Hakom - Hrvatska agencija za poštu i elektroničke komunikacije

Mreže pokretnih komunikacija spadaju u bežične elektroničke komunikacije koje koriste elektromagnetski val kao sredstvo prijenosa informacija. Kolokvijalno ljudi te elektromagnetske valove nazivaju signalom. Sukladno potrebama i oblicima informacija radi se „oblikovanje“ signala kako bi bio najpogodniji za prijenos. Osim oblika, govorimo da signal ima neku razinu, prijenosnu frekvenciju, širinu kanala. Prijenosna frekvencija je uobičajeno nekoliko redova veličine veća od širine kanala, a širina kanala nam govori koliku prijenosnu brzinu slanja podataka možemo ostvariti. Signali se odašilju iz antenskih sustava koji su povezani s baznim postajama. Bazna postaja je primopredajnik s kojim komunicira mobitel i koja signale prosljeđuje u/iz nepokretnog dijela mreže. Područje (prostor) u kojem postoji dovoljna razina signala za pouzdanu komunikaciju naziva se ćelija. Znači, antenski sustav skupa s baznom postajom opskrbljuje ćeliju adekvatnim signalom. Ako želimo veću ćeliju odašiljemo jači signal. Unutar ćelije nalaze se korisnici koji dijele kapacitet prijenosa podataka kojeg isporučuje bazna postaja. Kapacitet je ograničen tehnologijom odašiljanja i širinom kanala. U slučaju N korisnika unutar ćelije koji istovremeno imaju uspostavljenu vezu, svatko od njih može dobiti N-ti dio podataka. Ovim jednostavnim razmatranjem lako se može zaključiti da ostvarivanje velikih prijenosnih brzina po pojedinom korisniku biva izglednije ako unutar ćelije imamo manji broj korisnika, a to je slučaj kad ćelija pokriva manji prostor. Pokrivanje manjeg prostora se realizira s manjom snagom odašiljanja. Ovo je osobito izraženo u gradskim područjima u kojima je velika gustoća stanovništva i u kojima je nužno upotrebljavati male ćelije. Ponavljam, manje ćelije znače manji broj korisnika unutar ćelije i veći kapacitet po korisniku. To je razlog postavljanja baznih postaja u naseljenim područjima, a u praksi se pokazuje kao povećan broj antenskih sustava unutar nekog područja.

Možete se pitati zašto tome nije tako u slučaju digitalne zemaljske televizije (ili radija) kada se odašiljači (bazne postaje) nalaze uglavnom izvan naseljenih područja. Razlog leži u činjenici što se radi o različitom obliku komunikacije odnosno prijenosa podataka. Kod televizije govorimo o radiodifuziji, a to je jednosmjerni prijenos istih podataka svim korisnicima. U tom slučaju svaki korisnik (bez obzira na njihov broj) unutar ćelije uvijek može dobiti isti kapacitet ili količinu podataka. Kapacitet se ne dijeli. Znači, ovdje je radi ekonomskih razloga zgodno imati velike ćelije i odašiljači se mogu smještati izvan naselja.

Kod mobilnih (pokretnih) komunikacija to nije moguće ostvariti. Tu svaki korisnik prima i šalje različite podatke i kapacitet unutar ćelije se dijeli. Smještajem baznih postaja izvan naselja ne bi se mogle pružati pouzdane širokopojasne usluge. 

5G označava petu generaciju javnih mobilnih (pokretnih) mreža. Peta generacija mobilnih mreža predstavlja nadogradnju postojećih mobilnih mreža, a omogućena je napretkom i razvojem više tehnologija. Kada bi se trebala objasniti i opisati jednim pojmom, rekli bi da je 5G sveobuhvatna mreža. Ona predstavlja jednu univerzalnu integrirajuću mrežu za različite vrste prometa (usluga) s mogućnošću prijenosa podataka gotovo u stvarnom vremenu (latenciju reda 1 ms). Dakle, posjeduje sposobnost povezivanja svega što nas okružuje te je kao takva ključ realizacije industrije 4.0. Znamo da se industrija 4.0 temelji na konvergenciji postupka umrežavanja (povezivanja) i „pametnih“ sustava. Znači, ako želimo potpunu povezanost s prihvatljivo malim kašnjenjima (u stvarnom vremenu) primorani smo koristiti usluge mobilne mreže pete generacije. 5G mreža predstavlja jedan kompleksan i skupocjen sustav i bit će potrebno dosta vremena da se izgradi. Potrebno je imati na raspolaganju puno baznih postaja, izgraditi razgranatu fiksnu pristupnu optičku mrežu na koju će biti povezane bazne postaje, raspolagati s puno frekvencijskog spektra, koristiti umjetnu inteligenciju (artificial inteligence) za upravljanje i obradu velike količine podataka. Potrebni su i novi koncepti u arhitekturi mreže, kao što su centralizacija i virtualizacija, tj. programski upravljane mreže (Software-Defined Networking, SDN) i virtualizacija mrežnih funkcija (Network Function Virtualization, skr. NFV), potom upotreba računarstva u oblaku (cloud computing) i još puno toga. Sva ova silna tehnologija kako bi mogli istovremeno imati sljedeće tri glavne vrste usluga:

