5G. Kowalski w ogniu technologicznej geopolityki

Technologia 5G cieszy się obecnie bardzo dużym zainteresowaniem zarówno mediów, jak i opinii publicznej. Żywotnie zainteresowani jej rozwojem są także najwięksi państwowi gracze, jak również ponadnarodowe korporacje, dostarczające niezbędny sprzęt (hardware), oraz dostawcy usług (operatorzy telekomunikacyjni). Ta mozaika podmiotów powoduje, że aby zrozumieć powszechną globalną determinację związaną z wdrażaniem tej technologii, a nade wszystko jej znaczenie dla pojedynczego konsumenta, niezbędne jest przybliżenie kluczowych informacji dotyczących jej samej oraz osadzenie ich w szerszym technologiczno-geopolitycznym kontekście.

Kolejne G?

Nowa odsłona 5G docelowo ma być nie tylko wyższą cyfrą przed literką „G” (akronim słowa generacja), w rzeczywistości ma przyczynić się do rewolucji porównywalnej z tą, jaką ludzkość przechodziła wdrażając silniki parowe, spalinowe czy elektryczność. Ze względu na cechy tej technologii zmiana ma mieć charakter fundamentalny. Poprzednie jej odsłony umożliwiały telefonom komórkowym kolejno: w przypadku 1G odbywanie zdalnych rozmów, 2G wysyłanie wiadomości tekstowych, 3G dało możliwość dostępu do Internetu, 4G/LTE+ odtwarzanie filmów video. Patrząc od strony biznesowej i indywidualnego konsumenta, 3G było niezbędne dla pojawienia się iPhone’a (i generalnie smartfonów), 4G – dla usług video na życzenie (video on demand, VOD), umożliwiających powstanie m.in. takich modeli biznesowych i platform jak Netflix czy HBO GO.

Nieuchronność wdrożenia tej technologii wynika z kilku powodów. Po pierwsze bez dokonania zmian obecna szybkość transferu (a nawet sama możliwość komunikacji) będzie zagrożona, co jest spowodowane niewystarczającymi rozwiązaniami technologicznymi, wykorzystywanymi w aktualnych sieciach szkieletowych (odpowiedzialnych za dystrybucję informacji w sieci) oraz rosnącym wykorzystaniem urządzeń mobilnych przez indywidualnych odbiorców (głównie do konsumpcji wideo)

Inżynierowie Samsunga, by spuentować różnice pomiędzy technologią 4G i 5G użyli analogii pomiędzy maszyną do pisania i komputerem. W przyszłości 5G ma wyróżniać się przede wszystkim trzema cechami. Pierwszą jest niezwykle szybki transfer danych, rzędu do 20 Gb/s przy pobieraniu plików i do 10 Gb/s przy ich wysyłaniu (dla porównania obecnie LTE teoretycznie daje możliwość transferów rzędu 1Gb/s). Druga cecha to niezauważalne opóźnienia w przekazie, na poziomie kilku i mniej milisekund (dla porównania, w standardzie 4G jest to kilkadziesiąt milisekund). Trzecią cechą jest możliwość jednoczesnej komunikacji miliona urządzeń na kilometrze kwadratowym. Technologia 4G umożliwia komunikację kilku tysięcy urządzeń na analogicznym obszarze. 5G umożliwić ma istotne z punktu widzenia budowy przyszłych modeli biznesowych wyodrębnianie z całej sieci jej fragmentu oraz zarządzanie nim w sposób autonomiczny w stosunku do reszty sieci (tzw. slicing i virtualization). Rozróżnia się dwa typy wdrożeń tej technologii: tzw. non-standalone, czyli będące w uproszczeniu uzupełnieniem istniejącej technologii LTE o element 5G, oraz docelowe, na które jeszcze musimy poczekać – wdrożenia standalone, czyli komunikację odbywającą się w pełni w oparciu o technologię 5G.

