4G vs. 5G – 5 kluczowych różnic, o których musisz wiedzieć

Jakie różnice oddzielają technologię 5G od 4G? Wbrew pozorom nie chodzi tylko o szybszy internet. Poznaj 5 kluczowych różnic pomiędzy czwartą a piątą generacją sieci komórkowej.

To naturalna kolej rzeczy, że nowe zastępuje stare. Zazwyczaj możemy założyć, iż każda kolejna generacja, bez względu na to czego dotyczy, będzie lepsza od poprzedniej. Tak też jest w przypadku sieci komórkowej. Kolejne jej generacje pojawiają się średnio co dekadę. Możemy, w pewnym uproszczeniu, założyć, że lata 80. XX wieku to okres pierwszej generacji sieci komórkowej. Mogliśmy wówczas liczyć na maksymalną prędkość pobierania na poziomie 2 kbps. W latach 90. ubiegłego wieku nastąpił dynamiczny rozwój i mogliśmy liczyć na zalety 2G. Nowa generacja nie tylko była szybsza, ale przede wszystkim wprowadziła rozwiązania, z których korzystamy do dzisiaj – takie jak SMS’y czy możliwość wykonywania połączeń konferencyjnych.

Nowe tysiąclecie przyniosło nam ze sobą 3G i kolejne istotne zmiany. Znów poprawiła się nie tylko jakość połączeń z siecią (mniejsze opóźnienia, większe prędkości), ale przede wszystkim trzecia generacja sieci komórkowej wyznaczyła standardy dla większości technologii bezprzewodowych, bez których dzisiaj nie wyobrażamy sobie życia – takich jak poczta elektroniczna, pobieranie filmów czy udostępnianie zdjęć.

Przejście z 4G do 5G

Wreszcie mniej więcej w ostatniej dekadzie do głosu doszła czwarta generacja sieci komórkowej, z której większość z nas wciąż korzysta. Po raz kolejny przyniosła ona ze sobą wiele rewolucyjnych rozwiązań, bez których trudno byłoby nam dzisiaj funkcjonować, jak choćby rozwiązania „chmury”, rozwój serwisów i usług streamingowych czy wideokonferencje.

Obecnie jesteśmy na etapie przechodzenia w kolejną, piątą już generację sieci komórkowej. W Polsce w zasięgu 5G jest już ponad 19 milionów osób [1]. Wciąż jednak nie możemy mówić o pełnym i swobodnym dostępie do nowej technologii. Spowodowane jest to wieloma czynnikami, jak choćby nierozdysponowaniem przez UKE wszystkich potrzebnych częstotliwości, a co za tym idzie ciągle niepełnym poziomem wdrożenia usług przez operatorów, problemami z komercjalizacją technologii oraz brakiem dostępności 5G w poszczególnych częstotliwościach dla niej dedykowanych (zarówno w paśmie niskim, średnim, jak i wysokim). Choć jesteśmy dopiero na początku piątej generacji, to już teraz warto wiedzieć, co nam ona zapewni i czym różni się od starszych rozwiązań.

Szybkość

Prędkość przesyłu danych to dla wielu użytkowników kluczowy parametr określający każdą kolejną generację sieci komórkowej. Czy zatem 5G będzie szybsze od 4G? Tak, i to o wiele. Obecnie najszybsze sieci 4G pozwalają nam osiągnięcie maksymalnej prędkości pobierania na poziomie 300 Mb/s. W większości przypadków średnia tej wartości wynosi około kilkudziesięciu Mb/s. Dla porównania piąta generacja sieci ma nam oferować transfery danych z prędkością do nawet 20 Gb/s! Będziemy mogli zatem liczyć na nawet 65-krotnie szybszy internet, choć pojawiają się również głosy, że wynik ten będzie jeszcze lepszy, a 5G będzie szybsze od 4G nawet stukrotnie [2]. Należy jednak przy tym pamiętać, że osiągnięcie tych górnych wartości może jeszcze potrwać wiele lat. Nie wszystkie obietnice odnośnie 5G uda się zrealizować już na starcie wdrażania technologii, która będzie stale rozwijana i jest jednocześnie pomostem do 6G.

Opóźnienia

Prędkość to nie wszystko, co ma do zaoferowania 5G. Nie mniej istotne są mniejsze opóźnienia w dostępie do sieci. Im większy czas potrzebny na komunikację urządzeń ze sobą lub z serwerem, który przesyła im informacje, tym większe opóźnienie. Co oczywiste chcemy, aby opóźnienia były jak najmniejsze. Według Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU – International Telecommunication Union [3]), w przypadku 4G mogą one wynosić nawet 98 ms, chociaż najczęściej wynoszą znacznie mniej. Nie ma to jednak porównania do potencjału, który drzemie w 5G. W założeniu opóźnienia piątej generacji sieci będą wynosić 1 ms, a w najgorszym wypadku nie będą przekraczać 5 ms. Tu ponownie trzeba podkreślić, że mówimy o wartościach, które będą dostępne dopiero po pełnym zadomowieniu się 5G. Dla przykładu średnie opóźnienia 5G w Japonii wynoszą około 20 ms [4].