Za poboljšani (unaprijeđeni) mobilni širokopojasni pristup možemo zaključiti da predstavlja prirodnu evoluciju postojeće 4G mreže. Cilj u ovom načinu komunikacije je prvenstveno povećati propusnost mreže kako bi se krajnjem korisniku omogućile brzine veće od 1 Gbit/s. Početna izgradnja 5G mreža uključuje samo ovu funkcionalnost. Internet stvari je koncept koji uključuje povezivanje jako velikog broja raznih uređaja (većinom jednostavnih senzora) uz malu količinu podataka i male zahtijevane prijenosne brzine. URLLC je grana komunikacija kod kojih su najkritičniji parametri kašnjenje i pouzdanost. Primjer takvih usluga su upravljanje i kontrola prometa (primjer komunikacija između vozila), te razni postupci automatizacije u industriji. Osim ovih, bit će moguće definirati i specifične korisnički orijentirane usluge. Uvodi se pojam mreža kao usluga.

Bežično (ili radijsko) sučelje 5G mreže jako je slično 4G mreži, a oblici signala u 4G i 5G su dobiveni istim tehnikama. Kako bi se ispunili postavljeni zahtjevi na mrežu ona će se implementirati na različitim prijenosnim frekvencijama i s različitim širinama kanala. Točnije, implementirat će se tamo gdje ima slobodnog spektra. 5G će u RH raditi na 700 MHz, 3,5 GHz i 26 GHz. Jedina velika novost 5G tehnologije u odnosu na prijašnje bit će ovo „novo“ područje rada na 26 GHz (gdje će se najkasnije i implementirati). Na nižim frekvencijama (700 MHz) mogu se ostvariti veće ćelije odnosno bolje pokrivanje signalom (gušenje signala je slabije, izraženiji je ogib), ali zbog raspoloživih užih širina kanala ostvarive prijenosne brzine ne mogu biti tako izražene. Ovo područje je zgodno za pokrivanje ruralnih područja i prometnica jer tu ne postoji tolika potreba za kapacitetom, a zgodno je i za spajanje senzora. Područje od 3,5 GHz pruža dovoljan kapacitet i tek će se ovdje vidjeti značajnije povećanje brzina u odnosu na 4G. Na žalost operatora, postojeće lokacije baznih postaja (takozvani site-ovi) neće biti dostatne za cjelokupno pokrivanje željenog područja, već će se morati izgraditi i dodatni antenski stupovi (i bazne postaje). Razlog tome je što postojeće generacije mobilnih mreža rade na nešto nižim frekvencijama (800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz). Unatoč tome, operatorima će ovo područje biti jako interesantno (vjerojatno najinteresantnije) za implementaciju. Područje od 26 GHz pruža mogućnosti za „ekstremne“ brzine prijenosa podataka, ali će zbog malog dometa (veliko gušenje, nema komunikacije bez optičke vidljivosti) biti financijski skupo i jako teško ostvariti željena pokrivanja. U početku će se sigurno samo graditi takozvane hot spot točke u gradskim područjima koje će služiti za demonstraciju moći (brzine) nove tehnologije. Tek nakon dužeg vremenskog odmaka i velikih financijskih ulaganja moći će se ostvariti neko „značajnije“ pokrivanje signalom na 26 GHz.

Značajna novina 5G mreža u odnosu na prethodne generacije, u radijskom dijelu mreže, odnosi se na korištenje naprednijih i složenijih antenskih sustava koji omogućavaju fokusiranje signala prema korisniku. Ta tehnika dolazi do izražaja u područjima od 3,5 i 26 GHz. Na frekvenciji 700 MHz nema nekih značajnijih razlika u performansama između 4G i 5G mreže. 

Valovi predstavljaju širenje nekog poremećaja kojim se prenosi energija. Energija koju valovi prenose može se širiti kroz neki medij (mehanički valovi), a može se širiti i kroz prostor u kojem nema nikakve materije (elektromagnetski valovi). Osim spomenutih valova postoje i gravitacijski valovi, valovi materije. Zadržat ćemo se samo na elektromagnetskim valovima jer se oni rabe u bežičnim komunikacijama. Važno je naglasiti da svako tijelo koje je zagrijano na neku temperaturu zrači elektromagnetske valove. Elektromagnetski valovi dobili su ime po tome što se sastoje od titranja električnog i magnetskog polja. Elektromagnetski valovi se u slobodnom prostoru šire brzinom svijetlosti. Karakteriziramo ih pomoću valne duljine, periode, frekvencije, amplitude (razine). Broj brjegova ili dolova vala, nastalih u određenom vremenu, naziva se frekvencija vala (jedinica Hz) i obrnuta je od periode. Valnu duljinu i frekvenciju povezuje brzina širenja vala, odnosno ona je jednaka njihovom umnošku. Dakle, ako val ima jako visoku frekvenciju onda ima kratku valnu duljinu i obrnuto. Tako na primjer možemo reći da val ima frekvenciju 1 GHz ili valnu duljinu od 30 cm. Elektromagnetske valove dijelimo (podjela je u odnosu na njihovu frekvenciju) na radiovalove, infracrveno zračenje, vidljivu svijetlost, ultraljubičasto zračenje, rendgensko zračenje, gama zračenje. Svi ovi valovi imaju neka svoja specifična svojstva i različito se ponašaju, posebno u interakciji s predmetima i tijelima. Kod elektromagnetskih valova razlikujemo ionizirajuće i neionizirajuće zračenje. Pojam zračenja obično ima negativnu konotaciju, ali se u ovom slučaju odnosi na frekvenciju elektromagnetskog vala. Ionizirajuće zračenje (ono na jako visokim frekvencijama koje ne rabimo za bežičnu komunikaciju) posjeduje dovoljnu energiju (kvantnu energiju) za ionizaciju molekula u ljudskom organizmu te može doći do oštećenja stanica i nasljednih informacija sadržanih u kromosomima. (Naravno, to ovisi o razini izloženosti.) Primjeri ionizirajućeg zračenja su gama zrake, rendgenske zrake (imaju frekvencije ≈ 10¹⁶ do 10²⁰ Hz). Na frekvencijama koje rabimo u bežičnim komunikacijama energijski su kvanti puno, puno manji (više od milijun puta) pa nema ionizirajućeg efekta. Zato se takvo zračenje naziva neionizirajućim. Nužno treba razlikovati pojam kvanta energije (ovisi o frekvenciji; pojam iz kvantne fizike koji govori da je to najmanja, nedjeljiva količina energije koju može emitirati ili apsorbirati neka atomska jezgra, atom ili molekula) i energije elektromagnetskog vala (koja ovisi o razinama električnog i magnetskog polja). U komunikacijama smo fokusirani na prijenos energije elektromagnetskog vala (signala) kojeg odašiljemo i primamo antenama. Važno je istaknuti da snaga elektromagnetskog vala u prosjeku opada s kvadratom udaljenosti. To znači da se udaljavanjem od izvora zračenja s 10 cm na 1 m snaga smanji za 100 puta.

Oblik signala u petoj generaciji mobilnih sustava sličan je obliku signala iz 4G, ali isto tako sličan je signalima koji se rabe u Wi-Fi-ju (bežičnoj lokalnoj mreži), digitalnoj zemaljskoj televiziji, digitalnom zemaljskom radiju. Svi ti sustavi rade na različitim frekvencijama (ili valnim duljinama), imaju različite snage, različite širine kanala. (Ali, sve su to radiovalovi). Znači ako usporedimo djelovanje 5G signala u odnosu na ono 4G signala iste razine i bliske frekvencije, ne možemo govoriti o povećanom riziku. Tehnologija 5G nije ništa opasnija od postojećih bežičnih komunikacijskih tehnologija uz istu razinu izloženosti. Mehanizmi djelovanja 5G mreža u području 700 MHz i 3,5 GHz ne razlikuju se od ostalih bežičnih tehnologija, a novina je područje rada od 26 GHz. S porastom frekvencije dubina prodiranja u ljudski organizam sve je manja, tako da je efektu zagrijavanja izložena samo koža. Ovaj efekt nije posljedica tehnologije nego frekvencije rada. Javnost drži visoke frekvencije posebnom ugrozom, međutim prodiranje elektromagnetskih valova (neionizirajućih) u tijelo je manje, pa time i djelovanje na tkiva i unutarnje organe. Još jednom napominjem kako i ova frekvencija od 26 GHz spada u neionizirajuće zračenje (još uvijek je ta frekvencija više od milijun puta manja od frekvencije ionizirajućeg zračenja).

