Nowoczesna gospodarka nie może się obejść bez sprawnego przepływu informacji rozumianej nie tylko tradycyjnie jako wiadomości generowane przez środki społecznego przekazu, ale przede wszystkim jako możliwość swobodnej i natychmiastowej rozmowy telefonicznej, przekazu multimedialnego czy wymiany danych między urządzeniami. Najlepiej, żeby to wszystko działało jednocześnie, nie miało opóźnień, strat ani awarii. No i, oczywiście, żeby było dostępne wszędzie, natychmiast i bardzo tanio.

Nieustanny rozwój

Kilkadziesiąt lat temu wydawało się, że rozwój ludzkości pójdzie raczej w kierunku gwiazd, że powszechne staną się podróże w kosmos, wyprawy na Księżyc, na inne planety, a nawet dalej. Koszty i trudności techniczne zweryfikowały te marzenia. Nagle okazało się, że prawdziwa rewolucja dokonała się znacznie taniej, mniej spektakularnie, choć z korzyścią właściwie dla wszystkich. Tempo rozwoju komunikacji być może zaskoczyło na początku prawie wszystkich, ale jednocześnie łamanie kolejnych barier technologicznych spowodowało, że ciągle chcemy więcej i szybciej. Nie możemy się dodzwonić na infolinię? Skandal! Zacina nam się połączenie wideo? Tak nie może być! Chwilowe przerwy w połączeniach internetowych? Jak oni nas traktują?! Pomyślmy jednak, że sami w domach mamy najczęściej kilka urządzeń, które bez przerwy są podłączone do sieci internetowej. Telefony komórkowe, telewizja, coraz częściej radia internetowe, serwisy streamingowe, urządzenia synchronizujące czas i aktualizujące oprogramowanie (nie tylko budziki, ale nawet pralki, piekarniki czy lodówki) – wszystkie, w większym lub mniejszym stopniu, korzystają z wymiany danych przez internet. Ilość danych rozsyłanych nieustannie w naszym otoczeniu jest trudna do wyobrażenia.

Kolejne generacje

Najlepszą infrastrukturę do łączenia nas z internetem posiadają firmy z segmentu telefonii komórkowej. Najczęściej mają zbudowaną od podstaw sieć tzw. stacji bazowych, czyli urządzeń wyposażonych w zestaw anten, z którymi za pomocą fal radiowych łączą się odbiorniki (np. nasze telefony komórkowe).

Słyszymy o telefonii 3G, 4G, a ostatnio o 5G. Te skróty to nic innego jak oznaczenia kolejnych generacji w rozwoju telefonii. Identycznie postępują niektórzy producenci samochodów, oznaczając kolejnymi cyframi arabskimi bądź rzymskimi następujące po sobie coraz bardziej zaawansowane technicznie wersje tego samego modelu. Telefonia komórkowa 1G, to były zwykłe połączenia głosowe realizowane za pomocą wielkich, ciężkich słuchawek z dołączonym sporym akumulatorkiem i wysuwaną teleskopową antenką. Zapewne niektórzy czytelnicy pamiętają takie urządzenia, które we wczesnych latach 90. XX wieku były synonimem luksusu i zasobnego portfela. Kolejne generacje to coraz doskonalsze usługi. Sieci 2G oferowały taką nowinkę jak przesyłanie SMS-ów i bardzo powolny transfer danych. 3G to już pierwsze smartfony. 4G to znaczna poprawa prędkości przesyłu danych, a 5G – obecnie wprowadzana – to prędkość przesyłu danych porównywalna, oczywiście, w warunkach idealnych, ze światłowodem. Należy zaznaczyć, że prędkość przesyłu danych nie oznacza, iż nasze dane wędrują coraz szybciej. One zawsze poruszają się z identyczną prędkością, możemy natomiast przesłać ich znacznie więcej.

