Sieci 5G private i ich wykorzystanie

Technologia 5G oznacza kolejną, po standardzie 4G LTE, technologię sieci telekomunikacyjnych. Od swojego poprzednika, sieci 4G, różni się trzema podstawowymi parametrami:

• wysokimi przepływnościami, zarówno dla użytkowników sieci ruchomych (Mobile Wireless Access), jak i w dostępie stacjonarnym (Fixed Wireless Access)
• bardzo niskimi opóźnieniami (poniżej 1 ms, czyli jednej tysięcznej części sekundy),
• szerokim zastosowaniem dla IoT, czyli Internetu Rzeczy, określanym jako mMTC (Massive Machine Type Communications).

Aby zapewnić operatorom zasoby widma radiowego, niezbędne do świadczenia usług mobilnej łączności i rozwijania technologii 5G, Urząd Komunikacji Elektronicznej rozstrzygnął w październiku 2023 r. aukcję częstotliwości radiowych z zakresu 3400–3800 MHz (dolna część tzw. pasma C). Każdy z czterech operatorów wylicytował jeden blok o szerokości 100 MHz, a do budżetu państwa wpłynęło ponad 1,9 mld złotych. Klienci indywidualni powinni teoretycznie zauważyć niedługo poprawę zasięgu oraz jakości świadczonych usług transmisji danych, w szczególności w miastach oraz przy głównych drogach i szlakach kolejowych.

Niemniej jednak, z punktu widzenia klienta indywidualnego, 5G jest po prostu kolejnym etapem rozwoju telekomunikacji bezprzewodowej. Coraz więcej sprzedawanych smartfonów umożliwia korzystanie z tej technologii, więc używając nowszego telefonu da się zauważyć, że szybciej ładują się filmiki w serwisach społecznościowych, lepiej słychać naszego rozmówcę, a połączenie audiowizualne w popularnej aplikacji już się „nie zawiesza” tak często. Operatorzy od razu próbowali zmonetyzować dostęp do nowych technologii, odpowiednio wyceniając taryfy uwzględniające możliwość korzystania z łączności 5G, co nie spotkało się z entuzjazmem klientów.

5G a świat przemysłu

Rozwój technologii 5G może mieć duże znaczenie dla klientów instytucjonalnych, zwłaszcza przedstawicieli różnych gałęzi przemysłu. Dotyczy to m.in. Przemysłu 4.0 – czyli czwartej rewolucji przemysłowej, polegającej m.in. na projektowaniu inteligentnych fabryk i doskonaleniu procesów wytwórczych – a także usług publicznych, takich jak służba zdrowia. Z kolei samorządy mogą wdrażać usługi składające się na smart city, jak systemy zarządzające miejskimi parkingami albo informacją dla pasażera w komunikacji miejskiej.

Weźmy pod uwagę zastosowanie 5G dla komunikacji IoT. Oblicza się, że sieci 5G mogą obsłużyć do miliona urządzeń na kilometr kwadratowy. Jest to liczba nieporównywalna z dotychczasowymi możliwościami poprzednio stosowanych technologii. Mówimy tutaj oczywiście o mikronadajnikach i odbiornikach umieszczanych np. na czujnikach ruchu, przeładowywanych towarach w magazynie, dronach czy pojazdach autonomicznych poruszających się na danym terenie. Dla porównania, dotychczas funkcjonujące sieci WLAN (Wireless Local Area Network) umożliwiały łączność między kilkunastoma urządzeniami albo kilkoma sąsiednimi budynkami.

Takie zastosowanie 5G sprawdza się na obszarach typu dużego kompleksu fabrycznego, strefy ekonomicznej czy instytutu badawczego. Mówimy wtedy o sieci kampusowej, mającej ograniczony zasięg.

Kampusowa sieć 5G umożliwia także automatyzację procesu kontroli jakości wyprodukowanych towarów, obsługę dużej liczby sensorów IoT, jak również wykorzystanie w produkcji i badaniach naukowych elementów rozszerzonej rzeczywistości.

Sieci 5G Private

Pierwsze sieci 5G Private wdrażane były w portach (Hamburg, Rotterdam, Antwerpia) oraz na lotniskach (Wiedeń, Bruksela), potem pojawiły się również w kompleksach przemysłowych (e.GO Mobile AG w Aachen, fabryka półprzewodników Bosch w Reutlingen) oraz kampusach uniwersyteckich (University of Ostrava, Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics). W Polsce z takiego rozwiązania korzysta m.in. Łódzka Specjalna Strefa Ekonomiczna (ŁSSE).

