5G ryšio dar neturime, o mokslininkai jau testuoja 6G

Neseniai pasaulis susidūrė su įdomiu reiškiniu. Kai kurie žmonės labai jautriai sureagavo į skaitmenį 5, nors skaitmenys 3 arba 4 jiems nebuvo sukėlę tokių neigiamų emocijų. Be abejo, turiu omenyje 5G ryšio technologiją, kuri netrukus pakeis 4G. Geriausias būdas išvengti panikos – pasikonsultuoti su šios srities specialistais.

Ryšio sistemos pradėjo vystytis 19 amžiuje. Iš pradžių atsirado telegrafas. 1876 m. vasario 14 dieną amerikietis Aleksandras Grehemas Belas užpatentavo pirmąjį telefoną. Už dviejų valandų tą patį principą užpatentavo Elisah Grėjus. 1946 metais JAV pradėta naudoti automobilinė ryšio sistema, kurią galima vadinti nuline G karta.

1979 metais Japonijoje sukurtas 1G ryšys, Lietuvoje pradėjęs veikti 9 dešimtmetyje. 1991 metais sukurtas 2G arba GSM standartas mūsų šalyje atsirado 1995-aisiais, o dar po penkerių metų – 3G. Ši technologija jau pasiūlė ir vaizdo perdavimą. 2010 metais pradėti diegti 4G tinklai, o dabar į mūsų mobiliuosius įrenginius beldžiasi jau penktoji karta.

„Pietų Korėjoje, Amerikoje, kitose šalyse jau tie tinklai plačiai diegiami. Europos Sąjungoje taip pat. Lietuvoje kol kas turim tik stabtelėjimą dėl dažnių gavimo. Kadangi nauja technologija, naujas dažnių rinkinys turi būti pateiktas“, – pasakoja elektronikos inžinierius, dr. Vitas Grimaila.

Kauno technologijos universiteto Elektros ir elektronikos fakultete dirbantis V. Grimaila teigia, kad naujomis dažnių juostomis duomenys keliaus nuo 10 iki 20 Gb per sekundę greičiu. Kai kurias atvejais net iki 100 kartų greičiau negu dabar. Galima sakyti, kad dažnis yra kaip greitkelis.

„Jeigu mes turime daug dažnių, plačias dažnių juostas – mes turim gerą greitkelį ir galim važiuoti kaip Vokietijoje autobanais važiuojam. Be jokio greičio ribojimo. Jeigu turim mažai dažnių, siaurus kanaliukus, mes važinėjam, vaikštom takeliais“, – dėsto specialistas.

Vystėsi ir antenų technologijos, buvo patobulinti radijo prieigos prie bazinės stoties būdai. Pradėtos taikyti aukštesnio lygio moduliacijos. Šių ir daugybės kitų technologinių sprendimų puokštė pavertė 5G technologiją tokia efektyvia. Deja, Lietuvoje dar negalime naudoti pagrindinio – 3,5 GHz dažnių ruožo –, nes tai reikia suderinti su Rusijos federacija. Be to, Ryšių reguliavimo tarnyba šio dažnių ruožo aukcioną planuoja paskelbti metų pabaigoje.

„Mes negalime tų visų dažnių skirti vien tik mobiliojo ryšio technologijoms. Kaip žinia, yra televizija, radijas, karinės struktūros, palydoviniai ryšiai, antžeminiai ryšiai, lėktuvai ir kiti dalykai – visiems reikia tų dažnių. Dar kas svarbu, kad mobiliojo ryšio technologijai nėra taip, kad visi dažniai būtų patrauklūs ir įdomūs“, – sako V. Grimaila.

Kad šiuo ryšiu galėtume patikimai naudotis patalpose, automobiliuose, rūsiuose, reikalingi skvarbūs dažniai. Nes jeigu naudosime itin aukštus dažnius, jie tiesiog nuslops. Nepraeis per sieną, per betoną ar kitas kliūtis.

