S&F Hero: 5G, geopolityka i memorandum Crowe’a. Część 1: Technologia

Obrazek posta

Big data (fot. Pxhere)

 

Bannon najwyraźniej uważa, że jest to zadanie priorytetowe w konflikcie kosztującym gospodarki Chin i USA miliardy dolarów i przybliżającym widmo globalnej recesji. Nie można na pewno traktować tej wypowiedzi Bannona, znanego jastrzębia i zwolennika stanowczej konfrontacji z Chinami, jako odosobnionej opinii. Jego słowa poprzedziła wymierzona w Huawei kampania prowadzona przez Waszyngton. Od umieszczenia firmy z Shenzhen na czarnej liście, przez naciski wywierane na rządy państw rozważających dopuszczenie Huawei do przetargów na budowę infrastruktury 5G, po zakaz używania telefonów tej firmy przez urzędników państwowych w USA czy wydanie listu gończego za dyrektorem finansowym Huawei (a zarazem jedyną córką założyciela firmy). W trakcie jej trwania, kampania mająca na celu powstrzymanie ekspansji Huawei stała się jednym z symboli rywalizacji Stanów Zjednoczonych i Chin. Dlaczego?

Wzrost znaczenia Huawei można porównać do wzrostu, który przez ostatnie 40 lat przeżywały całe Chiny. W roku 2013 firma ta sprzedała 53 miliony telefonów komórkowych – co stanowiło w tamtym czasie 2,3 procent światowej sprzedaży. W pierwszym kwartale 2019 roku Huawei zostało drugim po koreańskim Samsungu producentem telefonów komórkowych na świecie. Chińskie przedsiębiorstwo kontrolowało wtedy 19 procent rynku globalnego. Warto przy tym wiedzieć, że Huawei nie zajmuje się wyłącznie produkcją telefonów, lecz również wyposażenia potrzebnego do budowy sieci telefonii komórkowej czy (poprzez firmę córkę HiSilicon) układów scalonych.

 

Przede wszystkim jednak przyczyną działań rządu USA
przeciwko Huawei jest dominująca pozycja tej firmy
jako dostarczyciela sprzętu do budowy sieci 5G.

 

W ciągu zaledwie kilku ostatnich miesięcy senackie komisje (w tym ds. handlu) zorganizowały szereg przesłuchań poświęconych piątej generacji technologii komórkowej, a Defense Innovation Board (DIB) opublikował dla Pentagonu niezwykle krytyczny raport opisujący stan przygotowań do implementacji tej technologii w USA. Dlaczego kręgi decyzyjne w Stanach kładą tak duży nacisk właśnie na piątą generację sieci mobilnych? Gdy technologia ta dojrzeje i zostanie wprowadzona na szeroką skalę, może nie tylko radykalnie zmienić telefonię komórkową, lecz również zasadniczo wpłynąć na niezliczone obszary ludzkiej aktywności, takie jak handel, przemysł czy wojskowość. Dość powiedzieć, że dzięki wysyceniu czujnikami przestrzeni miejskiej 5G może umożliwić zastosowanie transportu autonomicznego na masową skalę. Na tej samej zasadzie realna może się stać całkowicie zautomatyzowana produkcja przemysłowa; połączenie tych dwóch systemów umożliwiłoby z kolei utworzenie zautomatyzowanych, niezwykle precyzyjnych i przewidywalnych czasowo łańcuchów dostaw. Możliwości wykorzystania technologii 5G istnieją w rolnictwie, nie brak także całego spektrum potencjalnych zastosowań militarnych. Wszystkie one przełożą się na generowanie bogactwa, nowych gałęzi gospodarki i setek tysięcy miejsc pracy.

Ujmując rzecz najprościej, 5G to piąta generacja telefonii komórkowej. Warto tu przypomnieć ewolucję tych systemów, poczynając od generacji pierwszej, czyli 1G. Prace rozwojowe nad nią, a następnie jej wdrażanie prowadzono od późnych lat 70., a sama technologia doczekała się implementacji na szeroką skalę kilka lat później. Od tego czasu kolejne iteracje technologii mobilnych pojawiają się mniej więcej co dziesięć lat. 1G była, w przeciwieństwie do generacji następujących po niej, analogowa, a nie cyfrowa (a więc nie mogła być szyfrowana) i umożliwiała transmisję z prędkością mniej więcej 2,4 kB/s. 2G – druga generacja – pojawiła się w późnych latach 80. i zaczęła być wdrażana na szeroką skalę na początku lat 90. ubiegłego stulecia. W przeciwieństwie do generacji ją poprzedzającej 2G przesyłała sygnały cyfrowe, a nie analogowe, co umożliwiało ich szyfrowanie. Zwiększenie prędkości przesyłu danych pozwoliło na wprowadzenie dodatkowych usług, takich jak SMS-y czy wiadomości graficzne.

