5G – U budućnosti mreža će vas pratiti svuda

Kada mobilna mreža 5G bude pokrenuta, započeće nova mobilna revolucija. Ova mreža će omogućiti mnogo toga, od automobila koji upravljaju automobilom, preko hirurga robota, munjevito brzog interneta sve do stapanja virtualnog svijeta sa stvarnošću!

Zamislite da sjedite kod kuće na kauču i razgovarate sa starim prijateljem. Na prvi pogled sve izgleda sasvim uobičajeno kao da prijatelj sjedi pored vas, ali… on se nalazi na drugom kraju svijeta.

Ono što vidite je izoštreni trodimenzionalni hologram koji se bez ikakvog kašnjenja prenosi putem 5G mreže na vaše AG naočale, (augmented reality, uvećana stvarnost) koje projektuju figuru direktno u vaše vidno polje.

Prva generacija mobilnih mreža pokrenuta je prije gotovo 35 godina. 1G mreža, kako je nazvana, omogućavala je da sa sobom ponesete telefon kada ste u pokretu. To je bila tehnološka revolucija, a danas mnogi ljudi ne bi mogli ni zamisliti svakodnevni život bez mobilnog telefona u džepu.

Sada je vrijeme za novu revoluciju, revoluciju koja zahtjeva potpuni remont globalne mreže mobilnih stožera. Sada naučnici i telekompanije rade na lansiranju naprednog praunučeta 1G mreže – 5G!

Zamislite ovu situaciju:

Cijeli grad je umrežen. 5G postaje kičmeni stub u tzv. “internetu stvari” (Internet of things, IoT), koji će omogućiti da sve oko vas medjusobno komunicira. Senzori na putu će slati podatke vašem automobilu o stanju na putu, a mobitel će vas upozoriti ako je zrak u parku previše toksičan.

Napuštate svoj dom u predgradju i sjedate u auto. Senzori u kući komuniciraju s Vašim mobitelom i javljaju da ste izašli, i vrata kuće se zaključavaju. U kući temperatura se malo spušta i svjetla gase.

Preko tzv. mašina-mašini komunikacije, vaš automobil koji vozi sam komunicira sa drugim autima kako bi držao sigurnu razdraljinu. Mreža informiše automobil o slobodnim mjestima za parkiranje u gradu. Senzori na parkiralištu obavljaju automatsko plaćanje Vašim mobitelom.

Želiš se odvesti do parka. Mobilni telefon te obavještava da su prikopčani senzori u parku tamo zabilježili loš kvalitet vazduha. Šalješ poruku automobilu da te pokupi i vozi kući.

Nova mobilna mreža će biti mnogo puta brža nego postojeća, sa brzinama od nekoliko gigabita po sekundi. To znači da će se video punog HD-kvaliteta moći učitati za samo šest sekundi, nešto što je uzimalo sedam minuta sa 4G i 70 minuta sa 3G.

Veće brzine, ipak nisu jedino što je pozitivno sa 5G. U budućnosti će stotine milijardi elektronskih uredjaja koristiti internet mrežu stvari koja će nam omogućiti da bežično prikopčamo auta, odjeću, medicinsku opremu, nadzorne kamere, brave na vratima i sijaset drugih predmeta.

Više uredjaja čini mrežu pretijesnom

1983 Motorola je u USA počela da prodaje svoj prvi komercijalni mobilni telefon DynaTac 8000x. On se mogao koristiti samo za pozive preko analogne mreže 1G. Od 1980-te nove generacije mobilnih mreža doprinose daljem tehnološkom napretku svake decenije. Prelaskom s 1G na 2G 1990-tih, mobilni signal je postao digitalni. Tada se po prvi put sa mobilnog telefona moglo poslati jednostavne digitalne poruke poput SMS-a i e-mailova. Deset godina kasnije, 3G širokopojasne mreže su omogućile i surfanje preko telefona. Danas je sasvim uobičajeno i gledanje TV u HD kvaliteti na telefonu, a sve zahvaljujući sadašnjoj 4G mreži. Nove mogućnosti koje su pružile svaka od generacija značile su i mnogo više korisnika mobilnog interneta.

Prema američkom analitičaru Gartneru, 2016 godine u svijetu je bilo oko 6,4 milijarde uredjaja povezanih s internetom. Sada je ta brojka porasla na 20,8 milijardi, što je trostruko više za samo četiri godine.

Mobilni telefoni prenose zvuk i podatke u obliku digitalnih paketa na odredjenoj radio frekvenciji, nosaču. Modulacijom nosača, digitalni se paketi pohranjuju kao oscilacije u frekvenciji nosača. Najbliži telemaster registruje signal i prosljedjuje ga susjednom. Kada signal dodje do prijemnika, oscilacije nosača se dekodiraju ili u zvuk ili u podatke.

