Sieć 5G – na czym polega jej biznesowy, technologiczny i społeczny potencjał?

Poprzednicy sieci 5G

Pierwsze próby wprowadzenia komórkowej sieci bezprzewodowej na szerszą skalę miały miejsce w latach 80. XX wieku. System ten, określany jako 1G, nie zdążył jednak zyskać zbyt dużej popularności. Powody były dwa: ograniczony dostęp do technologii oraz intensywne prace nad nowszą, ulepszoną wersją sieci.

Pod koniec lat 80-tych, pojawiła się druga generacja bezprzewodowej sieci (2G). Charakteryzowała się znacznie większym zasięgiem możliwej pracy, wyższą jakością i stabilnością połączeń oraz implementacją standardu GSM, pozwalającego na połączenia roamingowe. Niesamowicie istotny był też fakt, że sieć 2G pozwalała już nie tylko na połączenia głosowe, ale także wysyłanie wiadomości tekstowych.

Na wprowadzenie trzeciej generacji sieci bezprzewodowej musieliśmy zaczekać nieco dłużej. Zaczęto wdrażać ją dopiero w roku 2000. Obejmowała wiele usprawnień, polegających głównie na zwiększeniu prędkości transferu danych. Jednocześnie potrzebna była modernizacja elementów infrastruktury. Sieć 3G wymusiła bowiem konieczność zbudowania przekaźników na konkretnych częstotliwościach, które wymagały wcześniejszej rezerwacji przez poszczególne jednostki.

Czwarta generacja była pewnego rodzaju rewolucją w dostępie do sieci. Nieosiągalne dotąd prędkości przesyłu danych, sięgające nawet do 1 Gbit/s (dla porównania 3G pozwalało na maksymalnie 56 Mbit/s) wpłynęły na możliwości multimedialne. Sieć 4G pozwoliła na przesyłanie obrazu na żywo, korzystanie z usług współdzielenia czy przechowywanie plików w wirtualnej chmurze.

5G kolejnym krokiem w stronę technologicznego rozwoju

Sieć 5G dopiero zaczyna się upowszechniać. Jej rozwój może jednak przynieść niesamowicie wiele możliwości. Piąta generacja sieci bezprzewodowej pozwoli bowiem na transmisję danych z prędkością do 20 Gbit/s przy jednoczesnym zminimalizowaniu do minimum opóźnienia w dostępie do przesyłanych plików (opóźnienie wynosi poniżej 1 ms, podczas gdy w sieci 4G jest to od 40 do nawet 75 ms).

Jak to wpłynie na rozwój technologii? Przede wszystkim, pozwoli na niemal niezawodne połączenie z siecią, bez żadnych opóźnień. Będzie miało to znaczenie szczególnie w przypadku urządzeń autonomicznych, w których szybkość reakcji jest często na wagę złota.

Sieć 5G daje też możliwość zapewnienia większego bezpieczeństwa i elastyczności w dostępie do danych. Niewątpliwie wpłynie to na rozwój Internetu Rzeczy, dając możliwość łączenia ze sobą wielu urządzeń na niewielkich obszarach. Szacuje się, że sieć 5G na obszarze 1 kilometra kwadratowego jest w stanie obsłużyć nawet milion jednocześnie podłączonych urządzeń.

Elementy składowe sieci 5G

Sieć 5G nie mogłaby istnieć bez zastosowania odpowiednich urządzeń i technologii. Jednym z najbardziej kluczowych elementów są anteny Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output). Pozwalają one na jednoczesny odbiór i przesył danych z wielu źródeł. Oczywiście im więcej anten będzie zawierał jeden nadajnik i odbiornik, tym więcej i szybciej będzie w stanie przesyłać i odbierać sygnał.