Jednym z modeli wdrażania sieci 5G jest wydzielona sieć prywatna, działająca w wydzielonym pasmie częstotliwości, zarządzana przez podmioty niezależne od operatorów telekomunikacyjnych i niedostępna dla klientów z zewnątrz, dzięki czemu możliwe jest spełnienie surowych wymogów m.in. w zakresie cyberbezpieczeństwa. Jeżeli w zasięgu tej sieci znajdzie się ktoś przypadkowy, kto np. przejeżdża samochodem obok fabryki i ma urządzenie obsługujące częstotliwości wykorzystywane przez sieci 5G, nie będzie mógł się zalogować do tej sieci. Dostęp do niej zapewniają specjalne karty SIM.

Private Wireless as a Service

Istnieje również model określany niekiedy jako Private Wireless as a Service (prywatne sieci 5G jako usługa). Jest to sieć zarządzana i kontrolowana przez operatora telekomunikacyjnego, który na pewnym poziomie pozwala na kontrolowanie tej sieci przez zarządzających daną fabryką czy strefą przemysłową, ale częstotliwości, infrastruktura i sprzęt należy do operatora. Urządzenia końcowe operujące w strefie mogą być skonfigurowane tak, aby korzystały z dwóch kart SIM – jedną łączącą się z ogólnodostępnymi publicznymi sieciami telekomunikacyjnymi, a drugą prywatną, obsługującą wyłącznie tę wyodrębnioną część sieci albo jej warstwę (network slicing).

Pozwolenia albo aukcje

Sieć 5G private w Polsce może wybudować np. jeden z działających na rynku ogólnopolskich czterech operatorów telekomunikacyjnych, mający już częstotliwości radiowe zapewniające łączność 5G. Obecnie możliwe staje się zbudowanie i dostarczenie prywatnej sieci 5G także przez inne podmioty. Urząd Komunikacji Elektronicznej przeprowadził w kwietniu 2023 r. publiczne konsultacje dotyczące uruchomienia prywatnych sieci 5G w górnej części pasma C, czyli w zakresie częstotliwości 3800–4200 MHz. Zakres ten został podzielony na dwie części – częstotliwości 3800–3900 MHz są przeznaczone dla potrzeb samorządu terytorialnego, natomiast zakres 3900–4200 MHz – dla podmiotów komercyjnych.

To, co jest interesujące z punktu widzenia regulacyjnego, to planowane udostępnianie przez regulatora rynku telekomunikacyjnego tych częstotliwości na podstawie pozwoleń radiowych na zasadzie first come first served, czyli w kolejności zgłoszeń. Jest to istotna różnica w porównaniu z procedurą aukcji zastosowaną przez UKE przy częstotliwościach z dolnej części pasma C, gdzie operatorzy telekomunikacyjni musieli ze sobą rywalizować przy przydziale poszczególnych częstotliwości, a ponadto zapłacić budżetowi państwa spore kwoty (przeciętnie po 500 mln złotych każdy). Mieliśmy jednak wtedy do czynienia z rezerwacjami częstotliwości obejmującymi obszar całego kraju, które będą wykorzystywane przez operatorów telekomunikacyjnych do świadczenia usług dla milionów użytkowników. Natomiast częstotliwości z zakresu 3800–4200 MHz będą przydzielane na stosunkowo niewielkim obszarze (jeden podmiot może wnioskować o pozwolenie radiowe obejmujące maksymalnie 20 gmin) dla stacji małej mocy, co jest charakterystyczne np. w sieciach IoT. Podmioty te nie będą musiały płacić jednorazowych kwot na licytacji, a jedynie roczne opłaty za użytkowanie częstotliwości, na poziomie tysięcy, a nie milionów złotych.

Wydaje się, że potencjał prywatnych sieci 5G rośnie. Według globalnej prognozy Juniper Research, wydatki przedsiębiorstw na sieci prywatne w ciągu pięciu lat zwiększą się niemal dziesięciokrotnie, do kwoty blisko 10 mld dolarów w 2028 r. Głównymi lokomotywami napędzającymi ten sektor, jak się powszechnie oczekuje, będą produkcja, sektor energetyczny oraz usługi publiczne. 

Marcin Karolak

Działa w praktyce TMT, doradzając w zakresie prawa mediów (tradycyjnych oraz elektronicznych), jak również prawa telekomunikacyjnego, ze szczególnym uwzględnieniem gospodarki zasobami częstotliwości. Doradza również w zakresie prawa własności intelektualnej, w szczególności sprawach dotyczących prawa autorskiego.

W praktyce zawodowej ma też obsługę podmiotów z branży social media/modeling w zakresie działalności influencerów, budowania marki osobistej, ochrony wizerunku oraz reklamy.

Kontakt: m.karolak@skplaw.pl.

Strony internetowe: www.skplaw.pl, www.skpipblog.pl.

źródło: Automatyka 1-2/2024