Aby czerpać korzyści z wykorzystywania technologii 5G, należy stworzyć warunki do jej bezpiecznego funkcjonowania

Na początku roku, 3 stycznia, operator sieci telefonii komórkowej Plus, firma Polkomtel należąca do Cyfrowego Polsatu, poinformowała w oficjalnym komunikacie, że rozpoczyna budowę pierwszej w Polsce komercyjnej sieci 5G pracującej na częstotliwości 2,6 GHz w technologii Time Division Duplex (TDD). Wybór takiej technologii pozwoli na komunikację z prędkością większą niż 500 MB/s.
Polkomtel planuje, że już w pierwszych miesiącach 2020 roku uruchomi komercyjne systemy 5G w siedmiu polskich miastach: Warszawie, Gdańsku, Katowicach, Łodzi, Poznaniu, Szczecinie i Wrocławiu. W tym celu firma planuje budowę 100 stacji bazowych, które będą wyposażone w urządzenia dostarczone przez fińską Nokię i szwedzkiego Ericssona.

Wybór firmy, która dostarcza konkretne rozwiązania technologiczne, jest bardzo ważny, niestety w Polsce nie produkujemy urządzeń pozwalających na budowę całościowej infrastruktury sieci 5G. Dlatego w październiku ubiegłego roku Ministerstwo Cyfryzacji oraz Polski Fundusz Rozwoju postanowiły powołać specjalną spółkę „Polskie 5G”. W tym celu podpisano porozumienie głównych graczy na rynku telekomunikacyjnym: Exatel, Polkomtel, Orange Polska oraz T-Mobile Polska. W listopadzie chęć przystąpienia do konsorcjum wyraziła też spółka Play, która chce zbudować swoją infrastrukturę obejmującą teren Trójmiasta. Firma Play planuje wyprzedzić działania Polkomtela i jako pierwsza uruchomić sieć 5G w Gdyni. Zatem wyścig już się rozpoczął, a nam pozostaje jedynie śledzenie poczynań telekomów i oczekiwanie na podłączenie do nowej sieci. Dlatego tak ważne jest szybkie uruchomienie koordynatora rozwoju technologii 5G w skali całej Polski.
Celem powołanej spółki „Polskie 5G” ma być właśnie zapewnienie ogólnopolskiej dostępności usług 5G w wybranych pasmach, dbałość o bezpieczeństwo technologii i zapewnienie możliwie niskich cen usług dla użytkowników tej technologii. To bardzo ważny element budowania w Polsce infrastruktury technologii 5G w taki sposób, aby z jednej strony zapewnić dywersyfikację usług, kontrolę w zakresie cyberbezpieczeństwa oraz koordynację z poziomu rządu polskiego nowoczesnej infrastruktury informatycznej.
Chodzi tutaj również o olbrzymie pieniądze, które będą zainwestowane w budowę tej sieci, oraz środki finansowe, które zasilą budżet Polski, pochodzące z koniecznych przetargów, jakie muszą zostać rozstrzygnięte dla poszczególnych operatorów sieci 5G.
Pod koniec 2019 roku Urząd Komunikacji Elektronicznej rozpoczął konsultacje w sprawie aukcji na nowe częstotliwości wykorzystywane w budowie i rozwoju sieci 5G. Planowane jest udostępnienie czterech rezerwacji, każda w cenie wywoławczej 450 mln zł, co daje sumaryczną kwotę 1,8 mld zł. Każda z rezerwacji obejmuje pasmo o szerokości 80 MHz z zakresu 3,48-3,80 GHz.

Wytyczne Komisji Europejskiej dotyczące rozwoju sieci 5G wymagają, aby do 2025 roku była ona dostępna przynajmniej w jednym dużym mieście kraju członkowskiego oraz na głównych szlakach transportowych. Parametry sieci 5G mają w 2025 roku osiągnąć 1 Gb/s prędkości transferu danych, opóźnienie mniejsze niż 5 milisekund oraz dostępność obsługi przynajmniej 100 urządzeń na jeden metr kwadratowy. Szczególnie ten ostatni parametr powinien pomóc nam zrozumieć przełom technologiczny, jaki umożliwi nam stosowanie technologii 5G.

Jeden metr kwadratowy to nasze najbliższe otoczenie. Zastanówmy się, ile urządzeń wymagających dostępu do internetu znajduje się teraz w pobliżu nas. Zapewne jest to telefon komórkowy, może jeszcze laptop albo komputer, być może smartwatch na naszym ręku albo urządzenie multimedialne w pobliżu. To przecież tylko kilka urządzeń i trudno nam sobie wyobrazić, gdzie moglibyśmy znaleźć ich więcej – a przecież docelowo już za pięć lat ma nas otaczać kilkadziesiąt takich sieciowych nadajników i wszystkie będą obsługiwane w czasie rzeczywistym za pomocą sieci internetowej.

