Artykuł w wersji audio
Zakładamy, że już w 2020 r. w dwóch miastach Polski (m.in. w Łodzi), a do końca 2023 r. w większości miast będzie działać sieć 5G. Z uwagi na fundamentalne znaczenie sieci 5G dla bezpieczeństwa informatycznego państwa doprowadzimy do sytuacji, w której kontrolę nad siecią będzie pełniła polska firma. Na tym etapie nie przesądzamy, jaka to będzie firma – zapowiada w swoim programie wyborczym Prawo i Sprawiedliwość. Obietnica wyborcza dobrze oddaje filozofię tej partii – coś jeszcze nie powstało, a już największym problemem jest, jak to kontrolować.
Inne partie w swoich programach wprawdzie nie szczędzą cyfrowych obietnic (np. Koalicja Obywatelska – 1 GB darmowego internetu dziennie dla dzieci i młodzieży, PSL – iTornister, czyli tablet plus internet dla dzieci), jednak sprawami sieci 5G się nie zajmują. Być może wynika to ze świadomości, jak trudny jest to temat, a może dlatego, że spora część elektoratu nie wie, o co chodzi z 5G. Co gorsza, jest też grupa, która boi się nowego systemu łączności i gotowa jest walczyć, by nie powstał. Dlatego PiS, choć podaje zaskakująco nieodległe daty, to asekuruje się zastrzeżeniem, że powstanie sieci 5G to tylko założenie. Nie bez przyczyny.
Co to jest sieć 5G? To kolejna generacja systemu łączności mobilnej, bez której dziś nie wyobrażamy sobie życia. Pierwszą, analogową (w Polsce to była sieć Centertel), z wielkimi jak cegła telefonami, mało kto już pamięta. Druga wprowadziła nas w świat łączności cyfrowej, kiedy działalność rozpoczęli pierwsi operatorzy GSM, a telefony komórkowe zaczęły stawać się dobrem podstawowym. Tamta sieć oferowała połączenia głosowe, esemesy i szczątkowy dostęp do stron WWW.
Przełomem było pojawienie się trzeciej generacji, która głównie dzięki technologii UMTS wprowadziła nas w erę mobilnego internetu. Sieć zaczęła wykorzystywać tzw. pakietową transmisję danych, na której oparty jest internet. Systemy telefonii 2G i 3G do dziś funkcjonują, ale szybko okazało się, że o ile nasze potrzeby rozmawiania przez telefon mają swoje granice, o tyle zapotrzebowanie na dostęp do internetu granic nie ma. Rosną nie tylko potrzeby, ale i wymagania. Chcemy więcej, szybciej, w lepszej jakości. Dlatego pojawiły się nowe technologie próbujące temu sprostać – głównie LTE i LTE-Advanced – i tak narodziła się telefonia 4G.
Zapchany eter
Każda zmiana wymagała nie tylko nowych rozwiązań technologicznych, kolejnych coraz bardziej kosztownych inwestycji, ale też nowych zasobów częstotliwości radiowych. O ile rozwój techniki, przynajmniej teoretycznie, nie ma granic, o tyle finanse je mają. Jednak najbardziej ograniczonym zasobem są częstotliwości radiowe. Eter musi pomieścić bardzo wielu użytkowników – cywilnych i wojskowych, stacje radiowe i telewizyjne, systemy radarowe i łączności specjalnej, operatorów telefonii komórkowych itd.
Tymczasem potrzeby związane z zapewnieniem łączności mobilnej rosną w postępie geometrycznym. Już nie tylko dlatego, że wszyscy chcemy być nieustannie online, że chcemy oglądać na smartfonach i tabletach filmy w wysokiej rozdzielczości i grać w gry wymagające coraz szybszej transmisji coraz większych ilości danych. Nadchodzi era internetu rzeczy, kiedy miliony urządzeń zostaną podłączone do sieci i będą ze sobą utrzymywać stały kontakt. Jest już wiele systemów wymagających bezprzewodowej łączności M2M (machine-to-machine), a będzie ich coraz więcej.
