Ősszel jön az 5G, de mit kell tudni róla?

Amikor új mobilhálózati technológiák bevezetésére gondolunk, valószínűleg nem olyan átütő változás jelenik meg a szemünk előtt, ami a mindennapi életünket és üzleti működésünket is alapjaiban formálja át. Pedig a GSM-éra hozta el az sms-ezés kultúráját, a 3G óta nem tudjuk elképzelni az életet wi-fi nélkül, a 4G-vel pedig a szélesebb közönség számára is elérhetővé vált az, hogy az otthoni internetkapcsolattól távol, az ország szinte bármely pontján gyors és megbízható mobilneten keresztül olvassunk híreket, hallgassunk zenét, vagy videokonferenciázzunk ügyfeleinkkel.

A Magyarországon is hamarosan bevezetésre kerülő ötödik generációs mobilhálózat, az 5G pedig még a fentieknél is többet ígér: a megszokottnál is nagyobb léptékű sávszélesség- és kapacitásnövelés, a késleltetés jelentős csökkenése, és az ezekből fakadóan gyorsabb mobilos internetezés mellett a dolgok internete (IoT) fejlődésében is kulcsszerepe lesz, így az orvostechnológia, a robotika vagy az okosépületek és -városok területén is radikális fellendülésre lehet számítani.

Egyelőre azonban még az egész világon ritka az éles 5G hálózat, a szolgáltatók jobbára csak dedikált teszthelyszíneken próbálják a technológia lehetséges felhasználásait, és ugyan már megjelentek 5G-kompatibilis készülékek, érdemi hálózat híján azok jelenleg még részben kihasználatlanok. Amíg viszont ténylegesen is beköszönt az 5G kora, érdemes jobban megismerni a hálózatot, ami a világ átformálására készül.

Mit hoztak az előző generációk, és miért 5G az 5G?

Bár a mobilhálózati technológiák adaptációja az egyes vállalatoktól, kormányoktól és szabályozási környezetektől is függ, ezért több évig is elhúzódhat, általános igazságnak tartják, hogy tízévente váltják egymást a nagy telekommunikációs szabványok.

A legelső mobiltelefonokat összekötő hálózatot, az 1G-t a területen mindig élen járó skandináv országokban 1981-ben vezették be, majd az analóg helyett már digitális rádiójelekkel operáló, így frekvenciasávonként sokkal több embert kiszolgáló 2G 1991-ben terjedt el az északi országokban. Utóbbi a digitális adatátvitelnek köszönhetően olyan funkciókat tett elérhetővé, mint a szöveges (SMS) vagy multimédiás (MMS) üzenetek küldése.

Az internet és a mobiltelefonok párhuzamos terjedésével a kétezres évek elejére várható volt, hogy a két világ előbb-utóbb összeér, és megszületik a mobilinternet. A 2G-re épülő adatátviteli technológiák (GPRS, EDGE) még legfeljebb 50, illetve 200 kbit/s körüli sebességre voltak képesek, de a 3G már általánossá tette a 300-400 kbit/s sebességű mobilnetezést. Egy ideig dübörgött a wapozás, beindultak a fényképküldések, és a világ rászokott a wi-fire. Ekkor azonban még mindig távolinak tűnt, hogy egyszer majd gond nélkül tévézzünk, streameljünk zenét és videókat, vagy épp videókonferenciát folytassunk üzleti partnereinkkel telefonon – ezt a több száz Mbit/s sebességű 4G hálózat hozta el a 2010-es évek fordulója környékén.

Az ötödik nagy mobilhálózati generációt, az 5G-t egyelőre azért nehezebb értelmezni átlagfelhasználói fejjel a sokkal gyorsabb internetezésen (a 4G átlagos 100 Mbit/s-éhez képest akár több mint 1 Gbit/s sebességgel) és a kommunikáció válaszidejének csökkenésén (50 ms helyett 1-4 ms) túl, mert azok az eszközök, amelyek valóban ki tudják használni a rendszer adta lehetőségeket, még részben fejlesztés alatt állnak.

Műtétek a távolból, önvezető autók és hologramos konferenciák

Azzal, hogy a növekvő sebesség és a csökkenő válaszidő mellett a 4G-nél megszokott néhány ezer helyett az 5G hálózat már 1 millió készüléket képes kiszolgálni négyzetkilométerenként, lehetővé válnak olyan valós idejű alkalmazások, amelyek a korábbi generációkban még csak merész sci-fik voltak.

