5G NR (New Radio) je skratka pre piatu generáciu mobilných telekomunikačných technológií, ktorá je momentálne vo fáze implementácie v mnohých krajinách sveta.

Aktuálna situácia dostupnosti 5G sietí v jednotlivých krajinách
Zdroj: Wikipedia

Aktuálne frekvenčné pásma siete 5G a ich obsadenosť
Zdroj: Wikipedia

 V pásme 3400 - 3800 MHz sa často používa technológia "beamforming massive MIMO" s anténnymi jednotkami so smerovým ziskom 25 dBi a výkonmi vysielačov 80, 120 alebo 200 W. Celkový vyžiarený výkon v hlavnom laloku môže dosiahnuť 15 až 60 kW. Základňové stanice 5G siete v pásmach 3400 - 3800 MHz môžu teda dosiahnuť omnoho väčšie výkony, než základňové stanice v iných pásmach.

Vysielače 5G siete v konečnom dôsledku môžu predstavovať omnoho vyššiu expozíciu obyvateľstva, než len pridanie novej generačnej vrstvy.
Pojednáva o tom aj dokument ZTE 5G Massive-MIMO EMF Solution

Ukážky spektrálnej analýzy nájdete v sekcii Identifikácia zdrojov.

Aktuálne využitie frekvenčného spektra pre mobilné siete

700 MHz	28 FDD uplink ↑				28 FDD downlink ↓
	10	10	10	...	10	10	10
	703	713	723	733	758	768	778	788

800 MHz	20 FDD downlink ↓				20 FDD uplink ↑
	10	10	10	...	10	10	10
	791	801	811	821	832	842	852	862

900 MHz	8 FDD uplink ↑															8 FDD downlink ↓
	9.9	6	6	3	3					1.8				1.3	...	9.9	6	6	3	3					1.8				1.3
	880	890	896.1												915	925	935	941.1												960

1800 MHz	3 FDD uplink ↑								3 FDD downlink ↓
	15	5	15	5	15	5	15	...	15	5	15	5	15	5	15
	1710		1730		1750		1770	1785	1805		1825		1845		1865	1880

2100 MHz	1 FDD uplink ↑				1 FDD downlink ↓
	20	20	20	...	20	20	20
	1920	1940	1960	1980	2110	2130	2150	2170

2600 MHz	7 FDD uplink ↑		38 TDD ⇅	7 FDD downlink ↓
	30	40	50 MHz	30	40
	2500	2530	2570	2620	2650	2690

3500 MHz	42 TDD ⇅
	Slovanet 30	60 MHz	110 MHz
	3400	3430	3490	3600

3700 MHz	43 TDD ⇅
	120 MHz	40	40
	3600	3720	3760	3800

Orange

Telekom

O2 (Telefonica)

4ka (Swan)

regionálni operátori

---

Vízia
   Každej novej mobilnej generácii sú zvyčajne priradené nové frekvenčné pásma, avšak v súčasnosti je už vo voľnom frekvenčnom pásme pomerne málo priestoru pre väčšie šírky pásma nových kanálov, vhodných pre pozemné a mobilné vysielače. Super-rýchla mobilná sieť zahŕňa novú generáciu malých, husto zoskupených buniek, ktoré by mali poskytnúť súvislé pokrytie minimálne v mestských aglomeráciách. Vyžaduje to však prístup k frekvenčnému spektru nad 6 GHz. Tzv. "milimetrové vlny" v pásme 20-80 GHz a použitie viacerých antén (MIMO = Multiple Input - Multiple Output) umožňujú veľmi veľkú šírku pásma pre rádiové kanály, schopnú podporovať rýchlosti prenosu dát až do 10 Gb/s. Spojenia by predstavovali "krátke" bezdrôtové trasy na konci miestnych optických káblov.
  5G je predstavovavá ako nová, technicky vyspelá verzia systému bezdrôtovej komunikácie LTE (4G), ktorej vývoj začal niekde v ére nástupu technológie 3G. Časom bude používať rôzne prenosové frekvencie a modulácie na prenos informácií. Niektoré z týchto nosných frekvencií (vlnových dĺžok) prechádzajú stavebnými materiálmi do budov ľahšie, iné ťažšie. Všetky však budú absorbované živými bytosťami.

 

 

Prečo 5G? Predovšetkým mobilné zariadenia a stále väčšie nároky na množstvo prenesených dát

  Budúcnosť 5G spočíva vo využívaní submilimetrového vlnového spektra, ktoré ponúka oveľa väčšiu kapacitu. Technicky to zahŕňa rozsah 30-300 GHz, ale častejšie sa uvažuje o pásmach nad 24 GHz. 24.25-27.5 GHz bolo identifikované ako tzv. "priekopnícke pásmo". Zjednodušene sa pásmo 24 - 28 GHz považuje za najpravdepodobnejšieho kandidáta na skutočný globálny štandard 5G.

Niektoré typy siete 2G (GSM) budú ešte aj naďalej podporované. Stále poskytujú najefektívnejšie pokrytie vidieckych oblastí pre hlasové a textové správy s pomerne nízkym výkonom. Sú tiež široko používané vo veľkom počte existujúcich automatizovaných alarmov a dátových systémov, ktoré nebude ľahké konvertovať na 4G. Vo väčšine krajín je 3G vypnuté už skôr než 2G.

Prvé verejné sub-/milimetrové siete sa budujú v oblastiach s vysokou populačnou hustotou. Pokročilé systémy technológie 5G vyžadujú nasadenie miliónov malých základňových staníc s nízkym výkonom v tesnej blízkosti domácností a je otázne, či je to finančne výhodné. Vo väčšine oblastí, kde už je položený kábel s optickými vláknami, je pravdepodobnejšie, že implementácia piko-buniek základňových staníc 5G bude priamo v routeroch, ktoré majú ľudia vo svojich domovoch.

