Miesięcznik informatyków i menedżerów IT sektora publicznego

Wojciech Nowakowski

5G: czy to jeszcze będą telefony

Przemysł telekomunikacyjny przeszedł metamorfozę zaledwie w ciągu kilku dekad. Przeskoczyliśmy bardzo szybko cztery generacje. Teraz na rynek wchodzi rozwiązanie, które obiecuje tysiące razy szybszą komunikację niż najwyższy dziś standard 4G LTE.

Prognoza liczby połączeń komórkowych w standardzie 5G

Pojawienie się nowych standardów komunikacji bezprzewodowej nie oznacza, że użytkownicy porzucą starsze wersje, np. najpopularniejsze obecnie na świecie 2G. Największa liczba abonentów, zwłaszcza w krajach spoza czołówki technologicznej, nadal tkwi w komunikacji głosowej lub SMS-owej. A standard 5G obiecuje przede wszystkim wysokowydajny dostęp do internetu. Co więcej, ma być to era postsmartfonów, użytkownicy 5G będą bowiem zapewne musieli kupić nowocześniejsze urządzenia.

Nowy standard sieci komórkowej to nie tylko szybsze smartfony. Wyższe prędkości, mniejsze opóźnienia transmisji oraz nieograniczona liczba kanałów mają nam również zapewnić usługi tzw. rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości, w której ludzie i maszyny mogą „rozmawiać” ze sobą bez przerw i zaników transmisji. I choć aplikacje 5G mają prowadzić do cyfrowej powszechnej łączności urządzeń (things), to niewątpliwie przepustką do hiperkomunikacyjnego świata będą nowe, jeszcze nie opracowane i nie produkowane smartfony.

Podstawa sieci piątej generacji

MIMO (Multiple Input, Multiple Output) to rozwiązanie zwiększające przepustowość sieci bezprzewodowej dzięki transmisji wieloantenowej zarówno po stronie nadawczej, jak i po stronie odbiorczej. Technika ta oferuje wiele korzyści. Przede wszystkim zysk dywersyfikacji (diversity gain), czyli wzrost odporności łącza na zaniki, ponieważ sygnały z różnych anten nadawczych są niezależne. W rezultacie prawdopodobieństwo zaniku sygnału docierającego do odbiornika jest małe. Ponadto zaletą odbioru zbiorczego jest wzrost stosunku mocy sygnału w odbiorniku, wynikający z przetwarzania sygnału radiowego naraz ze wszystkich anten odbiorczych.

Duże znaczenie ma także zysk przełączania, czyli wzrost przepływności łącza radiowego, który wynika z podziału strumienia danych na podstrumienie (każdy jest wysyłany przez jedną antenę nadawczą). Urządzenia 5G powinny dobrze współdziałać z istniejącymi sieciami LTE, zwłaszcza w obszarach poza zasięgiem sygnału 5G lub tam, gdzie będzie on zanikał. Dlatego też w pierwszej specyfikacji standardu, jeszcze w grudniu ubiegłego roku przewidziano optymalizację modułów radiowych również pod względem kompatybilności z LTE.

Pierwszy moduł antenowy

Firma Qualcomm pokazała pierwsze anteny 5 mmWave 5G. Są one tak małe, że mieszczą się we współczesnych smartfonach i będą współpracować z wcześniejszymi modemami Snapdragon X50 5G. Wykorzystywanie fal milimetrowych w komunikacji 5G jest obiecujące, ponieważ w dużych miastach to tę właśnie technologię przewiduje się dla nowej ery telekomunikacji. Jakkolwiek fale milimetrowe są przesłaniane przez przeszkody terenowe, to jednak zastosowanie czterech modułów antenowych ma umożliwić pewny odbiór sygnału z najbliższego masztu lub sygnałów odbitych od tych przeszkód, np. budynków. Pierwsze telefony z modemami Qualcomm 5G są zapowiadane na początek 2019 r. Firmy Sony, Samsung, LG i HTC już teraz wspierają Qualcomm w pracach nad tą technologią.

Zainteresowaniem aż 19 światowych operatorów sieci, głównie amerykańskich, cieszy się z kolei opracowany nieco wcześniej przez Qualcomm modem X50. Osiemnastu producentów urządzeń, w tym Sony, ZTE i LG, już potwierdziło przyszłe wykorzystanie tych modułów w swoich produktach 5G. Qualcomm zaprezentował także nowy modem LTE–X24, który może być wbudowany we wczesne urządzenia 5G, ponieważ jego maksymalna prędkość pobierania (2 Gb/s) jest w stanie zapewnić utrzymanie szybkich połączeń nawet przy braku dostępności sieci 5G. Na marginesie, ten wyścig o realizację 5G jeszcze w 2018 r. jest w zasadzie bezsensowny, bo pierwsze smartfony z obsługą 5G na pewno będą gotowe dopiero w przyszłym roku. Obecnie zapowiedziano dwa, i to na drugą połowę 2019 r.: Moto Z3 4G Verizon (tylko z dodatkową funkcją 5G MotoMod) oraz w pełni zintegrowany smartfon 5G firmy LG w sieci Sprint. Co ciekawe, ma on być zbliżony do innych modeli telefonów tej firmy ceną, wielkością i masą.

[...]

Autor jest informatykiem, emerytowanym profesorem nadzwyczajnym w Instytucie Maszyn Matematycznych, włączonym obecnie w strukturę Państwowego Instytutu Badawczego NASK w Warszawie. Zajmuje się wykorzystaniem metod kryptografii współczesnej w teleinformatyce, w technologii klasycznej i kwantowej.

Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym wydaniu pisma. Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne.
 
 

Polecamy

Biblioteka Informacja Publiczna

Specjalistyczne publikacje książkowe dla pracowników administracji publicznej

więcej