5G

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

5G, technologia mobilna piątej generacji – standard sieci komórkowej, następca 4G.

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

Technologia mobilna piątej generacji obejmuje standard systemu, który musi spełniać założenia Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ang. ITU) ITU IMT-2020 postawione przed tym systemem. Założenia te zawierają wymagania na parametry wydajnościowe jak i zastosowania, które system piątej generacji musi być w stanie obsłużyć.

Kluczowe wymagania wydajnościowe zdefiniowane przez ITU dla sieci 5G:

  • Przepływność do 20 Gb/s w łączu do terminala („w dół”)
  • Przepływność do 10 Gb/s w łączu do sieci („w górę”)
  • Opóźnienia na poziomie 4 ms dla zastosowań eMBB i 1 ms dla zastosowań URLLC
  • Efektywność widmowa do 30 bit/s/Hz
  • Poziom błędów dla zastosowania URLLC na poziomie 10^-5

Scenariusze zastosowań zdefiniowane przez ITU dla sieci 5G:

  • eMBB (enhanced Mobile Broadband) - dostęp wysokich prędkości, w tym również dla użytkowników stacjonarnych (Fixed Wireless Access).
  • URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) – zastosowania wymagające bardzo niskich opóźnień (poniżej 1 ms) i/lub bardzo wysokiej niezawodności (poziom błędów 10^-5)
  • mMTC (massive Machine Type Communications) - dla szerokiego spektrum zastosowań Internetu Rzeczy, z możliwością obsłużenia do 1 mln urządzeń na km^2.[1]

Standard 3GPP[edytuj | edytuj kod]

New Radio (NR) Access Technology to oficjalna nazwa technologii 3GPP, która ma spełniać wymagania 5G postawione przez ITU. Obecnie używana jest tylko nazwa NR, bez rozwijania jej. Analogicznie wymagania dla sieci 4G postawione przez ITU spełniała technologia LTE. Logo 5G zostało dodatkowo zastrzeżone przez 3GPP i nie może być używane w odniesieniu do technologii nie będącej w zgodności ze specyfikacjami 3GPP[2].

Pierwsza wersja standardu sieci 5G została zamieszczona w 3GPP Release 15[3]. Spełnia on niektóre z założeń ITU. Pełne spełnienie założeń jest przewidziane w ramach standardu 3GPP Release 16, który ma zostać ukończony na początku roku 2020. Nie oznacza to jednak, że w oparciu o Release 15 nie można już budować sieci 5G, ani wykorzystywać urządzeń zgodnych z tym standardem do celów komercyjnych.

3GPP Release 15, jako pierwsza faza standardu piątej generacji, został podzielony na 3 części (to samo źródło co powyżej):

  • „Early drop” zawiera rozwiązania Non-standalone 5G, czyli tzw. architektura Option 3. w trybie non standalone. Oznacza to tryb "Dual Connectivity" z siecią LTE - terminal (smartfon, modem) jest jednocześnie podłączony do obydwu systemów[4], specyfikacja zamrożona w marcu 2018;
  • "Main drop" zawiera rozwiązania Standalone 5G[3] (tzw. architektura Option 2), specyfikacja zamrożona we wrześniu 2018;
  • “Late drop” zawiera dodatkowe architektury systemu (tzw. Option 4, Option 7 i 5G-5G Dual Connectivity), planowane zamrożenie specyfikacji w czerwcu 2019[5].

Częstotliwości pracy sieci 5G[edytuj | edytuj kod]

3GPP podzieliło potencjalne częstotliwości dla 5G na tzw. pasma niskie i wysokie a wartość graniczna została ustalona na 6 GHz. Jednocześnie wszystkie możliwe do wykorzystania przy budowie sieci 5G pasma zostały zapisane w standardzie 3GPP TS 38.101-1 dla pasm poniżej 6 GHz[6] oraz 3GPP TS 38.101-2 dla pasm powyżej 6 GHz[7].

Częstotliwości pola elektromagnetycznego wykorzystywane w sieciach 5G nie mają zdaniem Światowej Organizacji Zdrowia żadnego potwierdzonego wpływu na zdrowie i życie człowieka[8].