 

(Fot. Wikimedia Commons)

 

Trzecia generacja telefonii komórkowej pojawiła się około roku 2000, przede wszystkim za sprawą Korei i Japonii, które przewodziły pracom nad nową technologią. Podobnie jak w poprzednich generacjach, najbardziej odczuwalnym rezultatem było tu skokowe zwiększenie prędkości przesyłu danych – w wypadku bardziej zaawansowanych iteracji tej technologii do 2 Mb/s, co z kolei pozwoliło użytkownikom telefonów komórkowych na organizowanie wideokonferencji i – co najważniejsze – na korzystanie z internetu. Realna i praktyczna możliwość podłączenia do globalnej sieci była z pewnością epokowym wydarzeniem, natomiast możliwości te zostały w pełni wykorzystane dopiero w momencie szerokiej implementacji 4G – a więc najnowocześniejszej użytkowanej obecnie technologii tego rodzaju. Standardy czwartej generacji technologii mobilnej zdefiniowano w roku 2008, wkrótce po tym nastąpiło komercyjne udostępnienie sieci opartych na tej właśnie technologii. 4G umożliwiło zwiększenie przesyłu danych do 100 Mb/s dla użytkowników będących w ruchu oraz 1 Gb/s dla stacjonarnych. Należy jednak zauważyć, że prędkości te są najczęściej teoretyczne i są tak naprawdę swego rodzaju chwytem marketingowym, a takich w wypadku telefonii mobilnej jest wiele. W praktyce prędkości tego rzędu są nieosiągalne nawet dzisiaj. Dlatego właśnie w przytłaczającej większości wypadków sieci 4G są oznaczane jako 4G-LTE (Long Term Evolution) i jako takie nie muszą spełniać wyśrubowanych standardów „pełnego” 4G. Jednakże nawet LTE w połączeniu z popularyzacją smartfonów opartych na ekranach dotykowych sprawiła, że używanie internetu mobilnego stało się realną alternatywą dla komputerów stacjonarnych. Ponieważ to Stany Zjednoczone uzyskały dominującą pozycję na rynku, znacząca część przychodów generowanych przez upowszechnienie internetu mobilnego trafiła właśnie do amerykańskich korporacji. Dotyczy to zarówno producentów sprzętu, takich jak Apple czy Qualcomm, jak i szerokiego spektrum aplikacji, portali czy serwisów społecznościowych (od Amazona po Netflix).

Gdyby więc 5G miało utrzymać się w dotychczasowej trajektorii zmian następujących przy implementacji każdej nowej technologii mobilnej, trudno byłoby mówić o zmianie paradygmatu, a o tym właśnie w kontekście 5G się mówi. Co prawda wprowadzaniu poprzednich generacji telefonii komórkowej zawsze towarzyszył szum medialny wywoływany przez operatorów sieci, jednak dotychczas Stany Zjednoczone nie czuły się zagrożone i nie decydowały się wywierać nacisku na rządy państw trzecich w celu wykluczenia produktów danej firmy, a Pentagon nie formułował z tej okazji kasandrycznych raportów opisujących słabość USA w zakresie implementacji danej generacji telefonii komórkowej. Dlaczego teraz jest inaczej?

