Sieć 5G pierwszy raz w historii komunikacji mobilnej została zaprojektowana z myślą o maszynach i na potrzeby przemysłu. Stanowi ona podstawę nowoczesnej gospodarki oraz przyczynia się do ewolucji znanej od dawna sieci LTE.
System 5G jest kolejną generacją powszechnie stosowanych od wielu lat systemów radiokomunikacyjnych ruchomych lądowych, które wszyscy znają i z których korzystają na co dzień. Elementy infrastruktury w tym systemie są połączone za pomocą światłowodów tworząc sieć 5G. Jest to nowy standard telekomunikacyjny, który ma umożliwić nawet stukrotne zwiększenie prędkości transmisji w porównaniu do obecnie wykorzystywanej sieci 4G.
Zapewnienie dostępu do zdecydowanie wyższych prędkości transmisji danych przy mniejszym opóźnieniu ma skutkować szybszą komunikacją oraz natychmiastową łącznością. Mowa to o łączności między miliardami urządzeń (Internet Rzeczy) i zwiększeniu komfortu z ich korzystania. System 5G ma także przyspieszyć usługi telemedycyny, usprawnić sterowanie i zarządzanie procesami produkcyjnymi, przyczynić się do rozwoju przemysłu czy inteligentnych miast.
Aby sieć 5G mogła funkcjonować, niezbędna jest rezerwacja częstotliwości przez operatora, który musi mieć prawo do dysponowania nią. Aukcja 5G związana jest z rezerwacją częstotliwości w paśmie licencjonowanym, z którego operatorzy będą mogli korzystać na wyłączność. Zapotrzebowanie w radiokomunikacji na częstotliwości radiowe jest znacznie większe niż ich dostępne zasoby.
Regulacje częstotliwości
Częstotliwości stanowią tzw. zasób deficytowy, określany również jako dobra rzadkie lub skończone. Przeznaczanie i użytkowanie zakresów i podzakresów częstotliwości wymaga odpowiednich regulacji, zwłaszcza ich harmonizacji przeznaczenia oraz wykorzystania. Skuteczna współpraca w zakresie regulacji i harmonizacji przeznaczeń oraz wykorzystania częstotliwości umożliwia realizację potrzeb m.in. w zakresie budowy i rozwoju międzynarodowych systemów łączności ruchomej, do których zaliczają się istniejące systemy telefonii komórkowej 2G/3G/4G, a także wdrażany system 5G.
Wykorzystanie częstotliwości z różnych pasm
Zgodnie z aktualnym stanem normalizacji sieci 5G oraz dostępnymi częstotliwościami dedykowanymi do jej funkcjonowania, bierze się pod uwagę wykorzystanie trzech pasm częstotliwości. Są one umownie określane jako: 700 MHz (694 – 790 MHz); 3,6 GHz (3,4 – 3,8 GHz) i 26 GHz (24,25 – 27,5 GHz). Maksymalne zasoby częstotliwości wynoszą odpowiednio w tych pasmach: 2 × 30 MHz (część pasma), 400 MHz i 3250 MHz. Podlegają one harmonizacji na terenie Europy, a także w wielu krajach na świecie, w związku z tym użytkownicy terminali ruchomych będą mogli mieć dostęp do usług sieci 5G na terenie różnych krajów.
Ponadto możliwe jest uzupełnienie powyższych zasobów częstotliwości dla sieci 5G poprzez przeprowadzenie tzw. refarmingu pasm. Chodzi w tym przypadku o wycofanie lub ograniczenie dotychczasowego wykorzystania przez operatorów części lub całości zakresów częstotliwości, które znajdują się w ich rezerwacji (np. 1,8 GHz; 2,1 GHz; 2,6 GHz) i aktualnie wykorzystywanych w sieciach 2G/3G/4G, a następnie przeznaczenie ich na potrzeby sieci 5G. Operatorzy dysponują niedużym zbiorem tych zasobów, a ponadto ich przeznaczenie chociażby w części na potrzeby sieci 5G wpłynęłoby na spadek prędkości w sieciach, które już działają. Zatem do budowy w pełni wydajnych sieci 5G konieczne jest pozyskanie nowych częstotliwości.
