Kako bismo vam približili što 5G znači, prvo treba razumjeti što su 2G, 3G i 4G. Slovo G u ovim nazivima mreža označava generaciju. Tako je 2G oznaka za mobilnu mrežu druge generacije. Ta se mreža prvenstveno koristila za glasovnu komunikaciju, odnosno najobičniji telefonski poziv i slanje SMS-a. Iako se putem iste moglo pristupati internetu, za tu je namjenu jednostavno bila prespora, pa je trebalo pronaći novo rješenje.
Rješenje nalazimo u obliku 3G mreže, odnosno mreže treće generacije. Zasigurno ste je koristili za surfanje mobitelom te ste mogli primijetiti kako se slike učitavaju postupno, što je bilo dovoljno za razmjenu manjih tekstova, no za doba YouTubea ponovno su nam zatrebale veće brzine.
Tako danas koristimo mreže četvrte generacije, iako je i oko numeracije generacija mreža svojevremeno bilo nesuglasica. Pri 4G brzinama možemo pregledavati video sadržaje na mobilnim telefonima i koristiti aplikacije kao što su Netflix, YouTube i druge.
No danas polako na tržište dolaze televizori s 8K rezolucijama, a kada govorimo o gadgetima, pojavljuju se uređaji sposobni za augmented reality, virtual reality te mixed reality i druge. Pojavljuje se i umjetna inteligencija koja će najvjerojatnije morati ostati u oblaku zbog velike količine podataka koji ne stanu na gadget koji nosite u džepu. Upravo za te nove mogućnosti, želje i potrebe trebat će nam mreža pete generacije.
Primjene 5G mreža izvan domene običnih korisnika o kojima se priča, a zbog bandwidtha, performansi i niske latencije, uključuju autonomna vozila, pametne gradove i dom, e-zdravstvo i famozni IoT.
Specifikacije koje su potrebne za autonomne automobile uključuju latenciju između 1 i 10 ms, visok protok podataka do 50 Mbps te velik broj istovremenih konekcija do 4000 vozila po kilometru kvadratnom. Moguće primjene su velike, od udaljene vožnje po opasnom terenu do usklađivanja pametnog auta i infrastrukture ili tzv. platooninga, tj. slaganja većih grupa i zajedničke vožnje s vrlo malim razmakom među vozilima.
Brojne su primjene i u zdravstvu, poput IoMT uređaja koji preko wearables ili čak implantata šalju mjerenja liječnicima. Niska latencija mogla bi biti ključna za udaljenu dijagnostiku, ali i liječenje putem robotskih asistenata. Nešto bliža primjena je komunikacija iz vozila hitne pomoći s brzim prijenosom podataka u bolnicu.
Za 5G se smatra da će biti presudan u daljnjem razvoju Industrije 4.0 upravo zbog brzog odaziva, stabilnosti i velike brzine, čime će se nadići neka ograničenja komunikacije u sadašnjim automatiziranim tvornicama.
Primjene u brojnim djelatnostima i omogućavanje komunikacije s velikim brojem uređaja (IoT) trebali bi svoju nadogradnju doživjeti u projektima pametnih gradova, a sve u svrhu poboljšanja uvjeta života u urbanim sredinama automatizacijom procesa koji će dovesti do manje prometa i zagađenja, poboljšane sigurnosti i mnogih drugih gradskih servisa.
Sti(gla)že i u Hrvatsku
5G mreža uskoro postaje dostupna u Hrvatskoj, kako je i najavljivano. Hrvatski Telekom i A1 nalaze se među prvim operaterima koji će ponuditi 5G uslugu na hrvatskom tržištu. Imali smo priliku ekskluzivno testirati 5G mrežu Hrvatskog Telekoma te je usporediti s trenutnom 4G mrežom.
Za potrebe testiranja u pogon je pušteno 10 baznih stanica, od kojih se jedna nalazi u Zagrebu na Radničkoj cesti, dok su ostale u Sv. Nedelji, Samoboru te na otoku Krku.
