Wiele osób podchodzi sceptycznie do fal milimetrowych w sieciach 5G. Ich największą wadą jest silne tłumienie propagacyjne, co powinno przekładać się na niewielki zasięg stacji bazowych. Jednak inżynierowie z Qualcomma i Ericssona od dłuższego czasu pracują nad poprawą tego stanu rzeczy. Jeszcze do niedawna cieszyli się z 100 Mb/s przy odległości 5 km. Teraz z kolei udało im się uzyskać prędkość 1 Gb/s przy dystansie 7 km. Jest to nadzieja na ultraszybkie 5G poza największymi miastami.
Wokół fal milimetrowych powstało wiele niesprawdzonych mitów. Część z nich odnosi się do domniemanego negatywnego wpływu na zdrowie człowieka. Jednak niosący tę nieprawdę antykomórkowcy zapominają, że im wyższa częstotliwość tym fala słabiej przenika przez nasz organizm. Dla fal milimetrowych tzw. głębokość wnikania w ludzką skórę wynosi około 1 mm. Dodatkowo promieniowanie, które pochodzi od stacji bazowej, jest słabe i przy tak niskich wartościach PEM (które określa obowiązująca w Polsce norma) nie stwierdzono negatywnego wpływu na zdrowie człowieka. To jednak nie wszystko. Przeciwnicy 5G twierdzą, że stacje bazowe piątej generacji trzeba będzie stawiać co 200 – 500 metrów.
Testy i dalszy rozwój techniki korzystającej z fal milimetrowych pokazują, że założenia te były bardzo pesymistycznie. Nie zmienia to jednak faktu, że polscy operatorzy dość ostrożnie podchodzą do uruchamiania w swoich sieciach nadajników na 26 GHz. W ramach konsultacji, które zorganizowało UKE, cała “wielka czwórka” zgodnie stwierdziła, że będzie wdrażać 5G mmWave w modelu zasięgu wyspowego. Czyli rozwiązanie to pojawić się ma tam, gdzie jest największe zapotrzebowanie na transmisję danych.
Qualcomm i Ericsson chcą “odczarować” 5G mmWave i pokazują, że technologia ta nadaje się również na tereny wiejskie
Fizyki się nie oszuka. Jednak ta sama fizyka podpowiada inżynierom, co należy zrobić, żeby zwiększyć zasięg stacji bazowej. W przypadku fal milimetrowych zasięg nadajnika sieci komórkowej ograniczany jest przez parametry terminala. Chodzi tutaj o zysk energetyczny anteny oraz moc nadawania. Pierwszy parametr usprawnia zasięg w tzw. łączu w dół (downlink), a drugi “w górę” (uplink). Transmisja danych w sieciach komórkowych odbywa się z użyciem protokołów bazujących na potwierdzeniach, które wysyła terminal do stacji bazowej. Dzięki temu sieć komórkowa wie, które pakiety zostały przesłane poprawnie, a które nie. Dlatego też przy biciu rekordów na dystans transmisji danych trzeba brać pod uwagę nie tylko moc sygnału stacji bazowej, ale również terminala.
Qualcomm opracował układy dla terminala klasy FWA (Fixed Wireless Access), który idealnie nadaje się do tego typu zastosowań. Składa się on z modemu Snapdragon X55, modułu mmWave QTM527 oraz zewnętrznej (i do tego zintegrowanej) anteny. Za całą konstrukcję odpowiada firma Inseego.
Z kolei Ericsson dostarczył stację bazową z modułami Antenna Integrated Radio (AIR) 5322. Ostatnie testy przeprowadzono w sieci operatora UScellular. Ich rezultaty są naprawdę obiecujące. Przy 7 km udało się uzyskać średnią prędkość pobierania danych na poziomie 1 Gb/s, a wysyłania 55 Mb/s. Momentami inżynierowie zauważyli nawet wynik 2 Gb/s. Jednak ze względu na słabe warunki radiowe i występujące podczas transmisji retransmisje, trzeba tutaj patrzeć na wartość średnią.
Powyższe wyniki uzyskano podczas testów w warunkach bezpośredniej widoczności (tzw. LOS – Line of Sight). W praktyce nie każdy mieszka w takiej lokalizacji, że ma widok na stację bazową i może w jej kierunku wycelować zamontowaną na dachu bądź balkonie antenę. Przy występowaniu przeszkód (tzw. NLOS – Non-Line of Sight) i dystansie 1,75 km prędkość spadła do 730 Mb/s przy pobieraniu i 38 Mb/s przy wysyłaniu danych.
Czy 5G mmWave zawita do polskich wsi i niewielkich miejscowości?
O budowie sieci 5G w Polsce mówi się w kontekście dwóch nowych pasm częstotliwości: 3,6 GHz (pasmo pojemnościowe) oraz 700 MHz (pasmo zasięgowe). Pierwsze z nich pozwala na pobieranie danych z prędkością rzędu 1 Gb/s, ale wartość ta odnosi się do dobrych warunków radiowych. Tzw. prędkość na skraju zasięgu jest już dużo niższa. Z kolei pasmo 700 MHz oferuje niewielkie prędkości, ale za to dobry zasięg. To właśnie ta częstotliwość ma zapewnić zasięg sieci 5G na terenie całego kraju. Przy czym nie oznacza to, że to 5G będzie wszędzie równie szybkie.
Tutaj właśnie z pomocą przychodzą fale milimetrowe. Ich możliwości są naprawdę ogromne. Za ich pomocą producenci stacji bazowych już zdążyli pochwalić się prędkościami pobierania danych powyżej 5 Gb/s. Oczywiście wartość ta odnosi się do bardzo dobrych warunków radiowych. Jednak, jak pokazuje Qualcomm i Ericsson, fale milimetrowe mogą również zapewnić naprawdę szerokopasmowe usługi w sieciach 5G również na terenach z mniejszą gęstością zaludnienia. To od poszczególnych operatorów będzie zależeć czy zdecydują się oni na jej wdrażanie na takich obszarach. Najprawomocniej stawianie stacji bazowych 5G mmWave co 14 km nie będzie opłacalne. Jednak mogą one zawitać do niewielkich miejscowości, gdzie mieszkańcy całych osiedli domów jednorodzinnych nie mogą doczekać się na podłączenie światłowodu.
Orange, Play, Plus i T-Mobile jeszcze jesienią zeszłego roku deklarowali, że są zainteresowani zagospodarowaniem częstotliwości z pasma 26 GHz w okolicach lat 2023/2024. Czy teraz ich deklaracje byłyby takie same? Trudno powiedzieć. Pewnie większość przedstawicieli polskich operatorów jest zirytowana brakiem wznowienia aukcji 5G na częstotliwości z zakresu od 3480 MHz do 3800 MHz. Dopiero utylizacja tego zasobu pokaże, jaki jest potencjalny popyt na usługi na falach milimetrowych.