Architektura sieci 5G[edytuj | edytuj kod]

Dual Connectivity i możliwość podłączenia 5G i LTE do dwóch sieci rdzeniowych powoduje powstanie różnych możliwych architektur systemu. 8 opcji zostało zdefiniowanych na początku standaryzacji 5G, a najważniejsze z nich to:

  • Architektura 3x (zawarta w 3GPP Rel-15 „Early drop”) - oba systemy podłączone do EPC
  • Architektura 2 (zawarta w 3GPP Rel-15 „Main drop”) - całkowity standalone NR podłączony do sieci rdzeniowej 5G.
  • Architektury 4 i 7 (zawarte w 3GPP Rel-15 „Late drop”) - zawierają 5GC i Dual Connectivity 5G z LTE zakotwiczone w sieci core 5G.
  • Architektura 5 (zawarta w 3GPP Rel-15 „Main drop”) - LTE podłączone do sieci rdzeniowej 5G. Dzięki temu LTE zyska część funkcjonalności 5G.
Możliwe architektury sieci 5G
Możliwe architektury sieci 5G


Sieć 5G umożliwia oferowanie wyspecjalizowanych sieci wirtualnych (“network slice”) na współdzielonej infrastrukturze. Jest to koncept logiczny realizowany przez sieć umożliwiający oferowanie usług o bardzo zróżnicowanych wymaganiach na parametry transmisyjne. Możliwe będzie wydzielenie "plastrów" sieci dla konkretnych rodzin zastosowań, a nawet dla konkretnych klientów, zapewniając dodatkowe usługi i zabezpieczenia[9].

Infrastruktura[edytuj | edytuj kod]

W 2017 roku przedsiębiorstwa Telia, Ericsson i Intel uruchomiły pierwszą sieć 5G działającą w czasie rzeczywistym w Europie. Testy dotyczyły Tallinna i Sztokholmu[10]. W tym samym roku zaczęto testować 5G w Londynie[11] W 2019 roku na rynku mają się pojawić pierwsze komercyjne smartfony obsługujące standard 5G[12]. Według Deutsche Telekom w 2020 roku standard opuści fazę prototypu i zacznie być udostępniany klientom biznesowym[13]. Z kolei prezes Grupy Orange w grudniu 2018 zapowiedział, że na kolejny rok planowanych jest 17 komercyjnych wdrożeń sieci 5G w Orange[14].

Unia Europejska chce wykorzystywać do tego pasmo 700 MHz, które, zgodnie z planem, ma zostać przypisane do szerokopasmowych usług internetowych od czerwca 2020 roku[15].

Według Komisji Europejskiej technologia 5G „ma potencjał utworzenia dwóch milionów miejsc pracy w całej UE”[15].

5G w Polsce[edytuj | edytuj kod]

Według strategii opublikowanej przez Ministerstwo Cyfryzacji w styczniu 2018 roku, pierwszym miastem objętym siecią 5G ma być Łódź[16] Decydującym o wskazaniu Łodzi okazał się duży węzeł komunikacyjny w okolicach miasta i szereg usług opartych na sieci wprowadzanych przez lokalny samorząd.

Usługi miasta Łódź oparte na sieci 5G[16]:

  • Smart building;
  • system naprowadzania na miejsca parkingowe;
  • innowacyjny system oświetlenia;
  • lokalne aplikacje wspierające mieszkańców;
  • Elektroniczny System Sterowania Ruchem;
  • mapa jakości powietrza w czasie rzeczywistym.

9 lipca 2018 roku podpisano list intencyjny między przedsiębiorstwem Ericsson a Łódzką Specjalną Strefą Ekonomiczną w sprawie prowadzenia szkoleń dla przedsiębiorców z możliwością zastosowania nowej technologii[17].

Do 2025 roku wszystkie obszary miejskie i wszystkie główne szlaki transportu lądowego mają mieć nieprzerwany dostęp do sieci 5G[16][18]. Jednak wcześniej, bo już w 2019 roku uruchomienie sieci dla swoich klientów zapowiedzieli przedstawiciele operatora Orange[19][20]. Pracę nad systemem oficjalnie potwierdził również T-Mobile Polska[21].

We wrześniu 2018 roku Orange Polska we współpracy z Huawei przeprowadzili pierwsze w Polsce testy poza laboratorium – w Gliwicach. W warunkach miejskich, przy większych odległościach, dane popłynęły z prędkością 1,5 Gb/s wykorzystując kanał o szerokości 100 MHz[22]. Testy te były prowadzone także w kolejnych miesiącach i na początku grudnia 2018 roku operator poinformował o testowym uruchomieniu pierwszej w Polsce komercyjnej stacji 5G zgodnej z 3GPP Release 15[23], działające na tych samych częstotliwościach, co stacja wykorzystana w pierwszym teście.