Testirali smo i 5G mrežu A1 telekoma, koji za potrebe testiranja u pogonu ima 5 baznih stanica, od kojih su dvije u Zagrebu.
Iz Hrvatskog Telekoma navode kako im je HAKOM u Zagrebu, Samoboru i Sv. Nedelji dodijelio frekvencijski pojas širine 80 MHz, tj. od 3.420 do 3.500 MHz, dok na Krku imaju frekvencijski pojas širine 100 MHz, tj. od 3.500 do 3.600 MHz.
Stoga su maksimalne brzine u Zagrebu, Sv. Nedelji i Samoboru oko 20% niže od onih na Krku te navode kako su na Krku uspjeli postići peek brzine iznad 1 Gbps do maksimalnih 1.2 Gbps, a u Zagrebu peek iznosi više od 700 Mbps - do 900 Mbps. Ipak, naša najveća izmjerena brzina na mreži Hrvatskog Telekoma bila je iznad 900 Mbps.
HAKOM je obama teleoperaterima na područjima velikih gradova i njihovoj okolici dodijelio 80 MHz širine frekvencijskog pojasa kako bi imali iste uvjete u testnom periodu. A1 je inicijalno imao širinu frekvencijskog pojasa od 100 MHz u Zagrebu, no sada oba teleoperatera (Hrvatski Telekom i A1) imaju 80 MHz.
Između frekvencijskog područja koji koristi Hrvatskog Telekom i onog koji koristi A1 je 20 MHz „guard banda“, dok je u konačnoj izvedbi cilj da ne bude guard banda, već oba operatera trebaju sinkronizirati svoje 5G mreže.
Iz Hrvatskog Telekoma navode kako su inicijalni dogovori s A1 teleoperaterom već pokrenuti te će nastojati ići u tom smjeru sinkronizacije 5G mreže. 5G implementacija na frekvencijskom području od 3.5 GHz je u TDD modu (Time Divison Duplex). Za TDD mod je međuoperatorska sinkronizacija neophodna, dok su ranije generacije mreža (2G / 3G / 4G) implementirane u FDD modu (Frequency Division Duplex).
Time Divison Duplex znači kako je dodijeljeno vrijeme koje uređaj koristi za download te u sljedećem trenutku vrijeme koje se koristi za upload. Za korisnike to ne znači mnogo. Samo treba razlikovati kako se u jednom trenutku ili skida sadržaj s interneta ili se šalje na internet.
No ta je izmjena dovoljno brza da je obični korisnik ne primjećuje pri korištenju. Korisnici će kod velikih količina podataka prebacivanje između uploada i downloada primijetiti kao pad brzina.
Implementacija 5G mreže
Trenutačne implementacije 5G mreža kod nas, a i u Europi i svijetu, su u NSA modu (Non Stand Alone), što znači da 5G i 4G dijele istu „core“ mrežu, pa je neophodno na istoj lokaciji imati i 5G i 4G, tj. potrebno je 4G mreže koristiti kao „anchor“.
Non Stand Alone mod donosi bržu implementaciju mreže na već postojeću 4G mrežu te je tako moguće povećati kapacitet i učinkovitost postojeće 4G strukture nadogradnjom na mrežu 5. generacije. Time će i korisnici lako i postupno prijeći s 4G uređaja na 5G mobilne telefone.
Za razliku od Stand Alone 5G inačice, kod koje se ne bi mogla koristiti postojeća arhitektura 4G baznih stanica, nego bi trebalo sagraditi kompletnu infrastrukturu mreže 5. generacije, no time bi se postigle još niže latencije te bi se otvorila mogućnost šireg spektra upotrebe novih uređaja uslijed pojednostavljene arhitekture uređaja, baznih stanica i njihovih antena.