Plany zagospodarowania częstotliwości
Dokonując standaryzacji sieci przyjęto, że jednym z pierwszych zakresów wykorzystanych pod budowę sieci nowej generacji będzie 3400-3800 MHz. Właśnie to m.in. wzięli pod uwagę producenci sprzętu, infrastruktury i urządzeń konsumenckich, którym niewątpliwie zależy na związanych z tym zyskach. Aby zapewnić częstotliwości dla systemu 5G, Ministerstwo Cyfryzacji przygotowało Krajowy Plan Działań Zmiany Przeznaczenia Pasma 700 MHz w Polsce. W tym celu wprowadzono stosowne zmiany w Krajowej Tablicy Przeznaczeń Częstotliwości. Zarządzenie z dnia 17 stycznia 2020 r. w sprawie planu zagospodarowania częstotliwości dla zakresu 470 – 790 MHz, wydane przez Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej, dotyczy zmian przeznaczenia zakresu 694 – 790 MHz (kanały telewizyjne DVB-T nr 49 – 60) dla sieci ruchomych, jako służby pierwszej ważności. Uwzględniając inne systemy radiowe wykorzystujące częstotliwości w tym zakresie, dla systemu 5G możliwe jest wykorzystanie 60 MHz pasma w dwóch zakresach, po 30 MHz.
Pasmo pojemnościowe
Częstotliwości pasma 3,6 GHz (3,4 – 3,8 GHz) dają możliwość uzyskania zasięgu łączności do kilku kilometrów od stacji bazowej, ale mniej niż ok. 5 km (w najlepszych warunkach bez przeszkód). Charakteryzuje je słaba penetracja sygnału radiowego wewnątrz budynków, ale zasób częstotliwości jest zdecydowanie większy w odróżnieniu od pasma 700 MHz, tym samym umożliwia to uzyskanie dużych przepustowości – nawet ok. dziesięciokrotnie większych w stosunku do sieci 4G. Pasmo to nazywane jest z tego powodu pasmem pojemnościowym, zapewniającym parametry wymagane do jednoczesnej obsługi wielu podłączonych urządzeń. Jest ono dostępne już od dawna i może być z powodzeniem wykorzystywane do budowy sieci 5G na obszarach dużych miast o gęstej zabudowie w celu transmisji znacznych ilości danych. Dodatkową zaletą sieci 5G, które pracują w tym paśmie, jest wprowadzanie bardzo małych (liczonych w milisekundach) opóźnień w transmisji danych. Ma to wielkie znaczenie dla obsługi aplikacji krytycznych.
Radiowy światłowód
Częstotliwości pasma 26 GHz obejmują zakres od 24,25 GHz do 27,5 GHz. Aby udostępnić częstotliwości w tym zakresie, należy również wprowadzić zmiany użytkowania w Krajowej Tablicy Przeznaczeń Częstotliwości (KTPCZ). Założone zmiany mają na celu umożliwienie dystrybucji czterech bloków po 200 MHz z zakresu 26,5 – 27,3 GHz. Częstotliwości z tego zakresu pozwolą na uzyskanie bardzo dużych przepustowości przy bardzo małych opóźnieniach transmisji (rzędu kilku milisekund). Szacuje się, że zasięgi łączności dla terminali ruchomych w terenie otwartym nie przekroczą jednak 500 m, stąd potwierdzenie informacji, iż wykorzystane będą głównie na potrzeby Internetu rzeczy krótkiego zasięgu i łączy stałych, które określane są jako radiowy światłowód.
Sprzedaż częstotliwości w Polsce
Aukcje to obecnie najczęściej stosowana forma związana ze sprzedażą częstotliwości zarówno w Polsce, jak i na świecie. W Polsce ogłaszane są przez Prezesa UKE (Urzędu Komunikacji Elektronicznej) i poprzedzają udostępnianie częstotliwości dla operatorów sieci telekomunikacyjnych, którzy świadczą usługi publiczne. Prawomocne wyniki aukcji są podstawą do dokonania rezerwacji częstotliwości dla podmiotów spełniających warunki uczestnictwa i tych, które zaoferowały najwyższą cenę.
Aukcja 5G z 2020 roku
Aukcja 5G dla pasma 3,4-3,8 GHz została ogłoszona wiosną 2020 roku przez Prezesa UKE, ruszyła w marcu i szybko została anulowana. Zaoferowano wtedy operatorom 4 bloki z pasma 3,6 GHz po 80 MHz każdy. Polskie spółki telekomunikacyjne nie były jednak zadowolone z ustalenia ceny wywoławczej, która ich zdaniem była zbyt wysoka, porównując do warunków za granicą. Spółki telekomunikacyjne, które chciały wziąć udział w aukcji, po jej wygraniu zostały zobowiązane do uruchomienia minimum 700 stacji bazowych na wybranych częstotliwościach do 2025 roku. Zakładano, iż dzięki temu w Polsce powinno funkcjonować blisko 3 tys. stacji.
