U petoj brzini

Počev od 3. aprila, Verizon prodaje prvi 5G telefon na svetu - Moto Z3, sa 5G Moto mod-om. Istovremeno AT&T testira 5G hotspot-ove u 19 američkih gradova, koji će u trenutku kada budete čitali ovaj tekst možda već biti komercijalno dostupni. Verizon ima 5G mrežu koja je dostupna u pojedinim centralnim delovima Čikaga, mada je domet 5G signala za sada veoma ograničen jer pokriva poluprečnik od oko 100 metara od hotspot-ova. AT&T 5G mreža u Dalasu obezbeđuje brzinu od 1,3 Gbps u poluprečniku od oko 200 metara, ali je za sada dostupna samo na dve lokacije u gradu. Pošto su to test signali, njihova funkcionalnost je prilično ograničena. Nijedan od pomenutih 5G sistema ne dozvoljava upload, a nije dostignuta ni niska latencija koju obećava 5G signal. Ali ovo ne treba da brine - to su tek prvi koraci ka globalnom usvajanju 5G mreže koja bi trebalo da preplavi svet.

5G je investicija u budućnost, slobodno možemo da kažemo u sledeću deceniju. Iskustvo s prethodnim tranzicijama koje su se desile u mobilnoj telefoniji ukazuje da se najveće promene mogu očekivati tek nekoliko godina nakon predstavljanja nove tehnologije. To možemo da ilustrujemo i pregledom trenutno aktuelne 4G tehnologije. Prvi 4G telefoni pojavili su se 2010. godine, ali su aplikacije koje su opravdale upotrebu te tehnologije došle znatno kasnije (Snapchat 2012, Uber 2013, video-pozivi 2013). Ako prekopiramo taj šablon na 5G svet, možemo da očekujemo da će on biti u punom sjaju 2021. ili 2022. godine. Dok se to ne desi, stvari će verovatno biti prilično konfuzne, jer različiti operatori eksperimentišu s različitim opsezima i brzinama 5G signala.

Od jedinice do petice

5G je oznaka za petu generaciju mobilne bežične mreže, čiji je inicijalni standard je definisan krajem 2017. godine. Definisanje standarda ne znači da će sve 5G mreže raditi isto, pa nam je teško i da zamislimo kakve će nove servise ova brza komunikacija doneti. Možemo da naslutimo da ćemo imati dva pravca razvoja 5G mreže - sporiju, koja će biti responsivna i široko rasprostranjena, te brzu koja će doneti "svemirske" brzine, ali će biti malog dometa. Izraz "sporije" treba uzeti uslovno, pošto će i te brzine biti nekoliko puta veće od onoga na šta nas je 4G navikla.

Pre nego što krenemo dalje, razjasnićemo jednu "sitnicu". Slovo G u imenu 5G je skraćenica od Generation, a broj koji stoji ispred slova G označava generaciju bežične tehnologije. Drugim rečima, 5G nam ukazuje da je u pitanju peta generacija ove tehnologije. Generacije su tehnički bile definisane po brzini prenosa podataka što je za nas korisnike najznačajnija razlika, mada nije i jedina. Svaka generacija donela je i suštinski nov način kodiranja podataka, što je i glavni uzrok nekompatibilnosti s prethodnim generacijama.

1G je analogna mobilna mreža, koja je predstavljena davne 1979. godine. Mlađi je se ne sećaju, ali ova mreža je postojala i u Srbiji, a pokrenuo ju je mobilni operator "Mobtel Srbija". Njihova NMT mobilna mreža puštena je u rad 31. decembra 1994. i pokrivala je veće urbane sredine i glavne saobraćajnice. U brojkama, obuhvatala je oko 12 odsto teritorije Srbije i oko 60 odsto stanovništva. Pozivni broj NMT mreže bio je 061, a u njoj je bilo aktivno oko 12.000 pretplatnika. Zasnivanje pretplate i aparat je inicijalno koštalo desetak hiljada nemačkih maraka, pa je mobilni telefon u džepu bio znak ljudi koji su želeli da se pokažu kao veoma uspešni. Interesantno je da NMT telefoni nisu imali SIM kartice, već su brojevi bili enkodirani u same telefonske uređaje.