W tym miejscu należy też odnotować, że obecne w dyskursie publicznym deklaracje dotyczące niezwykle szybkich transferów danych mają raczej zbudować poparcie opinii publicznej (zaniepokojonej oddziaływaniem infrastruktury 5G na zdrowie człowieka) i wygenerować nową potrzebę, uzasadniającą konieczność nabycia nowych urządzeń wykorzystujących 5G. Jednak to nie indywidualny konsument jest kluczowym odbiorcą tej technologii. Będzie nim przemysł, który docelowo dzięki właściwościom 5G zyska możliwość wykorzystania jej cech do tworzenia Internetu rzeczy. Innymi słowy – do stworzenia, ze względu na złożoność, trudnej do wyobrażenia sieci komunikujących się ze sobą czujników, będących podstawą dla pełnej automatyzacji wszelkiego rodzaju procesów produkcyjnych – w uproszczeniu robotyzacji fabryk i nie tylko. Wymiana danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego jest fundamentem produkcji autonomicznych pojazdów. Na razie trudno spekulować, jakie aplikacje powstaną na bazie 5G, jednak jest niemal pewne, że będą one równie rewolucyjne, jak pojawienie się w 2007 roku iPhone’a czy wejście Netfliksa w branżę mediów strumieniowych (VOD).

Nieuchronność wdrożenia tej technologii wynika z kilku powodów. Po pierwsze bez dokonania zmian obecna szybkość transferu (a nawet sama możliwość komunikacji) będzie zagrożona, co jest spowodowane niewystarczającymi rozwiązaniami technologicznymi wykorzystywanymi w aktualnych sieciach szkieletowych (odpowiedzialnych za dystrybucję informacji w sieci) oraz rosnącym wykorzystaniem urządzeń mobilnych przez indywidualnych odbiorców (głównie do konsumpcji wideo). Wedle raportu NIK z maja tego roku wielkość transmisji danych w Polsce w okresie 2010–2017 wzrosła 57-krotnie (z 37 do 2110 petabajtów rocznie). Co więcej, Instytut Łączności prognozuje w Polsce skokowy wzrost wykorzystania z obecnych ok. 3,5 GB na kartę SIM miesięcznie do 85 GB na kartę SIM miesięcznie w 2025 roku. Po drugie konkurencyjność gospodarek, które nie wdrożą technologii 5G, będzie maleć. Wdrożony np. w fabryce Internet rzeczy spowoduje, że jej szeroko rozumiana elastyczność produkcji znacząco rośnie, można bowiem będzie przy niewielkich kosztach i w krótkim czasie przestawić jej linię produkcyjną na tworzenie np. innego modelu samochodu. Przeskalowanie procesu w aktualnych realiach to zadanie kosztowne i czasochłonne. Innymi słowy, jeśli 5G szybciej od nas wdrożą nasi sąsiedzi, kierujący się zyskiem globalni producenci mogą podjąć decyzję o wyprowadzeniu produkcji z Polski.

Z budową nowych BTS-ów wiąże się jednak obawa o ich odziaływanie na zdrowie człowieka

By jednak osiągnąć wszystkie te zapowiadane specyfikacje, konieczne jest spełnienie czterech warunków. Po pierwsze, na użytek komercyjny państwo musi udostępnić nowe częstotliwości. Po drugie, muszą zostać wypracowane ostateczne standardy dla tej technologii, niezbędne do jej wdrożenia w pełnej skali. Po trzecie, wymagane jest powstanie nowej infrastruktury (w tym stacji bazowych niezbędnych do przekazywania sygnału). Po czwarte, muszą powstać modele biznesowe wykorzystujące nowe możliwości w sposób efektywny rynkowo. Każdy z tych warunków ma odmienną wagę i znaczenie, ale każdy bezpośrednio lub pośrednio wpłynie na pojedynczego konsumenta.

