5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

Główną różnicą między siecią 4G a 5G jest zastosowanie nowych technologii transmisyjnych i architekturalnych w celu poprawy wydajności i osiągów sieci. Jedną z kluczowych rozwiązań jest stosowanie technologii MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) . MIMO wykorzystuje wiele anten nadawczych i odbiorczych, co zwiększa przepustowość i pojemność sieci. Oznacza to, że sieć 5G może obsługiwać większą liczbę jednoczesnych połączeń i przesyłać większą ilość danych w tym samym czasie.

Specyfikacja sieci 4G, znanej również jako LTE (Long-Term Evolution), była znaczącym krokiem naprzód w porównaniu z poprzednimi generacjami sieci. Przede wszystkim, 4G oferuje wyższą przepustowość niż wcześniejsze technologie, co umożliwia szybsze pobieranie i wysyłanie danych. W porównaniu z 3G, które oferowało usługi transmisji danych o niższej prędkości, 4G zapewniało wysoką jakość użytkownikom korzystającym z aplikacji wymagających większej przepustowości, takich jak strumieniowe przesyłanie multimediów, gry online czy telekonferencje.

Kolejnym ważnym aspektem specyfikacji sieci 4G jest technologia MIMO, która została również wykorzystana w 5G. Dzięki wykorzystaniu wielu anten nadawczych i odbiorczych, 4G mogło obsługiwać równoczesne przesyłanie i odbieranie większej ilości danych. To pozwalało na zwiększenie przepustowości i lepsze zarządzanie ruchem w sieci. Jednak w porównaniu z 5G, 4G oferuje niższą przepustowość, co ogranicza możliwości w zakresie obsługi większej liczby jednoczesnych połączeń i przesyłania dużych ilości danych w krótkim czasie.

Specyfikacja sieci 4G była znaczącym postępem w stosunku do poprzednich generacji sieci, oferując wyższą przepustowość i możliwość korzystania z aplikacji o większych wymaganiach dotyczących prędkości. Jednak w porównaniu z 5G, 4G wypada gorzej pod względem przepustowości i pojemności, co wpływa na ograniczenia w zakresie obsługi większej liczby połączeń i przesyłania dużych ilości danych w krótkim czasie. Sieć 5G wprowadza innowacyjne rozwiązania, takie jak technologia MIMO, wykorzystanie fal milimetrowych i niska latencja, które znacząco poprawiają możliwości sieci i otwierają nowe horyzonty dla technologii przyszłości.

Kolejnym ważnym elementem specyfikacji sieci 5G jest szerokie wykorzystanie pasma fal milimetrowych. Sieć 5G może wykorzystywać częstotliwości w paśmie 26 GHz, co zapewnia znacznie większą przepustowość w porównaniu z 4G, które korzysta z niższych częstotliwości. Korzystanie z tak wysokich częstotliwości pozwala na przesyłanie większej ilości danych w krótszym czasie, jednak ma to pewne ograniczenia w zakresie pokrycia, ponieważ fale milimetrowe przy tej samej mocy nadajnika mają krótszy zasięg niż fale niższych częstotliwości. Dlatego sieć 5G korzysta również z innych pasm w niższych częstotliwościach, takich jak pasmo sub-6 GHz (3,5 GHz), aby zapewnić równomierne pokrycie i większy zasięg.

Jednym z kluczowych aspektów 5G jest niska latencja. Wyraz „latencja” (ang.: „latency” – opóźnienie) odnosi się do czasu reakcji sieci, czyli opóźnienia między wysłaniem żądania a otrzymaniem odpowiedzi. W sieci 5G latencja została drastycznie zredukowana, co ma kluczowe znaczenie dla aplikacji, które wymagają szybkiej reakcji w czasie rzeczywistym, takich jak samochody autonomiczne, telemedycyna czy inteligentne miasta. Dzięki niskim opóźnieniom, 5G pozwala na szybsze przesyłanie danych i reakcję na żądania użytkowników.

Prędkość pobierania: Sieć 4G osiągała przeciętne prędkości pobierania w zakresie od 5 do 12 megabitów na sekundę (Mbit/s). W przypadku sieci 5G, prędkości pobierania mogą sięgać nawet 10 gigabitów na sekundę (Gbit/s), co oznacza kilkusetkrotne zwiększenie prędkości w porównaniu z 4G. Dzięki temu użytkownicy będą mogli pobierać duże pliki i strumieniować wysokiej jakości treści w sposób niezwykle szybki i płynny.

Prędkość wysyłania: W sieci 4G prędkość wysyłania danych wynosiła zwykle od 2 do 5 Mbit/s. W przypadku sieci 5G, przewiduje się, że prędkości wysyłania mogą osiągać nawet 1 Gbit/s. To ogromne zwiększenie prędkości wysyłania pozwoli użytkownikom na szybkie udostępnianie plików, przesyłanie strumieniowe w jakości Ultra HD i efektywne korzystanie z aplikacji wymagających szybkiego przesyłania danych.

