Superszybki internet 5G – twoja komórka go nie potrzebuje, ale za to samochód – bardzo

Jeszcze nie wszyscy korzystamy z łączności 4G LTE, a producenci już testują jego następcę: standard 5G. Superszybka technologia przeznaczona jest jednak w niewielkim stopniu dla naszych smartfonów. Jej głównym adresatem są samochody, rozmaite czujniki i te wszystkie zmyślne urządzenia, których dyskretnej obecności nawet się nie domyślamy.   Kiedy technologia 5G zawita do Europy, telekomy będą reklamować jej superszybkość, ale to tylko jedna z cech połączenia przyszłości. Ważna, ale nie najważniejsza.

Jeśli dziś spojrzymy na zestawienie średnich prędkości dostępu w technologii LTE prezentowane przez portal SpeedTest.pl, to prędkość pobierania danych w Polsce waha się w zależności od operatora od ok. 16,5 do prawie 24,8 Mb/s. Są to na tyle dobre parametry, by bez przeszkód oglądać na ekranie filmy przesyłane z jakością wyższą niż Full HD (1440p) czy ściągnąć gigabajt danych w niespełna 6-9 minut. Czego (a przede wszystkim dlaczego) chcieć więcej?

Z punktu widzenia każdego z nas na takie pytanie można by właściwie odpowiedzieć, że wyższa szybkość przydałaby się nam do oglądania filmów w rozdzielczości 4K. Zmniejszenie czasu ściągania wielkich plików też byłoby korzystne, ale z drugiej strony, jak często potrzebujemy ich „na już”?

Mobilna łączność szerokopasmowa, czyli to, z czego korzystamy łącząc się z internetem na swoim smartfonie, jest tylko jednym z aspektów komunikacji przyszłości. Ważnym, ale nie najważniejszym.

Co więc jest ważniejsze dla mobilnych sieci niż nasze komórki?

Szacuje się, że dziś na świecie działa ok. 6,8 miliarda urządzeń podłączonych do sieci, które nie są telefonami, tabletami czy komputerami. Według Cisco do 2020 roku funkcjonować będzie 50 miliardów połączonych urządzeń internetu rzeczy (z ang. Internet of Things – IoT): mikrokomputerów wielkości paznokcia, wszechobecnych, komunikujących się ze sobą, czujników.Już niebawem miliony takich urządzeń umieszczone będą w inteligentnych miastach (na przejściach dla pieszych, parkingach itp.), samochodach autonomicznych, ale też w banalnych przedmiotach codziennego użytku: pralkach czy szczoteczkach do zębów. Dlatego to nie smartfony, ale ta zawrotna liczba urządzeń IoT, jakie oplotą naszą planetę, jest głównym powodem prac nad mobilnym internetem przyszłości, który zapewni tym 50 miliardom „rzeczy” odpowiednią przepustowość danych, prędkość i minimalne opóźnienia.

Świat, w którym każda rzecz będzie podłączona do internetu, będzie swego rodzaju ukoronowaniem trzeciej rewolucji przemysłowej, jaką jest niezwalniająca od lat 80. XX wieku rewolucja cyfrowa.

To robi wrażenie: szybkość 20 Gb/s i 1 000 000 urządzeń na km²

Pod koniec lutego Międzynarodowy Związek Komunikacyjny (International Telecommunication Union, ITU) opublikował raport, w którym zdefiniowane zostały minimalne wymagania dla piątej generacji połączeń mobilnych 5G, jakie mają działać w 2020 roku.

Prędkość

Zawrotna prędkość pobierania danych wynosząca 20 GB/s (10 GB/s dla wysyłania) to najczęściej powtarzana informacja na temat internetu 5G. Trudno się temu dziwić, bo oznacza to 200-krotne przyspieszenie w stosunku do parametrów łączności LTE (100 Mb/s). Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że to tzw. prędkość szczytowa i realnie użytkownicy mają pobierać dane z szybkością 100 Mb/s, a wysyłać 50 Mb/s. Teoretycznie obecne na rynku standardy LTE i LTE-A (Long Term Evolution Advanced) pozwalają już dziś osiągać takie prędkości. Czasem, przy „dobrych wiatrach”, nawet i mi udało się takie zarejestrować. W przypadku 5G ma to nie być dzieło przypadku, ale minimalna gwarantowana prędkość, bez względu na obciążenie sieci.

