Penktosios kartos mobilusis ryšys, dar žinomas kaip 5G, Lietuvoje jau seniai peržengė technologinių entuziastų diskusijų ribas ir tapo kasdienybe daugeliui vartotojų. Pradžioje lydėtas skeptiškų vertinimų, sąmokslo teorijų ir didžiulių lūkesčių, šiandien 5G ryšys dengia didžiąją dalį šalies teritorijos. Tačiau matydami „5G“ piktogramą savo telefono ekrane, vartotojai vis dar dažnai užduoda klausimą: ar tai tikrai tas žadėtasis greitis, apie kurį buvo kalbama reklamose? Šiame straipsnyje panagrinėsime 5G technologijos pagrindus, dažnius, su ja susijusius mitus ir jų pagrįstumą, taip pat pažvelgsime į ateities perspektyvas Lietuvoje.
Ne Tokia Jau Naujovė: 5G Technologijos Esmė
„Fizikiniu požiūriu tai yra eilinė technologija, kuri perdavinės duomenis“, - šypsosi Vilniaus Gedimino technikos universiteto Elektronikos fakulteto lektorius doc. dr. Darius Guršnys. Jo teigimu, egzistuoja Shannono-Hartley formulė, kurioje tik trys kintamieji: naudojamų dažnių juostos plotis, signalo galia ir triukšmo galia. Visa tai nusako, kiek informacijos vienetų - bitų - galime perduoti kanalu. „Ir ten nėra jokių technologinių sprendimų, kurie visa tai lemtų, mes galime valdyti tik dažnių juostos plotį ir signalo galią. 5G skirsis tuo, kad juo žadama perduoti daugiau bitų per sekundę, ir tam pasiekti yra du būdai: padidinti kanalo plotį arba sustiprinti siųstuvo signalą - kitokių fizikinių būdų tiesiog nėra. 5G eina ta kryptimi, kur didinamas kanalo plotis“, - aiškina fizikas.
Kiekviena nauja ryšio karta lipa į aukštesnius dažnius: pirmos kartos mobilusis ryšys veikė 450 MHz ruože, GSM - 900 MHz, 3G - 2,1 GHz, o LTE - 3,5 GHz. Taip daroma todėl, kad tik aukštesniame dažnyje galima turėti platesnius ryšio kanalus, kurie suteikia didesnę ryšio spartą.
Su tuo, kad 5G nėra kažkas revoliucingai naujo, sutinka ir Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Taikomosios elektrodinamikos ir telekomunikacijų instituto docentas Rimvydas Aleksiejūnas. „Technologiškai dabartinė 5G karta nedaug skiriasi nuo 4G ryšio: padidinta duomenų perdavimo greitaveika, spektrinis efektyvumas, taupiau naudojama elektros energija ir panaudojami nauji radijo dažniai.“
Dažniai Lietuvoje: Nuo 700 MHz iki 3,5 GHz
Lietuvoje 5G plėtra remiasi dviem pagrindiniais dažnių ruožais, kurie buvo sėkmingai paskirstyti operatoriams Ryšių reguliavimo tarnybos (RRT) aukcionuose. Pirmasis - tai 700 MHz dažnių juosta. Tai „darbinis arkliukas“, skirtas plačiam padengimui. Šios bangos sklinda toli ir gerai įveikia kliūtis, tokias kaip miškai ar pastatų sienos, tačiau jos negali užtikrinti itin didelių greičių. Kai jūsų telefonas užmiestyje rodo 5G, dažniausiai esate prisijungę būtent prie šio dažnio.
Antrasis - 3500 MHz (3,5 GHz) dažnių juosta. Tai „tikrasis“ greitasis 5G. Šis dažnis leidžia perduoti milžiniškus duomenų kiekius per sekundės dalį, užtikrinant itin mažą delsą. Tačiau šios bangos sklinda trumpesniu atstumu ir sunkiau prasiskverbia pro storas sienas. Todėl operatoriai šias stotis tankiai stato miestų centruose, miegamuosiuose rajonuose ir vietose, kur žmonių susibūrimas yra didžiausias.
