło

psav zdjęcie główneWyobraźcie sobie, że jedziecie autobusem, a przed wami długa trasa. W sam raz, żeby zobaczyć najnowszy odcinek serialu, którego kolejny sezon właśnie się zaczął. Wkładacie słuchawki do uszu, sięgacie po telefon komórkowy i uruchamiacie serwis streamingowy. Na OLED-owym ekranie pojawiają się sylwetki bohaterów w rozdzielczości 4k. Wszystko przez internet mobilny.
Kiedy mówimy o sieci komórkowej najnowszej generacji, powyższy scenariusz jest najprostszym, jaki przychodzi na myśl. „Więcej danych” to główna obietnica, jaką niesie ze sobą 5G. Ale nie jedyna. Piąte pokolenie sieci będzie również w stanie obsłużyć o wiele większą liczbę urządzeń jednocześnie, co otworzy mobilny internet na całe klasy urządzeń poza telefonami komórkowymi.
Nowe sieci komórkowe mają się też charakteryzować zdecydowanie mniejszymi opóźnieniami, co będzie miało znaczenie w zastosowaniach przemysłowych i telemedycznych.
Drugie lata 50.
Optymizm względem możliwości nowej technologii był wyczuwalny podczas tegorocznej konferencji MWC w Barcelonie.
– 5G umożliwi wzrost produktywności na historyczną skalę. Przewidujemy, że między 2028 a 2033 r. osiągnie on wartości między 30 a 35 proc., czyli na poziomie podobnym do tego, jakiego Stany Zjednoczone doświadczyły w latach 50. – mówił Rajeev Suri, prezes Nokii, jednej z firm, która dostarcza elementy infrastruktury sieci komórkowych. – To jest rewolucja i naprawdę może sprawić, że świat stanie się lepszym miejscem – emocjonował się prezes.
W jakim kierunku mają iść te zmiany, również można było przekonać się w Barcelonie. Ericsson zaprezentował swój – przygotowany we współpracy ze szwedzką firmą Einride produkującą autonomiczne ciężarówki – system. Dzięki niemu każdy uczestnik konferencji mógł pokierować znajdującym się w Goeteborgu na bałtyckim wybrzeżu, 2,5 tys. km od stolicy Katalonii, pojazdem. W przypadku takich zastosowań niezwykle ważny ma być atut sieci 5G związany z minimalnym opóźnieniem. W końcu jeśli ktoś w czasie rzeczywistym miałby pokierować zdalnie tirem, to musi mieć gwarancję, że jego ruchy natychmiast przełożą się na kierunek jazdy ciężarówki.
Generalnie transport ma być jednym z największych beneficjentów telefonii komórkowej nowej generacji, głównie dzięki temu, że będzie ona w stanie obsłużyć znacznie większą liczbę urządzeń. Do sieci będzie można podłączyć masę poruszających się po drogach samochodów, ale nie tylko: 5G otwiera także perspektywę na naprawdę inteligentne, naszpikowane sensorami drogi, które będą potrafiły na bieżąco komunikować się z pojazdami oraz np. systemami zarządzania ruchem.
Jeśli chodzi o to ostatnie zastosowanie, to nowa generacja sieci komórkowych ma być tą, dzięki której spełni się sen o inteligentnym mieście. O smart city słychać od dawna, ale wystarczy wyjść na ulicę, aby się przekonać, że nasze miasta wciąż nie są zbyt „smart”. Jedną z przeszkód stojących na drodze do realizacji tej wizji jest to, że te wszystkie sensory, które mają uczynić miasto bardziej inteligentnym, trzeba podłączyć do sieci, co w wypadku połączeń przez kable przynosi koszty i tony papierów do załatwienia, a 5G umożliwi spięcie je w sposób bezprzewodowy – bez potrzeby rozkopywania ziemi na każdym skrzyżowaniu.
Przepustowość nowych sieci daje więc nadzieję, że wreszcie ziści się np. wizja reagującej na bieżąco sygnalizacji świetlnej będącej w stanie rozpoznać, na którym rozgałęzieniu czeka najwięcej samochodów, i dostosować do tego czasy przejazdu. To prowadzi nas w stronę sztucznej inteligencji, czyli oprogramowania, które na podstawie obrazu z kamery będzie rozpoznawać, że na danej ulicy tworzy się korek. To zaś oczywiście oznacza konieczność transmisji olbrzymich ilości danych, dzięki którym algorytmy SI będą mogły uczyć się sytuacji na drodze i podejmować takie decyzje.
Nie sprzedajemy już kart SIM
Generalnie przyjmuje się, że przez wzgląd na przepustowość SI będzie jednym z największych beneficjentów 5G. To może także oznaczać przyspieszenie we wdrażaniu samochodów autonomicznych, które prawdopodobnie przez wzgląd na ograniczoną moc obliczeniową elektroniki na pokładzie będą musiały w trybie samodzielnej jazdy być cały czas podłączone przez internet z centrami obliczeniowymi – tak, jak dzisiaj asystenci głosowi wymagają połączenia z siecią, aby rozumieć nasz głos.
Powyższe technologie nie wyczerpują w pełni panoramy możliwości, jakie niesie ze sobą sieć 5G. Nowa generacja telefonii komórkowej ma się bowiem także przyczynić do gwałtownego rozwoju telemedycyny, zapewnić infostradę dla szerszej adopcji robotyki, a także umożliwić mobilne systemy wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości. Każde z tych zastosowań wymaga przepustowości, minimalnych opóźnień i możliwości wpięcia w sieć dużej liczby urządzeń. 5G obiecuje to wszystko.
Podstawowy wniosek płynący z powyższych możliwości jest taki, że nowa generacja sieci komórkowych nie będzie już – w przeciwieństwie do swoich poprzedniczek – skoncentrowana na samych telefonach. Takie było zresztą założenie już na etapie jej projektowania. A to oznacza również zmianę w sposobie myślenia samych operatorów.
– W drugiej, trzeciej i czwartej generacji chodziło o sprzedaż kart SIM. Karty niekoniecznie trafiały do telefonów, ale wciąż je sprzedawano. Jeśli mamy wykorzystać pełen potencjał sieci 5G, musimy przestać sprzedawać karty i wyjść poza ten model. Już nie sprzedajemy abonamentów, lecz rozwiązania umożliwiające łączność w danym obszarze – mówiła serwisowi IEEE Spectrum Jane Rygaard, szefowa mobilnego internetu w Nokii.
To może być jedna z barier dla rozwoju sieci 5G. Jak wskazywał w 2018 r. tygodnik „The Economist” (powołując się na badania przeprowadzone przez branżową organizację GSMA), operatorzy sieci komórkowych obawiają się, że na razie nowej technologii wciąż brakuje „killerapp” – zastosowania, które wygeneruje masowe, rynkowe zapotrzebowanie na superszybki, mobilny internet. Bez tego zaś inwestycja w 5G szybko się nie zwróci. Operatorzy pamiętają, jak wydali masę pieniędzy na częstotliwości potrzebne do wdrożenia telefonii komórkowej trzeciej generacji tylko po to, żeby się przekonać, że klienci niechętnie z niej korzystali. Trend odwrócił się gwałtownie dopiero wraz z upowszechnieniem się smartfonów.
Nie tak szybko
Zanim jednak będziemy mogli oglądać na telefonie filmy w rozdzielczości 4k podczas jazdy autobusem, trzeba jeszcze rozwiązać kilka problemów. Pierwszy z nich to ten, że 5G jeszcze nie istnieje. Przynajmniej nie jako branżowy standard, taki sam na całym świecie i u różnych producentów. Na razie technologia ta, choć zaawansowana, funkcjonuje wyłącznie pod postacią instalacji pilotażowych, które nawet jeśli nie będą się różnić technicznie od docelowych rozwiązań, to są tylko „próbkami”.
