Momentul 5G: de ce internetul pe care îl vei avea tu pe telefon va fi doar vârful unui aisberg care definește următorul deceniu​

Mai sunt doar câteva luni până la finalul anului, ceea ce înseamnă și-o apropiere de momentul licitației pentru 5G în România. Între timp, București a devenit primul oraș cu acoperire completă 5G. Acestea sunt doar știri din ultima perioadă, așa că am venit cu informațiile de care ai nevoie ca să-ți faci o imagine mai coerentă despre noua generație.

Pe 24 august, Orange România a anunțat că București e primul oraș de la noi în care are acoperire 5G completă. Anunțul vine la aproape un an de când operatorul a anunțat că lansează primele puncte pe care clienții le pot folosi ca să descopere noul tip de internet. Operatorul susține că vitezele de download ajung până la 1,2 Gbps. Și cifra asta s-ar putea să nu însemne nimic pentru tine, așa că permite-mi să te ajut cu o contextualizare.

Conform datelor colectate de Ookla în iulie 2020, prin aplicația Speedtest de măsurare a vitezei pe internet, internetul mobil românesc stă prost: locul 45 în lume cu o viteză medie de 38 Mbps. Altfel spus, vitezele pe care susține Orange că le atingi pe un telefon 5G sunt de peste 30 de ori mai mari decât viteza medie a țării. Și acesta e vârful aisbergului de care ziceam.

Ne-a luat aproape 30 de ani ca să ajungem aici și să înceapă un nou capitol

Surprinzător sau nu, există și ceea ce poți numi “0G”. Dar, mai tehnic, generația asta e cunoscută drept “pre-celular”. Altfel, 1G a fost folosit cu precădere în anii ‘80, dar ce ne interesează cu adevărat e 2G. Da, acesta a “rezistat” până în prezent, chiar dacă nu mai e atât de relevant ca pe vremuri. 2G te ajută să înțelegi însă de ce avem nevoie ca la fiecare 10 ani (în medie) să trecem la o nouă generație.

Așa cum îi zice numele, “telefonia” e pentru voce, adică apeluri între două persoane și cam asta e tot. Prima revoluție în acest domeniu a fost posibilitatea de-a trimite mesaje text, mai târziu dezvoltată în mesaj multimedia (MMS). De aici începe cu adevărat să fie relevant telefonul mobil, dincolo de-a fi portabil.

Un pic pe repede înainte ajungem, la începutul anilor 2000, la 3G și poate că-ți mai amintești un tip de reclamă din România: de-acum te poți și vedea cu cei cu care vorbești. Aceasta era marea schimbare pe care 3G o aducea: apel video. Iar asta ne-a dus direct la 4G, care a introdus video streamingul.

Tehnic, toate acestea nu țin de rețea, de telefon sau de ce viteze înregistrezi, ci de cum, ca omenire, am folosit tehnologia comunicațiilor mobile până acum. Ce ne pregătește 5G? Încă un capitol important, tocmai de aceea e relevant să discutăm despre el și să ne asigurăm că toți știu la ce-i bun, ce face și de ce presupune o schimbare majoră față de celelalte rețele.

Licențe, frecvențe și o infrastructură cu totul nouă

Dacă vrem să înțelegem tehnologia 5G nu putem ignora componenta tehnică. Informațiile despre aceasta sunt la dispoziție pentru toată lumea și, totodată, fac lumină acolo unde există dileme precum: dar de ce avem nevoie de ceva mai bun decât 4G? Dar ce impact vor avea noile echipamente? Dar semnalul va fi la fel de prost? Dar la festival tot nu voi avea acoperire, chiar dacă sunt în centrul Bucureștiului?

Pe scurt, 5G e o generație nouă de rețele de telecomunicații care va folosi o bandă până acum rezervată altor aplicații. Și legat de impact, în esență, acesta nu e legat de antene. Acestea sunt elemente pasive. Impact are arhitectura rețelei, caracteristicile prin care optimizează resursa de frecvență și capabilitățile oferite. Permite-mi să explorez un pic.

În prezent, generațiile 2G, 3G și chiar 4G folosesc spectrul de până la 6 GHz, iar în acest moment, 5G nu trece de 30 GHz ca standardizare. Ce ne interesează pe noi în România e în ce bandă de frecvențe vor fi realizate conexiunile în 5G. Aflăm asta din ce-a comunicat ANCOM cu privire la licitația iminentă pentru licențele de folosire de către operatori a noilor frecvențe. ANCOM va vinde licențe utilizare a spectrului radio disponibil în benzile de frecvențe de 700 MHz, 800 MHz, 1.500 MHz, 2.600 MHz, 3.400 – 3.600 MHz și 26 GHz (altfel spus: 26.000 MHz) pentru sisteme de comunicații electronice pe suport radio de bandă largă.