Oficjalny komunikat głosił, iż „Warunkiem uczestnictwa w aukcji jest udokumentowanie nakładów na inwestycje infrastrukturę telekomunikacyjną w wysokości 1 mld zł. Uczestnicy muszą legitymować się również ogólnopolskimi rezerwacjami częstotliwości z co najmniej jednego z następujących pasm: 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz lub 2600 MHz. Warunkiem uczestnictwa jest też wpłata wadium (warunek aukcji) w wysokości 182 mln zł”.
Operatorzy telekomunikacyjni przedstawili stanowiska, w których postulowali obniżenie ceny wywoławczej częstotliwości. Argumentowali to m.in. cenami uzyskiwanymi w poprzednich postępowaniach dotyczącymi pasma radiowego w Polsce oraz cenami częstotliwości 5G za granicą. Aukcja 5G w dość krótkim czasie została więc wstrzymana, a w podjęciu dalszych kroków przeszkodziła również pandemia.
Organizacja nowej aukcji
Obecnie prowadzone są prace legislacyjne związane z ponowną organizacją aukcji 5G, które jesienią ostatecznie mają przynieść rozwiązanie problemu. Taką informację podał Janusz Cieszyński, sekretarz stanu w Kancelarii Premiera Rady Ministrów i pełnomocnik ds. cyberbezpieczeństwa.
Aukcja 5G wiąże się także z nowelizacją Ustawy o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa (KSC). Znajdujące się w niej zapisy o powołaniu Operatora sieci komunikacji strategicznej (OSKS) wywołały jednak kontrowersje. Pojawiły się nawet zdania o wyłączeniu tego projektu z legislacji oraz ogłoszeniu aukcji 5G niezależnie od decyzji związanej z KSC. Ostatecznie termin jej ogłoszenia ma być uzależniony jednak od tempa prac nad nowelizacją tej ustawy.
Plany rozbudowy sieci 5G są bardzo obiecujące, jednak nikt tak naprawdę nie może zagwarantować szybkiego przeprowadzenia aukcji na częstotliwości niezbędnie do jej stworzenia w Polsce. Zakłada się, że udostępnienie tych częstotliwości operatorom dla potrzeb budowy sieci 5G będzie realizowane sukcesywnie. Po wprowadzeniu stosownych zmian w KTPCZ w pierwszej kolejności dotyczyć będzie ono pasma 3,6 GHz, a następnie 700 MHz oraz 26 GHz.
Oczekiwania a rzeczywistość
Polskie telekomy skupiają się na osiągnięciu zysków z dostępnej generacji sieci. Oferują obecnie prędkości, które co prawda sprzedawane są jako te z 5G, jednak daleko im do tych docelowych, które będzie można osiągnąć w tej technologii. Firmy zmuszone są inwestować w rozwój sieci z wykorzystaniem niższych częstotliwości, które są dla nich dostępne. Operatorzy używają więc do 5G tych samych częstotliwości, co do usług starszych generacji (2,1 Ghz lub 2,6 GHz). W wyniku tego użytkownicy niestety często nie czują różnicy w użytkowaniu sieci, choć oczekują od niej oczywiście więcej.
Przyszłość polskiej sieci 5G
Prognozy podane przez firmę analityczną Analysys Mason głoszą, iż w tym roku użytkownicy sieci 5G będą stanowić 3,5 procenta wszystkich użytkowników mobilnego Internetu w Polsce. To, że liczba ta się stale zwiększa, potwierdzają zarówno operatorzy, jak i dostawcy smartfonów, którzy notują wzrost sprzedaży urządzeń z 5G. Gigantem 5G są niewątpliwie Chiny, a operatorzy telekomunikacyjni tylko napędzają popyt na urządzenia najnowszej generacji.
Przyszłość polskiej sieci 5G nadal ma wiele niewiadomych, jednak zainteresowani udziałem w aukcji 5G są dobrej myśli i czekają końca wakacji. Należy się spodziewać, iż po rozstrzygnięciu aukcji, rozwój sieci 5G nabierze szybkiego tempa w całym kraju.
Autor tekstu: Grzegorz Skwierczyński
Źródła:
https://www.uke.gov.pl/blog/aukcja-5g-jest-elementem-wiekszego-planu,1.html
https://spidersweb.pl/2021/03/operator-narodowy-5g.html
https://www.rp.pl/biznes/art6931-jest-system-z-masztami-na-aukcje-5g-jeszcze-poczekamy