Ryšių reguliavimo tarnybos (RRT) Radijo ryšio departamento direktorius Augutis Čėsna patvirtino, kad 3,5 GHz ir 700 MHz dažniai, kurie 5G bus naudojami Lietuvoje, nėra naujiena. „700 MHz radijo dažnių juosta nuo 2005 m. siunčiamos skaitmeninės antžeminės televizijos programos. 2018 m. buvo parengtas planas, pagal kurį skaitmeninės antžeminės televizijos programos turės būti siunčiamos kitais radijo dažniais, o 700 MHz radijo dažnių juosta bus skirta naujos kartos 5G paslaugoms teikti.“ Jis taip pat mini, kad, naudojant 3,5 GHz radijo dažnių juostą, nuo 2007 m. buvo teikiamos „WiMAX“ ir kitų technologijų 3G, o vėliau ir 4G belaidžio ryšio prieigos paslaugos. „Pastaraisiais metais tai daroma naudojant maždaug ketvirtadalį juostos, o likusi dalis yra nenaudojama“, - teigia A. Čėsna.
Kitas potencialus dažnių ruožas yra trumpesnių bangų - 26 GHz juosta, kuri būtų naudojama trumpesniais, kelių šimtų metrų atstumais. Toks dažnis užtikrintų tiesioginio matomumo ryšį. „Tai vadinamosios mažos celės/narveliai, miesto aikštės ar prekybos centrai, didesnio žmonių susibūrimo vietos, kur reikalingas spartesnis duomenų pralaidumas. Tokie dažniai sunkiai prasiskverbs pro pastatus ar tankią medžių lapiją, tačiau tokios sklidimo sąlygos ir numatomos projektuojant aukštesnio dažnio tinklus“, - aiškina R. Aleksiejūnas.
Vis dėlto, kai dažniai pasidaro gana aukšti (pavyzdžiui, 6 GHz), signalą slopinti pradeda atmosferos reiškiniai - lietus, sniegas, rūkas ir kt. Visa tai reiškia, kad per didelio dažnio irgi nepanaudosi, nes bus per didelis slopinimas ir miesto sąlygomis plėtoti tinklą bus pernelyg problemiška. „Todėl dabar ir makaluojamės apie 3,5 GHz dažnį“, - aiškino docentas, atkreipdamas dėmesį, kad šį dažnį LTE naudoja jau ir dabar - pavyzdžiui, „WiMax“.
Mitas Prieš Tikrovę: 5G ir Mikrobangų Krosnelės
Vienas populiaresnių mitų apie 5G - kad tai yra tas pats, kas mikrobangų krosnelė, todėl, savaime suprantama, žalinga organizmui. Ir semantinis pagrindas tokiai nuomonei iš tiesų yra - 5G veiks vadinamųjų mikrobangų ruože. Deja, ne viskas taip paprasta.
„Toks sulyginimas rodo, kad žmonės mokykloje nesimokė fizikos. Mikrobangų krosnelė veikia 2,4 GHz dažniu, bet tuo pačiu dažniu veikia ir visas mūsų „WiFi“ ryšys. Arba „Bluetooth“. Skirtumas tas, kad mikrobangų krosnelė yra 700 W galingumo ir bangos joje sklinda erdvėje, izoliuotoje metaliniu korpusu“, - aiškina Vilniaus Gedimino technikos universiteto Elektronikos fakulteto lektorius doc. dr. Arūnas Šaltis.
Tam pritaria ir Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Taikomosios elektrodinamikos ir telekomunikacijų instituto profesorius Algimantas Kežionis. „Negalima lyginti technologijos su konkrečiu įrenginiu. Tai yra visiškai skirtingos sąvokos. Galbūt galima palyginti 5G siųstuvų ir mikrobangų krosnelės generuojamas elektromagnetines (EM) galias. Bet 5G siųstuvų galia yra nepalyginamai silpnesnė negu mikrobangų krosnelės galia. Be to, mikrobangų krosnelės kuriamas laukas yra „uždarytas“ mažame tūryje, todėl jos kuriami EM laukai yra milijardus kartų stipresni negu mobiliojo ryšio siųstuvų sukuriami EM laukai“, - aiškina fizikas.
