5G w mieście


04-02-2020 17:19:27

Na początku stycznia Polkomtel, operator sieci Plus z Grupy Cyfrowy Polsat, poinformował o rozpoczęciu budowy pierwszej w Polsce komercyjnej sieci 5G na posiadanej częstotliwości 2600 MHz TDD (Time Division Duplex). W I kwartale 2020 r. będą z niej mogli korzystać klienci w Warszawie, Gdańsku, Katowicach, Łodzi, Poznaniu, Szczecinie i Wrocławiu.

Do końca 2025 r. sieci 5G będą obejmowały swoim zasięgiem 65% światowej populacji oraz będą obsługiwać 45% globalnego, mobilnego transferu danych, a liczba abonentów 5G przekroczy 2,6 mld – tak prognozuje opublikowany w listopadzie 2019 r. Ericsson Mobility Report.

Jednak zanim to nastąpi, niezbędne jest wprowadzenie licznych zmian legislacyjnych i infrastrukturalnych. Na początku 2018 r. Ministerstwo Cyfryzacji opublikowało projekt Strategii „5G dla Polski”, w którym określono konieczne działania i środki potrzebne do realizacji celu, jakim jest terminowe, tj. najpóźniej do 2025 r., wdrożenie sieci 5G w Polsce w sposób efektywny kosztowo oraz spełnienie inicjatywy Komisji Europejskiej dotyczącej stworzenia planu działań w procesie wdrożenia i uruchamiania sieci 5G na terenie Unii Europejskiej. Uwagi do niego zgłosiło 38 podmiotów.

Postępowanie konsultacyjne w sprawie rozdysponowania częstotliwości pod 5G Urząd Komunikacji Elektronicznej rozpoczął 9 grudnia 2019 r. Przewidziano 4 rezerwacje, każda po 80 MHz z pasma 3480-3800 MHz, które będą ważne do końca maja 2035 r. Proponowana cena wywoławcza każdego z bloków wynosi 450 mln zł.

Stacje bazowe piko- i femtokomórki

Strategia „5G dla Polski” wyznacza również za cel pokrycie siecią 5G w 2025 r. określonego minimum siatki dróg publicznych, wynikających z ustaleń procesu rzymskiego, czyli główne szlaki transportowe: autostrady A2 i A1 oraz całość lub część dróg ekspresowych S3, S7, S8 i S61.

Ale zanim tak się stanie, niezbędne są inwestycje, bo sieć 5G będzie korzystać z większej liczby stacji bazowych niż dotychczasowe. Będą jednak miały znacznie mniejszą moc niż używane dziś. Ponadto urządzenia 5G będą wykorzystywać m.in. fale radiowe o częstotliwości 26 GHz. A tu – zdaniem Ministerstwa Cyfryzacji – istotnym problemem jest ograniczenie zasięgu, spowodowane tłumieniem fali przez różnego rodzaju przeszkody, jak np. budynki. Szacowane zasięgi w ramach pasma 26 GHz wynoszą 50-500 m w przestrzeniach otwartych, natomiast w obszarach zabudowanych nie przekraczają 200 m. Dlatego sieć będzie musiała być zbudowana inaczej niż istniejące obecnie sieci 3G czy 4G/LTE/LTE-Advanced, które wykorzystują tzw. makrokomórki. Konieczne będzie wybudowanie dużej liczby bardzo małych stacji bazowych o małej mocy: tzw. piko- i femtokomórek. Nic dziwnego, że łącznie liczba nadajników wchodzących w skład sieci będzie od 10 do 100 razy większa niż obecnie. Ponadto nadajniki sieci 5G muszą być w pełni obsługiwane przez światłowody, co oznacza rozkopanie jezdni i chodników.

Oczywiście nowe stacje bazowe w większości nie będą przypominały tych znanych nam z dachów czy masztów, bo – jak obrazowo wyjaśnia resort cyfryzacji – pikokomórki rozmiarami przypominają pudełko po butach. Tym samym będą w niewielkim stopniu wpływać na krajobraz. Ich niewielkie rozmiary i niewielkie zapotrzebowanie na energię pozwoli instalować je w miejscach, w których nie będą rzucały się w oczy, np. na słupach latarni. Jednocześnie  będą wykorzystywane jako lokalne punkty dostępowe w przestrzeni publicznej, np. na stadionach czy w galeriach handlowych.