Najogólniej mówiąc, są dwie przyczyny takiego stanu rzeczy. Po pierwsze, 5G ma potencjał stać się prawdziwie przełomową technologią, szczególnie w zakresie masowej komunikacji maszyn (M2M), rewolucjonizując tym samym łańcuchy dostaw i procesy produkcyjne, a także sposoby komunikacji, w tym komunikacji wojskowej. Po drugie, rewolucyjny potencjał 5G sprawia, że technologia ta, kiedy jest oferowana przez Huawei, sprawia, że firma ta staje się „imperialną hordą” Chin, jak to barwnie ujął jeden z amerykańskich analityków, przywołując przykład oblężenia Bagdadu przez Mongołów w 1258 roku, kiedy niezdobyte mury tego miasta zostały wysadzone w powietrze przez chińskich inżynierów, co umożliwiło złupienie miasta przez wojska mongolskie. Trzymając się wspomnianej analogii, trzeba by stwierdzić, że Huawei (również dzięki pracy ponad 50 tysięcy zagranicznych naukowców i przeznaczaniu na rozwój i badania 20 miliardów dolarów rocznie) i oferowana przez tę firmę technologia 5G ma być taranem, umożliwiającym chińskiej myśli technologicznej dostęp do rynków zagranicznych oraz do wymiany handlowej i intelektualnej pod chińskimi auspicjami. Mówiąc krótko, ma utworzyć łańcuchy dostaw, niezależne od Stanów Zjednoczonych i państw Zachodu, oparte na nowej, przełomowej technologii, i w efekcie stworzyć sferę gospodarczą i ekonomiczną budowaną przez Chiny i zgodnie z wolą Chin. Jednakże Chiny oferują nie przemoc i barbarzyństwo, co było głównym produktem eksportowym Mongołów oblegających Bagdad, lecz obiektywnie przydatną i potrzebną technologię skokowo zwiększającą skomunikowanie. Może się okazać, że nie ma takiej bramy, której nie przeszedłby osioł obładowany złotem.

 

Po pierwsze, 5G ma potencjał stać się prawdziwie przełomową technologią, szczególnie w zakresie masowej komunikacji maszyn (M2M), rewolucjonizując tym samym łańcuchy dostaw i procesy produkcyjne, a także sposoby komunikacji, w tym komunikacji wojskowej. Po drugie, rewolucyjny potencjał 5G sprawia, że technologia ta, kiedy jest oferowana przez Huawei, sprawia, że firma ta staje się „imperialną hordą” Chin.

 

Argumentem najczęściej podnoszonym podczas dyskusji nad rolą 5G i zmianami niesionymi przez tę technologię jest prędkość transmisji danych. Jest to błędne podejście. Po pierwsze, możliwość ściągnięcia odcinka ulubionego serialu w 15 sekund zamiast, powiedzmy, w dwie minuty nie stanowi rewolucyjnej zmiany (przy czym nie można wykluczyć, że opinia ta w swoim czasie okaże się przykładem braku wyobraźni, porównywalnym ze słynnym stwierdzeniem przypisywanym Billowi Gatesowi, że nikomu nie będzie potrzebne więcej niż 640 kB pamięci). Argument ten jest podnoszony głównie przez operatorów sieci, którzy będą musieli pokryć koszty budowy infrastruktury niezbędnej do działania 5G, a te są ogromne. Ma też służyć nakłonieniu użytkowników indywidualnych do przynajmniej częściowego jej sfinansowania. Natomiast ściągnięcie odcinka ulubionego serialu w 15 sekund podczas przemieszczania się z prędkością 300 km/h w samochodzie autonomicznym, który komunikuje się nie tylko z innymi samochodami, lecz również z infrastrukturą miejską, wybierając najmniej zatłoczoną i najszybszą drogę do celu – to brzmi już bardziej jak rewolucja. Piąta generacja telefonii komórkowej może więc wpłynąć na funkcjonowanie nie tylko jednostek, lecz także całych sektorów gospodarki w sposób, w jaki po prostu nie mogły na to funkcjonowanie wpływać poprzednie generacje.

Według specyfikacji przygotowanej przez ITU, jedną z agend ONZ ustalających standardy telefonii mobilnej, sieci 5G mają się charakteryzować następującymi właściwościami:

