Sieć 5G to coś więcej niż tylko szansa na szybszy Internet mobilny, choć jest to oczywiście istotny atut. Przede wszystkim jest to jednak zapowiedź olbrzymich zmian i otworzenia drzwi do popularyzacji wielu technologicznych rozwiązań, takich jak Internet Rzeczy (Internet of Things) i inteligentny dom (smart home), rzeczywistość rozszerzona (AR) i rzeczywistość wirtualna (VR) czy też samochody połączone (connected cars).

Jak działa 5G, jaki drzemie w tym potencjał, ale też jakie wiążą się z tym zagrożenia? Wyjaśniamy.

Co to jest 5G?

Zacznijmy od odpowiedzi na pytanie, co to jest 5G.

Otóż 5G jest to najnowszy standard sieci komórkowej – piąta generacja technologii mobilnej, zastępująca 4G / LTE.

Oferować ma znacznie wyższą wydajność, ale też niezawodność. Zgodnie ze specyfikacją (IMT-2020) opublikowaną przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU), jej charakterystyka prezentuje się następująco:

• prędkość transferu – do 20Gb/s pobieranie i do 10Gb/s wysyłanie

• opóźnienie – maksymalnie 4ms, ale możliwe nawet 1ms

• obciążenie – nawet 1 milion urządzeń na 1 kilometr kwadratowy

• niezawodność – utrzymywanie połączenia w trakcie przemieszczania się z prędkością do 500km/h

Oczywiście specyfikacja to jedno, a fakty to drugie. W warunkach laboratoryjnych rzeczywiście udało się uzyskać prędkość 100 razy większą niż w przypadku 4G. Na zewnątrz mówimy raczej o wartościach większych o jednocyfrową liczbę. Wciąż jednak jest to rewelacyjnym wzrostem możliwości transferowych.

Jak działa 5G? Czym różni się 5G od 4G?

Aby zrozumieć, jak tak wyśmienita specyfikacja jest możliwa do osiągnięcia, należy odpowiedzieć sobie na pytanie, jak działa 5G i czym różni się od technologii poprzedniej generacji 4G. Już teraz można zdradzić, że w pojedynku 5G vs 4G zwycięzca może być tylko jeden.

Przede wszystkim w 4G wykorzystywane są jedynie częstotliwości z zakresu od 700 do 2600MHz. Specyfikacja 5G zakłada pozostanie przy nich – co przy okazji oznacza kompatybilność wsteczną, ale też dodanie pasm:

• L Band – a więc nawet tak niskich jak 300MHz, które pozwolą na zwiększenie zasięgu,

• Sub-6 – pomiędzy 3000 a 6000MHz, stanowiące kompromis pomiędzy szybkością a zasięgiem i wreszcie…

• mmWave – czyli fale milimetrowe – od 17.000 aż do kilkudziesięciu tysięcy MHz, gwarantujące superszybkość na niewielkich odległościach.

Istotny wpływ na jakość 5G mają wykorzystywane rozwiązania technologiczne, ze szczególnym uwzględnieniem dwóch:

• kształtowanie wiązki (beamforming) pozwala kierować sygnał dokładnie w kierunku urządzenia odbiorczego i tym samym poprawiać stabilność połączenia,

• Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) polega na wykorzystaniu wielu anten (w stacji bazowej) i wielu odbiorników (w urządzeniu docelowym) w celu zapewnienia większej wydajności.

Największe zalety sieci 5G

Jest wiele potencjalnych korzyści, jakie może przynieść nowy standard. Dzięki wspomnianym wyżej rozwiązaniom technologicznym, sieć nowej generacji ma być znacznie szybsza niż 4G. Zarówno jeśli chodzi o transfery, jak i czas reakcji, a do tego cechować się stabilnością i niezawodnością. Obsłuży też większą liczbę urządzeń, co jest szczególnie istotne, biorąc pod uwagę coraz większą liczbę gadżetów połączonych z Internetem oraz popularyzację takich rozwiązań, jak smart home.