Probabil că numerele mari te sperie, dar aici trebuie să știi că, la nivel internațional, în 1998 s-a stabilit că până la 300 GHz, rețelele telecom sunt sigure. Aceeași confirmare a fost actualizată în 2009. Deocamdată, suntem extrem de departe de asta, mai ales în România, dar chiar și în alte țări cu rețele ceva mai dezvoltate.

În ceea ce privește apartenența noastră la regulile stabilite de Uniunea Europeană, au fost identificate următoarele benzi de frecvențe prioritare pentru introducerea timpurie a sistemelor de comunicații mobile de generația a cincea: banda de 700 MHz (694 – 790 MHz), banda 3.400 – 3.800 MHz și banda de 26 GHz (24,25 – 27,5 GHz).

Aceste reguli sunt trasate pentru că de 5G vom vorbi continuu în următorii 10 ani. Acum îi e pusă la punct infrastructura, dar va duce internetul mult mai departe decât până acum. Astfel, chiar dacă în România vorbim de frecvențe de sub 6 GHz (cele care, tradițional, au fost ale 4G), în cinci ani se prea poate să discutăm de cu totul alt avans.

În fine, hai să vezi ce face fiecare bandă de frecvențe. Avem, înainte de toate, 700 MHz (694 – 790 MHz). Aceasta este importantă pentru furnizarea unei acoperiri extinse, în special în zonele care pun probleme de rentabilitate economică, cum sunt zonele rurale, montane sau alte zone îndepărtate.

Altfel spus, transmisiunea poate fi realizată pentru arii mai mari, la distanțe mai mari. Totodată, undele radio care transportă datele pot trece mai ușor prin pereți sau alte obstacole, cum ar fi chiar copacii. Ține minte asta, că-i relevant. Urmează zona cealaltă, mai populară pentru 5G în România decât a fost pentru 3G sau 4G: banda de 3.400 – 3.800 MHz.

Aceasta este considerată o bandă primară adecvată pentru introducerea serviciilor 5G pentru noi. Oferă lărgimi de bandă relativ mari și un bun compromis între acoperire și capacitate. Totodată, asigură o creștere semnificativă a capacității și susținerea comunicațiilor de bandă largă îmbunătățite, precum și a aplicațiilor care au nevoie de latență mică și înaltă fiabilitate, cum sunt aplicațiile pentru misiuni critice (automatizări industriale și robotică). Practic, bifează toate avantajele pentru 5G.

Cum ziceam mai sus, mai avem 26.000 Mhz (26 GHz). La nivel tehnologic, este considerată bandă pionier pentru armonizarea timpurie pentru 5G în Europa. Oferă peste 3 GHz de spectru continuu și permite furnizarea de rețele dense de mare capacitate pe distanțe scurte, și de aplicații și servicii 5G revoluționare, ce presupun viteze de transfer de date foarte mari, capacitate crescută și latență foarte mică.

Pe această bandă vei vedea și cele mai multe dezbateri, deoarece presupune și instalarea mai multor antene, pentru că semnalul acesta nu penetrează la fel de ușor prin copaci, pereți sau alte obstacole. Totodată, nu permite transmiterea semnalului pe distanțe la fel de mari ca cea de 700 MHz. Doar că aici vine echilibrul: vor fi mai multe antene, dar de putere mai mică, pentru un semnal mai bun decât ce-avem în prezent. Și un exemplu de loc în care vei observa diferența e la marile adunări de oameni, cum ar fi festivalurile.

Dacă acum ai probleme și să prinzi o unitate de 3G, cu 5G și cu noile frecvențe vom vorbi de cu totul alt internet, unul accesibil în orice moment. E util să mai știi și că spectrul radio e împărțit în patru zone geografice. În aceste zone este armonizat, adică la fel peste tot din punct de vedere al utilizării, dar nu ca standard sau generație. De exemplu, mobil terestru e un tip de utilizare.

Înainte de a se scrie standardul pentru 5G s-a făcut o planificare spectral, astfel încât actualele benzi de frecvență să fie eliberate de serviciile pe care le deserveau.