  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB) to, najkrócej rzecz ujmując, znacznie szybszy transfer danych. Mówi się tu o prędkościach pomiędzy 10 a 20 Gb/s. Jest to jednak o tyle dyskusyjne, że na przykład w wypadku 4G do dzisiaj właściwie nie udało się osiągnąć na szeroką skalę wymaganych przez ten standard prędkości, a poza tym odnoszą się one do bardzo kontrowersyjnej technologii, będącej najprawdopodobniej swego rodzaju ślepym zaułkiem ewolucyjnym 5G. Zostanie to omówione w dalszej części tekstu.
  • Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) oznacza latencję wynoszącą zaledwie 1 ms. Cecha ta będzie kluczowa w kontekście zastosowań i działań, w których wykonanie w odpowiednim czasie ma decydujące znaczenie dla całego procesu. Są to na przykład reakcje samochodu autonomicznego na sytuacje na drodze. Warto jednak pamiętać, że tak jak to jest w wypadku szybkości przesyłu danych, wartość ta najprawdopodobniej nie będzie możliwa do osiągnięcia w praktycznych zastosowaniach; szczególnie w end-to-end communication i bardziej realna będzie wartość plus-minus 10 ms.
  • Massive Machine-Type Communications (mMTC) pozwoli na skokowe zwiększenie liczby urządzeń obsługiwanych przez sieć, czyli jej przepustowości. Podczas gdy w 4G „gęstość” połączeń, a więc liczba urządzeń, które mogą jednocześnie wysyłać i odbierać dane, wynosiła 2000 (do 60000 w wypadku Low Power Wide Area, LPWA), to 5G ma zapewnić jednoczesne połączenie nawet miliona urządzeń. Usługa ta będzie miała szczególne znaczenie na przykład w halach fabrycznych, gdzie prowadzona jest zautomatyzowana produkcja, wymagająca nie tylko stałej komunikacji pomiędzy maszynami, lecz również tysięcy sensorów. Co więcej, w połączeniu z technologiami radiowymi LPWA, takimi jak NB-IoT czy LTE-M, będzie można znacząco wydłużyć czas pracy na baterii urządzeń podłączonych do sieci – mówi się nawet o kilkuletnim czasie pracy. Oczywiście mowa tu o urządzeniach wysyłających i odbierających bardzo niewielkie ilości danych w dużych odstępach czasu – ale tak właśnie mają funkcjonować różnego rodzaju czujniki.

Warto zauważyć, że przynajmniej część tych obietnic będzie w rzeczywistości niezwykle trudna do dotrzymania. Dotyczy to szczególnie prędkości transmisji danych, która jest, przynajmniej w powszechnej świadomości, głównym argumentem za wdrożeniem sieci 5G. Sieć ta ma operować na dwóch zupełnie różnych częstotliwościach. Pierwszą z nich jest tak zwana fala milimetrowa (millimeter wave), czyli opierająca się na częstotliwościach pomiędzy 24 a 300 GHz (znana również jako EHF, extremely high frequency). Używając fali milimetrowej, faktycznie można się spodziewać ogromnego przyspieszenia transmisji danych – aż do ujętych w standardach 20 Gb/s. Problem polega na tym, że prędkości te da się osiągnąć jedynie, będąc w pobliżu nadajnika. W czasie testowych uruchomień sieci 5G przez T-Mobile w Chicago w kwietniu tego roku tak naprawdę niezbędny był kontakt wzrokowy z nadajnikiem, aby móc korzystać z możliwości związanych z falą milimetrową. Skręcenie w boczną uliczkę i utracenie nadajnika z pola widzenia skutkowało gwałtownym spadkiem prędkości transmisji danych bądź utratą sygnału. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest fakt, że fale EHF są bardzo podatne na zakłócenia i rozproszenie – deszcz, liście, ludzkie ciała, nie wspominając już o szkle czy betonie, powodują znaczne osłabienie sygnału. Dotyczy to również powietrza – dlatego nawet w idealnych warunkach propagacja fali milimetrowej jest ograniczona do mniej więcej kilometra. Z drugiej strony częstotliwości EHF są wykorzystywane w stosunkowo małym stopniu (zarówno telefonia komórkowa poprzedniej generacji, jak i na przykład Wi-Fi korzystają ze znacznie niższych częstotliwości) – co może ułatwić proces alokacji pasm pomiędzy dostawców usług i ograniczyć zakłócenia. Technologie tworzone na użytek 5G pomagają, przynajmniej częściowo, zmniejszyć problemy wynikające z zastosowania fali milimetrowej.

Do takich rozwiązań można zaliczyć na przykład formowanie wiązki (beamforming), czyli technologię, która pozwoli na kierowanie sygnału dokładnie na antenę lub nawet na odbijanie jej od powierzchni budynków i eliminowanie w ten sposób konieczności utrzymania kontaktu wzrokowego z nadajnikiem. Kolejnym tego rodzaju rozwiązaniem jest stworzenie „gęstej sieci” tak zwanych małych komórek (small cells), a więc zastosowanie dużej liczby mniejszych nadajników. Podobnie jak formowanie wiązki, gęsta sieć pozwoliłaby na częściowe rozwiązanie problemów wynikających ze słabej propagacji fali milimetrowej. Z drugiej jednak strony użycie małych komórek siłą rzeczy wymaga zainstalowania ogromnej liczby nadajników. Według wspomnianego już raportu Defense Innovation Board, aby została uzyskana akceptowalna prędkość transmisji danych, małe komórki musiałyby zostać zamontowane na każdym słupie telefonicznym i każdej latarni w USA, co oczywiście byłoby niezwykle kosztowne – stworzenie odpowiedniej infrastruktury tego rodzaju w Stanach Zjednoczonych kosztowałoby około 400 miliardów dolarów. Jednakże nawet wtedy prędkość transmisji danych dostępna dla 72 procent mieszkańców tego kraju wyniosłaby około 100 Mb/s i byłby to cień tych prędkości, o których mówi się w kontekście 5G.

