Jak wyglądał rozwój sieci komórkowej od 1G do 5G?

Kiedyś informacje były przekazywane bezpośrednio. Potem mogliśmy cieszyć się drukarskimi dokonaniami Gutenberga, dzięki którym obserwowaliśmy rozwój poligrafii i prasy. Później zanurzaliśmy się w świecie audiowizuali, dzięki radio i telewizji. Nie zapominajmy jednak o telefonii komórkowej, która do dziś służy nam jako największy przekaźnik informacji kiedykolwiek. Czym jest i jak rozwijała się sieć komórkowa?

Pierwsza sieć komórkowa miała swój początek w latach 60. XX wieku. Wszystko za sprawą legendarnej już firmy Ericsson ze Sztokholmu, która w 1956 roku pokazała światu „telefon walizkę” o wadze 40 kilogramów. Ten prototyp popchnął Motorolę do prac nad swoim projektem, co 17 lat później zaowocowało wprowadzeniem na rynek amerykański pierwszej znanej nam blisko kilogramowej „cegły”, czyli telefonu DynaTAC.

Jak działa sieć komórkowa?

Aby wytłumaczyć jak działa sieć komórkowa można posłużyć się przykładem posiadania zasięgu.
Co to dokładnie znaczy? Otóż sytuacja, w której mowa o zasięgu zwraca uwagę na to, co ten sobą obejmuje. W tym przypadku, mowa o telefonie czy innym urządzeniu, które odbiera informacje. Dane te nie biorą się znikąd. Są więc skądś przekazywane. Nasz telefon jest punktem odbioru pewnej informacji, która emitowana jest z innego odbiornika. Informacje w postaci impulsów elektrycznych, dzięki falom radiowym są przesyłane na ogromne odległości. Umożliwiają to satelity oraz maszty telekomunikacyjne wraz z sieciami przesyłowymi, co łącznie nazywamy infrastrukturą telekomunikacyjną.

Dzięki temu właśnie, gdy znajdujemy się w obszarze zasięgu stacji bazowej, możemy wykonać bezprzewodowe połączenie z innym urządzeniem, znajdującym się w zasięgu innej stacji bazowej. Jest jednak warunek, aby te należały do wspólnej sieci.

Kiedy sieć telefoniczna pojawiła się w Polsce?

Status polskiej telefonii rozpoczęła firma PTK Centertel w latach 90. zeszłego stulecia. W archiwach Telepolis możemy przeczytać, że w 1991 roku rozstrzygnięto przetarg na przydział częstotliwości dla pierwszej, polskiej sieci komórkowej, oficjalne jej otwarcie ruszyło 18 czerwca 1992 roku.

Koncesję dostały 2 firmy światowego formatu, czyli Ameritech i France Telecom, które wraz Telekomunikacją Polską przejęły udziały w firmie Centertel Sp. z o. o. Amerykanie i Francuzi otrzymali po 24,5%, a Polacy zachowali 51% udziałów w spółce. Warunkiem transakcji było przekazanie Państwu dotacji w wysokości 75 mln dolarów na rzecz rozwoju telekomunikacji w Polsce.

Pozwolenie upoważniało do zakładania i użytkowania urządzeń sieci radiokomunikacji ruchomej oraz do świadczenia za ich pomocą usług w paśmie 450 MHz. Sieć oparta była o skandynawski, analogowy system NMT, z udoskonaleniem niepozwalającym podszywać się pod abonentów.

Oficjalny start telefonii komórkowej w Polsce przypadł Warszawie w czerwcu 1992, a w grudniu do sieci podłączane były Kraków, Łódź, Poznań czy Szczecin. Niebawem łączność komórkowa objęła 65% powierzchni kraju, a w 1995 roku liczba abonentów przekroczyła 50 tysięcy, a w szczytowym momencie osiągnęła prawie 300 tysięcy, co było szczytem jej możliwości. Procentowy przyrost użytkowników od listopada 1994 roku do maja 1995 roku wyniósł w naszym kraju 112% i był jednym z najwyższych w krajach Europy Środkowo-Wschodniej.

