IK: 5G będzie kolejną ewolucją łączności bezprzewodowej

8 maja 2020, 16:30 Cyberprzestrzeń
191125-F-BK017-0001
Źródło: media.defense.gov

Temat sieci 5G jest coraz bardziej popularny, mówi się o rewolucji technologicznej, a mimo to wciąż niewielu zdaje sobie sprawę, na czym ta technologia naprawdę polega. Instytut Kościuszki zebrał i umieścił w raporcie podstawowe informacje o rozwoju i wdrażaniu sieci 5G.

Szanse, zagrożenia i wyzwania

Robert Siudak z Instytutu Kościuszki zauważa, że 5G nie jest ani pierwszą, ani ostatnią generacją sieci mobilnych – mimo to rozpatrywana jest w kategoriach przełomu. – Aby to zrozumieć warto posłużyć się przykładem z branży, która diametralnie zmieniła analogowy świat XX wieku, podobnie jak IT transformuje rzeczywistość XXI wieku. Mowa w tym wypadku o motoryzacji i roli jaką odegrał Ford T, samochód stworzony przez samego Henry’ego Forda, wyprodukowany w ponad 15 milionach egzemplarzy. Nie był on ani pierwszym samochodem z silnikiem spalinowym, ani też konstrukcyjnie nie różnił się znacznie od swoich poprzedników. Mimo to zrewolucjonizował on nie tylko transport, ale całą gospodarkę, przestawiając kluczowe branże na tory rozwoju opartego na możliwości masowego, szybkiego i taniego przemieszczania ludzi oraz towarów – pisze dyrektor IK.

Instytut Kościuszki podkreśla, że technologia 5G będzie kolejną ewolucją łączności bezprzewodowej. W porównaniu do poprzednich generacji sieci mobilnych zapewni nawet 20 razy szybszą prędkość transferu danych (do 10 Gb/s przy wysyłaniu oraz do 20 GB/s przy pobieraniu), znacznie ograniczy opóźnienia w komunikacji (do jednej milisekundy), a także pozwoli na zwiększenie liczby urządzeń podłączonych do sieci (nawet do 1 miliona urządzeń na kilometr kwadratowy).

W raporcie znajdziemy informację, że opierając się na wspomnianych możliwościach technologicznych spodziewać można się dynamicznego rozwoju Internetu Rzeczy, a tym samym nowych rozwiązań dla inteligentnego transportu, inteligentnego miasta oraz Przemysłu 4.0. Sieć 5G przyczyni się nie tylko do wzrostu gospodarczego i pobudzenia przedsiębiorczości, lecz także wpłynie bezpośrednio na życie codzienne obywateli. Stanie się to możliwe dzięki zastosowaniu szeregu nowości technologicznych w ramach funkcjonowania sieci 5G, w tym: innowacyjnych anten typu Massive MIMO; nowych przekaźników wyposażonych w mikro-, piko- oraz femtokomórki; koncepcji Mobile Edge Computing (MEC); technologii beamformingu; a także „usoftwarowienia” sieci, pozwalającego na wydzielanie odrębnych warstw, tzw. plastrów (ang. network slicing), oraz wirtualizacji elementów sieciowych i odseparowania sprzętu od oprogramowania (NFV, SDN). Do końca 2019 roku nie został jeszcze w pełni for-malnie zakończony proces standaryzacji sieci 5G. Obecnie wdrażane komercyjne sieci 5G buduje się głównie na bazie istniejących już sieci 4G\LTE, dokonując m.in. aktualizacji oprogramowania i zakupu funkcjonalności od dotychczasowych dostawców obecnych już w sieci operatorów. Samodzielne sieci piątej generacji – standalone 5G – są testowane aktualnie m.in. w Japonii i Chinach, a na rynek komercyjny wchodzą już w Korei Południowej.

Według IK, budowa sieci 5G wymaga wykorzystania szeregu komponentów wchodzących w skład sieci teleinformatycznej. Globalnymi liderami w zakresie rozwoju i komercyjnego wdrażania technologii wykorzystywanych w sieciach 5G są aktualnie Ericsson, Huawei Technologies, Nokia oraz Samsung Electronics. Liderem pod kątem patentów według wskaźnika istotności jest szwedzki Ericsson (2019 roku). Firma posiada 81 podpisanych komercyjnych kontraktów 5G, a także obsługuje ogółem 25 uruchomionych sieci 5G. Z kolei największą nominalną liczbę patentów związanych z technologią 5G posiada Huawei Technologies – 3 147 (dane ze stycznia 2020 roku).