Po co nam 5G?

Zapewne w tym miejscu wielu Czytelników zadaje sobie pytanie, po co inwestować ogromne środki finansowe, budować nowe sieci światłowodowe oraz rozbudowywać infrastrukturę telekomunikacyjną, która jest konieczna do funkcjonowania sieci 5G. Przecież do tej pory korzystamy z internetu w sposób bardzo wygodny, zazwyczaj wystarcza nam do tego telefon komórkowy, rozbudowana sieć punktów dostępowych Wi-Fi oraz liczne urządzenia połączone z naszymi urządzeniami technologią bluetooth.
Powodów jest kilka, a niektóre z nich są bardzo ważne w naszych polskich realiach. Zacznijmy jednak od najważniejszej przesłanki.

Otóż według raportu Instytutu Łączności, w ciągu najbliższych trzech lat obecna konfiguracja sieci nie będzie już w stanie obsłużyć prognozowanego zapotrzebowania na dostęp do usług sieciowych. Szczególnie w małych miastach i na wsiach, gdzie nie ma rozbudowanej sieci światłowodowej, a obecna infrastruktura telekomunikacyjna w większości wykorzystuje usługi sieciowe pochodzące od operatorów telefonii komórkowej, sieć wyczerpie swoje możliwości już w 2020 roku. Aby utrzymać jakość dotychczasowych usług i tak musielibyśmy zainwestować ogromne środki finansowe na rozbudowę przestarzałej już infrastruktury. Zatem dużo lepszym wyjściem jest zaplanowanie rozsądnej budowy nowej infrastruktury, która zapewni nam odpowiedni poziom rozwoju na najbliższe kilkadziesiąt lat.

Zdalnie sterowana medycyna

Sieć 5G to coś dużo ważniejszego niż tylko szansa na szybszy internet mobilny. Jest to nade wszystko możliwość rozwoju najnowszych technologii w bardzo wielu obszarach gospodarki narodowej. Doskonale wiemy, że na polu rozwoju technologicznego ciągle musimy gonić bogatsze, bardziej rozwinięte technologicznie kraje świata. Inwestycja w rozwój sieci 5G pozwoli nam je nie tylko dogonić, ale da szansę na znalezienie rozwiązań nowatorskich i takich, które ustawią nasze firmy w czołówce światowej. Bardzo szybko rozwijające się technologie internetu rzeczy (Internet of Things), rzeczywistości rozszerzonej (Augmentet Reality), rzeczywistości wirtualnej (Virtual Reality) czy też technologie autonomicznych samochodów to tylko niektóre przykłady nowych technologii, które wymagają sieci 5G, aby mogły się dalej rozwijać.

Bardzo ważny jest również dalszy rozwój technologii finansowych (fintech), które są niezbędne w budowaniu konkurencyjnej i innowacyjnej gospodarki. Ich skuteczne i szybkie działanie wymaga również podłączenia do sieci 5G.

Kiedy sieć umożliwi nam transfer danych z prędkością 10 Gb/s, to możliwe stanie się tworzenie zaawansowanych projektów medialnych, takich jak filmy i gry komputerowe, które będą mogły być zarówno tworzone, jak i rozpowszechniane bezpośrednio w sieci internetowej.

Jednak poza zwiększeniem wielkości przesyłanych danych sieć 5G daje nam również dużo mniejsze opóźnienia w transferze. Ten czas może się zmniejszyć nawet do tysięcznych części sekundy. Jest to niezmiernie ważny parametr w technologiach zdalnego sterowania na odległość systemami robotycznymi, procesami przemysłowymi czy też coraz częściej stosowanymi technologiami medycyny zdalnej.

Dzięki tej technologii zabiegi chirurgiczne na odległość w końcu przestaną być jednostkowymi wydarzeniami, a wejdą do standardu opieki medycznej. Przecież takie zabiegi wymagają przetworzenia perfekcyjnych ruchów ręki chirurga, które zostaną przekazane na odległość do sali operacyjnej, w której znajduje się pacjent, natomiast wysokiej jakości obraz wideo musi być bez opóźnień przekazany w drugą stronę do miejsca, gdzie znajduje się chirurg. Zabieg chirurgiczny z wykorzystaniem dotychczasowo stosowanej technologii, np. popularnego komunikatora Skype, jest właściwie niemożliwy, ponieważ opóźnienie sygnału wideo, które nie przeszkadza nam bardzo w rozmowie ze znajomymi znajdującymi się tysiące kilometrów od nas, jest niezwykle niebezpieczne, jeśli miałoby służyć do przeprowadzania zabiegów chirurgicznych.