Anteny Massive MIMO wykorzystują technologię Beamforing. To inteligentne kształtowanie wiązki radiowej, tworzące nakierunkowany sygnał wysyłany do konkretnego użytkownika. Istotny jest także tak zwany Network Slicing, czyli warstwowanie sieci. Polega na zwiększeniu jakości i szybkości przesyłu sygnału poprzez rozdzielenie go na warstwy odpowiedzialne za różne funkcje przekazywane do kilku odbiorników jednocześnie.

Sieć 5G będzie też wykorzystywać mikro-, piko- oraz femtokomórki. Piąta generacja łączności użyje do działania nie tylko częstotliwości przesyłania sygnału, które znamy obecnie. 5G w tym celu skorzysta z fal o wyższych częstotliwościach, które są jednocześnie krótsze od tych stosowanych do tej pory. Wiąże się to z koniecznością stworzenia stanowczo większej liczby nadajników.

Używana będzie również tak zwana architektura brzegowa, która zakłada błyskawiczne przetwarzanie danych w chmurze. Pozwoli to skrócić czas reakcji, zmniejszając opóźnienia przesyłu danych. Ostatnim elementem są wirtualizacje elementów sieciowych oraz odseparowanie sprzętu od oprogramowania. Wpływa to bezpośrednio na wydajność, dzięki oddzieleniu poszczególnych składowych od siebie. Poza tym stosowane są uproszczenia i specjalne sposoby kodowania sygnału – tak aby odbiorniki były w stanie odczytać je w jak najkrótszym czasie.

Jak sieć 5G wpłynie na biznes i życie?

Sieć 5G będzie miała niewątpliwie duży wpływ na rozwój mobilności i transportu. Na popularności zyskają szczególnie autonomiczne formy pojazdów – dzięki większym możliwościom szybkiego i bezpiecznego przesyłu danych. Pozwoli to na błyskawiczne reagowanie na zmieniające się warunki na drodze, a dzięki łączności z innymi urządzeniami, zwiększy możliwość przewidywania zdarzeń, które dopiero będą miały miejsce.

Użycie sieci 5G usprawni i zoptymalizuje także wiele procesów w tak zwanych Inteligentnych Miastach. Zwiększą się możliwości analityczne, co usprawni działanie systemów sygnalizacji świetlnej, oświetlenia miejskiego i monitorowania przestrzeni publicznej, a co za tym idzie – zmniejszy przestępczość dzięki wyższemu stopniowi bezpieczeństwa.

Na sieci 5G zyska także rolnictwo. Rozbudowane ekosystemy urządzeń wzbogacone możliwościami analizy danych w czasie rzeczywistym pozwolą skuteczniej monitorować i zarządzać posiadanymi uprawami. Zwiększy to też ich efektywność, ponieważ przez dostosowanie procesów do konkretnych faz wzrostów poszczególnych upraw, ich wzrost będzie szybszy i bardziej obfity.

5G szansą na wyższy poziom rozrywki!

Zastosowanie sieci 5G w codziennym życiu w dużym stopniu wpłynie na rozrywkę. Postęp technologiczny pozwoli na szybsze przesyłanie wyższej jakości materiałów, a także strumieniowanie i przetwarzanie ich na bieżąco. Na popularności zyskają też obecnie mniej standardowe formy contentu, które będą wykorzystywały technologie 360 stopni, rozszerzonej rzeczywistości czy nawet hologramów.

Piąta generacja sieci wpłynie więc zarówno na codzienne życie i zwyczajne aktywności, jak i czynności związane z prowadzeniem przez nas biznesów. Wdrożenie 5G będzie jednak procesem czasochłonnym i wymuszającym konieczność inwestycji niemałych środków pieniężnych. Początkowe inwestycje bardzo szybko mogą się jednak zwrócić. Prędkość działania, bezpieczeństwo oraz stabilność na pewno usprawnią wiele procesów, zwiększając ich efektywność, co bezpośrednio może przełoży się na oszczędności i zysk.

Materiał powstał na podstawie raportu „5G. Szanse, zagrożenia, wyzwania”.