5G – wszystko o 5G rozpoczynające się od cyfry 5
5G
5G, technologia mobilna piątej generacji – standard sieci komórkowej będący następcą standardu 4G.
Współpraca 5G z 4G
Podczas ustanawiania połączenia 5G sprzęt użytkownika (lub inne urządzenie) połączy się z siecią 4G, w celu zapewnienia sygnalizacji kontrolnej i z siecią 5G, aby umożliwić szybsze połączenie, zwiększając istniejącą pojemność 4G.
W przypadku ograniczenia pokrycia 5G, dane będą transmitowane tak samo jak w dzisiejszej sieci 4G, zapewniając nieprzerwane połączenie. Takie zaprojektowanie sieci 5G powoduje, że uzupełnia istniejącą sieć 4G.
Jak działa sieć 5G
Sieć ruchoma składa się z dwóch komponentów: Radiowej Sieci Dostępowej (RAN) oraz Sieci Core.
Radiowa Sieć Dostępowa
Składa się z różnych rodzajów urządzeń, takich jak małe nadajniki komórkowe, wieże, maszty, systemy wewnątrz budynków i mieszkaniowe, które łączą mobilnych użytkowników i urządzenia bezprzewodowe z główną siecią Core.
Małe nadajniki komórkowe będą główną cechą przyszłych sieci 5G szczególnie działające z wykorzystaniem częstotliwości właściwych dla milimetrowych fal radiowych, których zasięg jest bardzo krótki. Żeby zapewnić stałe połączenie, małe nadajniki komórkowe będą ustawione w grupach, w miejscach, gdzie użytkownicy będą potrzebować łączności uzupełniającej sieć makrokomórek.
Makrokomórki 5G będą wykorzystywały anteny MIMO które posiadają wiele elementów połączeń do równoczesnego wysyłania i odbierania dużych ilości danych.
Korzyści dla użytkowników polegają na tym, że wiele ludzi może równocześnie połączyć się z siecią przy zachowaniu dużej przepustowości.
Sieć rdzeniowa (core)
Centralny fragment sieci wymiany ruchu zarządzający usługami głosowymi, transmisją danych i połączeniami internetowymi. Dla technologii 5G sieć rdzeniowa (core) została zaprojektowana w taki sposób, alby lepiej współpracowała z internetem i chmurą danych.
Dodatkowo sieć rdzeniowa 5G zawiera w sobie rozproszone po całej sieci serwery których zadaniem jest poprawienie czasów reakcji (obniżenie opóźnień).
W sieci rdzeniowej zarządzanych będzie wiele zaawansowanych cech 5G w tym wirtualizacja funkcji sieciowych i warstwowanie sieci na potrzeby różnych zastosowań i usług.
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, tj. stacjonarny dostęp do internetu o szybkości transmisji porównywalnej z szybkimi łączami kablowymi.
Istnieją trzy główne kategorie zastosowań sieci 5G:
- Masowa łączność pomiędzy urządzeniami (maszyna do maszyny) – zwana także Internetem Rzeczy (loT), obejmująca łączenie się miliardów urządzeń bez ingerencji człowieka, na skalę dotychczas nieznaną. Dzięki temu istnieje potencjał zrewolucjonizowania nowoczesnych procesów i zastosowań przemysłowych, włączając w to rolnictwo, produkcję oraz łączność biznesową.
- Ultraniezawodna łączność o niskich opóźnieniach – stosowana jest w zadaniach krytycznych, włączając w to kontrolę urządzeń w czasie rzeczywistym, robotykę przemysłową, łączność pomiędzy pojazdami oraz systemami bezpieczeństwa, autonomiczne pojazdy i bezpieczniejsze sieci transportowe. Łączność przy niskich opóźnieniach otwiera także całkowicie nowy świat, w którym możliwa jest zdalna opieka medyczna, przeprowadzenie zabiegów czy operacji na odległość.
- Ulepszona bezprzewodowa transmisja szerokopasmowa – zapewniającą istotnie szybszą transmisje danych oraz większą pojemność, pozwalając na podtrzymanie połączonego świata. Wśród nowych zastosowań znajdzie się bezprzewodowy stacjonarny dostęp do internetu dla domów, transmisje telewizyjne w terenie bez konieczności używania wozów transmisyjnych, oraz lepszą łączność przemieszczających się ludzi.
W 2017 roku przedsiębiorstwa Telia, Ericsson i Intel uruchomiły pierwszą sieć 5G działającą w czasie rzeczywistym w Europie. Testy dotyczyły Tallinna i Sztokholmu. W tym samym roku zaczęto testować 5G w Londynie W 2019 roku na rynku pojawiły się pierwsze komercyjne smartfony obsługujące standard 5G. Według Deutsche Telekom w 2020 roku standard opuści fazę prototypu i zacznie być udostępniany klientom biznesowym. Z kolei prezes Grupy Orange w grudniu 2018 zapowiedział, że na kolejny rok planowanych jest 17 komercyjnych wdrożeń sieci 5G w Orange.
Unia Europejska chce wykorzystywać do tego pasmo 700 MHz, które, zgodnie z planem, ma zostać przypisane do szerokopasmowych usług internetowych od czerwca 2020 roku.
Według Komisji Europejskiej technologia 5G „ma potencjał utworzenia dwóch milionów miejsc pracy w całej UE”.
Kluczowe wymagania wydajnościowe zdefiniowane przez ITU dla sieci 5G:
przepływność do 20 Gb/s w łączu do terminala („w dół” – download);
przepływność do 10 Gb/s w łączu do sieci („w górę” – upload);
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.
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.
Częstotliwości pola elektromagnetycznego wykorzystywane w sieciach 5G nie mają zdaniem Światowej Organizacji Zdrowia żadnego potwierdzonego wpływu na zdrowie i życie człowieka.
…
Polska
Rządowe założenia
Według strategii opublikowanej przez Ministerstwo Cyfryzacji w styczniu 2018 roku, pierwszym miastem objętym siecią 5G ma być Łódź. 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:
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.
Do 2025 roku wszystkie obszary miejskie i wszystkie główne szlaki transportu lądowego mają mieć nieprzerwany dostęp do sieci 5G. Jednak wcześniej, bo już w 2019 roku uruchomienie sieci dla swoich klientów zapowiedzieli przedstawiciele operatora Orange. Pracę nad systemem oficjalnie potwierdził również T-Mobile Polska.
Wdrożenia komercyjne Edytuj
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. 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, 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[30].
W połowie września 2019 roku Orange Polska we współpracy z Ericssonem uruchomił w Warszawie testową sieć 5G na terenie dwóch dzielnic (Ochoty i Powiśla) 7 Stycznia operator sieci Play chce uruchomić w Trójmieście pierwszą swoją stację 5G oraz udostępnić ją mieszkańcom.
7 stycznia 2020 roku Play poinformował o planowanym uruchomieniu sieci 5G w Gdyni.
11 maja 2020 roku sieć Plus jako pierwsza uruchomiła 5G w 7 miastach (Warszawa, Gdańsk, Katowice, Łodź, Poznań, Szczecin i Wrocław) w ofercie komercyjnej. Operator korzysta z infrastruktury europejskich producentów – Nokii i Ericssona.
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” oraz uruchomiło stronę gov.pl/5g. Biała Księga jest kompendium wiedzy na temat promieniowania elektromagnetycznego oraz wpływu sieci komórkowych na organizm człowieka. 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.
Więcej na stronie Wikipedia.org oraz gov.pl/5g: