Már évek óta beszélnék arról, hogy hamarosan itt az 5G, és hogy ez mennyire forradalmasítja a jövőnket. Szóba kerül a magasabb sávszélesség, gyorsabb adatátvitel, valamint a kisebb késleltetés.

Mit lenne, ha azt állítanám, hogy bizonyos szempontból az 5G alig gyorsabb, mint a 4G?

Hogy is kell ezt érteni? Úgy, hogy feltétlenül igaz, miszerint az 5G gyorsabb lesz, mint a 4G, de ez alapvetően csak azért van, mert nagyobb spektrumot biztosítanak számára. És az adott spektrum minden. Rövid magyarázat a rádióhullámokról: A vezeték nélküli kommunikáció szinte mindig rádióhullámok segítségével terjednek. Legyen az a nagyszüleink rádiója, a szüleink tévéje vagy a Neil Armstrong és a NASA közti kommunikáció 1969-ben. Vagy a mobiltelefonok. A rádióhullámok fénysebességgel terjednek vákuumban, illetve levegőben majdnem fénysebességgel. Igen, a fény is rádióhullám, de a frekvenciája közel egymilliószor nagyobb, mint amit a mobiltelefonok használnak. Különböző célokra különböző frekvenciát használunk, így az URH rádió a 100 MHz-es tartományt használják, a 2G mobil 900 MHz-et. Azonban fontos tudni, hogy nem pont egy frekvenciát használnak, hanem egy sávot, ezt nevezzük spektrumnak. Ha csak egyetlen frekvenciát használnának, akkor nem lehetne érdemben információt közvetíteni, így megszűnne a sugárzás értelme. Ha egy mobil szolgáltató a 880 – 885 MHz-et használja, akkor a spektrum 5 MHz-es. Ezen az 5 MHz-en van lehetősége a szolgáltatónak arra, hogy az információkat átadja. Ha mindenáron szeretnénk laikus példát hozni, olyan ez mint egy végtelen hosszú papír, ami ez esetben pont 5 MHz széles, és ezt tudja teleírni az adott szolgáltató információkkal. Ha egy másik szolgáltatónak 10 MHz széles papír áll a rendelkezésére, több információt tud átadni, egységnyi idő alatt. Szakmaibb megfogalmazással: a sávszélesség, vagyis átvitt információmennyiség/időegység egy adott technológián belül egyenesen arányos a rendelkezésre álló spektrummal, és alapvetően függetlenül attól, milyen frekvenciatartományról beszélünk. Az elméleti felső határt a Shannon törvénye határozza meg, pontosabban a Shannon-Hartley elv, amely alapján kiszámítható, mennyi adatot lehet átvinni egy adott spektrumban egy adott jelszint mellett, egy időegység alatt. És ahogy mindennek, az adatátviteli sebességnek is van egy felső határa – ez az elv ezt határozza meg. A 4G – legalábbis a modern változata, az LTE Advanced – már ma megközelíti az elméleti határokat, főleg az alacsonyabb frekvenciatartományokban! Mi a trükk? Az, hogy minél magasabb a használt frekvencia, annál könnyebb nagyobb spektrumot biztosítani, mert arányosan az igényelt spektrum sokkal kisebb. A 2G-s hálózat a 900 MHz-et (=0,9 GHz), a 3G már 2 GHz feletti tartományokat használ, miközben a 4G a 3,6 GHz tartományt is eléri.

Az 5G elmegy akár 40GHz-ig!

Ha 100 MHz spektrumot kérnénk a 900 MHz tartományban, akkor a rendelkezésre álló lehetőségek több mint 10%-át kérnénk, ami egyszerűen fizikailag sem áll rendelkezésre. Ha ugyanezt kérünk a 30 GHz-en, akkor ez 0,3%. Simán megoldható, rendelkezésre áll. Persze az ilyen magas frekvenciatartományoknak hátrányai is vannak:

• Rövidebb a hatótávolsága, és nem képes áthatolni olyan akadályon, mint például egy fal. Ezért a magas frekvenciájú 5G nem alkalmas beltéri lefedettségre.
• Drágább és komplikáltabb berendezés. Ezt a hátrányt mostanában már elég jól ledolgozták, bár még mindig igaz az állítás.

Leegyszerűsítve, az 5G magasabb frekvenciát képes használni, és az itt rendelkezésre álló nagyobb spektrum segítségével lehet majd elérni a nagyobb beígért sávszélességeket. Csoda — nem történik. Fontos megjegyezni, hogy az 5G képes az alacsonyabb frekvenciákat is használni, vagyis a megszokott 2, 3 és 4G előnyök megmaradnak és erősödnek. És az 5G a különböző frekvenciákat szabadon tudja kombináltan használni. Ezt már a 4G (pontosabban: LTE Advanced) is tudja. És hogy valójában milyen valós növekedéssel számolhatunk? A T-Mobile vezetője, Neville Ray azt állította, hogy az 5G körülbelül 20%-kal gyorsabb az alsó frekvenciatartományban és maximum 50%-kal a közepes frekvenciatartományban. Az 5G-s lefedettség nagy része középtartománynak számít, ez pedig 60-80%-kal lassabb, mint a milliméter-frekvencia, vagyis a 30-300 GHz-s tartomány. Ilyen frekvenciát csak nagyon sűrűn lakott területeken lesz érdemes alkalmazni, és jelenleg az 5G-vel ellátott területeken csak a szabadban működik. Magyarországon belátható időn belül meg nem is lesz ilyen: a magasabb frekvenciasávokról egyelőre nincs szó, a mostani fejlesztési tervek csak 3,6 GHz-ig merészkednek. Majd talán 2022-ben.

És mi van a késleltetéssel?

Egy másik előny, amiről sokat beszélnek, hogy az 5G-nek sokkal alacsonyabb lesz a késleltetése, mint a 4G-nek. Olyanok hangzottak el, hogy miközben a 4G-nek a késeltetése tipikusan 50 ms, az 5G akár az 1 ms-t is eléri. Igaz lehet ez?

Az én válaszom az, hogy nem.

Egyrészt nem 50 ms a tipikus 4G késleltetés, hanem 30 ms, másrészt meg az 1 ms az 5G esetén csak a levegő szakaszról szól, nem eszköztől eszközig. Az igazság az, hogy ha csak ezt a szakaszt nézzük, akkor a 4G késleltetése is csak néhány ms (2019-től már 4-7 ms technológia is létezik), illetve, ha az 5G teljes folyamatát nézzük, akkor az is inkább 20 – 30 ms lehet a végeredmény. Valóban dolgoznak azon, hogy csökkentsék az eszköz késleltetését, de ez alapvetően nem az 5G rádiótechnológia kérdése. Így senki se várjon csodát az 5G-től. Jobb lesz, mint a mostani, de egyelőre a javulás kicsi lépésekben fog történni. A forradalom ez alkalommal is elmarad.