Da bi se osiguralo da različiti radio signali ne ometaju jedan drugog, frekvencije reguliše medjunardna organizacija ITU. Trenutno se za mreže 2G, 3G i 4G koriste frekvencije izmedju 700 megaherca i 2,6 gigaherca. Svaka konekcija zauzima mali dio frekvencijskog pojasa, tako da jednostavno nema mjesta za milijarde novih uredjaja koji nastoje da prenesu informacije zrakom.

Rješenje su milimetarski talasi

U jednoj studiji iz 2013 godine američki istraživač Ted Rappaport sa Sveučilista u New Yorku predstavio je obrazloženje da 5G treba tražiti frekvencijski spektar unutar tzv. milimetarskih talasa kako bi se omogućila velika brzina preuzimanja i ujedno opslužio veliki broj korisnika.
Starije generacije mobilnih mreža koriste talasne dužine izmedu 10 i 40 cm. Pomjeranjem prema gore u frekvencijskom rasponu, preko 30 gigaherca i do 300 gigaherca, gdje je talasna dužina manja od 1 cm, 5G više koristi neiskorišteni dio frekvencijskog spektra.

Problem komuniciranja mobilnih uredjaja na tako visokim frekvencijama u kratkim talasnim dužinama je što lako dolazi do ometanja signala, na primjer zgrade, pa čak i drveće, grmlje i kiša mogu biti prepreka. Zato su Ted Rappaport i grupa studenata peoučavali kako mobilni signali sa 28 i 38 gigahertza funkcionišu u američkim gradovima New Yorku i Austinu. Zaključili su da se u velikim gradovima prenos može zagarantovati ako se telemasteri postave na medjusobnoj udaljenosti od 200 metara. Trenutno se nalaze na oko 2-3 kilometra razdaljine.

IT giganti testiraju 5G brzine

Drugim riječima, za veliku pokrivenost u velikim gradovima biće potrebna takozvana bazna stanica na svakom uglu.

Međutim, prednost milimetarskih talasa je u tome što je veličina radio antene obrnuto proporcionalna frekvenciji signala. Stoga se mogu napraviti znatno manje antene, tako da telefon s 5G može sadržavati stotine malih antena. Bazna stanica može imati na hiljade.

Signali imaju kraći domet, ali za uzvrat imaju mnogo bolju preciznost jer veliki broj antena omogućava njihovo usmjeravanje u različitim smjerovima. Male bazne stanice mogu se instalirati i u zatvorenom prostoru, što eliminira probleme sa slabim pokrićem, na primjer, betonskim zgradama.

Na testovima je Samsung demonstrirao prototipove tehnologije za milimetarske talase. Uspjeli su poslati podatke primaocu u automobilu koji se vozio kroz južnokorejski grad Suwon sa 25 kilometara na sat.

Prosječna brzina prijenosa bila je 1,67 gigabita u sekundi, što je pet puta brže nego sa 4G tehnologijom. Istovremeno, inženjeri su pokazali kako se signal može prenositi između različitih baznih stanica dok automobil vozi bez da se brzina značajno smanjuje.

Prva mobilna 5G jedinica na svijetu visoka je otprilike dva metra. U narednih nekoliko godina, istraživači će smanjiti tehnologiju na veličinu džepa.

Mobilna mreža preuzima

Preostaje još mnogo posla za tehnološke kompanije prije nego što mogu započeti prodaju pretplata za 5G, ali svi se slažu da će 5G biti predstavljen negdje u sljedećoj deceniji. Tranzicija će se odvijati postepeno tokom niza godina, gdje su starije generacije u upotrebi paralelno s novom generacijom.

Uzbudljiva perspektiva s 5G je upotreba povećane stvarnosti (AR). Dok virtualna stvarnost “uranja” korisnika u virtualni 3D univerzum, AR djeluje kao dodatak stvarnosti.

Na primjer, Microsoft je razvio naočale u kojima korisnik vidi stvarni svijet s virtualnim 3D objektima projiciranim na vidno polje kroz naočale. Ako tražite novu fotelju, možete preuzeti trodimenzionalni model namještaja i smjestiti ga u dnevnu sobu kako biste vidjeli da li vam odgovara prije nego što se odlučite na kupovinu.

Do sada naočalama je potrebna Wi-Fi mreža, pa se odlaže do lansiranja 5G prije nego što dosegnu svoj puni potencijal i postanu doista mobilni.

Nadolazeća mreža bit će ne samo nova verzija mobilnog Interneta, već i revolucija koja će promijeniti naš način gledanja na stvarnost.