Nowe częstotliwości i standardy

W Polsce 5G ma wykorzystywać trzy pasma, tzw. „pasmo 700 MHz” (częstotliwość 694-790 MHz) oraz 3,4-3,8 Ghz (tzw. pasmo C) i 26 Ghz (częstotliwość 24,25–27,5 Ghz). Pasmo 700 MHz jest optymalne dla zapewnienia dostępu do usług w całym kraju przy zachowaniu relatywnie wysokich prędkości transferu danych (to tzw. pasmo zasięgowe). Wyzwaniem jest jednak fakt, że obecnie jest wykorzystywane  przez naziemną telewizję cyfrową. Zgodnie z Krajowym Planem Działań Zmiany Przeznaczenia Pasma 700 MHz w Polsce, wraz ze zwolnieniem tego pasma do połowy 2022 roku dla 5G, i przejściem na niższe częstotliwości, planowane jest również wdrożenie nowego standardu przesyłania sygnału dla naziemnej telewizji cyfrowej (DVB-T2). Dla indywidualnych odbiorców oznaczać to będzie konieczność wymiany (przynajmniej części) aktualnie wykorzystywanych telewizorów i dekoderów. Co równie ważne, pasmo 700 MHz jest aktualnie wykorzystywane przez Białoruś, Ukrainę i Rosję (z tą ostania podobno w grudniu tego roku uda wypracować wstępne porozumienie o zwolnieniu pasma w obrębie Królewca do czerwca 2022 roku). To samo pasmo musimy i my uwolnić, aby 5G mogło bez zakłóceń działać w Niemczech.

Pozostałe dwa pasma mają umożliwiać duże transfery danych niemal w czasie rzeczywistym, jednak ze względu na dużą podatność tak krótkich fal (o wysokiej częstotliwości) na zakłócenia sygnał bezpiecznie może być przekazywany tylko na niewielkie odległości. To obiektywny powód, z którego wynika potrzeba większej ilości, mniejszych stacji bazowych przekazujących sygnał, które w odróżnieniu od aktualnie wykorzystywanych elementów antenowych (dipoli) będą mogły to robić bardzo precyzyjnie (beamforming).

Aktualnie rozgrywa się rywalizacja o to, któremu z rywalizujących podmiotów uda się upowszechnić swoje standardy i tym samym zdominować rynek, przymuszając tym samym niezdecydowanych do wybraniania dominującej opcji. Stawką jest to, czy produkowany obecnie przez różnych producentów sprzęt będzie ze sobą kompatybilny (bez konieczności ponoszenia znacznych nakładów), czy rozwiązania jednego producenta będą uniemożliwiały łączenie ich z rozwiązaniami innych dostawców sprzętu.

Nowa infrastruktura i modele biznesowe

Największe obawy wśród opinii publicznej wzbudza jednak konieczność wykorzystania dużej liczby stacji bazowych (Base Transceiver Station, BTS). W celu zapewnienia wszystkich opisanych wcześniej właściwości 5G (zwłaszcza braku opóźnień w przesyle sygnału), nasze urządzenie musi znajdować się przez cały czas w zasięgu BTS-ów. Innymi słowy, jeśli sieć 5G ma osiągnąć docelowe parametry, musi być zagwarantowana odpowiednia moc sygnału, a ponieważ szacuje się, że ponad 80% transmisji danych odbywa się wewnątrz budynków, konieczna będzie rozbudowa sieci wewnątrz pomieszczeń. Planowane nowe BTS-y docelowo mają być połączone setkami tysięcy kilometrów światłowodów (to dodatkowy koszt wdrożenia tej technologii, szacowany na dziesiątki miliardów złotych). Tak więc sieć 5G będzie mieć bardzo gęstą strukturę, ale i przez to moc instalowanych przekaźników będzie dużo mniejsza od obecne wykorzystywanych BTS-ów. Same stacje różnią się obszarem, w którym będą w stanie efektywnie przekazywać sygnał, i można je umownie podzielić na kilka kategorii – makrokomórki obsłużą obszar w promieniu kilkunastu kilometrów, mikrokomórki mają zasięg ok. 2 km, pikokomórki – kilkadziesiąt metrów, a femtokomórki – mniej niż 10 metrów.