Ericssonov SA 5G NR
S obzirom na dvije mogućnosti implementacije 5G mreža, treba odlučiti je li nam stvarno potreban samostalni 5G ako možemo iskoristiti postojeću infrastrukturu LTE mreže? No, samostalni 5G NR može pružateljima usluga omogućiti da obogate njihovu ponudu.
Ericssonov SA 5G NR softver pružateljima usluge omogućuje komercijalno pokretanje samostalne 5G mreže. U kombinaciji s Ericssonovim 5G rješenjima u dual načinu Cloud Core, novi 5G NR softver može se instalirati na postojeći Ericsson Radio System hardver. To će otvoriti nove poslovne mogućnosti za pružatelje usluga sa širim mogućnostima implementacije.
Prvi korak je 5G na Mid-Band rasponu frekvencija od 3,5 GHz, kada će korisnik, uslijed slabije pokrivenosti baznim stanicama ili iz drugih razloga, koristiti LTE mreže dok mu 5G nije dostupan.
Ericsson može napraviti up-link, down-link, de-couplink, čime će se iskoristiti LTE za up-link, što će ostaviti više bandwidtha za 5G down-link. Sljedeći upgrade na Ericssonovoj infrastrukturi može biti aktiviranje Ericsson Spectrum Sharinga, koji omogućava iskorištavanje postojeće infrastrukture i postojećeg spektra na način da ga dinamički alociraju između 4G i 5G mreža.
Na taj način bi teleoperateri mogli imati 5G pokrivanje po kompletnoj mreži uz mogućnost povećanja dometa za otprilike 10 decibela, a uz Carrier Aggregation taj opseg može se povećati za još dodatna 4 decibela.
To u prijevodu znači da će postojeća infrastruktura imati nešto veći domet po baznoj stanici.
Primjena 5G mreže
U područjima visoke iskorištenosti mreže zbog, recimo, javnog događaja kao što je nogometna utakmica pojedinim korisnicima može se dodijeliti prioritet na mreži, tj. network slice. Tako, na primjer, ako hitna pomoć ima neku intervenciju, njoj se može osigurati prioritet na mreži kako bi uspjela ostvariti kvalitetan video link s bolnicom.
Taj prioritet će se premještati s bazne stanice na baznu stanicu kako se hitna pomoć kreće gradom, a pri prolasku pored nogometnog stadiona, gdje ima mnogo aktivnih korisnika, neće osjetiti pad propusnosti mreže, kako bi video link ostao kvalitetan tijekom čitava putovanja.
Testiranje 5G mreža
Na Radničkoj cesti kod zgrade Hrvatskog Telekoma, gdje se nalazi trenutno jedina 5G bazna stanica Hrvatskog Telekoma u Zagrebu, izmjerili smo propusnost mreže uz pomoć smartphonea Huawei Mate 20 x 5G te smo pored zgrade Hrvatskog Telekoma izmjerili brzine nešto veće od 800 Mbps. Udaljivši se dvjestotinjak metara od zgrade, gdje smo imali i bolju optičku vidljivost s 5G antenom na vrhu zgrade Hrvatskog Telekoma, izmjerili smo 926 Mbps uz ping od 19 ms.
Na lokaciji A1 teleoperatera, također na Radničkoj cesti, dobili smo peek od 1020 Mbps, što najvjerojatnije možemo pripisati integraciji 5G mreže u 4G mrežu, koje rade simultano, dok nam je ping iznosio 6 ms. Upload je u ovom slučaju bio prilično slab: samo 45,5 Mbps.
Ping je vrlo važan gamerima koji igraju današnje online igre, a potrebno ga je držati u vrijednostima ispod 50 milisekundi kako bi mogli konkurirati protivnicima. Stoga je ping od 6 odnosno 19 milisekundi odličan rezultat kod oba operatera.