Branża szybko się rozwijała. Na rynku, z Centertel wyłoniła się Idea, później Era i Plus, a w 2007 roku Play. Pojawienie się tak szerokiej konkurencji zwiększyło dostęp do tańszych i coraz lepszych połączeń. Dla biznesu był to spory motor rozwojowy, który trwa do dzisiaj, co obserwujemy po wdrożeniach 5G.

Sieć 1G – słaba, niewydajna, ale rewolucyjna!

Wracając do początków, pierwsza generacja telefonii komórkowej (1G) działała w technologii analogowej zapewniającej łączność w promieniu 30 kilometrów. Jak podaje Virgin Mobile, na początku korzystało z niej niespełna 100 osób. W podobnym czasie rozwijała się sieć komórkowa w Tokio. W niedługim odstępie czasowym, podobną technologię Motorola wdrożyła na terytorium Chicago. Połączenia były ekskluzywnie drogie, podobnie jak pierwsze aparaty telefonicznie, które z racji swoich ogromnych gabarytów niewiele miały wspólnego z mobilnością, jaką znamy dzisiaj. Wytyczyły jednak trend i ścieżkę do rozwoju tej technologii.

Sieć 2G, czyli masowo, ale z ograniczeniami

Druga generacja sieci komórkowej operuje w standardzie GSM i CDMA. W przeciwieństwie do poprzedniczki, sygnały radiowe w sieciach 1G są analogowe , a w sieciach 2G są cyfrowe. Oba systemy jednak wykorzystują sygnalizację cyfrową do łączenia komórkowych wież radiowych z resztą systemu sieci komórkowej. Wersja cyfrowa sygnału: pozwala na szyfrowanie jego części; wydajniej korzysta z widma, co zwiększa liczbę użytkowników na pasmo częstotliwości; ale przede wszystkim daje możliwość transmisji danych dla telefonów komórkowych. Z początku były to krótkie wiadomości tekstowe (SMS), a później wiadomości multimedialne (MMS).

2G zostaje wypierana przez nowsze komponenty, ale nadal korzysta się z niej w Europie, Afryce, Ameryce Środkowej i Ameryce Południowej. Sieć utrzymywana jest przez dostawców z różnych powodów. Niektórzy użytkownicy nie korzystają jeszcze z urządzeń, które obsługują inne generacje. Zwłaszcza na wsiach. A niektóre urządzenia, mimo obsługi LTE wciąż korzystają z 2G w łączności telefonicznej. Niektórzy dostawcy telefonii apelują wyłączenie 2G, aby odzyskać używane pasma radiowe do nowszych technologii. UE zapewnia jednak, że kraje członkowskie będą utrzymywać sieci 2G jako rozwiązanie awaryjne dla urządzeń 3G.

Sieć 3G, czyli coraz szybciej!

Według anglojęzycznej Wikipedii, pierwsze komercyjne sieci 3G zostały wprowadzone w połowie 2001 roku. 3G to aktualizacja sieci 2G , 2.5G i GPRS. Sieć zgodna jest ze specyfikacjami IMT-2000 opracowanymi przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny. Trzecia generacja sieci, poza lepszą jakością głosu i szybszym transferem danych, oferuje mobilny dostęp do Internetu, stacjonarny bezprzewodowy dostęp do Internetu, wideorozmowy i telewizję mobile.

Co ciekawe, to 3G będzie zamykane szybciej niż 2G. W USA Vodafone mówił, że wyłącza 3G w Europie w 2020 roku, ale zachowuje 2G jako usługę awaryjną. Podobnie amerykańskie T -Mobile zamyka swoje usługi 3G, zachowując sieć 2G GSM.

3G to także aplikacje!

Wysoka przepustowość i dane lokalizacyjne, po początkach WAP i pierwszych aplikacjach od Symbiana dają przyczynek do pierwszych aplikacji, jakie znamy, wśród których Apple Music zawojowało rynek i zmieniło pojęcie o możliwościach sprzedażowych cyfry. 3G to także początki mobilnego internetu oraz wsparcie urządzeń medycznych, alarmów przeciwpożarowych  i małych monitorów. 3G zrewolucjonizowało podejście do telefonii komórkowej.

Sieć 4G – jest LTE-piej!

