5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

Stacje bazowe telefonii komórkowej to obiekty, które stały się przedmiotem niechęci części społeczeństwa z racjonalnie nieuzasadnionych powodów. Jak uczy doświadczenie, niekiedy ta niechęć przeradza się wręcz w nienawiść ogniskowaną wokół stacji bazowych i materializuje poprzez akty wandalizmu polegające na niszczeniu tego typu infrastruktury. Tak się dzieje wówczas, gdy emocje biorą górę nad zdrowym rozsądkiem i odbierają możliwość racjonalnej oceny sytuacji.

Liczne badania wskazują, że duża część społeczeństwa jest przeciwna wdrażaniu nowych technologii, rozbudowie bezprzewodowych sieci transmisji danych, a budowie stacji bazowych – w szczególności. Druga strona medalu to również liczne badania wykonywane w oparciu o metodę podwójnej ślepej próby wskazujące, że funkcjonowanie stacji bazowej telefonii komórkowej w sąsiedztwie nie ma żadnego wpływu na zdrowie i samopoczucie mieszkańców. Już sam fakt istnienia obiektu, który mniej lub bardziej wygląda jak stacja bazowa telefonii komórkowej, może wywoływać ten niepokój. W kontekście licznych badań nad wpływem fal elektromagnetycznych pochodzących od anten stacji bazowych na organizm człowieka ten właśnie mechanizm powstawania lęku, czyli ogólna obawa przed stacją bazową jako taką, wydaje się mieć dominujące znaczenie.

Czy zatem można zrobić coś co sprawi, że konstrukcje antenowe nie będą tak mocno „urozmaicały” swoim, wszak nie dla każdego atrakcyjnym, wyglądem centrów miast i w sposób bardziej subtelny będą się komponowały z miejską przestrzenią publiczną? Z pozoru nie, gdyż cokolwiek by nie zrobić, z technicznego punktu widzenia antena anteną pozostać musi. Lecz po szczegółowym rozpoznaniu tematu bojem okazuje się, że producenci starają się jednak wyjść naprzeciw problemowi i proponują rozwiązania zasługujące na miano „hybrydowych”, wykorzystujące już funkcjonujące elementy miejskiej infrastruktury. Należy jasno sobie powiedzieć, że rozwiązania te nie rewolucjonizują podejścia do tematu sytuowania anten stacji bazowych. Elementy małej architektury miejskiej, budynki, różnego rodzaju konstrukcje (np. sygnalizatory świetlne czy latarnie uliczne) są elementami wsporczymi (nośnymi) dla anten od kilkudziesięciu lat. Jako przykład wystarczy wskazać na instalacje zapewniające publiczny dostęp do sieci Wi-Fi.

Warto wspomnień, że tego typu elementy konstrukcyjne doskonale sprawdzają się w zupełnie innym zastosowaniu – np. pozwalają na wyniesienie kamer monitoringu miejskiego czy też posadowienie różnego rodzaju sensorów pomiarowych. Tak już to działa, że „z góry” widać więcej. I tu przechodzimy do sedna.

To właśnie anteny stacji bazowych telefonii komórkowej instalowane na latarniach ulicznych stały się przedmiotem wielu teorii spiskowych środowisk nastawionych negatywnie do sieci 5G. Nawiasem mówiąc, do poprzednich wydań „G” zapewne też, ale anty-2G/3G/4G/5G słabo brzmi – tu jednakowoż podpowiadamy, że za progiem czeka już 6G, więc lada moment bycie „anty-5G” będzie passe. Czym różnią się zatem te „dziwne” anteny z latarni od anten klasycznych? Czymś chyba muszą, skoro tak bardzo zasłużyły sobie na osobny rozdział w historii o „walce z 5G”? Jednak dla inżyniera, choć proste, to bardzo trudne pytanie. Ale czego się nie robi dla dobra nauki i przekazania rzetelnej wiedzy! Spróbujmy zatem.