Kodėl negalima dėti metalo į mikrobangų krosnelę? - Aaronas Slepkovas
Tačiau, kaip žinoma, mikrobangų krosnelėje galima iškepti antį. Taigi radijo bangos tikrai gali paveikti antį, pastebi A. Kežionis. Tačiau, pasak jo, viskas priklauso nuo EM laukų stiprio. „Nejonizuojančios spinduliuotės, kuriai priskiriamos radijo bangos (tarp jų ir tos, kurias spinduliuoja 5G), poveikis nesikaupia žmogaus kūne. Pastaruoju atveju pavojinga ne pati spinduliuotė, o jos lygis. Tokiu būdu, viskas, kas liečia nejonizuojančią spinduliuotę, susiveda į teisingą normų nustatymą“, - aiškina fizikas. Jis pasakoja, kad dėl šių normų jau daugelį dešimtmečių vyksta nepaliaujama diskusija. „Galima tik pasakyti, kad Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) pripažįsta ICNIRP (angl. „International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection“) rekomenduojamas spinduliuotės normas, nes jos nustatytos atsižvelgiant į recenzuojamus mokslinius šaltinius, kurie apima įvairių rūšių šiluminio ir nešiluminio EM lauko poveikio tyrimus“, - teigia profesorius.
Spinduliuotės Normos ir Antenų Tankumas
Kalbant apie spinduliuotės normas - daugeliui nerimą kelia kalbos, kad, norint efektyviai panaudoti 5G technologiją, jos bus didinamos. Tačiau, pasak Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Taikomosios elektrodinamikos ir telekomunikacijų instituto Telekomunikacijų mokslo centro vedėjo docento K. Svirsko, daugumoje Europos Sąjungos valstybių galioja EM laukų norma pagal Europos Komisijos 519/EC rekomendaciją, kuri yra grindžiama ICNIRP rekomenduojamomis spinduliuotės normomis. „2018 m. buvo skelbiamos viešosios konsultacijos dėl ICNIRP apibrėžtų normų - nei Pasaulio sveikatos organizacija, nei kitos organizacijos nepareiškė neigiamų atsiliepimų, todėl ICNIRP normos išliko tos pačios“, - aiškina K. Svirskas. Jis taip pat atkreipia dėmesį, kad Lietuvoje taip pat svarstoma pritaikyti Europos Komisijos 519/EC rekomendaciją.
O kaip dėl antenų? Juk dalis nerimaujančių dėl 5G bijo to, kad pavojingas yra ne pats ryšys, o antenos - jų galingumas ir tankumas. „Bazinių stočių tankį žmonės pirmiausia suvokia kaip grėsmę sveikatai. Jeigu bazinės stotys išdėstytos retai, mūsų telefonas turės veikti didžiausia galia, kad telefono signalą „išgirstų“ bazinė stotis. Jeigu norime, kad telefonas spinduliuotų mažiau, turime telefono „pašnekovą“ - bazinę stotį - atnešti arčiau telefono“, - pasakoja K. Svirskas.
Ar 5G anteną galima paversti ginklu? „Ne, tai - nerealu. Tokiam reikalui į tokias antenas turėtų ateiti dešimtys kilovatų energijos, o tai nerealu. Antenose nėra jungčių, kurios išlaikytų tiek kilovatų, jungtys išsilydytų“, - šypsosi doc. dr. A. Šaltis. Jis primena, kad realus 5G antenų galingumas - daugmaž nuo 20 iki 100 vatų. „Tai yra vienas juokas“, - apibendrina mokslininkas. Pasak fiziko, dabartinės 5G antenos yra šimtą kartų silpnesnės nei pirmosios radijo antenos Lietuvoje, kurios buvo dešimčių kilovatų galingumo.
Įtaka Gamtai ir Žmogui: Moksliniai Tyrimai ir Atsargumo Principas
Dar viena iš 5G baimių - jos įtaka gamtai ir žmogui: esą ši technologija gali kenkti gyviems organizmams. „Filosofiniu požiūriu gamtoje viskas yra susiję. Žmogus yra gamtos dalis. Žmogaus sukurtos naujos 5G technologijos signalai pasirodys eteryje ir daugiau ar mažiau sąveikaus su gamta ir kitais aplinkiniais objektais, nes elektromagnetinės bangos yra slopinamos, atsispindimos ir t.t. Bet mums turbūt pirmiausia kyla klausimas apie 5G poveikį žmogui“, - pasakoja K. Svirskas.
Ir šiuo klausimu jis teigia pasitikintis PSO ir ICNIRP organizacijų surinktais mokslinių tyrimų rezultatais iš viso pasaulio - o šie liudija, kad žmogaus naudojamų mobiliojo ryšio technologijų tiesioginio poveikio žmogaus organizmui nebuvo užfiksuota. „Nesakoma, kad jo nėra. Bet poveikis tik numanomas, todėl jis prilygintas raugintų agurkų poveikiui“, - teigia K. Svirskas.