Opóźnienia (latencja): Opóźnienie, czyli czas reakcji sieci, ma kluczowe znaczenie dla aplikacji wymagających szybkiej reakcji w czasie rzeczywistym. W sieci 4G, opóźnienia wynosiły średnio około 40 milisekund (ms). Sieć 5G znacznie redukuje opóźnienia, wynoszą one zaledwie 1 do 5 ms. To oznacza, że interakcje online, takie jak gaming, wideokonferencje czy sterowanie zdalne, będą odbywały się praktycznie bez opóźnień, zapewniając płynne i natychmiastowe działanie gier i aplikacji bazujących na połączeniach z Internetem.

Pojemność sieci: Jednym z kluczowych aspektów 5G jest większa pojemność sieci w porównaniu z 4G. Sieć 4G miała ograniczoną pojemność, co prowadziło do przeciążeń w obszarach o dużej gęstości użytkowników. Sieć 5G jest zaprojektowana tak, aby obsługiwać większą liczbę jednoczesnych połączeń i przesyłać większe ilości danych w tym samym czasie. Dzięki temu sieć 5G może sprostać wymaganiom nowoczesnych aplikacji, takich jak Internet Rzeczy (IoT), inteligentne miasta czy przemysł 4.0, które generują duże ilości danych i wymagają dużej przepustowości.

Sieć 5G oferuje znaczne przyspieszenie i redukcję opóźnień w porównaniu z siecią 4G. Prędkości pobierania sięgających gigabitów na sekundę oraz wysyłania w zakresie setek megabitów na sekundę sprawiają, że korzystanie z Internetu staje się niezwykle szybkie i efektywne. Natomiast niska latencja, wynosząca zaledwie kilka milisekund, pozwala na natychmiastową reakcję i korzystanie z aplikacji mocno opartych na łączności z Internetem w czasie rzeczywistym. Wraz z większą pojemnością sieci, 5G umożliwia obsługę większej liczby użytkowników i przesyłanie większych ilości danych, co otwiera drogę do rozwoju nowych technologii i innowacyjnych zastosowań.

Przejście na 5G przynosi wiele korzyści dla użytkowników. Przede wszystkim zapewnia ona znacznie wyższą przepustowość, co oznacza szybsze pobieranie i wysyłanie danych. W praktyce oznacza to, że filmy, gry i inne treści będą się buforować szybciej, a strony internetowe będą się wczytywać praktycznie natychmiastowo. Ponadto, dzięki niskiej latencji, użytkownicy będą mogli korzystać z aplikacji w czasie rzeczywistym, takich jak wideokonferencje czy transmisje na żywo, bez żadnych opóźnień.

Sieć 5G ma również duże znaczenie dla rozwoju nowych technologii i innowacji. Dzięki większej pojemności i wydajności, 5G umożliwia rozwój Internetu Rzeczy (IoT) oraz rozbudowę inteligentnych miast i przedsiębiorstw. Urządzenia IoT będą mogły być połączone w sieci i komunikować się ze sobą w czasie rzeczywistym, co otwiera drogę do rozwoju inteligentnych domów, pojazdów autonomicznych, monitoringu zdrowia i wielu innych zastosowań.

Warto również zwrócić uwagę na potencjał sieci 5G w zakresie rewolucji przemysłowej. Przemysł 4.0, oparty na automatyzacji i szerokim wykorzystaniu technologii cyfrowych, może być napędzany przez 5G. Przemysłowe zastosowania 5G, takie jak telemedycyna, zdalne sterowanie maszynami, czy monitorowanie produkcji, umożliwiają zwiększenie efektywności, optymalizację procesów i minimalizację kosztów.

Mając na uwadze przyszłość, istnieją już wstępne rozważania na temat 6G i możliwych zmian, jakie przyniesie. Jednak 6G jest w fazie wczesnych badań i nie ma jeszcze ustalonej specyfikacji. Przewiduje się, że 6G będzie jeszcze szybsze, bardziej niezawodne i będzie oferować jeszcze niższą latencję niż 5G. Przyszłe sieci będą prawdopodobnie oparte na innowacyjnych technologiach, takich jak sztuczna inteligencja, rozszerzona rzeczywistość (AR) czy w pełni autonomiczne sieci.

Sieć 5G przynosi rewolucyjne zmiany w porównaniu z 4G. Dzięki wyższej przepustowości, niższej latencji i większej pojemności, użytkownicy mogą cieszyć się szybszym i bardziej niezawodnym dostępem do Internetu. 5G otwiera również drogę do rozwoju nowych technologii, takich jak IoT, inteligentne miasta i przemysł 4.0. Przejście na 5G ma znaczenie nie tylko dla indywidualnych użytkowników, ale także dla rozwoju gospodarki i społeczeństwa jako całości. Oczekuje się, że przyszłe sieci, takie jak 6G, będą kontynuować tę ewolucję, oferując jeszcze lepsze i bardziej zaawansowane rozwiązania dla użytkowników.

O projekcie

Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" realizowany przez Ministerstwo Cyfryzacji we współpracy z Instytutem Łączności - Państwowym Instytutem Badawczym w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa Działanie 3.4. Kampania ma na celu zwiększenie świadomości Polaków w zakresie działania, wykorzystania, bezpieczeństwa i znaczenia mobilnych sieci telekomunikacyjnych, a tym samym usług (w tym publicznych) opartych o te sieci. W ramach projektu zrealizowane zostaną działania w następujących obszarach: walka z dezinformacją, edukacja, podstawy prawne procesu inwestycyjnego, bezpieczeństwo i jakość życia.