5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

*Felieton – zawiera opinie i oceny. 

Autor: Michał Połzun, ekspert od systemów łączności bezprzewodowej. Był zaangażowany we wprowadzenie 5G w Polsce. Współpracował m.in. z ITU, CEPT, Defense Information Systems Agency DISA, SZ RP.

W dzisiejszych czasach do plażowania potrzebna jest nie tylko pogoda. Potrzebny jest też zasięg telefonii komórkowej. Ciekawe czy dożyjemy czasów, w których pogodynki, prócz mówienia o tym, że w miejscowościach nadmorskich czeka nas fala upałów, będą również mówić jakie są prognozowane zasięgi na plaży: „Jutro w Krynicy Morskiej będzie słonecznie, temperatura powietrza wyniesie 26 stopni, a zasięg LTE i 5G będzie sięgać wejścia nr 14, z prognozowanym zasięgiem UMTS aż do wejścia nr 12”.

W XXI wieku włodarze miejscowości turystycznych powinni zdawać sobie sprawę z tego, że zasięg sieci komórkowych jest dla nich równie cenny jak słoneczna pogoda. Ale nie zawsze tak jest. Przykładem może być Krynica Morska. Od czasu, kiedy w 2019 roku zdemontowano należący do Urzędu Morskiego maszt radiowy, wraz z działającymi na nim antenami stacji bazowych, zasięg w Krynicy Morskiej istotnie się pogorszył. Od tego też momentu trwają próby poprawienia tej sytuacji. Próby, albo raczej „próby”, bo z jednej strony władze miasta chciałyby lepszego zasięgu dla turystów, a z drugiej strony inwestycje operatorów napotykają mur już na wstępnym etapie ich planowania. A właściwie dwa mury - pierwszy z nich nazywa się „Miejscowy Plan Zagospodarowania Przestrzennego”, a drugi „ochrona konserwatorska zabytków”. Bez realnego wsparcia ze strony Urzędu Miasta w pozyskaniu odpowiedniej nieruchomości, turyści nadal będą nucić pod nosem przebój Elektrycznych Gitar: „Wszyscy zgadzają się ze sobą, a będzie dalej tak jak jest”.

Uczciwie należy zaznaczyć, że Krynica Morska nie jest tu niechlubnym wyjątkiem. Podobne sytuacje mają miejsce choćby w rejonie Słowińskiego Parku Narodowego czy w Krakowie, gdzie władze miasta i podległych mu spółek z uporem godnym lepszej sprawy wypowiadają, albo nie przedłużają umów dzierżawy pod istniejące maszty. Zasięg? Na co to komu. Kiedyś nie było i też ludzie (jakoś) żyli. A ci, którzy nie żyli, bo nie można było wezwać karetki z powodu braku zasięgu? Collateral damage, zdarza się.

Należy sobie zdać sprawę z tego, że w wielu miejscowościach turystycznych tzw. „efekt sylwestra” występuje nie przez jedną noc, a przez cały sezon. Sieć powinna być tak zwymiarowana, aby była w stanie obsłużyć zwiększone zapotrzebowanie na ruch, oczywiście z uwzględnieniem kryteriów ekonomicznych. Nie sztuką jest postawić 20 stacji bazowych, w których przez 10 z 12 miesięcy w roku będzie hulał wiatr, ale za to przez 2 miesiące będzie serwis z najwyższymi parametrami, jakie oferuje dana technologia. No, chyba że za publiczne pieniądze. Wtedy „sky is the limit” i stacje bazowe mogą sterczeć wszędzie niczym rabarbar.