Cały przemysł 4.0 oparty na pracy robotów i sztucznej inteligencji, o którym dziś tyle się mówi, bez takiego systemu nie będzie możliwy. Jednak wyjątkowe wymagania wiążą się z zapewnieniem łączności dla autonomicznych aut, czyli pojazdów jeżdżących bez kierowców. Wszystkie będą się nieustannie kontaktować między sobą, z infrastrukturą drogi i chmurą obliczeniową, która będzie tym zarządzała. Tu trzeba niezawodnej sieci działającej w czasie rzeczywistym, z opóźnieniami liczonymi w pojedynczych milisekundach.
Z myślą o takich potrzebach powstaje system 5G, który pod pewnymi względami jest kontynuacją poprzedniej generacji (z którą będzie współpracował), ale pod innymi przynosi radykalne zmiany. – Sieć komórkowa 5G opiera się na nowym standardzie dostępu radiowego noszącym nazwę New Radio i ma w założeniu trzy makroscenariusze wykorzystania w zależności od zastosowania. Pierwszy, gdy wymagana będzie wysoka szybkość transmisji danych, potrzebna np. w zastosowaniach wykorzystujących wirtualną lub rozszerzoną rzeczywistość. Druga, gdy niezbędne będą bardzo niskie, gwarantowane opóźnienia i wysoka niezawodność sieci – ta znajdzie zastosowanie np. w transporcie autonomicznym i sterowaniu systemami automatyki przemysłowej. Trzeci scenariusz przeznaczony jest dla obsługi internetu rzeczy, musi pozwalać na jednoczesne obsłużenie bardzo dużej liczby urządzeń (do 1 mln na km kw.) – wyjaśnia dr Jerzy Żurek, dyrektor Instytutu Łączności.
System 5G, obok częstotliwości 700 MHz o dużym zasięgu, będzie też wykorzystywał pasma gigahercowe (w Polsce ma to być 3,4–3,8 GHz oraz 26 GHz), które mają bardzo dużą pojemność, ale mały zasięg. A to oznacza, że obok dużych bazowych stacji przekaźnikowych (tzw. BTS) będzie konieczne stworzenie gęstej sieci mikro-, piko- i femtokomórek o zasięgu od kilkuset do nawet kilkudziesięciu metrów. Maleńkie urządzenia – lokowane w różnych zakamarkach, w ulicznych lampach, przystankach komunikacji miejskiej, w budynkach itd. – będą przypominały nieco dzisiejsze domowe routery Wi-Fi. – Możliwości technologii 5G wynikają z nowej architektury sieci, dynamicznego zarządzania pasmem radiowym i elastycznego dopasowywania się do potrzeb poszczególnych użytkowników. Ten sam nadajnik będzie mógł obsługiwać jednocześnie wielu użytkowników w różnym trybie – dodaje dr Tomasz Kulisiewicz, ekspert w dziedzinie telekomunikacji.
Na drodze do tego nowego wspaniałego świata stoją przeszkody trudne do pokonania. Pierwsza to normy emisji pola elektromagnetycznego (PEM). – Te, które obowiązują dziś w Polsce, powstałe w czasach PRL, kiedy nie było sieci komórkowych, są stukrotnie ostrzejsze niż w dużej części UE – wyjaśnia dr Jerzy Żurek. – Nie do końca wiadomo dlaczego, bo szkodliwości pól elektromagnetycznych wykorzystywanych w publicznych sieciach komunikacyjnych nie udowodniono.
Normy PEM i sposób pomiaru sprawiają, że możliwość budowy sieci 5G staje się iluzoryczna. Bez zmiany nie ruszymy. Ale to nie takie proste, bo w Polsce działa silny ruch przeciwników 5G uznający, że to zbrodnicza technologia mająca na celu napromieniowanie narodu, by wywołać choroby nowotworowe i masową bezpłodność. Najbardziej drastyczne scenariusze zapowiadają, że za sprawą masowo instalowanych w miastach nadajników usmażymy się jak w kuchenkach mikrofalowych.