• Internet Rzeczy – będący podstawą smart home, Przemysłu 4.0 czy koncepcji inteligentnego miasta – jest zresztą jednym z najważniejszych zastosowań sieci 5G. Dzięki bezproblemowej i szybkiej łączności pomiędzy wieloma urządzeniami, na tego typu komunikacji po prostu będzie można polegać.

• Motoryzacja i transport – 5G może mieć również olbrzymi wpływ na motoryzację i transport. Innymi słowy: samochody będą mogły porozumiewać się ze sobą nawzajem oraz z obiektami infrastruktury miejskiej, aby ostrzegać się o zagrożeniach, informować o korkach itp. W efekcie: poprawi się bezpieczeństwo, a do tego ruch w mieście może zostać upłynniony.

• Rozrywka – sieć 5G to także szansa na wyższy poziom rozrywki na co dzień. Potencjalne korzyści to transmisje na żywo czy też streaming wideo z serwisów VOD w wysokiej rozdzielczości, a także bezproblemowa obsługa gadżetów rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej. Ostatecznie niewykluczone jest, że przesył danych będzie na tyle szybki, a opóźnienia tak niskie, że zamiast łączyć się „kablem” z pecetem, takie urządzenie będzie pobierało dane bezprzewodowo – z chmury. To zaś oznacza nie tylko większy komfort, ale też oszczędność – w domu nie będzie potrzebny superwydajny komputer.

• Zamiast WiFi – równocześnie w nowym standardzie widzi się przyszłość w postaci budynków bez routerów czy punktów dostępu. Technologia ta ma być na tyle zaawansowana, by w pewnych sytuacjach mogła zastępować nawet Wi-Fi.

5G a bezpieczeństwo cyfrowe

Dzięki 5G rzeczywistością mają stać się koncepcje, takie jak inteligentny dom czy inteligentne miasto. Wiąże się to z podłączeniem do sieci mnóstwa urządzeń, a to z kolei rodzi pytania o nasze bezpieczeństwo i prywatność. Prawie każdy taki sprzęt w taki lub inny sposób przetwarzałby wszak nasze dane. Istnieje zatem duże ryzyko związane z cyberatakami na samych użytkowników, ale też firmy czy instytucje, a nawet państwa i gospodarki.

Dlatego właśnie przy budowaniu i rozwijaniu infrastruktury zwraca się bardzo dużą uwagę na to, by podniesiony został poziom cyberbezpieczeństwa. Operatorzy będą musieli o to zadbać, ale przede wszystkim każdy sam musi pamiętać o odpowiedniej ochronie oraz przemyślanym działaniu. To spore wyzwanie.

Jeśli chodzi o sieć 5G, zagrożenia dotyczą jednak nie tylko bezpieczeństwa cyfrowego, ale też zdrowia.

Czy technologia 5G jest szkodliwa dla zdrowia?

Przejdźmy do kolejnego aspektu, jakim jest sieć 5G a zdrowie. W sieci od wielu miesięcy pojawiają się ostrzeżenia, że promieniowanie towarzyszące technologii mobilnej nowej generacji może być szkodliwe dla ludzkiego organizmu. Na całym świecie,  a także w Polsce – organizowane są nawet protesty, których uczestnicy przekonują, że wdrożenie nowego standardu to „największy eksperyment biologiczny w historii ludzkości”.

Tymczasem fakty są takie, że żaden rzetelny test nie wykazał, by szkodliwość sieci 5G była wysoka do tego stopnia, by można było mówić o zagrożeniu dla ludzkiego zdrowia. Owszem, wykorzystywane są te same częstotliwości, co w przypadku choćby kuchenki mikrofalowej, tyle tylko że moc jest milion razy mniejsza.

W efekcie tkanki nie nagrzewają się i nie mogą być w taki sposób uszkodzone. Podsumowując: przy obecnie dostępnych informacjach technologia 5G nie wydaje się być szkodliwa dla zdrowia.

5G i pandemia koronawirusa SARS-CoV-2

Technologia 5G wprowadzana intensywnie na świecie, nie wyłączając z tego Polski, jest przedmiotem nie tylko kontrowersji, ale także teorii spiskowych. Niektóre z nich, takie jak związek z wybuchem pandemii koronawirusa, mogą wydawać się niepoważne, niemniej zyskują rosnącą rzeszę zwolenników.