2G tehnologije, kao što su CDMA, GSM i TDMA, predstavljaju prvu generaciju digitalne mobilne telefonije. Interesantno je da je tek tada prethodna generacija mobilne mreže retroaktivno nazvana 1G. Ova generacija je prvi put komercijalno lansirana u Finskoj 1991. godine. Inače, ova mreža ima i svoje derivate - 2,5G (GPRS) "druga i po" generacija koja se odnosila na unapređenu 2G mrežu sa implementiranim paketnim prenosom podataka. Nakon nje stigla je i 2,75G mreža u kojoj je GPRS evoluirao u EDGE. Treću generaciju (3G) obeležili su EVDO, HSPA i UMTS, a ona je donela povećanje brzine Internet konekcije, koja se kretala od 200 kbps do nekoliko megabita u sekundi. Predstavljena je 1998, a brzine koje je donela obezbedile su u narednim godinama bežičnu glasovnu komunikaciju preko Interneta, video-pozive, kao i mobilnu televiziju. Danas aktuelne 4G tehnologije, kao što su WiMAX i LTE, zvanično su predstavljene 2008. godine. One čine još jedan (nekompatibilni) iskorak napred, koji je doneo brzine prenosa podataka od nekoliko stotina megabita, pa čak i do gigabitnog nivoa.

5G donosi tri nova aspekta - veću brzinu (prenes više podataka u jedinici vremena), nižu latenciju (da bude responsivniji) i sposobnost da se međusobno konektuje mnogo više uređaja kao što su senzori i IoT oprema. Trenutno aktuelni 5G radio-sistem, poznat kao 5G-NR nije kompatibilan sa 4G, ali svi 5G uređaji u ovom trenutku moraju da imaju i 4G podršku koja je neophodna za inicijalnu konekciju, pre nego što se signal prebaci na 5G (tamo gde je dostupan). Ovaj sistem je nazvan non standalone (NSA) mreža. Kasnije, kada 5G bude rašireniji, postaće standalone (SA) i neće zahtevati aktivnu 4G pokrivenost za rad. Ali do tog dana nas deli barem nekoliko godina.

I 4G mreža će se razvijati istovremeno sa 5G. Qualcomm X24 modem, koji je ugrađen u većinu ovogodišnjih Android premijum modela telefona, podržava 4G brzine do 2 Gbps. To su neki provajderi (kao što je AT&T) iskoristili da nazovu svoje unapređene 4G mreže "5G evolucijom". Razlog za to je što oni unapređenja u postojećoj 4G mreži vide kao korak ka 5G. To jeste tačno, ali istovremeno kod korisnika stvara zabunu, jer ih navodi da pomisle kako je 5G evolucija u stvari 5G mreža - što nije slučaj.

Kako funkcioniše 5G mreža?

Kao i druge mobilne mreže, i 5G koristi "ćelijski sistem", koji deli teritorije na sektore i putem radio-talasa šalje enkodirane signale između hotspot-ova (antena). Svaka ćelija mora da bude konektovana na kičmu mreže, bilo žičanim bilo bežičnim putem. 5G mreža koristi OFDM tip enkodiranja, koji je sličan onom upotrebljenom za 4G LTE tehnologiju. Razlika je u tome što je OFDM dizajniran za manje latencije i veću fleksibilnost od LTE-a.

Novi sistem je takođe dizajniran da radi na mnogo višim frekvencijama od 4G-a, kako bi nosio veće brzine. Dok je većina 4G kanala na 20 MHz, spojenih zajedno do 160 MHz, 5G kanali mogu biti do 100 MHz, a Verizon koristi do 800 MHz u isto vreme. To je mnogo širi propusni opseg, ali istovremena zahteva veće "čiste" blokove radio-talasa nego što su dostupni kod 4G-a. Stoga 5G mreže moraju da budu "pametnije" i fleksibilnije od prethodnih sistema, s blokovima koji mogu da se prilagođavaju trenutnom stanju u mreži. Čak i sa sadašnjim "mikroćelijama", Qualcomm tvrdi da je, zahvaljujući širem propusnom opsegu i naprednim antenskim tehnologijama, 5G sposobna da poveća propusni opseg četiri puta u odnosu na 4G.

Cilj je svakako da se ostvare veće brzine i veći kapacitet po svakom sektoru, uz mnogo nižu latenciju od 4G-a. Regulatorna tela koja su uključena u definisanje 5G standarda žele da se ostvare brzine od 20 Gbps, s latencijom od samo 1 ms.

5G generalno radi na dva tipa frekvencija: ispod i iznad 6 GHz. Niskofrekventne 5G mreže, koje se zasnivaju na postojećim mobilnim i Wi-Fi frekvencijama, koriste prednosti fleksibilnog kodiranja i većih veličina kanala, što im obezbeđuje brzine od 25 do 70 procenata veće od LTE-a. Ove mreže pokrivaju istu razdaljinu kao i postojeće mobilne mreže i generalno ne zahtevaju dodatne predajnike. 4G predajnici mogu da se konfigurišu tako da budu spremni za 5G i da se samo prebace na nju kada ostatak mrežne infrastrukture bude spreman i kada 5G postane aktivan. Ovaj sistem će se najverovatnije upotrebljavati u ruralnim predelima jer ne zahteva velika dodatna ulaganja.

Milimetarski talasi

Da bi se dobile multigigabitne brzine, neophodno je prebacivanje na novije visoke frekvencije, koje su poznate kao "milimetarski talasi". U postojećim opsezima dostupni su samo relativno uski kanali jer je taj spektar već veoma zauzet ili iskorišćen. Ali na 28 GHz i 39 GHz postoje široki pojasevi dostupnog spektra koji je moguće iskoristiti za stvaranje kanala za veoma velike brzine. Te frekvencije su ranije upotrebljavane za povezivanje baznih stanica, udaljenim Internet vezama. Ali nisu se koristile za krajnje korisnike, jer nije bila dostupna odgovarajuća infrastruktura za to.

Jačina signala milimetarskih talasa brže opada sa udaljenošću, u odnosu na signale na nižim frekvencijama. To znači da će za ultrabrze veze mobilni operatori morati da koriste mnogo manjih baznih stanica niže snage kako bi ponudili multigigabitne brzine teorijski dostupne na mreži milimetarskih talasa. Srećom, mnogi operatori već su instalirali te male bazne stanice, kako bi u velikim gradovima povećali kapacitet 4G mreže. U tim gradovima dovoljan je update hardvera i softvera kako bi postojeće bazne stanice postale 5G kompatibilne.

Postoji i treći set frekvencija, koje se uglavnom koriste van SAD. Te frekvencije nalaze se u rasponu od 3,5 GHz do 7 GHz i malo su iznad trenutnih opsega, ali zahvataju i spektar (kao i brzine) koje već mogu da se okarakterišu kao milimetarski talasi. SAD zaostaje za drugim državama u srednjem opsegu spektra, jer ga tu najčešće upotrebljavaju satelitske kompanije i mornarica. Međutim, radi se na tome da se ovaj opseg oslobodi. Prednost srednjeg opsega je što ne zahteva toliko baznih stanica kao milimetarski talasi, već bi one mogle da se postavljaju na nešto većim udaljenostima (od 500 do 800 metara jedna od druge).

Gde 5G radi

AT&T je 21. decembra prošle godine lansirao 5G u 12 gradova, a 19. aprila je toj listi dodato još sedam gradova (ukupno 19). Korisnici koji imaju sreću da se nalaze u opsegu signala besplatno su dobili Netgear Nighthawk 5G hotspot-ove, za koje se očekuje da će u toku leta biti i komercijalno dostupni po ceni od 499 dolara. Za sada je broj hotspot-ova koji su podeljeni veoma ograničen i oni pokrivaju samo određene delove gradova u kojima je implementiran 5G. Sredinom juna planirana je i prodaja prvog 5G telefona (Samsung Galaxy S10 5G). AT&T koristi 39 GHz opseg za inicijalnu ponudu. Očekuje se da će tokom godine biti dostupan i frekventni opseg od 28 GHz, a nakon toga i niskofrekventni opseg koji je nekad upotrebljavan za 3G mrežu.

Verizon je takođe ponudio 5G servise - za sada fiksni 5G kućni Internet, koji je dostupan u pojedinim delovima četiri grada. Od 3. aprila, ovaj mobilni provajder nudi i Moto Z3 telefon sa 5G Moto mod-om, u Čikagu i Mineapolisu. 5G servis kod ovog provajdera košta 10 dolara mesečno više od neograničenog 4G plana, za neograničen 5G protok. Inače, Verizon se uglavnom bazirao na frekventnom opsegu 28 GHz.

Sprint 5G mreža bazira se na frekventnom opsegu od 2,5 GHz, koji im teoretski daje pokrivenost koju imaju i u svojoj 4G LTE mreži. I ne samo to, oni za 5G koriste iste (nadograđene) bazne stanice koje upotrebljavaju i za 4G. Ovaj provajder je u maju aktivirao 5G servis u četiri američka grada, a tokom juna proširiće ponudu na još pet gradova. Zahvaljujući pomenutoj upotrebi 4G baznih stanica, njihova inicijalna 5G ponuda pokriva mnogo širu površinu u pomenutim gradovima, ali uz niže brzine od konkurencije. I T-Mobile ulazi u trku za 5G korisnike, pri čemu on "puca" na mnogo veću pokrivenost. Ovaj provajder gradi nacionalnu 5G mrežu u SAD, na frekventnom opsegu od 28 GHz, za koju se očekuje da će početi s radom pre kraja ove godine, dok se puna nacionalna pokrivenost očekuje 2020. godine. Takođe, ovaj provajder će od juna korisnicima ponuditi Galaxy S10 5G telefon.

A ostatak sveta?

Do sada smo se bavili 5G mrežama u SAD, iz prostog razloga što odatle stiže najviše informacija o tome. To ne znači da i druge države ne testiraju 5G, ili makar razmišljaju o ovoj tehnologiji.

Kada je američki kontinent u pitanju, Kanada planira da pusti 5G signal 2020. godine, u Portoriku se prvi test signal 5G mreže očekuje do kraja juna ove godine, dok ga Argentina već uveliko testira. I Kolumbija je u julu prošle godine javno demonstrirala 5G transfer podataka brzinom od 27 Gbps, u Bogoti.

Najdalje se u razvoju i implementaciji 5G mreže otišlo u Aziji. Prvi test-signal u Južnoj Koreji uspostavljen je 1. decembra prošle godine. Japan ima plan da pusti u rad komercijalnu 5G mrežu u septembru ove godine, a pre godinu dana su pokazali brzine download-a 25-27 Gbps. Kina je već u aprilu lansirala komercijalnu 5G mrežu, ali je ona veoma ograničenog dometa. Do kraja godine očekuje se da će mreža biti aktivna u 11 gradova, pri čemu će u svakom biti postavljeno najmanje po 100 5G baznih stanica. Kuvajt je pokrenuo 5G mrežu još u junu prošle godine, a do danas ima postavljenih više od 1000 baznih stanica. U Ujedinjenim Arapskim Emiratima 5G signal je postao dostupan 30. maja ove godine. Indija, kao jedno od najvećih tržišta za telekomunikacione operatere, najavila je lansiranje 5G signala tokom sledeće godine. Turska je početkom ove godine odobrila testiranje 5G signala u Istanbulu, Izmiru i Ankari. Singapur je u novembru prošle godine započeo pilot projekat testiranja 5G signala zajedno s kompanijom Nokia, a komercijalna upotreba najavljena je za 2020. godinu.

Afrika zaostaje za ostatkom sveta po tom pitanju i 5G signal se testira (ili je najavljeno testiranje) tek u nekoliko država. Najdalje se otišlo u Južnoafričkoj Republici, koja je prvi 5G test signal pustila u avgustu prošle godine. Pored njih, o 5G mreži na ovom kontinentu za sada razmišljaju Nigerija, Senegal, Egipat, Maroko i Demokratska republika Kongo. Kada je Okeanija u pitanju, Australija za sada ima više od 200 5G baznih stanica, a do marta sledeće godine se očekuje instalacija još 1000 novih. Stigli smo i do našeg "komšiluka". Veliki broj evropskih država planira testiranje 5G signala, a u nekima se on već aktivno testira. Telenor je u Norveškoj prvi uspešan 5G test obavio još krajem 2017. godine, dok se komercijalna upotreba planira za 2020. godinu. U Nemačkoj su probe 5G signala počele tokom prošle godine, a usvojena je strategija po kojoj bi on bio dostupan u celoj državi do 2025. godine. Velika Britanija ima aktivan 5G test signal u četiri grada, a do kraja ove godine biće dostupan u oko 20 gradova. U Italiji je ovaj signal pušten početkom juna u Napulju, Bolonji, Turinu, Milanu i Rimu. Švajcarski mobilni operateri planiraju da će do kraja ove godine pokriti 90 odsto stanovništva ove države 5G signalom. U Španiji 5G je pušten na testiranje 15. juna, u desetak gradova. Austrija od januara ove godine testira signal. Rusija već neko vreme testira 5G signal, a planira da do 2025. godine pokrije najmanje 80 procenata stanovništva. Finska može da se pohvali činjenicom da je prva na svetu pustila komercijalni 5G signal. Još od juna prošle godine, on je dostupan u Tamperi, Helsinkiju, Turku i Jyväskylä-u.

A gde smo tu mi? I nadležni organi u Srbiji razmišljaju u pravcu 5G-a, međutim, po svemu sudeći ovaj signal još neko vreme neće stići do nas. Mogućnosti za upotrebu 5G mreže u Srbiji su ograničene a ekosistem nije još uvek spreman za to. Drugim rečima, iako postoje "politički pritisci" da se 5G što pre implementira u Srbiji, prvenstveno zato što bi to dovelo do novih velikih investicija Telekom operatera, stvari svakako neće teči munjevito. Predviđa se da će 5G postati standard u Srbiji 2025. godine, a RaTEL tek za sledeću godinu planira aukciju za dobijanje 5G spektra.

Zz prikaz prvih 5G uređaja, iskustava u primeni analizu strategije Apple-a i drugih velikih kompanija u 5G projektu kao i diskusiju o kontroverzama vezanim za zračenje 5G mreža i njegovim uticajem na zdravlje ljude pogledajte PC#267. Tamo objavljujemo i intervjue sa vodećim ljudima kompanija MTS, Telenor i VIP o njihovim planovima vezanim za pokretanje 5G mreže, razgovor sa stručnjacima RATEL-a kao i sa ljudima iz drugih domaćih firmi koje se, u zemlji i svetu, bave pokretanjem mobilnih mreža pete generacije.