Na informacje dotyczące technologii 5G natykamy się obecnie niemal każdego dnia. Pojawienie się w ostatnim czasie nowych modeli smartfonów wspierających ten standard zapoczątkowało falę komercyjnych startów sieci 5G na całym świecie, jak również falę przeróżnych testów, które owocują spektakularnymi rezultatami przepływności.
Wszyscy zastanawiamy się, jak technologia 5G poprawi jakość naszego życia w przyszłości oraz w jakim stopniu przyczyni się do cyfrowego rozwoju gospodarki. Celem niniejszego artykułu jest wyjaśnienie technologicznych wątpliwości związanych z samym wdrażaniem sieci 5G. Jak w efektywny sposób uruchomić sieć 5G? Jak zapewnić zasięg 5G na terenie całego kraju? Czy nowy standard potrzebuje obecnie działających technologii 2G, 3G, 4G? Jakie są miedzy nimi zależności?
Do tej pory wdrażanie kolejnych generacji sieci mobilnych wiązało się między innymi ze stosowaniem nowych technik radiowych, czy dodawaniem nowych elementów sieci. Uruchomienie 3G nie było jednak uzależnione od tego, czy operator dostarczał już usługi 2G, czy też nie. Technologie te dobrze współpracują ze sobą, natomiast są od siebie niezależne funkcjonalnie. Z 5G będzie trochę inaczej. Działanie tej technologii jest funkcjonalnie mocno powiązane z siecią LTE (4G).
Istotny jest zasięg sygnału jaki możemy osiągnąć, korzystając z wyższych częstotliwości, które są przeznaczone dla 5G, jak na przykład tak zwany C-Band, czyli zakres 3400-3800 MHz, czy tez mmWave (ang. millimeter wave), czyli 26-28 GHz. Porównajmy specyfikę nowych częstotliwości w stosunku do typowej obecnie wykorzystywanej w 2G i 4G częstotliwości 1800 MHz. Co by się stało z perspektywy użytkownika, który znajduje się wewnątrz lub na zewnątrz budynku, gdyby zmieniono pasmo z 1800 MHz na 3500 MHz (3,5 GHz) albo na 28 GHz? Czy taka zmiana wpłynęłaby pozytywnie, czy negatywnie na zasięg, w którym się znajdzie ten użytkownik?
Po pierwsze, im wyższa częstotliwość tym mniejsza antena zarówno po stronie stacji bazowej, jak i terminala. Niesie to ze sobą pewne konsekwencje. W przypadku wyższych częstotliwości, fizyczne i elektryczne ograniczenia anteny ze stałym zyskiem ograniczają ilość mocy, którą taka antena jest w stanie odebrać. Sytuacja ta przedstawiona jest na poniższym rysunku i oznaczona jest numerem 1 (przedstawione wartości zysków i strat dla wszystkich wariantów mają charakter orientacyjny). Zauważyć można głęboki efekt, który przy częstotliwościach mmWave może sięgnąć nawet 24dB. Oznacza to znaczną stratę.
Ponadto, propagacja fal radiowych między terminalem, a stacjami bazowymi w niektórych przypadkach podlega dodatkowym stratom. Występują bowiem zjawiska (zależne od stosowanej częstotliwości) takie, jak na przykład dyfrakcja, czyli zmiana wpływająca na rozchodzenie się fal radiowych na krawędzi napotkanych przeszkód.