Împărțire spectru radio

“Infrastructura rețelelor mobile respectă același tipic, dar ceea ce conțin nodurile din această pânză de păianjen face diferența între tehnologii. 5G e o arhitectură flexibilă, pentru că funcționalitatea nodurilor este flexibilă. Infrastructura conține: puncte de acces – numite site-uri, o rețea de transport, care leagă site-urile între ele și cu inima rețelei – core-ul. Rețeaua este distribuită în spațiu – ca să asigure mobilitate și capacitatea necesară comunicării.

Putem spune că rețeaua e vie, iar cerințele cresc după legea lui Moore. Regulile sunt simple: infrastructura trebuie să asigure: Oriunde, Orice și Oricând.

Oriunde ține de distribuția spațială a rețelei, iar arta inginerului de planning este să poziționeze punctele de acces așa încât să acopere cât mai mult, pentru că nu va putea niciodată acoperi totul.

Oricând este o altă provocare: toți sunăm la prânz mai mult decât în restul zilei. Capacitatea este o chestiune de forecast pentru că trebuie adăugată pe măsură ce traficul crește. Aici e o altă artă, cea de a jongla cu banda de frecvență, tehnologia, serviciile cerute într-un loc anume.

Orice – aici e mai simplu, pentru că are o dinamică dată de viteza de adopție a diverselor aplicații de către piață. Orice se referă la servicii de voce, data, video”, mi-a explicat un inginer de top de la Huawei.

În esență, rețelele 5G nu sunt însă foarte diferite de 3G sau 4G. Ca infrastructură se face un pas enorm înainte pentru a asigura: acoperire mai bună și conectivitate fără probleme sau cu mult mai puține probleme. Ca utilizator cu un telefon în mână vei vedea două avantaje cruciale: viteză mai mare (mult mai mare) și lățime de bandă mai mare, care se traduce că pe o conexiune de internet pot trece mai multe date în același timp.

Uite un exemplu practic: autostrada. Datele circulă în pachete. Cu cât ai mai multe benzi, cu atât poți transporta mai multe vehicule într-o perioadă de timp. Dacă ai avea și benzi care se lărgesc în funcție de vehicul, atunci ai o arhitectură elastică ce oferă benzi mai mari sau mai mici în funcție de serviciu.

Între 5G și celelalte generații de până acum diferă frecvența, după cum ziceam mai sus, dar și că antena este compusă din mai multe elemente controlate automat, astfel încât undele emise să se combine pentru ca semnalul să nu fie transmis în toate părțile, ci preponderent acolo unde este nevoie.

Dar stai: cum rămâne cu mmWave?

În funcție de unde ți-ai luat informațiile despre 5G până acum, probabil ai văzut doi termeni noi: “sub6” și “mmWave”. Pe baza informațiilor de mai sus, “sub6” e tot spectrul de sub 6 GHz, adică ce vom avea în România în primă fază. Sunt frecvențe, de obicei, folosite pentru telefonie. Aceste frecvențe sunt cele care vor asigura o acoperire pentru acele zone în care densitățile umane sunt destul de reduse (mediul rural e un exemplu bun, dar și zonele montane sau autostrăzile).

Când vorbim de “mmWave”, aici intră ce-i la 26 GHz. Sunt viteze mari, antene mai multe folosite la putere mai mică, dar și-o gestionare mai bună a modului în care se face conexiunea la internet. Pe o rețea 5G pot fi create unele noi, virtuale, care vor fi adaptate pentru diverse scenarii de lucru și utilizare.

Un exemplu bun aici pentru clarificare e următorul: routerul tău Wi-Fi are o conexiune la internet și permite mai multe dispozitive (telefoane, computere, becuri inteligente, televizoare) să se conecteze în același timp la acea conexiune wireless, traficul fiind împărțit în funcție de nevoile dispozitivului.

Autobuz condus de autopilot în Zhengzhou, China, cu ajutorul tehnologiei 5G. FOTO: Xinhua News via Profimedia Images

În cazul 5G, împărțirea ar fi așa: mașinile autonome au nevoie de lățime de bandă mare și viteză pe măsură, pentru că transmit foarte multe date, dar un telefon va fi folosit cam la fel ca până acum, doar cu o viteză mai mare de descărcare a conținutului. Un exemplu de mare consumator, care ar avea nevoie de o conexiune excelentă e o fabrică, o mină sau o altă entitate de dimensiuni similare. Are nevoie de comunicare între echipamente, între muncitori, între camere de supraveghere și centrul de control.