Istnieje również bardziej praktyczna alternatywa dla fali milimetrowej, nazywana sub-6, w której wykorzystuje się częstotliwości poniżej 6 GHz. Zastosowanie częstotliwości poniżej 6 GHz (często sugerowane jest pasmo od 3,4 do 3,8 GHz) z jednej strony oznacza wyraźny spadek prędkości połączenia w porównaniu z falą milimetrową, ale z drugiej, dzięki użyciu dłuższych fal, znacznie ogranicza problemy z propagacją i penetracją sygnału przez różne przeszkody. Co więcej, zastosowanie sub-6 pozwoli na lepsze wykorzystanie istniejącej już infrastruktury LTE (poprzez stworzenie sieci 5G NSA, non-standalone), zmniejszając w ten sposób wydatki niezbędne do stworzenia nowej infrastruktury. Minusem zastosowania sub-6 jest fakt, że zasoby widma radiowego możliwego do wykorzystania są znacznie mniejsze niż w wypadku fali milimetrowej. Podczas gdy z częstotliwości pomiędzy 24 a 300 GHz korzystają głównie radary (na przykład do pomiaru prędkości lub wojskowe), częstotliwości poniżej 6 GHz są wykorzystywane między innymi przez poprzednie generacje telefonii komórkowej czy Wi-Fi. Jest to szczególnie dotkliwe w Stanach Zjednoczonych, gdzie problemem jest nie tylko użytkowanie cywilne, lecz również fakt, że spore fragmenty pasma poniżej 6 GHz są zarezerwowane wyłącznie dla wojska.

W praktyce najbardziej prawdopodobny scenariusz użycia 5G zakłada zastosowanie zarówno częstotliwości LPWA (poniżej 1 GHz), jak i sub-6 (poniżej 6 GHz) oraz fali milimetrowej (24–300 GHz). Wtedy, w zależności od warunków sieci, fali milimetrowej można by używać na przykład w centrach miast, gdzie zagęszczenie ludności, dostępność infrastruktury pozwalającej na montaż stacji bazowych oraz zamożność klientów korzystających z sieci uzasadniałaby budowę kosztownej infrastruktury. Sub-6, LPWA i najbardziej zaawansowane rozwiązania 4G mogłyby natomiast być stosowane na obszarach mniej zaludnionych, w przemyśle czy w rolnictwie.

 

5G (fot. Pxhere)

 

Właściwości sieci piątej generacji stanowią obietnicę fundamentalnej, rewolucyjnej zmiany. Nie tylko telefony komórkowe, ale nieograniczona właściwie gama urządzeń, od żarówek po samochody i maszynerię przemysłową, może zostać podłączona i komunikować się zarówno z chmurą, jak i ze sobą w ramach pojedynczego systemu. Pozwala to poważnie myśleć o wdrożeniu koncepcji takich jak inteligentne miasta. Przykłady zastosowania 5G można mnożyć w nieskończoność; wspomniany na początku scenariusz jazdy samochodem autonomicznym stanie się realny przede wszystkim dzięki wysyceniu przestrzeni miejskiej i infrastruktury czujnikami podłączonymi do sieci 5G (możliwemu dzięki mMTC oraz URLLC), niezbędnemu przy zastosowaniu takich samochodów na masową skalę. Dzięki stałej wymianie informacji z setek tysięcy czujników zarówno między tymi czujnikami, jak i pomiędzy nimi a scentralizowanym systemem zarządzania miastem stałoby się możliwe regulowanie świateł drogowych i prędkości samochodów, tak aby uniknąć tworzenia się korków. Wybór optymalnej trasy zależałby od natężenia ruchu. W efekcie znacznie wzrosłoby bezpieczeństwo zarówno w ruchu drogowym, jak i pieszym. Funkcjonalność ta nazywana jest w języku angielskim V2X (vehicle-to-X), gdzie X to na przykład inny pojazd, pieszy czy część infrastruktury drogowej.