Oznacza to, że 5G pozwoli na bezproblemowe przesyłanie filmów nie tylko w 4K, ale też w dopiero co raczkującym standardzie 8K (7680×4320 pikseli). Otworzy też drogę do wirtualnej czy też rozszerzonej rzeczywistości (by nasz mózg dał się oszukać, potrzebuje bardzo wysokiej jakości obrazu, co oznacza transfer danych wideo na poziomie minimum 300 Mbps), świata 3D i pod znakiem zapytania postawi dostęp do powszechnego dziś stacjonarnego internetu oraz telewizji kablowej. Wzrost prędkości wysyłania plików sprawi, że będziemy chętniej korzystać z danych zapisywanych w chmurze.

Przepustowość

Nokia szacuje, że z roku na rok wielkość ruchu w internecie wzrasta w przedziale od 25 do 50 proc. Wynika z tego, że sieć 5G będzie musiała się zmierzyć z ok. 10 000 razy większą ilością danych, które napływać będą z czujników kontrolujących każde skrzyżowanie, badających poziom szkodliwych pyłów, sensorów ukrytych w ubraniach i monitorujących nasze ciśnienie, tętno itp.

Kiedy wyobrazimy sobie tę masę, to opublikowany przez ITU wymóg, by standard 5G obsługiwał 1 000 000 urządzeń na kilometr kwadratowy, nabiera zupełnie innego znaczenia.

Opóźnienia

LTE 5G ma też wyeliminować piętę achillesową wcześniejszych standardów mobilnego dostępu do internetu. Chodzi tu o opóźnienia w przesyłaniu danych, czyli mówiąc obrazowo czas, jaki upływa pomiędzy zadaniem pytania na naszym telefonie a otrzymaniem na nie odpowiedzi zwrotnej. Średnie testowe wartości dla transmisji LTE w Polsce oscylują w przedziale od 33 do 44 ms. To bardzo mało, sekunda przecież trwa 1000 milisekund, ale z drugiej strony dźwięk potrzebuje aż 40 ms, by przebyć dystans 10 metrów.

W nowym standardzie komunikacji mobilnej opóźnienia mają wynosić ok. 1 ms i dopiero taka wartość sprawi, że możliwe będzie przeprowadzanie skomplikowanych operacji chirurgicznych na odległość czy zdalne zarządzanie automatyką procesów produkcyjnych. Nieco mniejsze wymagania ma sterowanie maszynami czy komunikacja pomiędzy pojazdami autonomicznymi, które ostrzegają się nawzajem o zagrożeniach. Tutaj opóźnienia rzędu 5 ms są akceptowalne – w tym czasie jadący z prędkością 100 km/h godzinę samochód przejedzie ok. 3 cm, zanim zadziała system ABS. Gdyby ta informacja została nadana poprzez sieć 4G, pojazd przebyłby ok. 1,5 metra.

5G przyniesie nie tylko ekstremalnie niskie opóźnienia, ale zagwarantuje też niespotykaną do tej pory niezawodność komunikacji. Bez niej trudno sobie przecież wyobrazić sterowanie robotem chirurgicznym.

2020 rok jest tuż tuż

Modem 5G zapowiedziany przez Intela, ma już w tym roku pracować z szybkością 5 Gb/s (zdjęcie: Walden Kirsch/Intel Corporation)

Perspektywa czasowa dla spełnienia wymagań wymienionej w specyfikacji 5G jest, najprościej mówiąc, bardzo krótka. W „starej” technologii LTE-A w warunkach laboratoryjnych polskiemu oddziałowi Orange udało się we wrześniu 2016 roku osiągnąć prędkość 1,91 Gb/s. To imponująca wartość na światowym poziomie, ale zbyt odległa od wymagań stawianych przed internetem przyszłości. Przełomem mają być nowe modemy, jakie zadebiutują w drugiej połowie tego roku, takie jak ten, który zaprezentował Intel podczas CES 2017.

Źródła: Intel, Cisco, Ericsson, Nokia, ITU

Tekst jest elementem współpracy z firmą Intel. Partner nie miał wpływu na treść ani opinie, które wyrażamy.