– Paradoksalnie duża liczba małych nadajników 5G obniży, a nie podwyższy poziom energii emitowanej do środowiska w porównaniu ze stanem obecnym. Po prostu nadajniki będą pracowały z dużo mniejszymi mocami. Dziś, gdy stacja bazowa znajduje się w odległości kilku kilometrów, nadajnik stacji bazowej, jak i nasz terminal muszą emitować sygnał o dużo większej mocy, by utrzymać połączenie – wyjaśnia dr Żurek.
5G jak szczepionki
Politycy PiS wpadli we własne sieci. Zależy im na 5G, ale wiedzą, jaką siłę mają teorie spiskowe, bo często sami po nie sięgają. Odsuwają więc sprawę zmiany norm, by nie zostać oskarżonymi o spisek na szkodę zdrowia narodu. Oskarżenia padają ze środowisk bliskich PiS, ludzi już dziś zaangażowanych w walkę ze szczepionkami, GMO czy wiatrakami. Mają dostęp do Sejmu oraz polityków i chętnie z tego korzystają. – Trudno o merytoryczną dyskusję z kimś, kto przychodzi na posiedzenie sejmowej komisji w wietnamskim kapeluszu oklejonym folią aluminiową i tłumaczy, że w ten sposób można skutecznie chronić głowę przed promieniowaniem elektromagnetycznym – komentuje dr Tomasz Kulisiewicz. Nawet wśród ministrów rządu Morawieckiego są podziały, czego przejawem były niedawne niekorzystne zmiany przepisów dotyczące lokowania masztów komórkowych, dokonane przez ministra środowiska Henryka Kowalczyka. Ruch anty 5G uznał go za sojusznika.
Ostatnio Kancelaria Premiera musiała dementować informację, która pojawiła się na facebookowym profilu przeciwników 5G, że Mateusz Morawiecki podpisał się pod „Międzynarodowym apelem o powstrzymanie 5G na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej”.
Normy emisji to niejedyna przeszkoda. Są kolejne: jak rozdysponować częstotliwości, których mamy ograniczony zasób? Zwłaszcza pasmo 700 MHz, które dziś jest wykorzystywane przez naziemne stacje telewizyjne, polskie i wschodnich sąsiadów. Trzeba będzie nie tylko doprowadzić do zwolnienia częstotliwości przez naszych nadawców TV, ale także dogadać się z Ukrainą i Białorusią, by nie dochodziło do wzajemnych zakłóceń. Najwięcej problemu będzie jednak z Rosją, bo w obwodzie kaliningradzkim jest to częstotliwość wykorzystywana przez rosyjską armię.
Dziś mówi się, że najwcześniej w 2022 r. uda się zagospodarować częstotliwość 700 MHz. A czas goni. Bo obietnice przedwyborcze PiS tak naprawdę są polskimi zobowiązaniami w ramach UE. Komisja Europejska wymaga, by w 2020 r. sieć 5G była dostępna na zasadach komercyjnych przynajmniej w jednym dużym mieście, a w 2025 r. każdy kraj oferował zasięg w miastach i wzdłuż głównych tras komunikacyjnych.
Operatorzy komórkowi wciąż nie znają szczegółów rozdziału częstotliwości. Zwłaszcza że wraca pomysł, by stworzyć tylko jednego operatora sieci 5G – kontrolowanego przez państwo. Byłby to hurtowy sprzedawca usług 5G, które kupowaliby pozostali operatorzy, oferując własne usługi. Jest już nawet kandydat – to państwowa spółka Exatel.
Operatorzy nie chcą tego komentować. – Nie wiemy jeszcze, kiedy i na jakich zasadach będzie prowadzona aukcja – przekonuje Konrad Mróz, rzecznik T-Mobile Polska. – Na razie prowadzimy testy techniczne, przygotowując się do budowy komercyjnej sieci 5G. Wdrażanie tej technologii to będzie proces rozłożony w czasie na wiele lat m.in. ze względu na ogromne koszty takiej inwestycji, ale też ze względu na potencjał LTE, który nadal pozostał do wykorzystania. Testy 5G prowadzą wszyscy operatorzy na podstawie specjalnie udzielonych czasowych zezwoleń.