Warto zauważyć, że opublikowana przez Ministerstwo Cyfryzacji w styczniu 2018 roku Strategia 5G dla Polski zakłada wysycenie infrastrukturą 5G sieci drogowej, w szczególności tej o znaczeniu strategicznym dla transportu towarów. 5G może usprawnić działanie systemów zarządzających miejscami parkingowymi, dostawami wody, segregacją odpadów. 5G ma również umożliwić powstanie i implementację na skalę masową internetu rzeczy (Internet of Things, IoT). Najczęściej przytaczanym przykładem jest tu zastosowanie w gospodarstwie domowym – na myśl przychodzi słynny „toster porozumiewający się z lodówką porozumiewającą się z czajnikiem”, będący przykładem szumu marketingowego tworzonego wokół 5G.

Podobnie jednak jak w wypadku ogromnej prędkości transferu danych, to wbrew pozorom zastosowania nie przebijające się do powszechnej świadomości odcisną znacznie poważniejsze piętno na rzeczywistości. Tutaj pierwszoplanową rolę ma odegrać przemysłowy internet rzeczy (Industrial Internet of Things, IIoT). Tysiące urządzeń, czujników i robotów połączonych i funkcjonujących w ramach jednego w znacznym stopniu zautomatyzowanego systemu realnie przybliżają wizję całkowicie zautomatyzowanego procesu produkcji, czyli tak zwanej czwartej rewolucji przemysłowej. 5G ma umożliwić ciągłe zautomatyzowane gromadzenie danych dotyczących obciążenia maszyn, zużycia ich poszczególnych elementów, zapotrzebowania na energię, znacząco upraszczając proces użytkowania i konserwacji i optymalizując tym samym proces produkcji, a także zapobiegając jego potencjalnym zaburzeniom. Połączenie IoT oraz samochodów autonomicznych może z kolei zrewolucjonizować działanie i sposób funkcjonowania łańcuchów dostaw, nadając zupełnie nowe znaczenie produkcji just in time. Kluczowe informacje dotyczące czasu produkcji, spedycji, korków czy zapotrzebowania na dany produkt mogą być uzyskane i przeanalizowane właściwie w czasie rzeczywistym. Również w odniesieniu do rolnictwa można mówić o korzyściach z 5G – od zautomatyzowanych maszyn rolniczych, przez drony badające stan zasiewów i nawodnienie gleby, po – jakkolwiek to brzmi – zwierzęta wpięte w system za pomocą czujników monitorujących ich stan zdrowia. 5G może znaleźć zastosowanie również w ochronie zdrowia. Często mówi się tu o operacjach na odległość. Pierwszy przykład tego rodzaju zastosowania technologii 5G to dokonana w marcu 2019 roku w Chinach operacja mózgu, przeprowadzona z pomocą robotów na pacjencie oddalonym od lekarza dokonującego zabiegu o 3000 kilometrów. Oczywiście do obietnic przeprowadzania operacji na odległość dziesiątek tysięcy kilometrów trzeba jednak podchodzić z dozą sceptycyzmu; osiągnięcie na takich dystansach zapowiadanych przez niektórych latencji na poziomie 1ms nie będzie możliwe – wchodzą tu po prostu w grę ograniczenia dyktowane przez prawa fizyki.

Szereg wymienionych wyżej scenariuszy znajdzie również zastosowanie w siłach zbrojnych. Ogromna przepustowość może doprowadzić do jakościowej zmiany w świadomości sytuacyjnej na polu walki. Nadawany na żywo i w dużej rozdzielczości sygnał wideo, dostarczany przez kamery zamontowane zarówno na sprzęcie wojskowym, jak i będące na wyposażeniu poszczególnych żołnierzy, analizowany w czasie rzeczywistym i łączony z danymi satelitarnymi, pomoże zminimalizować niepewność, rozwiewając w ten sposób Clausewitzowską mgłę wojny. Podobnie jak w wypadku zastosowań cywilnych 5G usprawni i zoptymalizuje wojskowe systemy dostaw, czyniąc je bardziej precyzyjnymi i przewidywalnymi, zapewni natychmiastowe i dokładne dane o dostępności i lokalizacji części zamiennych, ułatwi konserwację i naprawę zaawansowanego sprzętu, bo będą możliwe konsultacje i ewentualna naprawa z wykorzystaniem transmisji wideo. Zastosowanie wirtualnej rzeczywistości usprawni proces szkolenia żołnierzy. Kluczowe może się okazać również użycie rojów dronów autonomicznych, działających we współpracy z samolotami nowej generacji bądź kierowanych przez nie (w tym kontekście mówi się, że prawdziwą zdolność bojową samolotów F-35 czy opracowywanego obecnie B-21 da się ocenić dopiero po ich daleko idącej integracji z dronami).