Ostateczne decyzje, które wpłyną na kształt telefonii piątej generacji, zapadną podczas tegorocznej Światowej Konferencji Radiokomunikacyjnej, która odbędzie się w egipskim kurorcie Szarm el-Szejk od 28 października do 22 listopada. Na tym forum zostanie m.in. poruszona kwestia, jakie częstotliwości zostaną przeznaczone do obsługi 5G (dla przykładu, w Polsce sieci komórkowe czwartej generacji działają w kilku pasmach: 800, 900, 1800, 2100 i 2600 MHz). Niedługo później konsorcjum operatorów telekomunikacyjnych i producentów sprzętu prawdopodobnie przedstawi gotową wersję standardu.
Wiele wskazuje na to, że 5G będzie miało dwa typy, które w skrócie można nazwać: szybki i ultraszybki. Ten pierwszy nie różni się za bardzo od sieci LTE, jaką znamy dzisiaj; nawet rozmieszczenie stacji bazowych może pozostać to samo. Większych problemów nastręczy drugi wariant, który ma w pełni zrealizować obietnicę hiperszybkiego mobilnego internetu. Różnica między nimi sprowadza się do pasm, z których korzystają. Ten pierwszy wymaga części pasma o niższej częstotliwości i niższej przepustowości. Ten drugi sięga po niestosowane dotychczas w transmisji komórkowej pasmo mikrofalowe, za pomocą którego można przenieść duże ilości danych.
Problem z nim jest taki, że jest znacznie łatwiej pochłaniane przez otoczenie (ściany, deszcz, a nawet ludzi), co ma kluczowe znaczenie dla siły sygnału. W efekcie, żeby naprawdę spełnić obietnicę ultraszybkiego internetu mobilnego, operatorzy będą musieli instalować znacznie więcej stacji bazowych. Jak wyliczyła firma McKinsey, o ile w przypadku starszych sieci na gęsto zaludnionych obszarach wystarczy od dwóch do pięciu stacji bazowych na 1 km kw., to w przypadku 5G może to być 15–20. To oczywiście oznacza poważne wydatki związane nie tylko z pozwoleniami na instalację, lecz również z koniecznością podłączenia tych wszystkich anten do ultraszybkiego, przewodowego internetu.
Dlatego najbardziej prawdopodobny model wprowadzenia nowego standardu będzie polegał na tym, że najszybszym dostępem do internetu będą się mogli cieszyć mieszkańcy większych ośrodków – tam, gdzie zwrot z inwestycji będzie największy, a poza miastami przez dłuższy czas będzie dominowała wolniejsza wersja 5G.
Z prędkością smoka
Telefonia komórkowa najnowszej generacji to strategiczna inwestycja dla wszystkich, ale jest jeden kraj, dla którego zdaje się ona być ważniejsza od innych: Chiny. Dla Państwa Środka rozwój 5G stanowi absolutny priorytet, podkreślany w każdym dokumencie państwowej wagi, w tym 13. planie pięcioletnim na lata 2016–2020, a także w strategii „Made in China 2025”. W przypadku poprzednich generacji Chiny goniły świat; teraz chcą być w absolutnej czołówce.
Dla władz z Pekinu 5G to nie tylko kwestia prestiżu – są przekonane, że bez mocnego dociśnięcia technologicznego pedału gazu rozwój kraju ostro wyhamuje, uniemożliwiając pochód na drodze do statusu największego supermocarstwa. Już teraz jednocyfrowa dynamika wzrostu gospodarczego niepokoi chińskich oficjeli i robią wszystko, aby ją podtrzymać. Innymi słowy Chiny nie mają innego wyjścia, jak postawić na gwałtowny rozwój sieci 5G w nadziei, że odblokuje to tkwiące w gospodarce i jeszcze niewykorzystane pokłady produktywności. Oczekiwania są takie, że zapewni to dodatkowe paliwo dla chińskiego smoka.
Co więcej, Chińczycy doskonale rozumieją, że nawet jeśli sieci komórkowe to z definicji łączność bezprzewodowa, to same stacje bazowe i nadajniki muszą być połączone ze sobą fizycznie. A skoro 5G ma być ultraszybkie, to takie też muszą być połączenia między elementami infrastruktury komórkowej. Dlatego nie czekając na pojawienie się superszybkiego wariantu nowej generacji, Pekin gwałtownie rozwija też rozwój sieci światłowodowej, aby w momencie premiery wszystko było gotowe. A biorąc pod uwagę, że inne kraje generalnie ociągają się z poprawą szybkości swojej infrastruktury internetowej, daje to Chińczykom szansę na zdobycie sporej przewagi.