W I kwartale Polkomtel planuje uruchomienie ok. 100 stacji bazowych 5G, wyposażonych w nowoczesny sprzęt Nokii i Ericssona. Kluczowym elementem sieci jest technologia TDD, której jedyne komercyjne wdrożenia w Polsce ma realizować Grupa Cyfrowy Polsat w paśmie 2600 MHz (2570-2620 MHz). Pozwala ona na transmisję danych z wykorzystaniem jednego, wspólnego fragmentu pasma do naprzemiennej w czasie transmisji downlink/uplink.

Korzyści dla Kowalskiego

Użytkownicy komputerów czy urządzeń mobilnych zauważą wzrost prędkości transmisji danych. Z oferowanych dzięki sieci 5G udogodnień skorzystają nie tylko kierowcy i pasażerowie komunikacji publicznej, gdyż jest ona szkieletem całego smart city i będzie wykorzystywana również w wielu miejscach miast. I tak latarnie uliczne mogą być wyposażone w czujniki włączające światło, gdy będzie to potrzebne. Ponadto będzie można zainstalować na nich czujniki jakości powietrza czy kamery wysokiej rozdzielczości, monitorujące ruch uliczny, ułatwiające służbom ratowniczym rozeznanie w sytuacji zanim jeszcze strażacy, pogotowie czy policja dotrą na miejsce. W inteligentnych miastach dzięki sieci 5G karetki lub wozy strażackie będą w stałej łączności z systemem zarządzającym ruchem ulicznym i do celu dotrą najszybszą trasą, z pominięciem korków i czerwonych świateł. Skorzystają jednak nie tylko pojazdy uprzywilejowane, bo dzięki danym z zainstalowanych na drogach kamer i czujników ruchu będzie można na bieżąco tak przekierowywać pojazdy, by docierały na miejsce w możliwie najkrótszym czasie. Jednocześnie system wykryje wszelkie anomalie, jak stłuczki, potrącenia pieszych czy wypadki i natychmiast wyśle na miejsce odpowiednie służby, bez czekania na zgłoszenie.

Naukowcy amerykańskiego Uniwersytetu Carnegie Mellon przetestowali już podobny system w Pittsburghu w stanie Pensylwania. Inteligentne algorytmy przejęły tam sterowanie ulicznymi światłami i decydowały o ich zmianie wyłącznie na podstawie danych z kamer i innych czujników zainstalowanych przy drogach. Rezultatem było zredukowanie czasu oczekiwania na światłach o 40%, skrócenie czasu średniego dojazdu do pracy o 26% i zmniejszenie emisji zanieczyszczeń przez pojazdy o 21%.

Z kolei systemy zarządzania miejscami parkingowymi będą, wskutek zainstalowania czujników na latarniach ulicznych, automatycznie kierować pojazdy do najbliższego wolnego miejsca. Te same czujniki mogą jednocześnie automatycznie naliczać opłaty w strefach płatnego parkowania, co wyeliminuje konieczność stawiania parkometrów.

Sieć 5G może także zmienić działanie komunikacji publicznej. System może na bieżąco analizować zapotrzebowanie na autobusy i tramwaje, a także przewidywać, jak będzie się ono zmieniać w kolejnych godzinach, biorąc pod uwagę choćby koncerty, mecze czy takie zdarzenia, jak awarie lub wypadki na drogach. Docelowo tradycyjne autobusy jeżdżące ustalonymi z góry trasami mogą zostać zastąpione przez inteligentne autobusy, które będą dynamicznie dostosowywały swoją trasę tak, by rozwieźć pasażerów prosto do celu.

Systemy ogrzewania lub oświetlenia mogą, za pośrednictwem setek tysięcy czujników, dynamicznie reagować na zmianę pogody, co nie tylko zmniejszy wydatki z miejskiej kasy, ale ograniczy też emisję CO2.