Obietnice, które niesie za sobą implementacja 5G, są więc ogromne. Ze względu na mnogość potencjalnych zastosowań 5G i wszechobecność nie tylko w telekomunikacji, lecz także w przemyśle, rolnictwie czy transporcie, ktokolwiek zyska przewagę w rozwoju i wdrażaniu 5G, będzie czerpał korzyści znacznie większe niż z poprzednich generacji telefonii komórkowej. Dokładne kwoty są trudne do oszacowania; raporty GSMA wskazują, że do połowy 2030 roku 5G może wygenerować w gospodarce światowej dodatkowe 2,2 biliona dolarów i prawie 600 miliardów dolarów przychodów. Szacunki Qualcommu przewidują niewiarygodne 12,3 biliona dolarów i 22 miliony nowych miejsc pracy utworzonych dzięki 5G do roku 2035. Dla porównania: szacuje się, że do roku 2016 4G wygenerowało dla Stanów Zjednoczonych – pioniera implementacji i lidera rynku 4G – dodatkowe 100 miliardów dolarów PKB i 125 miliardów przychodu dla amerykańskich firm (z czego ponad 40 miliardów trafiło do amerykańskich producentów aplikacji mobilnych), a wprowadzenie tej technologii zwiększyło zatrudnienie w sektorze łączności bezprzewodowej o 84 procent. Dla lepszego uświadomienia skali warto dodać, że proponowany przez administrację Donalda Trumpa plan gruntownej renowacji całej amerykańskiej infrastruktury transportowej – kolei, dróg, portów, mostów, kanałów – ma kosztować 2 biliony dolarów.

 

Obietnice, które niesie za sobą implementacja 5G, są więc ogromne. Ze względu na mnogość potencjalnych zastosowań 5G i wszechobecność nie tylko w telekomunikacji, lecz także w przemyśle, rolnictwie czy transporcie, ktokolwiek zyska przewagę w rozwoju i wdrażaniu 5G, będzie czerpał korzyści znacznie większe niż z poprzednich generacji telefonii komórkowej.

 

Wszystko, co trzeba zrobić, to zająć w tym wyścigu odpowiednią pozycję wyjściową – i wygrać. Pytanie brzmi, czy dokonają tego Stany Zjednoczone? Rzut oka na przebieg rywalizacji na polu technologii mobilnych poprzednich generacji może pomóc w konceptualizacji przebiegu „wyścigu do 5G”. Wydaje się, że istnieje kilka kluczowych czynników, które przekładają się na uzyskanie przewagi nad konkurentami, a więc na ostateczny sukces. Po pierwsze, znakomicie funkcjonujący i finansowany sektor badań i rozwoju. Jest to niezwykle istotne dlatego, że szybkie stworzenie i implementacja technologii przekładają się na możliwość kształtowania procesu standaryzacji i pośrednio na liczbę reprezentantów zasiadających w instytucjach zajmujących się ustalaniem standardów technologicznych, które mają definiować konkretne rozwiązania technologiczne stosowane w sieciach komórkowych i urządzeniach do nich podłączonych. Huawei konsekwentnie zwiększa liczbę swoich ekspertów zasiadających w ITU i 3GPP  (International Telecommunication Union, 3 Generation Partnership Project) – organizacjach zajmujących się standaryzacją telefonii komórkowej. Kiedy standard zostanie opracowany i wdrożony na szeroką skalę w kraju pochodzenia, pojawia się duża szansa na przyjęcie go w innych krajach i prawdopodobnie na całym świecie. W ten sposób firmy europejskie, takie jak fińska Nokia, zdominowały drugą generację sieci komórkowych. To właśnie w Finlandii po raz pierwszy wdrożono na szeroką skalę i skomercjalizowano sieć 2G działającą według standardu GSM. To z kolei umożliwiło Nokii osiągnięcie dominującej pozycji na rynku telefonów komórkowych – w pewnym momencie fińska firma kontrolowała 80 procent rynku telefonów komórkowych i 70 procent całkowitej wartości spółek na giełdzie w Helsinkach. Została z niej zresztą usunięta, bo w praktyce notowania giełdy mówiły więcej o stanie Nokii niż fińskiej gospodarki.