Z budową nowych BTS-ów wiąże się jednak obawa o ich odziaływanie na zdrowie człowieka. Wciąż obowiązujące w Polsce normy dopuszczalnych wartości oddziaływania promieniowania pól elektromagnetycznych (PEM) są średnio kilkadziesiąt razy wyższe niż innych krajach UE. Ich utrzymanie spowodowałoby konieczność budowy większej liczby nowych BTS-ów (co oznacza dodatkowe koszty i promieniowanie), ponieważ niemożliwa byłaby rozbudowa istniejących masztów z nadajnikami. Z tego powodu w listopadowym projekcie rozporządzenia opracowywanym przez Ministerstwo Zdrowia normy te zostały obniżone, a Ministerstwo Cyfryzacji prowadzi od dłuższego czasu akcję informacyjną. Nie przeceniając obaw, trzeba zauważyć fakt, że dotychczasowa procedura zdobywania pozwoleń na stawianie kolejnych stacji bazowych (np. finansowanie przez zainteresowany podmiot badań oddziaływania na otocznie) może budzić wątpliwości, podobnie jak to, że zmiana aktualnie dopuszczalnych norm ma odbyć się w sposób skokowy.

Bój o to, kto pierwszy efektywnie wdroży technologię 5G do swojej gospodarki, to kolejny przykład technologicznego wyścigu pomiędzy najpotężniejszymi państwami o wzmocnienie potęgi własnej gospodarki

Z punktu widzenia konsumenta ważne jest również to, ile będzie kosztować dostęp do dobrodziejstw technologii 5G. By z niej korzystać, potrzebne są nowa karta SIM i urządzenie obsługujące standard 5G. Osobną kwestią jest oferta telekomów dla indywidualnych klientów. Dla przykładu, od listopada 2019 roku w Rumunii abonament za możliwość korzystania z 5G w trzech miastach (deklarowana przepustowość to 1Gb/s) trzeba będzie zapłacić ok. 105 złotych miesięcznie.

Ponadto według pochodzących z października 2019 roku danych Rewhell, ośrodka monitorującego koszty indywidualnych abonamentów, te oferowane w Wielkiej Brytanii były najtańsze wśród krajów rozwiniętych – miesięczne abonamenty 5G odpowiednio na usługi mobilne były wydatkiem rzędu ok. 72 złotych, natomiast miesięczny abonament na usługi 5G dla domowego użytku wynosił ok. 97 złotych.

Wymiar geopolityczny

Bój o to, kto pierwszy efektywnie wdroży technologię 5G do swojej gospodarki to kolejny przykład technologicznego wyścigu pomiędzy najpotężniejszymi państwami o wzmocnienie potęgi własnej gospodarki. To pierwsza z serii potyczek technologicznych, które czekają nas w nieodległej przyszłości. Już trwa wyścig w zakresie rozwoju i wdrażania sztucznej inteligencji, Internetu kwantowego i kilku innych przełomowych technologii. Wszystko to jednak elementy składowe najważniejszego w ostatnich 30 latach procesu historycznego – mającej geostrategiczny wymiar rywalizacji amerykańsko-chińskiej. Polem tej rywalizacji jest cały glob, jednak Europa zajmuje w niej miejsce szczególne, ponieważ komu uda się opanować rynek Starego Kontynentu, ten zyska przewagę na dalszym etapie tej rywalizacji.

O tym jak zażarta to rywalizacja, mogą świadczyć słowa Declana Ganleya (biznesmana i byłego kontrowersyjnego polityka), który w rozmowie z połowy listopada tego roku w Hudson Institute przekazał, że wie, iż rząd Angeli Merkel podczas wrześniowej wizyty w Pekinie usłyszał ultimatum, wedle którego Berlin ma zagwarantować chińskim firmom telekomunikacyjnym co najmniej 40% udziału w budowie sieci 5G. Jeśli Niemcy się nie podporządkują, Chiny w odwecie wprowadzą cła na niemieckie samochody. Ponadto warto przypomnieć, że pod koniec października niemiecki wywiad (Federalna Agencja Wywiadowcza) publicznie ostrzegł niemieckich polityków przez chińskim koncernem, wspierając tym samym amerykańskie obawy względem nieczystych intencji Huawei. Pytaniem otwartym pozostaje, jak my nad Wisłą zachowamy się wobec tej konfrontacji oraz czy dysponujemy polem manewru (a jeśli tak, to jakim?). Widać bowiem, że stolice europejskie próbują godzić ogień z wodą –ostrzeżenia USA, dotyczące zagrożeń płynących ze strony chińskich podmiotów technologicznych, z kuszącą finansowo ofertą płynącą z Państwa Środka.

Partnerem bloku jest Orange Polska