Za punkt wyjścia do dalszych rozważań przyjmijmy rodzaj obszaru, który ma obsługiwać stacja bazowa. W pewnym uproszczeniu i dość ogólnie można powiedzieć, że im mniej użytkowników znajduje się w otoczeniu stacji bazowej, tym stacja ta powinna obsługiwać większy obszar. W tym celu właśnie anteny są instalowane na wysokich masztach, co pozwala uzyskać dobre zasięgi ze stosunkowo dużych odległości. Ze stacji bazowych zlokalizowanych na obszarach o gęstej zabudowie miejskiej z zasady korzysta o wiele więcej użytkowników, niż ma to miejsce na terenach podmiejskich, czy wiejskich. W zabudowie miejskiej stacje bazowe, aby zapewnić odpowiednio dużą pojemność sieci dla kolejnych skupisk ludności, muszą być sytuowane dość gęsto, w stosunkowo niewielkich odległościach od siebie. Pojemność należy rozumieć, jako liczbę użytkowników, którzy mogą być obsłużeni przez określoną stację bazową. A do tego należy uwzględnić przecież istniejącą zabudowę miejską, zazwyczaj warunkującą w ogóle możliwość posadowienia stacji bazowej w dogodnej lokalizacji. Duży zasięg pojedynczej stacji „miejskiej” nie dość, że nie jest krytyczny, to wręcz przeciwnie – staje się niepożądany, ponieważ stacja nadająca ze zbyt dużą mocą może skutecznie zakłócać pracę stacji sąsiednich. W związku z tym stacje bazowe na obszarach miejskich pracują z ograniczonymi mocami, ale jednocześnie są znacznie gęściej lokalizowane niż np. na obszarach wiejskich.

I oto właśnie dotarliśmy do dobrego miejsca, w którym możemy powiązać specyficznie anteny stacji bazowych 5G z latarniami. Otóż sieci 5G w przyszłości będą korzystać z wyższych zakresów częstotliwości niż obecnie (pasmo 26 GHz). Dzięki możliwości wykorzystania fal milimetrowych częściowo musi zmienić się cała koncepcja postrzegania stacji bazowej. Odejdziemy od wysokich wież, masztów czy konstrukcji wsporczych i dużych anten na rzecz rozwiązań typu "Small Cell", zapewniających niewielki obszar pokrycia z uwagi na niski poziom mocy emitowanej przez nadajnik. Będą one miały niewielki zasięg natomiast skutecznie zwiększą pojemności sieci. Tego typu stacje bazowe będą zdecydowanie bardziej przypominały znane nam dzisiaj punkty dostępowe sieci Wi-Fi, tworząc niewielkich rozmiarów komórki stacji bazowych. Dzięki temu w sposób estetyczny wkomponują się w istniejącą infrastrukturę miejską. Będą musiały być jednak rozmieszczane w sposób odpowiednio gęsty – dokładnie ze względu na minimalne moce, z którymi pracują. Tu z pomocą przychodzą właśnie latarnie uliczne, których zagęszczenie pozwoli w sposób optymalny zaplanować sieć miko-komórek, a fakt doprowadzonego zasilania dodatkowo spotęguje efekt synergii dwóch rozwiązań. W projektach koncepcyjnych latarnie z antenami stacji bazowych są wyposażane również w ogniwa fotowoltaiczne dostarczające część niezbędnego zasilania.

Czy wobec tych przedstawionych faktów obawy przed wyposażeniem latarni ulicznych w estetycznie wkomponowane anteny emitujące minimalne moce, a jednocześnie zapewniające coraz wyższy, wymagany poziom usług, są uzasadnione i warte powielania w sposób potęgujący niezrozumienie tematu i wywoływanie nieuprawnionego niepokoju wśród obywateli oraz użytkowników? Hasła o antenach instalowanych na każdej latarni, które mają ponoć przejmować nasze myśli zdecydowanie zasługują na podium wśród niekwestionowanych liderów teorii spiskowych – zaraz obok chipów w szczepionkach.

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.