Bezprzewodowe na kablu
Choć program wyborczy PiS zakłada, że sieć 5G będzie kontrolowana przez polską spółkę, to minister finansów szykuje się na wpływy z aukcji z udziałem wszystkich operatorów. Mówi się o oczekiwanych przychodach rzędu 1,5 mld zł. Operatorzy zapewniają, że nauczeni doświadczeniem nie będą ostro licytowali jak niegdyś, gdy kupowali częstotliwości UMTS. Dziś trzeźwiej patrzą na ten biznes. – Polska ma jeden z najbardziej konkurencyjnych rynków telekomunikacyjnych w UE. W efekcie zysk operatorów na jedną kartę SIM jest u nas jednym z najniższych. A inwestycje w sieć 5G wymagają olbrzymich nakładów. Szacuje się, że będzie to koszt ok. 15 mld zł. Dlatego operatorzy nie będą naciskali na szybkie rozstrzygnięcia w sprawie 5G – wyjaśnia Tomasz Grabowski, dyrektor zarządzający Accenture w Polsce.
Kolejny problem to sprawy techniczne związane z infrastrukturą. Amerykanie wypowiedzieli gospodarczą wojnę Chinom, zwłaszcza koncernowi Huawei, i naciskają na inne kraje, by poszły ich śladem. Premier Morawiecki i wiceprezydent USA Mike Pence podpisali „Wspólną deklarację USA i Polski na temat 5G”. Zapewniają w niej o woli „zdecydowanego i wszechstronnego podejścia do bezpieczeństwa sieci 5G” oraz „uważnej i kompletnej oceny komponentów i producentów oprogramowania”. Huawei nie został wymieniony z nazwy, choć wiadomo, o kogo chodzi. Kłopot w tym, że jak na razie Chińczycy zaszli najdalej w tworzeniu urządzeń dla sieci 5G. Są wprawdzie inni producenci, w tym szwedzki Ericsson, który w Polsce uruchamia swoją produkcję urządzeń do transmisji radiowej 5G i zatrudnia inżynierów w swoich centrach badawczych w Łodzi i Krakowie, ale operatorzy dają do zrozumienia, że woleliby ze sprzętu Huawei nie rezygnować. Zwłaszcza że wykorzystują go już dziś w sieciach 4G. Jest po prostu dużo tańszy. Także minister cyfryzacji Marek Zagórski deklaruje, że nikogo nie zamierzamy wykluczać. Co na to powie nasz amerykański sojusznik?
Wciąż nie wiadomo, kiedy i jak skończy się przeciąganie sieci 5G. A co by się stało, gdyby nie powstała? Będzie trzeba zrezygnować z przemysłu 4.0 i autonomicznych pojazdów? – Będzie gorzej – ostrzega dyrektor Żurek – bo możliwości dotychczasowych sieci komórkowych się kończą, a potrzeby szybko rosną. Zrywające się coraz częściej połączenia i spadająca szybkość transmisji internetowej to objawy przeciążenia sieci. Bez 5G nie damy rady. To przeciążenie jest też efektem dużo większej popularności internetu mobilnego niż w innych krajach UE, bo wciąż za mało jest sieci światłowodowych, zwłaszcza w mniejszych ośrodkach. W Polsce 14 proc. ruchu internetowego pochodzi z sieci komórkowych, podczas gdy średnia UE to 6 proc. Średnie miesięczne zużycie internetu mobilnego w Polsce w 2018 r. wyniosło 5,22 GB miesięcznie na jedną kartę SIM. W 2020 r. będzie to już 11,62 GB, 38,58 GB w 2023 r., aż do 85,86 GB w 2025 r. – przewiduje w swoim raporcie Instytut Łączności. Na obszarach wiejskich możliwości internetu mobilnego już są na wyczerpaniu, w wielkich miastach nastąpi to w przyszłym roku, a w pozostałych rok później. Modernizacja istniejących sieci może odwlec ten moment najwyżej o dwa, trzy lata. Tak naprawdę nie mamy wyboru.