Lepiej wiedzieć

Zwiększanie ilości danych możliwych do przesłania lub odebrania realizuje się za pomocą coraz wyższych częstotliwości sygnału. Oczywiście, taką możliwość muszą mieć zarówno nadajniki, jak i odbiorniki. W tym przypadku możliwości techniczne urządzeń już od kilku lat pozwalały na działanie w sieciach 5G, gdyby one istniały. Powolne wprowadzanie nowych standardów to najczęściej wina odgórnych państwowych regulacji, ponieważ na przesył sygnału na duże odległości wymagana jest koncesja, czyli pozwolenie. Wiąże się to głównie z tym, że aby utrzymać wysokie standardy transmisji danych, firmy muszą spełniać techniczne warunki w tym zakresie. Poza tym przed rozpisaniem przetargu na używanie określonych częstotliwości, należy sprawić, by usługi działające na tych częstotliwościach przenieść na inne, aby nie dochodziło do komplikacji i zakłóceń. Doskonałym przykładem jest pasmo 700 MHz używane do niedawna przez stacje telewizyjne, a będące jedną z częstotliwości telefonii 5G. Nadawcy TV przenieśli sygnał na inne pasmo, zwalniając częstotliwość. Nasze telewizory przestroiły się automatycznie, a my nie mieliśmy pojęcia o tej skomplikowanej operacji.

Jednym z mitów, które funkcjonują w związku z telefonią 5G, jest szkodliwy wpływ promieniowania elektromagnetycznego na organizm człowieka. Ludzie są przystosowani do ciągłego przebywania w polu elektromagnetycznym choćby dlatego, że codziennie przebywamy w świetle słonecznym. W odróżnieniu od promieniowania rentgenowskiego fale radiowe nie wpływają szkodliwie na funkcjonowanie komórek naszego organizmu. Także gęsto upakowane w naszej przestrzeni stacje bazowe o małej mocy są znacznie korzystniejsze dla naszego zdrowia niż jeden duży nadajnik o wielkiej mocy.

Niestety, im wyższa częstotliwość sygnału, czyli im większa możliwość upakowania danych, tym gorzej z zasięgiem. Dla 5G w Polsce przewidziano trzy częstotliwości: 700 MHz, 3,4-3,8 GHz oraz 24,25-27,5 GHz. Tam, gdzie stacje bazowe są gęsto usytuowane, czyli w miastach, możliwa będzie transmisja na wysokich częstotliwościach. Niosą one możliwość ogromnej przepustowości, porównywalnej ze światłowodem. Niestety – ich przenikliwość przez ściany budynków jest niewielka, dlatego do prawidłowego działania sieci w tym standardzie będzie stosowana kombinacja przesyłu na różnych częstotliwościach.

Ogromne możliwości sieci 5G to nie tylko szybkie ściąganie danych oraz oglądanie filmów bez przerw i przycięć. Przede wszystkim to możliwość komunikacji w sytuacjach wymagających transmisji bez zakłóceń i niewielkich, najwyżej milisekundowych, opóźnień. Wszelkiego rodzaju monitoring urządzeń w trudno dostępnych lokalizacjach, kierowanie akcjami ratunkowymi na odległość, zabiegi medyczne przeprowadzane zdalnie, precyzyjne kierowanie maszynami – to wszystko dopiero przed nami, ale możliwości już są. Niezauważalna z punktu widzenia użytkownika operacja wydajnego zarządzania zmianą świateł w mieście, gdzie będą przetwarzane dane o natężeniu ruchu w czasie rzeczywistym, łącznie z informacjami o natężeniu ruchu pieszego, także wydaje się niemożliwa do przeprowadzenia bez wykorzystania sieci 5G. A ruch autonomicznych pojazdów czy zarządzanie zrobotyzowaną fabryką? Największym wyzwaniem zawsze jest bezawaryjne i szybkie przetworzenie ogromnej ilości danych. Najważniejsze są narzędzia, a te mamy na wyciągnięcie ręki.