Dwie brytyjskie firmy (Cambridge Consultants oraz Stratospheric Platforms Limited) mają interesującą wizję rozwoju sieci 5G. Zamiast budowy gęstej siatki nadajników marzy im się wyniesienie stacji bazowych ponad nasze głowy. Aktualnie szacuje się, że około 60 platform stratosferycznych zapewniłoby zasięg szybkiej sieci 5G na obszarze całej Wielkiej Brytanii.

Rozwój nowych technologii sprawia, że rozwiązania, które jeszcze 10 lat temu traktowaliśmy jak literaturę science fiction, stają się rzeczywistością. I nie chodzi tutaj tylko o niesamowity rozwój elektroniki użytkowej. Wydajne smartfony są jedynie wierzchołkiem góry lodowej. Prawdziwy postęp technologiczny widoczny jest w laboratoriach. Pracujący w nich naukowcy podejmują się projektów, które na samym wydają się nierealne. Dopiero po pewnym czasie okazuje się, że szalony z pozoru pomysł ma sens. Tak właśnie było z projektem, który wdrażają brytyjskie firmy Cambridge Consultants oraz Straospheric Platforms Limited. Ich celem jest opracowanie stratosferycznych platform z wyjątkowymi antenami 5G. Rozwiązanie to ma nie tylko zapewnić dobry zasięg, ale również wyjątkowo szybką (jak na tego typu projekt) transmisję danych. Firma Stratospheric Platforms Limited testowała już podobne rozwiązanie dla sieci LTE z niemieckim operatorem Deutsche Telekom.

Najbardziej zaawansowana antena 5G na świecie: 480 wiązek i łączna przepływność 100 Gbit/s

Stratosferyczna stacja bazowa LTE, którą testowano ostatnio w Niemczech, nie oferowała zbyt szybkich przesyłów danych. Pobieranie danych ograniczało się do prędkości 70 Mbit/s, co wynikało z zastosowanej częstotliwości z pasma 2100 MHz. Jednak docelowo stacje stratosferyczne mają zaoferować dużo więcej. Sekret całego rozwiązania tkwi w zastosowaniu zupełnie nowej anteny 5G. Wyniesienie jej na wysokość 20 km daje zasięg w promieniu 70 km. Z kolei zastosowanie ponad miliona komponentów pozwala na wytworzeniu aż 480 wiązek. Każda z nich może być wycelowana w innym kierunku, co daje dość ciekawe możliwości. Pojedyncza antena potrafi skoncentrować promieniowaną energię wzdłuż krętej drogi szybkiego ruchu.

Cambridge Consultants wiązka

Cała antena zajmuje powierzchnię 3 metrów kwadratowych. Pomimo tego jest ona wystarczająco lekka, żeby mogła znajdować się na pokładzie bezemisyjnych i bezzałogowych samolotów wodorowych. Projekt na aktualnym etapie zakłada użycie platform stratosferycznych o masie 3,5 tony. Przy czym waga ładunku nie może przekroczyć 150 kilogramów. Dzięki temu dana jednostka może unosić się w powietrzu przez 9 dni.

Cambridge Consultants antena 5G

Różne wizje na ultraszybką łączność bezprzewodową

Naukowcy i inżynierowie mają wiele pomysłów na zapewnienie nam szybkiego dostępu do sieci. Najbardziej (dosłownie) przyziemny z nich polega na gęstym rozmieszczeniu nadajników 5G małej mocy (tzw. stacje typu small cells). Umieszczenie ich na latarniach, sygnalizacji świetlnej, czy też ścianach budynków skraca dystans pomiędzy stacją bazową a terminalem. Dzięki temu można korzystać z niewielkich mocy oraz wysokich częstotliwości. Kolejny pomysł polega na umieszczeniu anten mmWave (fale milimetrowe) na standardowych masztach o wysokości od 20 do 40 metrów. Jednak wymaga to zastosowania specjalnych repeaterów lub też specjalnych terminali z zewnętrznymi antenami.

Cambridge Consultants antena

Idąc dalej przechodzimy na wysokości rzędu 14-20 km, gdzie latają właśnie omawiane stacje stratosferyczne. Stawiają one na kompromis, który przy pewnych częstotliwościach pozwala na stosowanie zwyczajnych terminali. Natomiast tłumienie propagacyjne może być kompensowane dużym zyskiem anteny stratosferycznej. Z kolei dalsze zwiększanie wysokości prowadzi nas do rozwiązań satelitarnych.

Najbardziej obiecujące są tutaj rozwiązania bazujące na nisko orbitujących satelitach. Najbardziej znanym przykładem takiego rozwiązania jest sieć satelitów Starlink. Firma Elona Muska umieszcza je na orbitach od 340 km do 1150 km. Obecnie najwięcej satelitów znajduje się na orbicie 550 km. Taka wysokość zapewnia niskie opóźnienia w transmisji danych. Jednak wymaga ona stosowania niewielkich (tj. rozmiaru zbliżonego do pudełka od pizzy) anten. Rozwiązanie to jest kierowane do osób, które mają problem z dostępem do szerokopasmowego Internetu. Przy czym nie wiadomo, czy sprawdzi się ono również w ruchu (np. przy antenie zamontowanej na dachu samochodu lub autobusu).

Jak widzicie niedługo pojawią się na rynku nowe sposoby na korzystanie z bezprzewodowego Internetu. Przy czym nie są to rozwiązania, które mają ze sobą konkurować. Będą one się nawzajem uzupełniać. Platformy stratosferyczny oraz nisko orbitujące satelity pomogą w likwidacji tzw. białych plam, czyli miejsc bez szybkiego dostępu do sieci. Z kolei dalszy rozwój tradycyjnych rozwiązań jest odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na transmisję danych w aglomeracjach miejskich.

PJ
Przemek jest mózgiem operacyjnym SpeedTest.pl. Studiował na Politechnice Wrocławskiej elektronikę i telekomunikację. Zarządza projektami IT, relacjami z klientami oraz nadzoruje procesy rozwoju. Prywatnie zaangażowany w rodzinę, wsparcie różnych działalności charytatywnych i projekty ekstremalne.