Dlatego w takim przypadku technologia 5G jest niezbędnym elementem w ratowaniu życia i ochronie zdrowia, szczególnie tam, gdzie do szpitala jest daleko, a zabieg trzeba przeprowadzić bardzo szybko. Zrobotyzowane sale operacyjne, sterowane przez profesjonalnego chirurga znajdującego się bardzo daleko, to przyszłość medycyny, obniży ona koszty i poprawi dostępność do specjalistycznych usług medycznych.

Inteligentne fabryki i domy

Powróćmy teraz na chwilę do parametru sieci 5G, który ma umożliwić jednoczesną obsługę 100 urządzeń podłączonych do sieci znajdujących się na powierzchni jednego metra kwadratowego. Takie warunki będą spełniały fabryki nowej generacji, to tam na nowoczesnych liniach technologicznych będą umieszczane liczne czujniki, kontrolery, silniki krokowe i inne urządzenia, które umożliwią pełną automatyzację procesu produkcji. Ich działanie musi być bardzo szybkie i niezawodne, dlatego szybki czas dostępu, małe opóźnienia i bardzo duża gęstość są wymagane w obszarach industrialnych. Połączenia za pomocą kabli elektrycznych są zbyt wolne, a światłowody w tym wypadku zbyt drogie i zbyt trudne do szybkich zmian procesów produkcyjnych.

W tym przypadku elastyczność sieci 5G da bardzo dużą przewagę konkurencyjną tym producentom, którzy ją zastosują. Dlatego inwestorzy obecnie szukają obszarów, na których nie tylko jest dobra infrastruktura drogowo-kolejowa, ale również takich, gdzie istnieje już wdrożona i sprawnie działająca infrastruktura 5G. Jest to zresztą główna przyczyna, dla której takie kraje jak Stany Zjednoczone, Chiny i Korea Południowa są obecnie liderami we wdrażaniu technologii 5G. Kolejnym miejscem zastosowania technologii 5G jest rolnictwo i skuteczny monitoring ekologiczny. W gospodarstwach rolnych planowane jest powszechne użycie dronów w celu monitoringu pół uprawnych oraz hodowanych zwierząt, szczególnie na dużych obszarach. Monitorowanie pól za pomocą dronów dość szybko wskaże problemy występujące np. w czasie suszy, zagrożenie szkodnikami czy też innymi czynnikami wpływającymi na wydajność produkcji rolniczej. Z drugiej strony gęste rozmieszczenie czujników, np. mierzących wilgotność, nasłonecznienie czy też poziom emisji CO2, pozwoli w szybki i bardzo dokładny sposób zbadać stan środowiska naturalnego, wykryć zagrożenia, a przy okazji dokładnie wskazać miejsca, w których rzeczywiście występuje duża emisja szkodliwych substancji.

Kiedy takie same czujniki zastosujemy w domu, będziemy mogli sprawniej zarządzać systemami ogrzewania i oświetlenia. Możliwe będzie zaprojektowanie systemu, który dynamicznie reaguje na zmiany pogody i dostosowuje poziomy ogrzewania, wentylacji i oświetlenia do panujących warunków. Badania pilotażowe wykazują, że takie systemy mogą dać nawet 60 proc. oszczędności w wykorzystaniu energii elektrycznej i paliwa stosowanego do ogrzewania domów. To niewątpliwie bardzo ważny czynnik, który dzięki oszczędności energii elektrycznej pozwoli na zwiększenie poziomu ochrony środowiska. Wprowadzenie nowego systemu 5G daje Polsce szansę nie tylko na dogonienie krajów rozwiniętych, ale również na znalezienie nowych nisz technologicznych, w których możemy stać się liderami. Pamiętajmy, że pierwsze telefony komórkowe zostały wprowadzone jeszcze w standardach analogowych w USA w roku 1983, a w Polsce pojawiły się dopiero po 9 latach, kiedy Centertel uruchomił pierwszą sieć zwaną dzisiaj 1G.

Kolejna technologia 2G, wykorzystująca już cyfrowe technologie, nazywana GSM, wystartowała w Finlandii w roku 1991. W Polsce stała się dostępna z pięcioletnim opóźnieniem, kiedy w roku 1996 Polkomtel uruchomił swoją sieć w Warszawie. Sieć trzeciej generacji, zwana UMTS, pojawiła się jako pierwsza w Japonii w roku 2001, a w Polsce stała się dostępna trzy lata później.