W większości przypadków problemy z zasięgiem wynikają z ograniczeń pojemności sieci albo odległości terminala od stacji bazowej. Zacznijmy od tego drugiego – to sytuacje, w których nasz telefon widzi sygnał stacji bazowej (np. jedna kreska), ale nie możemy wykonać połączenia. Dlaczego? Bo jesteśmy, jak to się mówi branżowo „uplink limited” – czyli sygnał z naszego telefonu nie jest w stanie skutecznie i czytelnie dotrzeć do odbiornika stacji bazowej, zostać przetworzony i przesłany dalej do naszego rozmówcy. Po prostu sygnał jest za słaby, bo pamiętać należy że najsłabszym ogniwem w nomen omen łańcuchu połączeń jest właśnie smartfon. Odległość od stacji bazowej MA ZNACZENIE – i dlatego powtarzamy to jak mantrę: im bliżej stacji tym lepszy sygnał i tym mniejsza moc nadajnika naszego telefonu, a w efekcie – mniejsza ekspozycja na pole elektromagnetyczne. Przede wszystkim zwiększa to szanse na uzyskanie połączenia w sytuacji, w której naprawdę go potrzebujemy.

Drugi problem – ograniczenie pojemności. Każda stacja bazowa, niezależnie od technologii w jakiej pracuje – czy to GSM, UMTS, czy też LTE albo 5G potrafi obsłużyć skończoną liczbę połączeń jednocześnie – przy czym mówiąc połączenie mamy na myśli zarówno połączenia głosowe, jak i sesje transmisji danych. Co ciekawe, w świadomości wielu z nas stacja bazowa przenosi jednocześnie tysiące połączeń, albo i więcej. Prawda jest jednak bardziej skomplikowana – kilka lat temu amerykańska Federalna Komisja Łączności FCC określiła, że średnio stacja bazowa przenosi 30 jednoczesnych połączeń głosowych i 60 jednoczesnych sesji transmisji danych. Zatem nie tysiące a jedynie kilkadziesiąt. Ponieważ pokrywa się to jeszcze z innymi danymi, które musi obsłużyć stacja GSM, więc realnie można mówić zwykle o 14 do 28 jednoczesnych połączeń głosowych. Te średnie liczby ulegają zwiększeniu poprzez zaimplementowane mechanizmy optymalizacji ruchu (jednoczesne połączenie dla nas jako użytkownika to co innego, niż dla stacji). Sytuację polepsza również wprowadzenie nowych generacji technologii komórkowych jak 5G, gdzie liczba jednoczesnych sesji znów rośnie. Niemniej widać jak w soczewce, że jedna, nawet najbardziej „wypasiona” stacja bazowa nie jest w stanie efektywnie obsłużyć kliku tysięcy plażowiczów. I wtedy zaczynają się schody.

Te „schody” w niektórych sytuacjach są bardziej strome niż w innych. Mowa tu o połączeniach alarmowych 112. Mechanika zestawiania połączenia na numer 112 obejmuje nadanie mu najwyższego priorytetu – takie połączenie będzie zrealizowane nawet jeśli stacja bazowa jest „zapchana”. Ale nie zostanie zrealizowane w sytuacji, o której pisaliśmy wyżej, czyli wówczas, gdy terminal jest na tyle daleko od stacji bazowej, że nie może nawiązać z nią połączenia.

Wiele z powyżej opisanych sytuacji nigdy nie miałoby miejsca, gdyby włodarze miast i miasteczek wreszcie zrozumieli, jak ważny dla wszystkich jest nieprzerwany i nieograniczony dostęp do usług telekomunikacyjnych. Gdyby zrozumieli, że obecność masztu w ich mieście nie ogranicza możliwości, tylko je tworzy. Gdyby zrozumieli, że obecność masztu nie spowoduje depopulacji ich wyborców, a niektórym z nich może uratować życie, bo dzięki niemu będzie można się szybko dodzwonić na numer alarmowy i wezwać pomoc. Ci, którzy mówią, że kiedyś masztów nie było i się żyło normalnie niech sobie przypomną, jak to drzewiej bywało! Jak to w przypadku nagłej choroby lub wypadku trzeba było gnać do wsi obok, bo tam była placówka pocztowa z telefonem. Głowy niektórych tkwią ciągle w XX wieku. Czas się rozejrzeć wokoło, trochę się już od tego czasu zmieniło. Na lepsze.

O projekcie

Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" realizowany przez KPRM 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.