„Įdomiausi yra dažniai, sakykime, nuo 400 mHz iki 3,5 gHz, iki 6 gHz. Tie dažniai patys tinkamiausi prieigai. Jie veikia sudėtingomis sąlygomis. O aukštesniems dažniams, virš 10 gHz, mes antenas turime instaliuoti tokiu principu, kad ta antena viena kitą matytų“, – tikina V. Grimaila.

Kita vertus, šiuo metu gamintojai nespėja gaminti įrangos visiems norintiems. Taigi, procesą stabdo technologinis neišbaigtumas ir nepakankami gamybos pajėgumai.

Tačiau sistemą bus galima diegti palaipsniui, kadangi 5G ryšys skirstomas į tris kategorijas.

„Pirma tokia kategorija paslaugų, t.y. kurios skirtos didelio perdavimo, didelės spartos kategorijai. Kuri pirmiausia ir startuos. Antra ir trečia kategorijos yra masinis įrenginių prijungimas, iki milijono kvadratiniam kilometrui. Trečia būtų kritinėms infrastruktūroms skirtos sistemos – 5G dalis, kuri pasižymi itin mažu vėlinimu“, – aiškina V. Grimaila.

Pirmąją kategoriją galima diegti, naudojant esamas infrastruktūras. Prie 4G technologijos branduolio prijungiant 5G bazines stotis. Bet antrą ir trečią kategorijas bus galima įdiegti tik 5G technologijos branduolyje. Kokių paslaugų laukti? 4K, 8K raiškos vaizdai ir videomedžiaga perduodami žaibiškai, išmaniųjų miestų plėtra, papildytos realybės paslaugos mokymosi, sporto, žaidimų, saugumo, turizmo ir kitoms sritims.

„Tai daugelio įrenginių arba daiktų internetui skirta technologija. Mes galėsime prijungti elektros, vandens skaitiklius, įvairius namų daviklius, kurti išmaniuosius miestus. Ir tokią ekosistemą, kuri detektuos, kažką persiųs, naudos nedidelius duomenų srautus. Bet užtat kiekis bus milijonais skaičiuojamas“, – sako V. Grimaila.

Trečio lygmens 5G ryšys užtikrins kritinių infrastruktūrų veiklą. Tai yra savavaldžiai automobiliai, kur sprendimai turi būti priimami realiu laiku, bepiločiai orlaiviai, telemedicinos paslaugos, įskaitant operacijas nuotoliniu būdu. Pavyzdžiui, Kauno klinikose vyks operacija, kurią atliks chirurgas iš Šveicarijos klinikos. Skamba įspūdingai, bet kuo ši technologija skiriasi nuo tų, kurių nebijojome?

„Niekuo iš principo nesiskiria, tik yra kanalai platesni ir dažnių spektras kitoks. Su tais dažniais man pačiam teko susidurti anksčiau. Tarkim 700 – šiandien mes naudojam televizijos signalus ir jų visiškai nebijome. DVBT skaitmeninė televizija naudoja 700 diapazoną, kuris bus vienas iš 5G technologijos diapazonų“, – teigia specialistas.

Kai kurie 5G diapazono dažniai Lietuvoje tyrinėjami ir naudojami jau 15 metų. Pavyzdžiui, 2004 metais Lietuvoje buvo įdiegtos bazinės stotys, kurios iki šiol naudoja itin aukštą 26 gHz dažnį plačiajuosčiam duomenų perdavimui. Taigi, visi minėti dažniai nėra nauji. Kita vertus, egzistuoja įvairios tokių sistemų veikimą prižiūrinčios institucijos.

„Griežtai gaminama pagal standartus, kad neviršytų normų, antras dalykas, yra įstaigos, kurios kontroliuoja. Visuomenės sveikatos centras kontroliuoja, pavyzdžiui, ruošiami pasai, stebėsenos planai ir stebima, kad nebūtų viršijama“, – teigia V. Grimaila.