Kako se 5G bazne stanice Hrvatskog Telekoma nalaze i nadomak Zagreba, u Sv. Nedelji, uputili smo se prema baznoj stanici u kvartu Hoto vile. Tamo smo izmjerili 812 Mbps uz ping od 20 milisekundi.
Skidali smo i popularnu igru Playerunknown’s Battlegrounds sa Steam platforme, koja je u mogućnosti ponuditi vrlo kvalitetan download, no pri skidanju igre USB tethering metodom dijeljenja mreže između 5G smartphonea i laptopa naišli smo na ograničenje propusnosti kabelom, koji nam je omogućio brzinu skidanja od oko 33 MB/s.
Zamjenom kabela drugim, koji na oba kraja ima USB Type-C konektor, nismo riješili problem. I dalje se download zadržao na 33 MB/s, no to je i dalje bilo znatno brže nego na 4G mreži, na kojoj se ista igra skinula samo do veličine 19,4 GB od ukupnih 27,5 GB. Samo skidanje igre trajalo je 14 minuta i 21 sekundu.
Koliko vam sada traje skidanje tako velike igre? Retoričko pitanje. No kako i sami znamo ponekad zaigrati razne igre, najviše nas smeta kada u kratko, ograničeno vrijeme koje imamo za igru upadne i novoizašli update od „samo“ 16 GB. Tada nas prođe volja za igranjem CoD-a i bacamo se na https://gameofbombs.com, koji nije potrebno preuzimati na računalo, a zabava je zagarantirana čak i kada na raspolaganju imate samo 5 minuta za igranje.
Primijetili smo pad propusnosti 5G mreže u trenucima kada pored vas prolazi kombi ili kamion. Isto tako, približite li se nekoj većoj građevini primjetan je pad propusnosti mreže, tako da treba imati na umu kako je optička vidljivost ključna za veliku propusnost.
Na testiranju kod A1 teleoperatera igra se skinula za 12 minuta i 3 sekunde, no kako je testiranje provedeno u njihovu dvorištu, bez slučajnih kombija ili kamiona koji bi nam zasmetali i pokvarili kvalitetu signala, nije zgodno ove rezultate uzimati kao izravno usporedive, kao što je običaj u našim ostalim usporednim testovima koje objavljujemo u časopisu.
Na Android telefonima skidali smo igru Mortal Combat X, veličine 981 MB: trebalo je 65 sekundi za preuzimanje putem 5G mreže, dok je na 4G mreži preuzimanje trajalo 90 sekundi. Neki se pitaju zašto je preuzimanje trajalo toliko dugo kada je teoretski trebalo trajati 10 sekundi pri brzini od 812 Mbps.
To je zbog mehanizma prijenosa podataka koji se sastoji od 4 razine. Prvu, najnižu razinu čini prijenosni protokol TCP (Transmission Control Protocol), kojim se određuje način diobe datoteka na dijelove jednake veličine, kao i način dodjeljivanja rednoga broja te dodatnih nadzornih i zaštitnih podataka jedinki.
Kada TCP prebrzo šalje podatke i time nehotice preplavi mrežu, nastaju redovi u prijenosu podataka, a međuspremnici se prepune, što rezultira kašnjenjem i ima negativan utjecaj na kvalitetu prijenosa podataka.
Kako se to ne bi dogodilo postoje mnogi mehanizmi optimizacije prometa, od kojih je jedan pokušaj postupnog ubrzavanja slanja podataka. Stoga na speedtest.net aplikaciji u početku vidite sporije brzine, koje se postupno ubrzavaju do maksimuma protoka podataka na mreži koju testirate.
Isti test se na A1 mreži odvrtio za 20 sekundi, dok se na 4G mreži igra Mortal Combat X skinula za 50 sekundi. A1 vodi. Najvjerojatnije zbog integracije 4G i 5G, tj. Carrier Aggregation mogućnosti, koje na testu Hrvatskog Telekoma nismo imali, nego smo bili spojeni isključivo na 5G mrežu.