În loc să fie folosită o rețea Wi-Fi clasică, poate avea conexiune 5G direct de la operator cu o împărțire eficientă pentru nevoile respective. E ca și cum pe routerul tău de acasă ai două benzi: 2,4 GHz (pentru browsing) și 5 GHz (pentru streaming 4K, jocuri care necesită o conexiune bună la internet sau să descarci foarte multe fișiere (videouri 8K, de exemplu).

Documentația pentru 5G definește doar cum e transmisă informația, cum poate fi dezvoltată infrastructura, dar și ce aplicații pot fi dezvoltate pentru așa ceva. Nu impune niciun fel de “pretenție” de infrastructură și poate fi folosit în orice frecvență. Doar că anumite frecvențe oferă un anumit beneficiu.

Și așa ajungem să vorbim de licitația din România pentru licențele de folosire a spectrului. Deocamdată n-avem o dată precisă pentru ea, dar știm la ce va fi bun 5G.

5G nu e pentru telefonul tău. Acela e un câștig secundar

Între 2017 și 2019 am participat la câteva conferințe internaționale despre tehnologie, unde diverși producători veneau cu soluții cu și despre 5G. Am văzut cum realitatea virtuală poată deveni mult mai bună, cu o grafică impresionantă și echipamente mai ușoare. Am văzut realitatea augmentată care ne-ar putea oferi, în timp real, informații despre mediul în care suntem.

Aici îmi vin în minte ochelarii Google Glass de acum opt ani, care ar putea fi reinventați pentru 5G. Am văzut și subiectul preferat al companiilor: mașinile autonome. Aceea va fi cu adevărat o provocare.

Iar, recent, am descoperit subiectul unei mine conectată prin 5G între: muncitori, sistemele de siguranță și centrul de control. A fost anunțată de Huawei în mai 2019. Ce face o mină cu 5G? Așa m-am gândit și eu. Doar că mina nu e conectată, propriu-zis, la o rețea 5G, ci și-a făcut o rețea 5G.

În primul rând, poate salva vieți, apoi poate scădea costurile. La peste 500 de metri sub pământ există această infrastructură de comunicare prin 5G între echipamentele de forare și transport, cele de monitorizare a siguranței muncitorilor, dar și de supraveghere a producției. Dacă e o problemă, minerii află imediat. Apoi, datele de la sute de echipamente sunt transmise în centrul de control, cu flux video la rezoluție mare și cei de la suprafață, din centrul principal, au acces la totul în timp real.

Eu, tu, alții ca noi ne vom bucura în primă fază de internet mai rapid pe telefon. Dar eu stau la periferia Bucureștiului și am sunat recent la un operator telecom să-mi dea fibră optică. A zis că nu-i în zonă, dar îmi poate da un router cu SIM 4G în el. Am zis pas, că nu-i viteza de care am nevoie și-am rămas cu același internet fix de 500 Mbps cu care rareori ating 200 Mbps.

Într-un an, același operator care n-a băgat fibră optică pe strada mea îmi poate propune un router 5G. Vitezele înregistrate până acum, în România, sunt în medie de 1,2 Gbps. Asta înseamnă viteză de nivelul fibrei optice (gigabit). Eu, tu, alții ca noi ne vom bucura de această viteză, dar e vârful aisbergului.

Mina 5G e doar un exemplu. Vorbim de un nou sector de tehnologii și aplicații până acum doar gândite și demonstrate, sub formă de concept, și care acum pot deveni realitate. Mașinile autonome vor trebui să treacă de anumite teste de siguranță (foarte bune pentru noi), dar putem avea mașini cvasi-autonome care pot conduce la o evitare automată a accidentelor, de exemplu.

Putem avea un oraș inteligent în care să fie văzut, în timp real, ce artere sunt blocate cu trafic și unde semafoarele pot fi optimizate. Vei spune că asta se poate face și în prezent, dar nu există voință. Cu siguranță. Doar că 5G nu prea mai lasă loc de scuze. Nu mai vorbim de routere Wi-Fi care trebuie instalate. Nu mai vorbim de internetul 4G care pică doar pentru că 10 mii de oameni s-au conectat la același punct de rețea în același timp.

Acest articol face parte dintr-un proiect editorial susținut de Huawei România. Compania Huawei nu a intervenit asupra conținutului articolului.