Z tego powodu Światowa Organizacja Zdrowia wydała na swojej stronie oświadczenie dementujące pogłoski, które przyczyniły się do zniszczenia 20 stacji przekaźnikowych 5G przez mieszkańców Wielkiej Brytanii.

Jak zadeklarowało WHO, wirusy nie mogą przenosić się poprzez fale radiowe w ramach sieci mobilnych. Rozprzestrzenianie się SARS-CoV-2 na świecie, również w krajach bez dostępu do zaawansowanych technologii, ma związek z jego transmisją drogą kropelkową i dotykanie skażonych powierzchni, a następnie błon śluzowych.

5G – częstotliwość wykorzystywana w sieci

Sieć mobilna piątej generacji przewiduje budowę gęstej infrastruktury urządzeń, które będą emitować promieniowanie elektromagnetyczne (PEM) o mocach i częstotliwościach znacznie wyższych niż te, które wykorzystywane są obecnie.

Warto wiedzieć, że im wyższa jest częstotliwość fali, tym mniejsza staje się jej długość, ale też większą niesie energię.

Według założeń Ministerstwa Cyfryzacji sieć 5G ma wykorzystywać pasma radiowe w częstotliwościach:

700 MHz,

3,4-3,8 GHz,

powyżej 26 GHz.

Obecnie większość urządzeń mobilnych działa w mikrofalowym zakresie widma elektromagnetycznego, z częstotliwością nieprzekraczającą 3 GHz (gigaherców). Długość fali elektromagnetycznej (EM) wysyłanej przez router wi-fi z częstotliwością 2,4 GHz wynosi 12 cm, a fala wysyłana przez smartfon pracujący przy częstotliwości 800 MHz ma długość 37,5 cm.

Jeżeli fala ma częstotliwość przekraczającą 30 GHz, jej długość ma zaledwie kilka milimetrów. Jest to skrajnie wysoka częstotliwość (EHF, extremely high frequency – oficjalny zakres to 30-300 GHz). I właśnie te milimetrowe fale stanowią największe zmartwienie ekspertów obawiających się o przyszłe zdrowie ludzkości.

Technologia 5G – zagrożenia dla ludzi i ekosystemu

Promieniowanie elektromagnetyczne jest pochłaniane przez ciała stałe, a ilość zatrzymanej przez nie energii określa tzw. wskaźnik absorpcji.

Według publikacji z „Institute of Electrical and Electronic Engineers’ Journal on Microvawe Theory and Techniques” ilość promieniowania wytwarzanego przez telefony komórkowe nie działające nawet w technologii 5G, która jest pochłaniana przez mózg, zależy od wieku danej osoby. W przypadku pięciolatka (grubość czaszki 0,5 mm) wskaźnik absorpcji wynosi 4,49 W/kg. U 10-latka (grubość czaszki 1 mm) to 3,21 W/kg, a u osoby dorosłej (grubość kości czaszki 2 mm) to 2,93 W/kg. Widać więc, że szczególnie narażeni na działanie fal EM są najmłodsi, u których mózg jest w fazie intensywnego rozwoju.

Wraz ze wzrostem częstotliwości fali maleje głębokość jej wnikania w tkanki biologiczne, co oznacza, że bardziej zagrożone niż mózg mogą być oczy i skóra.

We współpracy z ACEBR w marcu 2020 r. powstały wytyczne Międzynarodowej Komisji ds. Ochrony Przed Promieniowaniem Niejonizującym (ICNIRP). Praca zatytułowana „RF EMF Guidelines 2020” poświęcona jest metodom ograniczania ekspozycji na pola elektromagnetyczne w zakresie do 100 kHz do 300 GHz w celu ochrony zdrowia ludzi.

Wciąż niewiele wiadomo jest oficjalnie na temat pola generowanego przez urządzenia starszej generacji, nie mówiąc już o tych pracujących w formacie 5G. W obiegu krąży więc opinia, że nie wykazano szkodliwości tej technologii.