Long Term Evolution potrzebowało tylko trzech lat, aby w 2013 roku zdominować rynek telefonii. Powody były dwa: rozwój samego LTE i krajów oraz przystosowanie ich infrastruktury do nowej technologii.

HARQ czyli Hybrid Automatic Repeat reQuest jest odpowiedzialny za zmniejszanie błędów podczas transmisji danych. W 2011 roku już w 27 krajach funkcjonuje LTE, co daje nam 50 sieci handlowych LTE. Najlepszym wynikiem może poszczycić się Ameryka Północna, ale to bardzo szybko się zmieni.
Już w 2012 roku na prowadzenie wychodzi Australia i Oceania wyprzedzając tym samym USA. Na trzecim miejscu jest Azja a na końcu Europa.

A co przyniósł rok 2013? Prowadzenie nadal utrzymuje Australia i Oceania, która osiągnęła 12,6% . Ta pozycja jak widać stale się umacnia i co najciekawsze – coraz bardziej oddala się od USA, które zdobyło 7,6%. Europa stara się nadrobić zaległości, ale daleko nam jeszcze do zwycięzcy tego zestawienia. Jeśli spojrzymy natomiast na ilość państw, w których obecnie działa system LTE – zamiast 14 jak to było w 2010 roku mamy ich teraz 79.

Sieci 4G prekursorem dominacji mobile

Nie ma wątpliwości, że upowszechnienie się dostępu do sieci 4G przekonało ludzi do tego, aby korzystać z sieci poprzez telefon komórkowy. Stało się tak za sprawą tego, że tego typu połączenie oferuje użytkownikowi dużo szybszą i bardziej niezawodną usługę, niż wcześniejsze połączenie typu 3G. Niewątpliwie zmieniły się również trendy jeżeli chodzi o zakup produktów. Tradycyjne wystawy sklepowe i konieczność pójścia do konkretnego sklepu coraz częściej są zastępowane możliwością zakupu online, o czym świadczy coraz większa ilość aplikacji służących do robienia zakupów w sieci.

Sieć 5G – jazda bez trzymanki!

5G to nowy standard technologii dla szerokopasmowych sieci komórkowych. Jego początki obserwujemy już od 2019 roku. Idąc za przewidywaniami GSM Association i Statisty, przewiduje się, że do 2025 r. sieci 5G będą miały ponad 1,7 miliarda abonentów i będą stanowić 25% światowego rynku technologii mobilnych.

Nowe sieci mają jeszcze wyższe prędkości pobierania, które mogą sięgać 10 Gbit/s. 5G może łączyć jeszcze więcej różnych urządzeń, nie zakłócając jakości usług internetowych w gęsto zaludnionych obszarach. Spekuluje się, że dostawcy 5G będą dostawcami ogólnych usług internetowych dla komputerów stacjonarnych i mobilnych, wypierając internet „po kablu”. Wszystko dlatego, bo urządzenia z 4G niestety nie obsługują piątej wersji sieci. 5G to także wsparcie dla technologi smart wykorzystywanych w IoT.

5G zastąpi inne pasma?

Deloitte Global szacuje, że wirtualne globalne narzędzia produkcyjne, szacowane na 1,8 miliarda dolarów w 2022 roku, osiągną poziom 2,2 miliarda dolarów w 2023 roku, co oznacza wzrost o 20 procent.

Samodzielne sieci 5G będą powoli zastępować wcześniejsze postępy w technologii bezprzewodowej (2G/3G/4G), oferując zwirtualizowane, skoncentrowane na chmurze możliwości. Według raportu Deloitte liczba operatorów sieci mobilnych inwestujących w autonomiczne sieci 5G ma wzrosnąć z ponad 100 w 2022 roku do co najmniej 200 do końca 2023 roku.

Może Cię zainteresować: Internet rzeczy i ciał, sztucznie inteligentna robotyka i 5G

Wokół 5G narosło sporo entuzjazmu oraz teorii spiskowych. Biorąc pod uwagę ten cały szum komunikacyjny, widzimy ogromny potencjał tej technologii oraz równie ogromne zagrożenie dla wielu potentatów biznesowych obecnych technologii. Ale czy może stać za tym coś więcej?

Sprawdź czy 5G nas zabije!