Instytut Łączności

26 marca 2024 roku Urząd Komunikacji Elektronicznej (UKE) przedstawił wynik drugich konsultacji w sprawie wykorzystania pasma 26 GHz (zakres częstotliwości 24,25-27,5 GHz) oraz innych tzw. pasm milimetrowych. Celem konsultacji było zrozumienie potrzeb rynku i wypracowanie efektywnych rozwiązań związanych z wykorzystaniem pasm 26 GHz oraz 42 GHz na potrzeby sieci 5G.

Mimo, iż zdaniem operatorów jest za wcześnie, by mówić o pełni możliwości wykorzystania tego pasma, większość z nich potwierdza, że chciałaby w paśmie 26 GHz świadczyć m.in usługi stacjonarnego bezprzewodowego dostępu do Internetu (FWA) czy szerokopasmowego dostępu do Internetu mobilnego. Ponadto pasmo 26 GHz może znaleźć wykorzystanie w autonomicznym transporcie, inteligentnych miastach czy automatyce przemysłowej. Operatorzy przewidują budowę sieci składających się z pojedynczych komórek lub niewielkich klastrów, jednak nastąpi to prawdopodobnie nie wcześniej niż po 2026 r.

Pasmo 26 GHz stanowi istotny obszar użytkowania widma przewidzianego dla sieci 5G, a jego zagospodarowanie pozwoli przynieść wiele korzyści. Już podczas Światowej Konferencji Radiokomunikacyjnej WRC-19 podjęto decyzję o możliwej implementacji systemów IMT w paśmie 26 GHz w skali światowej.

W 2020 roku dokonano w Europie harmonizacji pasma 26 GHz i określenia odpowiednich warunków technicznych dla zakresu częstotliwości 24,25-27,5 GHz na potrzeby systemów naziemnych umożliwiających świadczenie usług bezprzewodowej szerokopasmowej łączności elektronicznej (pasmo 26 GHz jest jednym z trzech tzw. „pionierskich pasm 5G” w Europie (700 MHz, 3,6 GHz i 26 GHz)). Niektóre z państw europejskich (m.in. Hiszpania, Austria i Estonia) zakończyły już dystrybucję pasma 26 GHz, natomiast Wielka Brytania planuje przeprowadzenie aukcji w 2024 r.

Obecnie rozpatrywane są różne scenariusze wykorzystania pasm w zakresie fal milimetrowych (mmWaves), do których zalicza się też pasmo 26 GHz. Najpopularniejsze z nich to:

• szerokopasmowy dostęp do Internetu – prędkości transmisji rzędu kilku Gb/s umożliwią rozwój wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości (VR i AR), hybrydowego nauczania, współpracy online w czasie rzeczywistym, streamingu i monitoringu w jakości 8K – nawet na obszarach z dużym zagęszczeniem użytkowników,
• stacjonarny bezprzewodowy dostęp do Internetu (FWA) – dostęp do stacjonarnego Internetu szerokopasmowego na obszarach, gdzie obecnie operatorzy nie decydują się na budowę sieci światłowodowych ze względu na nieopłacalność inwestycji – 5G FWA zapewnia prędkość transmisji nawet do 1 GB/s w domach oddalonych o kilka kilometrów od stacji bazowej, bez konieczności budowy sieci kablowej,
• automatyka przemysłowa, zdalne sterowanie i autonomiczne pojazdy – w tych obszarach kluczowe stają się niskie opóźnienia oraz zdolność sieci do obsługi bardzo dużej liczby urządzeń – wykorzystanie pasm milimetrowych pozwala na rozwój sieci o bardzo niskich opóźnieniach.

Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej Instytutu Łączności we Wrocławiu w ramach realizowanych zadań nieustannie rozwija swoje kompetencje z zakresu nowych technologii, w tym również w zakresie koncepcji potencjalnych wdrożeń systemów radiowych w paśmie 26 GHz. W ramach funkcjonującego w tym Zakładzie Laboratorium Systemów Mobilnych 5G/6G (LSM), prowadzone są m.in. prace związane z planowaniem zasięgu i pojemności sieci mobilnych (również w paśmie 26 GHz), a także opracowywane są koncepcje przyszłych wdrożeń i zasady koegzystencji sieci 5G z innymi (przyszłymi oraz istniejącymi) systemami radiowymi. LSM dysponuje m.in. uznanym w branży sieci komórkowych oprogramowaniem Forsk Atoll służącym do planowania i analiz sieci mobilnych najnowszej generacji, emulatorem stacji bazowych służącym do badania zgodności terminali z wymaganiami operatorów oraz aparaturą umożliwiającą wykonywanie drive/walk testów sieci mobilnych. Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej we Wrocławiu  dysponuje również hybrydową komorą bezodbiciową umożliwiającą m.in. pomiary kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) urządzeń oraz pomiary różnego rodzaju anten aktywnych i pasywnych, także w pasmach milimetrowych. Zakład posiada także prywatną sieć 5G pracującą w trybie SA wybudowaną wraz z konsorcjum partnerów akademickich w ramach części wybudowanego Krajowego laboratorium badawczego sieci i usług 5G wraz z otoczeniem („PL-5G”).  

Jako przykład prac można wskazać wykonane w prace koncepcyjne, obejmujące planowanie usług szerokopasmowych m.in. analizy dwóch scenariuszy:

• dostępu do Internetu mobilnego na wrocławskim Rynku,
• możliwości uruchomienia sieci FWA na obszarze, na którym budowa sieci światłowodowej/kablowej jest nieuzasadniona ekonomicznie.

Pierwszy scenariusz zakładał zapewnienie dostępu do Internetu dla dużej liczby użytkowników w ścisłym centrum miasta (wrocławski Rynek i Plac Solny), przy wykorzystaniu sieci o dużej przepływności w paśmie 26 GHz. Zaplanowane 5 sektorów pozwoliło obsłużyć do 1000 użytkowników w sieci. Dzięki wykorzystaniu kanału o szerokości 800 MHz możliwe było uzyskanie przepustowości nawet do 2,5 Gb/s.

Drugi scenariusz zakładał wdrożenia sieci FWA na obszarze, w którym nie było dostępu do szerokopasmowego Internetu. Wykorzystanie jednej stacji bazowej, wyposażonej w dwa sektory, pozwoliło zapewnić przepustowość nawet do 3,6 Gb/s na obszarze osiedla. W planowaniu założono, że gospodarstwa domowe wyposażone zostaną w modemy z anteną montowaną na zewnątrz budynku. Takie rozwiązanie pozwala na znaczącą poprawę efektywności transmisji.

Przedstawione scenariusze są jednymi z wielu możliwych do wdrożenia i dalszej dyskusji w zakresie wykorzystania pasma 26 GHz w Polsce. Pomimo sygnałów z rynku o obecnym braku gotowości podmiotów komercyjnych do wdrożenia sieci 5G w paśmie 26 GHz, Instytut Łączności prowadzi kolejne prace w tym zakresie (a zwłaszcza w kontekście alokacji działających w tym paśmie systemów jak i aspektów technicznych rozdysponowania pasma 26 GHz – szerokości kanałów, zasady licencjonowania i inne), także w odniesieniu do przyszłych pasm radiowych dla systemów 5G/6G jak np. pasma 42 GHz.

Należy również wziąć pod uwagę, iż w ramach Krajowego Planu Odbudowy (KPO) planowane jest przeznaczenie środków na inwestycje, które mają na celu likwidację białych plam w dostępie do szerokopasmowego Internetu, a w efekcie eliminację cyfrowego wykluczenia mieszkańców. Wydaje się, że ważną kwestią przy realizacji tych celów, biorąc pod uwagę również wysoki koszt realizacji „ostatniej mili” w przypadku budowy łączy światłowodowych, będzie wykorzystanie także technologii radiowych w tym np. 5G FWA w paśmie 26 GHz.