Radijo bangų sklidimas aprašomas tam tikrais modeliais, sukuriamais JAV ar Japonijoje. Kiekvienas turi savo galiojimo ribas, sąlygas, pritaikymo atvejus, tikslumo lygį ir pan. Radijo bangų modelis leidžia įvertinti, kaip sklis radijo bangos, kokia bus jų galia, kas labiausiai mažins signalo lygį. Taigi, leidžia įvertinti, kiek reikės bazinių stočių užtikrinti kokybišką ryšį pasirinktoje teritorijoje.

„Tiesiog jų pritaikymas Lietuvoje reikalauja tyrimų. Korekcijos koeficientą reikia suskaičiuoti, kad galėtume kuo tiksliau prognozuoti radijo bangų sklidimą Lietuvoje. Ir kad kuo tiksliau būtų galima nustatyti bazinių stočių skaičių“, – tikina specialistas.

Pasirodo, radijo bangos Lietuvoje gali sklisti kiek kitaip, negu Japonijoje. Todėl pritaikant modelį reikia įvertinti konkrečios vietovės pastatų tipus, medžius, miesto infrastruktūrą. Modeliai gali būti sukurti nauji, arba pasiūlyti korekcijos koeficientai. Taigi, mokslinių tyrimų spektras gana platus.

Jeigu manėte, kad dabar bus ramiau, klystate. Mokslininkai net keliose šalyse ir kompanijose šiuo metu jau dar naujesnės kartos – 6G technologiją. Įdomu, kas šįkart sugebės pirmasis pasiekti finišo liniją?

„Prieš kelis metus teko mobilaus ryšio parodoje bendrauti su Švedijos mokslininkais, kurie jau pradėję tirti ir tą 6G technologiją diegti. Laboratorinėmis sąlygomis testuoti. Ten dažniai jau virš 25 GHz ir aukščiau. Taip kad šioje srityje tai niekad nesibaigianti istorija. Visada mokslininkai turi labai daug ką veikti“, – sako specialistas.

Užbėgant už akių dar vienai baimei, trumpai susipažinsime su naujuoju nenuoramos Elono Musko projektu „Starlink“. Šis inovatorius ir verslininkas žada pakankamai pigų ir patogų palydovinį ryšį. Tačiau kam jis iš tiesų skirtas ir kuo skiriasi nuo mobiliojo ryšio sistemos?

Projekto, kurios įgyvendinimas truks dešimtmetį, kaina sieks apie 10 mlrd. dolerių. Planuojama, kad 2021 metų pabaigoje ryšys taps beveik globalus, kai orbitoje bus daugiau kaip 1500 palydovų. Iš viso numatoma, kad aplink Žemę skries 42 tūkst. „Starlink“ ryšio palydovų.

„Tai labiau skirta izoliuotoms planetos dalims. Sakykime, Afrikai, kuri neturi interneto. Lietuva turi labai gerą ir išvystytą internetą, yra pirmaujanti pasaulyje. Bet, aišku, „Starlink“ technologijos pagrindinis privalumas bus toks, kad ryšys bus bet kuriame Žemės kampelyje ir gana kokybiškas, lyginant su dabartiniais projektais, kurių irgi yra nemažai“, – aiškina V. Grimaila.

Norint išbandyti palydovinį ryšį, teks įsigyti picos dydžio lėkštę, per kurią bus palaikomas nuolatinis ryšys su „Starlink“ palydovais. Kol jis taps mobiliu terminalu, kuris telpa rankose, dar reiks padirbėti. Tačiau turint omenyje, kokiu greičiu vystosi ryšiai, matyt, ateityje pavargsime bijoti naujų technologijų ir pavadinimų. Tikėtina, kad būtent technologijos padės mums išlikti sparčiai besikeičiančiame ir šylančiame pasaulyje.