Pojemność

Na pewno nie raz spotkaliście się z sytuacją, w której wasz internet drastycznie zwolnił bądź całkowicie przestał odpowiadać. Do takich sytuacji dochodzi najczęściej wtedy, gdy na małej przestrzeni wiele osób korzysta z danej sieci jednocześnie. Niestety czwarta generacja sieci ma wiele ograniczeń co do liczby urządzeń, które może obsłużyć jednocześnie. Szacuje się, że 4G może zapewnić dostęp do sieci maksymalnie dla 4000 urządzeń na kilometr kwadratowy. Oczywiście 5G również ma swoje limity, ale te są znacznie większe niż w przypadku obecnych rozwiązań. Nowa generacja umożliwi nam bowiem na połączenie nawet miliona urządzeń jednocześnie na kilometr kwadratowy.

Należy również pamiętać o tym, że średnie zużycie danych jednego użytkownika stale rośnie, a sieć to nie magiczny worek bez dna. Każdego roku coraz więcej danych wrzucamy do sieci i z niej pobieramy. Polskie Ministerstwo Cyfryzacji przewiduje, że do 2025 roku przeciętny użytkownik sieci będzie zużywał 81 GB danych każdego miesiąca [5]. Według Instytutu Łączności to już niebawem doprowadzi do tego, że obecna konfiguracja sieci nie będzie w stanie obsłużyć prognozowanego ruchu [6]. Śmiało możemy zatem stwierdzić, że 4G się kończy i potrzebujemy nowego rozwiązania, czyli właśnie 5G. Różnice pomiędzy 4G i 5G można sobie zwizualizować na przykładzie autostrady. Czwarta generacja sieci to wysłużona już, wąska i zakorkowana droga szybkiego ruchu. 5G natomiast oferuje nam nie tylko więcej pasów „do jazdy”, ale również brak korków.

Pokrycie

Choć 5G rozwija się bardzo dynamicznie, to z pewnością jeszcze kilka lat potrwa, zanim nowa generacja sieci dorówna obecnej pod względem pokrycia terenu. Należy jednak podkreślić, że 5G ma znacznie większy potencjał na wymazanie tzw. białych plam, czyli miejsc, w których obecnie dostęp do sieci jest niemożliwy. Warto tu przypomnieć, że 5G pracuje na wyższych niż poprzednie generacje częstotliwościach (w Polsce przeznaczone zostaną częstotliwości 700 MHz, zakres 3,4-3,8 GHz oraz częstotliwości powyżej 26 GHz [7]). Co za tym idzie, emituje fale (a w zasadzie mikrofale) o mniejszej długości – najczęściej od 0,03 mm do 1 m. Cechą charakterystyczną 5G jest zatem większa liczba nadajników, jednak o znacznie mniejszej mocy. Dzięki swoim gabarytom ich montaż jest też znacznie łatwiejszy niż w przypadku obecnie stosowanych masztów. Co automatycznie pozwoli na zakrycie wszystkich białych plam.

Wieża telekomunikacyjna / Źródło: Unsplash

Bezpieczeństwo

Ze względu na swoją charakterystykę często pojawiają się pytania o bezpieczeństwo sieci 5G. Czy nasze dane będą mniej, a może bardziej zagrożone niż dotychczas? Już na wstępie warto podkreślić, że obecnie niemożliwe jest stworzenie i wdrożenie kolejnej generacji sieci, która nie będzie podatna na zewnętrzne ataki. 5G oferuje jednak kilka ciekawych rozwiązań, które mocno wyróżniają ją na tle poprzedników. Przede wszystkim sieć nowej generacji będzie sterowana z poziomu oprogramowania. Oznacza to, że w przypadku 5G dochodzimy do idei software defined networks (w skrócie SDN – programowalna sieć komputerowa) [8].

Sieć tego typu jest znacznie bardziej elastyczna i łatwiej nią zarządzać, np. poprzez wydzielanie jej fragmentów na potrzeby choćby służb specjalnych – straży pożarnej, pogotowia czy policji, aby te mogły lepiej i szybciej przetwarzać dane. Niestety, jak to zwykle bywa – z wielką mocą wiąże się wielka odpowiedzialność, a ta spadnie na operatorów (firmy prywatne), które będą miały większy wpływ na sieć 5G, niż ma to miejsce obecnie. Dlatego ważne jest, aby ustawodawcy i organy regulacyjne prowadziły nieustanny dialog z operatorami w celu znalezienia rozwiązań ograniczających zagrożenia i możliwe nadużycia.

Bezpieczeństwo jednak niejedno ma imię. Ciekawe informacje opublikowała firma analityczna McKinsey Global. Zdaniem analityków dzięki sieci 5G i wdrożeniu nowych, inteligentnych technologii, w tym połączonych w sieci kamer, systemów zarządzania ruchem i licznych czujników, możliwe będzie ograniczenie liczby śmiertelnych wypadków na drogach aż o 8-10 procent a przestępstw aż o 30 do 40 procent” [9].

4G vs. 5G – czy będzie lepiej?

Jak zatem doskonale widać, 5G to coś więcej niż szybszy internet. Piąta generacji sieci komórkowej ma szansę w znaczącym stopniu zmienić sposób, w jaki sposób funkcjonujemy. Co więcej, jej potencjał nie został jeszcze w pełni wykorzystany. Śmiało możemy stwierdzić, że jesteśmy dopiero na początku tej drogi, ale już teraz na horyzoncie rozpościera się bardzo przyjemny widok.