Osnovni učinak neionizirajućeg zračenja, na frekvencijama na kojima rade uređaji pokretnih komunikacija, je zagrijavanje tkiva. Ovaj učinak je u potpunosti znanstveno obrađen i dokazan. Za kvantni učinak (ionizaciju) ti valovi ne posjeduju dovoljnu energiju. Glavna mjera zaštite sastoji se u držanju adekvatne udaljenosti od izvora zračenja. 

Odgovore na pitanja o štetnosti i utjecaju elektromagnetskih valova na ljudski organizam trebaju prvenstveno dati liječnici, molekularni biolozi. Na osnovu njihovih istraživanja utvrđuje se dozimetrija (dozvoljene razine izloženosti). Dozimetrija sigurno nema veze s korištenom generacijom mobilnih sustava. Ako smo do sada smatrali (definirano i određeno pravilnikom i zakonom) da izloženosti koje su manje od definiranih granica nisu štetne, uporaba novih tehnologija (5G), uz zadržavanje istih granica, ne mijenja ništa na stvari.

Valja biti iskren i reći da je jako teško provoditi ovu vrstu istraživanja (utjecaj elektromagnetskog zračenja na ljudski organizam). Ne mogu se raditi eksperimenti na ljudima, a preslikavanje rezultata dobivenih istraživanjima na životinjama na ljude nije jednoznačno. Dovesti statističku analizu pojavljivanja oboljenja kod ljudi u vezu s utjecajem elektromagnetskog zračenja je isto zahtjevan postupak. Naime, teško je napraviti dovoljno veliku kontrolnu skupinu ispitanika kod koje će se moći isključiti ostali utjecaji na zdravlje (npr. zagađenost zraka i vode, zagađenost hrane).

Postoje brojne studije i brojni rezultati. Najveći problem predstavlja činjenica da postoji nemogućnost reprodukcije istraživanja i dobivanja istih rezultata. Znamo da se svako znanstveno istraživanje temelji na ponovljivosti. Jednostavnije rečeno, rezultat istog znanstvenog pokusa mora biti uvijek isti bez obzira na broj ponavljanja pokusa. 

Kao što je već  spomenuto u prijašnjim objašnjenjima, 5G tehnologija je samo jedna u nizu bežičnih tehnologija koje se koriste za prijenos informacija (kao i sve ostale generacije mobilnih mreža, Wi-Fi, digitalna zemaljska televizija i radio, Bluetooth, LoRa i brojne druge tehnologije). Učinak na organizam ne ovisi o nazivu tehnologije nego o snazi i frekvenciji signala. Iz tog razloga nema smisla zabranjivati 5G. Potrebno je nastaviti voditi brigu o zaštiti od elektromagnetskog zračenja i slijediti najnovija znanstvena dostignuća i pozitivnu praksu iz najnaprednijih društava. 

Ono novo što donosi 5G je podrška realizaciji industrije 4.0 i ostvarivanje različitih vrsta prometa (usluga) s mogućnošću prijenosa podataka gotovo u stvarnom vremenu. Punom realizacijom 5G mreža (ne samo poboljšanim širokopojasnim pristupom) ostvaruju se preduvjeti za daljnji tehnološki napredak društva. Zabraniti 5G značilo bi biti uskraćen za nove napredne usluge, smanjiti zaradu i konkurentnost tvrtki, prihode pojedincima, državi, a i društvu.

Živimo u demokraciji i bit će onako kako odluči većina, a na meni je da sa svojim stručnim znanjem predočim javnosti činjenice i olakšam izbor. Nažalost, racionalnost nekada ne stanuje kod ljudi.