Például nagy reményeket fűznek az 5G-hez az egészségügyben. A vérnyomás, a szívműködés és más diagnosztikai adatok távoli, valós idejű feldolgozását lehetővé tevő, hordható eszközök nemcsak a kórházi költségeket csökkentik, de az orvosok többsége szerint az emberek egészségtudatosságát is növelik – az 5G megjelenésével pedig már pillanatokon belül meg is kaphatják ezeket az adatokat a több száz kilométerre tartózkodó orvosok. De a telemedicinában hozhat igazi áttörést a gyors reakcióidejű hálózat: Kínában idén már el is végezték a világ első távoli agyműtétjét, amely során a sebész 3000 kilométer távolságból, egy messziről irányítható orvosi robot segítségével hajtotta végre az operációt Parkinson-kóros páciensén.

A távműtétek mellett ugyancsak életet menthetnek az 5G közbiztonsági alkalmazásai. A katasztrófavédelemben a túlélőket kereső drónok működését; a bűnüldöző szerveknél például a valós idejű, automatizált rendszámleolvasást; a tűzoltóknál pedig – rossz látási viszonyok esetén – a kiterjesztett valóságban történő navigációt könnyítheti meg az 5G amellett, hogy a gyorsabb, kétirányú videókommunikáció minden készenléti szerv hatékonyságán javíthat.

Az IoT tekintetében, az ún. M2M, azaz a gépek és eszközök egymás közötti, emberi beavatkozás nélküli kommunikációja számára is végtelenül sok potenciál rejlik az új hálózatban. A hűtést, fűtést, világítást és mindenféle házi készüléket összekapcsoló okosotthonok és a nagyobb infrastruktúrák (intelligens épületek és okosvárosok, önvezető közlekedés) fejlődéséhez, megvalósulásához egyenesen nélkülözhetetlen lesz az 5G. Ha például egy 100 km/h-nál nagyobb sebességgel száguldó önvezető autó váratlan forgalmi eseménybe ütközik, a 4G-re jellemző 50 ms-os válaszidő mellett már több métert is megtehet, amíg a hálózattal és a közlekedés többi résztvevőjével kommunikálja a helyzetet, 5G esetében viszont csak néhány centiméterrel kell számolnia, így sokkal nagyobb eséllyel lesz elkerülhető egy baleset.

De az 5G terjedésével annak a bevált gyakorlatnak is búcsút lehet inteni, hogy a „bármikor megszakadhat a kapcsolat” mentegetőzéssel kell kezdeni a videókonferenciákat. Az akadozásmentes, többszereplős beszélgetéseken túl a hologram-technológia fejlődésével akár „fizikailag” is megjelenhetünk egy tanácskozáson, de színházi előadások és élő koncertek is reprodukálhatók lesznek egy-egy távoli színpadon.

Milyen forradalmi technológiák teszik ezt lehetővé, és hogy állunk velük Magyarországon?

Bár a lefedettség miatt első körben várhatóan a 4G által is használt 700 Mhz-es és 3,5 Ghz körüli frekvenciasávokon lesz elérhető az 5G hálózat, a milliméteres hullámok (MMW, 30-300 Ghz-es tartomány) használata jelenti majd az igazi újítást. Az adatátviteli sebesség radikális növelésének azonban van egy hátulütője: a rádióhullámok centiméteres hullámhosszához képest az MMW-k csak 1-10 milliméteres hullámhosszal rendelkeznek, így sűrűbben elhelyezett bázisállomásokra van szükség, hiszen a fák vagy az épületek is elnyelik ezeket a jeleket.

Ezért néhány éven belül lényegesen növelni kell az optikai hálózatba bekötött bázisállomások számát, ahol stabil 5G-s lefedettséget szeretnénk elérni – ami óriási beruházást jelent. Az elmúlt évek vívmányainak köszönhetően a korábbiakhoz képest sokkal kisebb méretű cellákat akár lakóházakon vagy lámpaoszlopokon is el lehet helyezni, és egy-egy ilyen állomáson a masszív MIMO technológia révén az eddigi nyolc helyett több tíz vagy akár száz antenna is elfér, a milliméteres hullámok miatt ugyanis sokkal kisebb méretű antennákra van szükség – vagyis nemcsak sűrűbbek, de hatékonyabbak is lesznek a bázisállomások.

Egyelőre tehát, ahogy néhány nyugati és távol-keleti nagyvárosi tesztkörnyezetet kivéve a világon mindenhol, Magyarországon is ott tart az 5G, hogy a szolgáltatók és a szabályozók együtt ismerkednek a technológiával. Nagyon fontos azonban szem előtt tartani: az 5G elterjedésének kulcstényezője, hogy legalább egy-egy nagyobb régióban, körzetben – pl. nagyvárosokban – rendelkezésre álljon a stabil, a szolgáltatási értéklánc minden elemére kiterjedő hálózati és informatikai infrastruktúra, valamint a költséges beruházások megtérülését hosszabb távon biztosító üzleti modell.