Czujniki, kamery i systemy analizy informacji istnieją już od lat, ale ich wykorzystanie w skali całego miasta było dotąd niemal niemożliwe, bo żadna istniejąca bezprzewodowa sieć nie miała pojemności wystarczającej do jednoczesnego podłączenia do niej koniecznej liczby urządzeń. Firma analityczna McKinsey Global przewiduje, że inteligentne technologie, takie jak połączone w sieć kamery, systemy zarządzania ruchem i czujniki, np. detektory wystrzałów z broni palnej, mogą ograniczyć liczbę śmiertelnych wypadków aż o 8-10%, a liczbę przestępstw o 30-40%.

Dlatego m.in. z tych względów Polska zdecydowanie potrzebuje sieci 5G.

– Sieci telekomunikacyjne są częścią strategicznej infrastruktury kraju, kolejnym filarem rozwoju, tak samo jak kiedyś drogi, tory kolejowe, linie energetyczne czy gazociągi. Nowoczesna infrastruktura, w tym rozwój sieci 5G, to szansa na rozwój Polski, to warunek wzrostu konkurencyjności naszej gospodarki i tworzenia nowych miejsc pracy. Nowoczesna gospodarka buduje dziś siłę i znaczenie państwa – czytamy w opublikowanym w lipcu 2019 r. Przewodniku po 5G, sygnowanym przez Ministerstwo Cyfryzacji, Instytut Łączności i Collegium Medicum UJ.

Jerzy Bojanowicz

W artykule wykorzystałem informacje opublikowane na stronie Ministerstwa Cyfryzacji – 5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji.

- Nie mamy opóźnień we wdrażaniu sieci 5G. W tym momencie kluczowa jest dystrybucja pasma do operatorów, czym w drodze aukcji lub przetargu zajmie się Urząd Komunikacji Elektronicznej. Po nowelizacji prawa telekomunikacyjnego ministerstwo otrzymało możliwość określenia w harmonogramie konkretnych terminów, w jakich musi do tego dojść. Pasmo zostanie rozdzielone do połowy 2020 r., i ten termin nie jest w żaden sposób zagrożony. Zgodnie z unijnymi wymogami sieć 5G ma być dostępna na terenie jednego dużego miasta w kraju do końca przyszłego roku. W zobowiązaniach pokryciowych dotyczących operatorów, którzy zdobędą częstotliwości w aukcji lub przetargu, będzie zapisany obowiązek uruchomienia takiej sieci w którymś z kilkunastu wskazanych przez rząd miast. Nie ma decyzji, o które konkretnie miasta będzie chodzić – zakładamy, że operatorzy będą je wybierać po ocenie swoich możliwości inwestycyjnych i infrastrukturalnych (Wanda Buk, wiceminister cyfryzacji, sierpień ub.r.).

***

Według założeń Urzędu Komunikacji Elektronicznej zwycięzcy aukcji zostaną zobowiązani do rozwoju sieci w największych skupiskach ludności, tj. gminach powyżej 80 tys. mieszkańców, poprzez budowę:

  • co najmniej 10 stacji bazowych na obszarze 1 miasta wojewódzkiego wybranego spośród wskazanych miast w terminie 6 miesięcy od otrzymania rezerwacji;
  • do 31 grudnia 2023 r., co najmniej 250 stacji bazowych na obszarze całego kraju, w tym co najmniej 10 stacji bazowych na obszarze każdej z co najmniej 20 gmin wybranych spośród wskazanych gmin, z zastrzeżeniem, że wybranych zostanie co najmniej 9 miast wojewódzkich;
  • do 31 grudnia 2025 r., co najmniej 500 stacji bazowych na obszarze całego kraju, w tym co najmniej 10 stacji bazowych na obszarze każdej z co najmniej 30 gmin wybranych spośród wskazanych gmin, z zastrzeżeniem, że wybranych zostanie co najmniej 16 miast wojewódzkich.

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl