Technologia 5G zwiększy zużycie energii o 170%

Jakie korzyści z technologii 5G?

Wielkimi krokami zbliża się wdrożenie sieci 5G, która zapoczątkuje kolejny etap rewolucji technologicznej. Dzięki niej, nie tylko będziemy mogli przesyłać ogromne liczby danych, ale uruchomione zostaną całkiem nowe usługi dla biznesu czy administracji. Jednak łagodzenie skutków zwiększonych kosztów zużycia energii będzie jednym z najpoważniejszych wyzwań przed jakimi staną firmy udostępniające sygnał w standardzie 5G.

Budowa sieci 5G oznacza wkroczenie w zupełnie nowy rodzaj łączności i usług zarówno na europejskim, jak i polskim rynku. Jednak, zanim przejdziemy do kwestii zużycia energii wymaganej do jej realizacji, wyjaśnijmy sobie czym w ogóle jest ten tajemniczo brzmiący skrót? Otóż 5G oznacza piątą generację sieci komórkowej, która będzie o wiele szybsza niż obecnie funkcjonująca. Na tę chwilę Internet bezprzewodowy 4G (LTE) umożliwia przesyłanie danych z prędkością 100 Mb/s do 1 Gb/s. Sieć 5G ma natomiast pozwolić na zwiększenie jej nawet do 20 Gb/s (dla porównania jeszcze w latach 80-tych, telefony komórkowe umożliwiały przesyłanie danych z prędkością 2 kb/s).

Technologia 5G pozwoli w przyszłości na podłączenie do Internetu milionów dodatkowych urządzeń, co zmieni na lepsze wiele dziedzin życia (jest to niezbędne, zwłaszcza teraz, kiedy do sieci podpinanych jest ich coraz więcej). Szacuje się zresztą, że tylko do 2020 roku z Internetu korzystać będzie 5,5 mld ludzi i ponad 50 mld urządzeń! Technologia 4G nie jest w stanie poradzić sobie z tak ogromną ilością danych, bowiem każdy użytkownik mobilnego Internetu będzie zużywać średnio 20 GB danych miesięcznie (dzisiaj to ok. 3,5 GB).

Sieć 5G nie będzie ewolucją lecz rewolucją w stosunku do istniejących sieci trzeciej, czy czwartej generacji. Jej wdrożenie bowiem oznacza całkowite przeobrażenie technologii mobilnej, pozwalającej na integrację dostępnych technologii i tym samym zapewnienie szerokiej gamy usług o najlepszych parametrach. 5G będzie miało wpływ nie tylko na gospodarkę i przemysł, ale przede wszystkim na jej użytkowników oraz to, w jaki sposób, będziemy niedługo korzystać z mobilnych usług.

Dzięki niej upowszechnione zostaną chociażby takie z nich jak: internet rzeczy, telemedycyna, rozwiązania z obszaru smart cities (inteligentne domy, budynki, fabryki, samochody autonomiczne, a nawet całe ekosystemy inteligentnych miast). Ponadto, 5G będzie mieć zastosowanie w takich obszarach jak: wirtualna i rozszerzona rzeczywistość, przesyłanie materiałów wideo o wysokiej rozdzielczości (HD i Ultra HD). Większość badanych operatorów zakłada, że globalnie era 5G na dobre rozpocznie się w 2021 roku.

Kiedy 5G w Polsce?

Testy sieci 5G realizowane są już na całym świecie. Pierwsze komercyjne uruchomienia w obu Amerykach, Azji i w Europie będą miały miejsce na przełomie lat 2019 i 2020. Zgodnie z wymogami Komisji Europejskiej do 2020 roku, wszystkie kraje członkowskie powinny uruchomić technologię 5G w co najmniej jednym dużym mieście, natomiast do 2025 roku - zapewnić szerokie pokrycie (muszą być w nią wyposażone wszystkie duże miasta w UE oraz główne szlaki transportowe).

Jak wynika z zapowiedzi, jeszcze przed końcem tego roku, wielu dużych producentów smartfonów będzie miała w swoich katalogach modele przystosowane do korzystania z sieci nowej generacji. A ile przyjdzie czekać nam na 5G w Polsce? Otóż pierwsze testy, jakie podjęli operatorzy z różnymi producentami sprzętu prowadzone są w naszym kraju już od pewnego czasu (przeprowadził je m.in T-Mobile oraz Orange we współpracy z Ericsson w Warszawie, Nokia wspólnie z Urzędem Komunikacji Elektronicznej w Sopocie, czy też Play w Toruniu).

Natomiast jak deklarują krajowi operatorzy, komercyjnego uruchomienia usług 5G w Polsce, można spodziewać się dopiero w 2020 lub 2021 roku. Jak zaznaczył podczas Forum Ekonomicznego w Krynicy Marcin Cichy, prezes Urzędu Komunikacji Elektronicznej, w optymistycznym scenariuszu, być może już w 2020 r. cztery miasta w Polsce zostaną objęte siecią 5G. Jednak jeśli chodzi o szerszą skalę, to bardziej prawdopodobna wydaje się druga opcja, czyli 2021 rok. Ponieważ operatorzy muszą wcześniej uzyskać odpowiednie zasoby częstotliwości radiowych. W pierwszej kolejności UKE przewiduje rozdzielenie pasma w zakresie 3,4-3,8 GHz i dopiero wtedy będzie możliwe na dobre rozpoczęcie inwestycje w sieci nowej generacji (aukcja rozpocząć się ma na początku przyszłego roku, a zakończyć 30 czerwca).

Przejście na 5G spowoduje zwiększenie całkowitego zużycia energii w sieci o 150-170% do 2026 roku

Aby wdrożenie sieci 5G przebiegało zgodnie z planem, konieczne będzie spełnienie kilku podstawowych wymogów. Jednym z nich jest na pewno infrastruktura, ponieważ stacje bazowe powinny być połączone z resztą sieci światłowodem, a nie radiolinią, jak to najczęściej ma miejsce. Zmiana musi również nastąpić w zakresie organizacji całej sieci mobilnej i szkieletowej. Kolejnym wymogiem jest wspomniana już wcześniej częstotliwość, im szerszy kanał wykrojony dla każdego z operatorów, tym większe możliwości transferu. Na dzień dzisiejszy, wartości te liczone są, co najwyżej w dziesiątkach megaherców, zaś w przypadku sieci 5G, kanały powinny mieć 50 MHz lub nawet 100 MHz (demonstracja, jaką ostatnio pokazała Nokia wykorzystywała 400 MHz pasma).

Wdrożenie technologii 5G jest bez wątpienia przełomowym wydarzeniem dla branży telekomunikacyjnej i nie tylko. Jednak rozpatrując korzyści finansowe, które płyną z możliwości jakie daje nam technologia mobilna piątej generacji, trzeba zwrócić szczególną uwagą nie tylko na aspekt masowej łączności bezprzewodowej, ale także na ogromną ilość energii elektrycznej wymaganej do jej realizacji. Jak wynika z badania 451 Research i Vertiv, przedstawiciele telekomów mają tego pełną świadomość. Ponieważ 90% firm, które wzięły w nim udział wie, że technologia 5G spowoduje wzrost zużycia energii i jej kosztów. Dlatego też zainteresowane są one usługami i technologiami, które zwiększą wydajność. Jest to w pełni zgodne z analizami firmy Vertiv, zgodnie z którymi przejście na 5G spowoduje zwiększenie całkowitego zużycia energii w sieci o 150-170% do 2026 roku.

Jakie wyzwania energetyczne przed technologią 5G?

Wdrożenie technologii 5G będzie najtrudniejszym procesem, jaki do tej pory doświadczyła branża telekomunikacyjna. Jak wskazuje Piotr Wójcik, Dyrektor Działu Sprzedaży ds. Kluczowych Klientów z polskiego oddziału firmy Vertiv “skala tego wyzwania jest już powszechnie zauważana, podobnie jak potrzeba zapewnienia nowych technologii i usług”. Natomiast rentowność zagwarantowana będzie nie tylko dzięki wydajnemu zarządzaniu coraz bardziej rozproszonymi sieciami, ale również poprzez łagodzenie skutków związanych ze zwiększonymi kosztami energii. Zwłaszcza teraz, kiedy ceny prądu znowu mają wzrosnąć.

Jak wynika z badania przeprowadzonego na zlecenie firmy Vertiv przez 451 Research, aż 70% firm telekomunikacyjnych, jako bardzo pozytywne ocenia perspektywy biznesowe związane z wdrażaniem sieci 5G. Jednak osiągnięcie tego wymusza na operatorach zmierzenie się z różnymi wyzwaniami. Jednym z nich jest łagodzenie skutków zwiększonych kosztów zasilania. Firmy telekomunikacyjne są przede wszystkim zainteresowane zmniejszeniem konieczności konwersji napięcia przemiennego (AC) do stałego (DC). Za ważne uznane to zostało przez 79% badanych, natomiast według 85% nastąpi to w ciągu najbliższych pięciu lat.

Dodatkowo w tym również czasie powszechnie stosowane zaczną być nowe techniki chłodzenia. Na ten moment, z tego typu rozwiązań w tym zakresie, korzysta jedynie 43% firm telekomunikacyjnych na całym świecie, zaś w perspektywie pięcioletniej odsetek ten ma sięgnąć 73%. Operatorzy w celu obniżenia kosztów całkowitego zużycia energii elektrycznej wymieniają także akumulatory kwasowo-ołowiowe (VRLA) na litowo-jonowe. Do tej pory dokonało tego już 66% telekomów, a za pięć lat ten odsetek ma wynieść już 81%.

Firmy telekomunikacyjne mogą skorzystać z wielu sposobów kontrolowania kosztów w warstwie infrastruktury i obniżania ich. Szczególnie pomocna może okazać się wymiana fizycznych elementów na nowe, jednak jest to proces częściowy i przyrostowy. A co w przypadku gdy mają one ograniczone środki na tego rodzaju inwestycje? Wówczas operatorzy mogą skorzystać z innych skutecznych rozwiązań, takich jak np. innowacyjne modele biznesowe. Za przykład może posłużyć np. ESaaS (oszczędności energetyczne jako usługa), która jest w stanie zaspokoić oczekiwane potrzeby związane z infrastrukturą.

Wpływ 5G na ludzi

Nowa generacja sieci komórkowej wzbudza wiele emocji. Wśród przeciwników postępu i wdrażania nowej technologii usłyszeć można wiele argumentów sugerujących, że 5G nie tylko będzie niebezpieczne dla naszego zdrowia, ale co gorsza, wpłynie także na nasze zachowanie i pozwoli przejąć nad nami kontrolę. Również często słyszanym zarzutem jest to, że nowa infrastruktura potrzebna do wdrożenia 5G “pokryje” nas mini wieżami nadawczymi, które będą “promieniować” jeszcze bardziej niż sieć 4G, a my jesteśmy „największy eksperyment biologicznym w historii ludzkości”.

Niestety, nie tylko w sieci roi się od osób i całych grup, które w różnych dziedzinach podejrzewają spisek. W ostatnim czasie szczególnie modne stało się zwłaszcza protestowanie przeciwko technologii 5G. Jednym z głośnych przykładów takiej działalności było chociażby przecięcie konstrukcji masztu telefonii komórkowej przy pomocy szlifierki kątowej przez jej przeciwników w Krakowie. Wszystko to spowodowane jest najczęściej brakiem rzetelnej wiedzy na temat nowych technologii i sposobów ich działania. Do osób takich nie docierają żadne argumenty, fakty czy badania naukowe,a sfiksowane w swoich przekonaniach zaczynają przechodzić do czynów.

Jednak fakty są takie, że sieć 5G może być znacznie bezpieczniejsza i “zdrowsza” dla żywych organizmów. Warto tu od razu zaznaczyć, że normy PEM (czyli promieniowania elektromagnetycznego) należą w Polsce do najsurowszych w Europie (gdy świat szedł na przód, to w Polsce od lat 60-tych XX wieku, kolejni ustawodawcy nie zmieniali przyjętych wówczas norm). Dla porównania, maksymalny dozwolony poziom PEM w miejscach w pobliżu ludności wynosi w Polsce 0,1 W/m kw. (wat na metr kwadratowy), w Europie natomiast normą są limity na poziomie 10 W/m kw. Przy czym dowiedziono, że PEM o natężeniu wykorzystywanym w telekomunikacji ma marginalny wpływ na ludzki organizm (najczęściej o charakterze termicznym).

Technologia 5G - jaki wpływ na środowisko?

Urządzenia wykorzystujące 5G, jak również sama infrastruktura, będą wytwarzać pole elektromagnetyczne o mniejszym natężeniu niż obecnie. Wdrożenie nowej technologii będzie również wymagać budowy wielu nowych nadajników. Jednak trzeba tu zaznaczyć, że nie będą to wieże nadawcze o dużej mocy, a raczej mini nadajniki o niewielkiej mocy, których oddziaływanie na ludzi będzie jeszcze mniejsze, niż w przypadku obecnie dostępnej infrastruktury napędzającej 4G LT. Nowe sieci telekomunikacyjne 5G zapewnią mocniejszy sygnał radiowy, dzięki czemu dotrze on do większej liczby odbiorców.

Oczywiście w wartościach bezwzględnych spowoduje to zwiększenie poboru energii elektrycznej, jednak dzięki lepszemu pokryciu obszaru, zmniejszy się średnia emisja dwutlenku węgla przypadająca na użytkownika końcowego. Jak wynika z raportu SMART-er 2030 (opracowany przez Accenture dla GeSI) pomimo rozwoju sektora ICT, który obejmuje operatorów telefonii komórkowej, względna emisja CO² przez tę branżę do 2030 r. utrzyma się na poziomie 2% globalnej emisji. Jednak co istotniejsze, potencjał jej obniżenia przez cały sektor ICT, szacuje się na poziomie 20% globalnej emisji dwutlenku węgla do 2030 roku.