U teoriji, brzine bi trebale biti iste zato što koristimo iste frekvencije prijenosa podataka, koje će se najvjerojatnije spustiti u frekventno područje sadašnjeg DVB-T signala, koji se trenutno koristi za emitiranje TV signala. No kako bi se spomenuto frekventno područje oslobodilo za 5G, TV signal morat će se premjestiti na neke druge frekvencije rada, a zovemo ih DVB-T2 standard.
Zasigurno ste već vidjeli TV prijemnike na kojima postoji oznaka DVB-T2, tj. spremni su za tranziciju TV signala na novu tehnologiju i neke druge frekvencije.
Zaključak
S obzirom na različite uvjete testiranja, udaljenosti pri mjerenju od baznih stanica, prepreke na terenu, tj. automobile koji nam kvare signal, a isto tako i različit način spajanja na 5G mrežu u odnosu na drugog teleoperatera, ne možemo proglasiti pobjednika i tvrditi kako je baš on bolja opcija za vas, što se 5G mreža tiče.
Činjenica je da smo dobili jači peek signal kod A1 teleoperatera, no radi se o tako neznatnoj razlici da je teško reći je li Hrvatski Telekom podbacio zbog velike prometne gužve kod rotora u blizini Green Golda ili je posrijedi neka druga situacija.
No ako dodijelimo bod A1 teleoperateru u ovom dijelu te on povede rezultatom 1:0, možemo reći kako Hrvatski Telekom za sada ima 10 baznih stanica u pogonu (ne komercijalnom, nego testnom) te je dvostruko prešišao A1, koji za sada raspolaže s 5 komada testnih 5G baznih stanica, od kojih su dvije u Zagrebu, dok je po jedna u Rijeci, Splitu i Osijeku.
Time bi se rezultat izjednačio na 1:1, a tko je bolji u ovoj utrci za 5G prevlast, tek nam ostaje vidjeti i to kada se naši teleoperateri uspiju dogovoriti oko svih detalja s HAKOM-om, koji će na kraju odlučiti kada 5G mreža može u komercijalnu upotrebu.
5G mreže omogućit će lakše pokrivanje teže dostupnih područja u kojima još nije postavljena optička infrastruktura. No kada 5G infrastruktura bude postavljena u nešto većoj mjeri, možda će najveća korist biti „slicing“ mreže, zahvaljujući kojemu korisnik može zakupiti svoj „slice“.
Vlastiti komad pite kako bi imao zagarantiran bandwidth, što prema željama može iskoristiti za, recimo, udaljenu kontrolu robota, koji mogu biti vrlo korisni pri razminiravanju na daljinu te drugim operacijama na daljinu, pri čemu je vrlo važno imati dobru propusnost mreže kako biste mogli komunicirati s njegovih nekoliko kamera 4K ili veće rezolucije, a da pri tome ne gubite signal ili kvalitetu slike te vrijeme ne provodite na odgonetavanje je li onaj tamo piksel nastao uslijed loše kvalitete mreže ili se stvarno tamo nalazi opasna naprava koju treba razminirati.
Ista kvaliteta propusnosti bit će nužna ako će, primjerice, kirurg na drugom kraju države morati preuzeti upravljanje robotom za operiranje te će mu biti potreban stabilan i kvalitetan link.
Naravno, koristi će imati i znanstvenici, koji će video i data linkom razmjenjivati ogromne količine podataka kako bi napore dugotrajnih izračuna podijelili na nekoliko superračunala te zajedničkim snagama uspješno potvrdili još jedan znanstveni eksperiment.
Nama običnim korisnicima dobro će doći manji ping za online gaming, a naodmet neće biti ni skinuti čitavu sezonu serije s Netflixa za manje od desetak minuta dok ispijamo kavicu u Trogiru, a sve s ciljem kako bismo na Murteru, koji još nije dobio 5G infrastrukturu, mogli pogledati seriju dok se sunčamo uz obalu.