Możliwości sieci 5G

Przełom związany z wdrożeniem sieci 5G nie wydarzy się z dnia na dzień. Zmiany, które będziemy obserwować będą miały raczej charakter stopniowy. Pierwsze wdrożenia sieci 5G oferowane są głównie konsumentom, realizując założenia usługowe dla tzw. kategorii eMBB.Wiele usług jest jednak w fazie projektów lub w fazie pilotażowej, szczególnie w przemyśle. Na rynku dopiero zaczynają pojawiać się urządzenia zdolne do obsługi sieci piątej generacji. Z czasem jednak zmiany będą widoczne, zarówno dla przedsiębiorstw, konsumentów, jak i gospodarki jako całości. Poniżej przedstawione zostały cztery sektory, w ramach których przewiduje się, że wdrożenie 5G stanowić będzie w kolejnych latach kluczowy element transformacyjny – mobilność i transport, inteligentne miasta, rolnictwo oraz media i rozrywka.

Źródło: Instytut Kościuszki

Transport i komunikacja

Oferowana obecnie przepustowość sieci 4G jest zbyt niska, aby efektywnie wdrożyć autonomiczne samochody. Według szacunków jeden pojazd autonomiczny będzie generował ponad 4 TB danych każdego dnia. Potrzeba ich przetworzenia generuje konieczność zwiększenia przepływności transmisji danych oraz pojemności sieci oraz uruchomienia przetwarzania danych na skraju sieci. Transport przyszłości będzie wiązał się z dwoma głównymi typami wymiany danych cyfrowych – komunikacją sieciową (za pomocą której pojazd będzie porozumiewał się z szeroko rozumianą infrastrukturą transportową z wykorzysta-niem sieci teleinformatycznej) oraz komunikacją bezpośrednią (odbierając w ten sposób wszelkie ostrzeżenia i analizując aktualną sytuację drogową w oparciu o wbudowane systemy).

Technologia oraz standard 5G będą najważniejsze dla rozwoju obu typów komunikacji, wymagających przetworzenia ogromnych ilości danych oraz minimalnych opóźnień. Będą one stopniowo zastępować już istniejących na rynku systemy komunikacji pojazdów autonomicznych z otoczeniem takie jak np. protokół Wi-Fi 802.11p (Europa) czy Intelligent Transportation Systems oparte na LTE (USA). 5G nie tylko umożliwi niezawodność połączenia sieciowego oraz zmniejszy opóźnienia, ale także zapewni nowe funkcjonalności dla użytkowników związane z optymalizacją czasu i drogi przejazdu. Przyczyni się również do znacznego zwiększenia bezpieczeństwa pojazdów autonomicznych oraz samochodów tradycyjnych, które będą mogły być wyposażone w inteligentne systemy bezpieczeństwa.

Biorąc pod uwagę opóźnienia w sieci 5G, wynoszące maksymalnie do 0,01 sekundy (w porównaniu do reakcji człowieka prowadzącego samochód, która wynosi ok. 0,5 sekundy), ma ona potencjał do poprawy ogólnego poziomu bezpieczeństwa na drogach. Przykładowo gwałtownie hamujący pojazd, który „zauważył” pieszego wchodzącego na drogę, może z minimalnym opóźnieniem wysłać informację do pojazdów znajdujących się za nim, aby te mogły również niemalże jednocześnie rozpocząć hamowanie. Oprócz korzyści związanych z bezpieczeństwem, autonomiczne pojazdy przyczynią się do zwiększenia oszczędności poprzez: mniejsze zużycie paliwa, możliwość zachowania krótszych odstępów od innych samo-chodów oraz optymalizację czasu przejazdu. Należy przy tym zaznaczyć, że perspektywa wdrożenia autonomicznych pojazdów na masową skalę w Polsce jest perspektywą 2030+ i można sądzić, że ich masowe wykorzystanie przypadnie na początki rozwoju sieci 6G.

Cały raport pt. „5G. Szanse, zagrożenia, wyzwania” można znaleźć tutaj.

Instytut Kościuszki

Amerykanie chcą rozmawiać z Huawei o standardach bezpieczeństwa sieci 5G