Tačiau kai kurie mokslininkai ir gydytojai ragina taikyti atsargumo principą. 2017 m. 438 mokslininkai ir gydytojai parengė ir pasirašė Apeliacinį skundą ES komisijai, kurioje skubiai ragina ES sustabdyti 5G ryšio diegimą dėl galimo rimto šios naujos technologijos poveikio sveikatai. Kreipimesi pažymima, kad „vis plačiau naudojant belaides technologijas”, niekas negali išvengti poveikio. Kai kuriuose nepriklausomuose tyrimuose keliamas susirūpinimas dėl ilgalaikio žemo intensyvumo elektromagnetinių laukų (EML) poveikio, kuris gali sukelti uždegiminius procesus, neurologinius sutrikimus ar net genetinius pažeidimus. Ypač atkreipiamas dėmesys į vaikų organizmo jautrumą, nes jų ląstelės sparčiau dalijasi, nervų sistema dar vystosi. Kai kurie tyrimai rodo, kad net žemesni nei leistini dažniai gali paveikti embriono vystymąsi ar vaikų elgesį.
Yra ir tokių, kurie teigia, kad vandens molekulės (H₂O), sudarančios apie 60 % kūno masės, rezonuoja 18 GHz diapazone, kuris patenka į 5G veikimo diapazoną (2,7 - 27 GHz). Jei ši molekulė pateks į rezonansą, ji pradės irti, o organizmas šiuos darinius atpažins kaip svetimkūnius ir pradės kovą su jais. Šie argumentai kol kas nėra plačiai pripažinti tarptautinių sveikatos organizacijų, tačiau jie kelia diskusijas ir skatina tolimesnius tyrimus.
5G Namų Interneto Populiarėjimas ir Ateities Tendencijos
Viena ryškiausių tendencijų Lietuvos telekomunikacijų rinkoje - 5G namų interneto populiarėjimas. Anksčiau mobilusis internetas namams buvo laikomas „atsarginiu“ variantu tiems, kurių nepasiekia šviesolaidis. Dėl minėtos 3,5 GHz dažnių juostos, operatoriai gali pasiūlyti greičius, kurie konkuruoja su laidiniu internetu (dažnai siekia 300-800 Mbps ir daugiau). Tai ypač aktualu priemiesčių gyventojams, kur šviesolaidžio įvedimas yra brangus arba neįmanomas. Ekspertų vertinimu, šiuolaikiniai 5G maršrutizatoriai su išorinėmis antenomis gali užtikrinti visiškai stabilų ryšį, tinkamą tiek darbui iš namų, tiek aukštos raiškos televizijai.
Kalbant apie infrastruktūrą, Lietuva išsiskiria griežtu požiūriu į kibernetinį saugumą. Tai svarbu ne tik dėl duomenų saugumo, bet ir dėl tinklo atsparumo. Šiuolaikinis 5G tinklas yra ne tik vamzdis duomenims, bet ir programiškai valdoma infrastruktūra. Tai leidžia operatoriams greičiau diegti atnaujinimus, segmentuoti tinklą.
Žvelgiant į ateitį, akivaizdu, kad didžiausias 5G potencialas atsiskleis ne vartotojų telefonuose, o pramonėje ir viešojoje infrastruktūroje. Ekspertai prognozuoja spartų „Daiktų interneto“ (IoT) augimą. Lietuvoje jau vykdomi bandomieji projektai su autonominiu transportu, kuriam būtinas nuolatinis, nenutrūkstamas ryšys su aplinka.
Apibendrinant dabartinę situaciją, galima teigti, kad Lietuva sėkmingai įšoko į 5G traukinį ir yra viena iš regiono lyderių pagal tinklo prieinamumą ir kokybę. Pradinis ažiotažas atslūgo, užleisdamas vietą pragmatiškam technologijos naudojimui. Artimiausiais metais didžiausias dėmesys bus skiriamas nebe tik padengimo plėtrai - nes „dėmės“ žemėlapyje sparčiai nyksta - bet tinklo tankinimui ir perėjimui prie tikrojo, autonominio (Standalone) 5G architektūros. Tai atvers duris paslaugoms, kurių šiandien galbūt dar net neįsivaizduojame, galutinai įtvirtinant 5G kaip skaitmeninės visuomenės stuburą.