Hojne inwestowanie w rozwój 5G to dla Chin także inwestycja biznesowa. W przeciwieństwie do stanu rzeczy w poprzednich generacjach telefonii komórkowej, Państwo Środka nie chce być wyłącznie konsumentem technologii, lecz także liczącym się współtwórcą. Stąd aktywny udział Chińczyków w międzynarodowych forach, od których zależy ostateczny kształt standardu. Wpływ na przyszłość 5G zapewnia doskonałą pozycję rynkową chińskim producentom sprzętu telekomunikacyjnego (Huawei czy ZTE), którzy już ostrzą sobie zęby na miliardowe kontrakty za granicą.
Z punktu widzenia Huaweia 5G to niezbędny etap, jeśli firma – podobnie jak jej macierzysty kraj – ma utrzymać tempo rozwoju. Ten chiński producent sprzętu telekomunikacyjnego zaczynał w 1987 r., ściągając aparaty telefoniczne z Hongkongu. Ponad 20 lat później firma zatrudnia na całym świecie ok. 180 tys. osób, a jej roczny przychód w 2018 r. wyniósł 105 mld dol.
Cudze chwalimy, swoje wolimy
Chińska przewaga w 5G nie umknęła reszcie świata. Szczególnie uważnie osiągnięcia Państwa Środka w telefonii komórkowej nowej generacji obserwowane są na drugim brzegu Pacyfiku. W Amerykanach dojrzewa świadomość, że ich kraj przez najbliższy czas będzie się ścigał tylko z Chinami. Głównym polem rywalizacji będzie zaś technologia. W dziedzinach takich jak produkcja procesorów USA są bezpieczne, zresztą chińskie firmy bez technologii ze Stanów nie były w stanie tworzyć swoich produktów (jak boleśnie przekonało w 2018 r. ZTE, kiedy Waszyngton wydał zakaz sprzedaży firmie komponentów i oprogramowania z Ameryki). Sieci komórkowe to inna sprawa.
Do sieci 5G ma być podpięte tak dużo różnych urządzeń, że jej bezpieczeństwo budzi znacznie poważniejsze obawy, niż to było przy starszych generacjach. Stąd zdaniem niektórych taka sieć nie powinna być tworzona na dotychczasowych, komercyjnych zasadach, lecz raczej stanowić element infrastruktury budowanej przez państwo i udostępnianej innym podmiotom. Propozycja takiego rozwiązania wyciekła na początku 2018 r. z Narodowej Rady Bezpieczeństwa, niezwykle wpływowego ciała doradczego umocowanego przy prezydencie Stanów Zjednoczonych.
Opracowanie (po raz pierwszy opisane przez portal Axios) postulowało, że w USA powinna powstać „narodowa” sieć 5G. Nie ukrywano też tego, że do takich sprzecznych z zasadami wolnego rynku działań jego ojczyznę popchnęła właśnie konkurencja z Chinami, bo Państwo Środka „zdobyło dominującą pozycję w produkcji i zarządzaniu infrastrukturą sieciową” oraz jest „głównym podmiotem o szkodliwym charakterze w świecie informacji”. Znalazło się tam nawet stwierdzenie, że Stany Zjednoczone powoli przegrywają „wojnę na algorytmy” i powolne tempo udoskonalania dostępu do sieci na terenie USA tylko tę sytuację pogarsza (prawdopodobnie chodziło o możliwość szybkiego przesyłu danych dla uczących się algorytmów).
W ten sposób 5G z technologii, która umożliwi blogerom streaming relacji na żywo w rozdzielczości 4k, stała się przedmiotem globalnej rywalizacji. Jak na technologię, która de facto jeszcze nie jest gotowa – całkiem nieźle. >>> Czytaj też: Nadchodzi komórkowa rewolucja. Jak sieć 5G zmieni globalną gospodarkę?