Standard GSM został następnie przyjęty w całej Europie, kładąc podwaliny pod sukces firm, które zdominowały produkcję telefonów komórkowych w latach 90. (niemiecki Siemens, francuski Alcatel, szwedzki Ericsson). To z kolei przełożyło się na przychody nie tylko ze sprzedaży urządzeń, lecz także na wpływy wynikające z korzystania z praw do własności intelektualnej. Nawiasem mówiąc, w wypadku 5G wpływy te będą znacznie większe, niż to miało miejsce w odniesieniu do poprzednich generacji – w końcu telefony komórkowe będą tylko niewielką częścią wszystkich urządzeń wpiętych do sieci. Był to jeden z czynników, które złożyły się na sukces Stanów Zjednoczonych przy wdrażaniu 4G pod koniec pierwszej dekady XXI wieku, kiedy Ameryka była w awangardzie krajów wprowadzających ten system. Miały tu znaczenie ogromne inwestycje w infrastrukturę niezbędną do funkcjonowania sieci 4G – w stosunkowo krótkim czasie amerykańscy operatorzy sieci komórkowej wydali na nią ponad 117 miliardów dolarów. Mówiąc o sukcesie bądź porażce systemów telefonii mobilnej, warto wspomnieć o japońskim i-mode jako przykładzie standardu technologicznego, któremu nie udało się zdobyć popularności poza krajem pochodzenia. Co prawda Japonia (a więc japońskie firmy) – napędzana swoim sukcesem przy implementacji 3G, w której państwa azjatyckie były niekwestionowanym liderem – przez dłuższy czas rywalizowała ze Stanami Zjednoczonymi jak równy z równym w zakresie tworzenia technologii 4G, ostatecznie jednak stosowany w tym kraju standard przegrał z amerykańskim konkurentem. W rezultacie i-mode stosowany był wyłącznie w Japonii, co skutecznie pozbawiło firmy produkujące zarówno części infrastruktury, jak i telefony możliwości rywalizacji z amerykańskimi (i koreańskimi) firmami na rynkach światowych. Podobna sytuacja miała miejsce w wypadku implementacji sieci 3G przez Chiny – Państwo Środka również zdecydowało się na utworzenie własnego, unikalnego standardu TD-SCDMA – co okazało się nie tylko kosztowne, lecz również nieskuteczne i ograniczające możliwość sprzedaży chińskim firmom. Zarówno japoński i-mode, jak i chiński TD-SCDMA są z oczywistych przyczyn nazywane „systemami Galapagos” – przykładami unikalnych ekosystemów, nie mających szans na komercyjną popularyzację.

Kolejnym ważnym czynnikiem jest wypracowanie dobrych ram prawnych, pozwalających usprawnić i przyspieszyć procesy biurokratyczne. W przeszłości (a najpewniej i dzisiaj) odpowiednia legislacja – lub jej brak – miała decydujący wpływ na rozwój technologii mobilnych. Za przykład może posłużyć implementacja drugiej generacji telefonii komórkowej w Stanach Zjednoczonych, gdzie w wyniku braku konsensusu co do standardu ogólnokrajowego funkcjonowały równolegle dwa standardy. To spowodowało nie tylko brak interoperacyjności (dany telefon mógł funkcjonować tylko w jednej sieci), lecz również znacznie większe wydatki na infrastrukturę, która nie mogła być współdzielona przez operatorów. Również Federalna Komisja Łączności (FCC) nie nadążyła za zmianami, utrzymując przestarzałe i utrudniające wdrażanie sieci wymagania, takie jak nakaz utrzymania analogowych sieci 1G. FCC wyciągnęła wnioski z fiaska poniesionego przy wprowadzaniu 2G i gdy dwie dekady później prowadzono przygotowania do wdrożenia 4G, zostały opracowane ramy prawne i szereg środków upraszczających procedury legislacyjne (m.in. dotyczące zwolnienia zajętych częstotliwości, ustanowienia mechanizmu stopwatch  – wprowadzenia ograniczenia czasowego mającego wymusić szybkie przeprowadzenie konsultacji społecznych i badań środowiskowych przed instalacją elementów infrastruktury takich jak stacje bazowe. Niemożność przełożenia sukcesu 2G na udane wdrożenie 3G przez Europę również wynikało z niezdolności organów regulacyjnych Unii Europejskiej do dostosowywania przepisów, tak aby były one adekwatne do realiów i wymogów technologicznych.

 

Autor

Albert Świdziński

Dyrektor analiz w Strategy&Future.

 

Albert Świdziński

Zobacz również

Hector C. Bywater – prorok Pacyfiku
Polska w epicentrum wojny światowej
Józef Mackiewicz – kraj pochodzenia: Europa Wschodnia

Komentarze (0)

Trwa ładowanie...