W technologii 4G nie zanotowaliśmy już opóźnienia, właściwie równolegle z innymi rozwiniętymi krajami świata uruchomiliśmy w 2010 roku pierwsze połączenia testowe, a w 2011 komercyjną sieć, z której do dzisiaj wszyscy korzystamy. Zatem mamy duże szanse, aby technologię 5G wprowadzić jako jedni z pierwszych i czerpać z tego korzyści ekonomiczne i technologiczne.

Problemy i zagrożenia

Najważniejszym zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa informatycznego powstającej sieci. Tutaj najlepszym sposobem jest odpowiednia dywersyfikacja dostawców infrastruktury, tak aby nie uzależniać się tylko od jednego, choćby najlepszego. Na razie na tym polu sytuacja wygląda bardzo dobrze, technologicznie angażują się w Polsce główni gracze, zarówno z Europy, jak i z USA i Azji.

Ważne jest też, abyśmy nie lekceważyli chińskich dostawców sprzętu, to również potentat na rynku technologii 5G. Jeśli dokonamy rozsądnych wyborów i właściwie zdywersyfikujemy dostawców oraz projektantów, to możemy odnieść z tego korzyści. Przecież w kolejnych latach możemy rozpocząć produkcję w Polsce nie tylko komponentów sieci 5G, ale również opracować nasze własne rozwiązania i w ten sposób zdobyć przewagę technologiczną.

Jednak najpierw potrzebne jest właściwe zaprojektowanie struktury finansowej i technologicznej, otwieranie nowych kierunków studiów technicznych, inwestycje w edukację i projekty innowacyjne. Mam nadzieję, że tutaj działania agencji rządowych będą właściwie skoordynowane i odpowiednio finansowane.

Aby czerpać korzyści z właściwego i roztropnego wykorzystywania technologii 5G, należy stworzyć warunki do jej bezpiecznego funkcjonowania i eksploatacji.

Rozbudowa infrastruktury 5G wymaga zbudowania bardzo dużej infrastruktury nowych stacji bazowych. Należy pamiętać, że zasięg 5G, szczególnie w terenach zabudowanych, wynosi jedynie kilkaset metrów, dlatego liczba nadajników będzie dużo większa, ale z kolei ich moc jednostkowa dużo mniejsza. Korzystając dzisiaj z sieci 4G, szczególnie kiedy jesteśmy oddaleni od stacji bazowej, możemy zauważyć nagrzewanie się naszego telefonu komórkowego, które jest spowodowane emitowaniem silniejszego sygnału. Kiedy odległości pomiędzy stacjami zostaną zmniejszone, ta niedogodność powinna zniknąć.

Pojawiają się czasami pytania dotyczące bezpieczeństwa długotrwałego przebywania w obszarach o wysokim natężeniu promieniowania elektromagnetycznego. Nie wolno ich lekceważyć, ale nie możemy również budować atmosfery zagrożenia, kiedy najnowsze badania naukowe nie potwierdzają tezy o nadmiernej szkodliwości takiego typu promieniowania.

Pamiętajmy, że wielu krajom nie za bardzo podoba się, że Polska nagle znalazła się w czołówce rozwiniętych państw świata, które skutecznie wdrażają najnowsze technologie. Dlatego w czerwcu 2019 roku Ministerstwo Cyfryzacji opublikowało i udostępniło na swojej stronie Białą Księgę 5G przygotowaną przez Instytut Łączności. Opisuje ona szczegółowo wszystkie możliwe niebezpieczeństwa związane z wprowadzeniem standardu 5G oraz sposoby ich monitorowania oraz eliminowania.

Jeśli chodzi o szkodliwość promieniowania elektromagnetycznego, to na ukończeniu są prace nad specjalnym portalem monitorującym jego natężenie na całym terytorium Polski. Już niedługo każdy będzie mógł sprawdzić na stronie internetowej, jakie jest natężenia promieniowania pola elektromagnetycznego w okolicach jego domu czy też pracy. System o nazwie SI2PEM umożliwi monitorowanie ewentualnych niebezpieczeństw, jakie mogą pojawić się podczas budowy i uruchamiania kolejnych elementów systemu 5G. Takie przejrzyste prezentowanie danych dostępnych dla wszystkich obywateli powinno zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa. Nie wierzmy zatem w niesprawdzone plotki i kłamstwa internetowe, ale samodzielnie sprawdzajmy dostępne informacje i w razie jakichkolwiek wątpliwości zadawajmy pytania ekspertom, których dane kontaktowe można znaleźć na stronie ministerstwa.