7 grudnia 2018 w centrum #5G_LAB w Warszawie została uruchomiona pierwsza w Polsce w pełni funkcjonalna sieć 5G, składająca się z pięciu stacji bazowych, pracujących w paśmie 3,5 GHz o szerokości kanału 100MHz. W inauguracji wzięli udział minister cyfryzacji Marek Zagórski, prezes zarządu T-Mobile Polska Andreas Maierhofer, prezes zarządu Deutsche Telekom Timotheus Höttges oraz odpowiedzialny za rynek europejski członek zarządu tegoż przedsiębiorstwa, Srini Gopalan[24].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Minimum Technical Performance Requiements for IMT-2020 radio interface(s), Eiman Mohyeldin, ITU-R Workshop on IMT-2020 terrestrial radio interfaces
  2. 3GPP 5G Logo use, www.3gpp.org [dostęp 2018-12-21].
  3. a b „Samodzielne” 5G już stworzone, Biuro Prasowe Orange Polska [dostęp 2018-12-21] (pol.).
  4. Krok po kroczku… idzie 5G, Biuro Prasowe Orange Polska [dostęp 2018-12-21] (pol.).
  5. RAN adjusts schedule for 2nd wave of 5G specifications, www.3gpp.org [dostęp 2018-12-21].
  6. {{{tytuł}}}, portal.3gpp.org [dostęp 2018-12-21].
  7. {{{tytuł}}}, portal.3gpp.org [dostęp 2018-12-21].
  8. WHO | What are electromagnetic fields?, WHO [dostęp 2018-12-21].
  9. Sieć 5G będzie miała warstwy, Biuro Prasowe Orange Polska [dostęp 2018-12-21] (pol.).
  10. Marcin Hołowacz: Intel, Telia i Ericsson uruchamiają pierwszą sieć 5G w Europie. antyweb.pl, 2017-10-03. [dostęp 2018-04-16].
  11. Christina Mercer & Hannah Williams: What is 5G? Everything you need to know about 5G (ang.). techworld.com. [dostęp 2018-07-10].
  12. Kamil Pieczonka: Smartfony z łącznością 5G już w przyszłym roku, Qualcomm zaczyna ofensywę. antyweb.pl, 2018-02-09. [dostęp 2018-04-16].
  13. Piotr Grabiec: Miną lata, zanim 5G trafi pod strzechy, ale już wiemy, jak wygląda przyszłość. spidersweb.pl, 2018-03-01. [dostęp 2018-04-16].
  14. Orange i Deutsche Telekom wspólnie przeciw rosnącej dominacji USA i Chin, 17 grudnia 2018 [dostęp 2018-12-21] (pol.).
  15. a b Wprowadzenie internetu 5G | Tech. TVN24 BiS. [dostęp 2018-07-10].
  16. a b c Ministerstwo Cyfryzacji RP: 5G dla Polski, strategia. 6 stycznia 2018 roku. [dostęp 10 lipca 2018 roku].
  17. Dariusz Gabryelski: 5G dla Łodzi. Ericsson i ŁSSE rozpoczynają współpracę. dzienniklodzki.pl. [dostęp 2018-07-10].
  18. 5G w Polsce – pierwsza sieć w Łodzi (ang.). gsmonline.pl. [dostęp 2018-07-10].
  19. 5G od Orange | Orange Polska, orange.pl [dostęp 2018-07-10].
  20. Kevin Flynn: Rel-15 success spans 3GPP groups (ang.). 3gpp.org. [dostęp 2018-07-10].
  21. T-Mobile pracuje nad wdrożeniem sieci 5G w Polsce. businessinsider.com.pl, 2018-03-16. [dostęp 2018-07-10].
  22. Orange i Huawei testują w Gliwicach sieć 5G i osiągają prędkość 1,5 Gb/s [dostęp 2018-09-13] (pol.).
  23. Orange sprawdza pierwszą, komercyjną stację bazową 5G w Polsce, Biuro Prasowe Orange Polska [dostęp 2018-12-21] (pol.).
  24. Jakub Chajdak: T‑Mobile uruchomił pierwszą w Polsce sieć 5G (pol.). firma.t-mobile.pl. [dostęp 2018-12-07].