  Pre technológiu 5G je v rámci svetovej infraštruktúry zatiaľ vyhradených 71 potenciálnych frekvenčných pásiem v rozsahu 453 až 6000 MHz (6 GHz) - mnohé z nich sa už v súčasnej dobe používajú pre mobilnú komunikáciu, niektoré však nie sú k dispozícii vo všetkých krajinách.

• Vrstva širokého pokrytia
600 MHz, 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1500 MHz, 2100 MHz, 2300 MHz a 2600 MHz

• Kapacitná vrstva
Európa: 3.4 - 3.8 GHz
Čína: 3.3 - 3.6 GHz, 4.4 - 4.5 GHz, 4.8 - 4.99 GHz
Japonsko: 3.6 - 4.2 GHz, 4.4 - 4.9 GHz
Kórea: 3.4 - 3.7 GHz
USA: 3.1 - 3.55 GHz, 3.7 - 4.2 GHz

• Vrstva s vysokou dátovou priepustnosťou
(stožiar-stožiar, úzke lokálne pokrytie v husto urbanizovaných oblastiach)

  Pribudli úplne nové frekvenčné pásma (600 - 800 MHz), ktoré doposiaľ obsadzovala terestriálna TV a niektoré frekvenčné pásma prešli reformou (viď obr.) Ďalším potenciálnym frekvenčným rozsahom je 66 - 76 GHz. Toto pásmo bezprostredne susedí s pásmom vysokorýchlostného Wi-Fi/WiGig (57 - 66 GHz).

Zoznam frekvenčných pásiem pôvodne schválených pre IMT-2020 (5G)

---

Šírenie milimetrových vĺn
  Bežne používané „mikrovlny" sú definované ako elektromagnetické vlny s vlnovými dĺžkami od 1 m do 10 mm (300 MHz až 30 GHz) - hoci z názvu by vyplývalo, že ide o "mikrometrové" vlnové dĺžky - čo však nie je pravda. "Milimetrové" vlny popisujú oveľa vyššie frekvencie, ktoré majú výrazne menší efektívny dosah a nie veľmi dobre prenikajú do budov. Ponúkajú však oveľa väčšiu šírku pásma („zmestí“ sa na ne viac informácií). Ich vlnové dĺžky sú dlhšie ako infračervené vlny, ale kratšie ako bežné "mikrovlny" (od 10 mm do 1 mm, čo predstavuje frekvencie 30 GHz až 300 GHz). Jednotlivé nosné frekvencie vhodné pre 5G majú rôzne vlastnosti, pričom niektoré budú prenášať dáta cez steny a iné prekážky, zatiaľ čo iné nosné frekvencie budú môcť byť použité len na krátke vzdialenosti s priamou viditeľnosťou vysielača a prijímača, ale za to v krátkom čase prenesú obrovské množstvo informácií. Nakoľko v súčasnosti nie sú k dispozícii žiadne mobilné zariadenia, ktoré by mohli používať "milimetrové" vlnové dĺžky, bude počiatočná verejná sieť 5G využívať nosné frekvencie menšie ako 6 GHz.

  Charakteristika šírenia milimetrových vĺn je úplne odlišná od mikrovĺn v pásme do 6 GHz. Dosiahnuteľné vzdialenosti na prenos dát sú podstatne menšie a signály neprejdú cez steny a do iných častí budov. Milimetrové vlny budú pravdepodobne použité pre vonkajšie pokrytie pomocou hustých sietí, napr. v uliciach mesta. Rádius buniek môže byť v rozmedzí 200 až 300 m. Ďalším z problémov milimetrových vĺn je náchylnosť na rušenie prírodnými podmienkami, napr. dažďom alebo snehom. Môže to spôsobiť značné zníženie úrovne signálu po celý čas trvania zrážok a zníženie pokrytia v určitých obdobiach. Celkovo však možno povedať, že 5G siete s hustým pokrytím nie sú krokom vpred k ekologickým zajtrajškom, skôr práve naopak.
  Voda je veľmi dobrý absorbent milimetrových vĺn. Vlhký cement pohltí takmer všetky milimetrové vlny, ktoré dopadnú na jeho povrch. Ľudia a zver absorbujú 100% energie milimetrových vĺn, ktoré ich zasiahli.
Či milimetrové vlny preniknú do domov, závisí od mnohých faktorov. Vlny s frekvenciou nad 30 GHz môžu napr. prechádzať cez dlhé štrbiny, ktoré sú v rámoch plastových okien, nakoľko pokovoné jadrá okien sú obklopené len PVC výstužami. Kov odráža milimetrové vlny tak efektívne ako "mikrovlny", ale napr. sieťky už natoľko účinné nie sú, pretože kratšie vlnové dĺžky ľahšie prekĺznu medzi drôtmi sieťky.

Frekvenčné plánovanie a meranie intenzity 5G sietí
  Frekvenčné pásma v desiatkach GHz sú určené pre lokálne obmedzené aplikácie. Medzinárodne propagované pásmo 24 - 28 GHz prezentované na Fóre globálnej širokopásmovej mobility v Londýne jasne preukázalo fyzické limity, akonáhle bola priama viditeľnosť medzi vysielačom a prijímačom čo len čiastočne narušená. Frekvencie do 86 GHz sa berú do úvahy len pri aplikáciách na veľmi krátke vzdialenosti.

  Fyzikálne zákony platia aj pre 5G a dodávatelia hardvéru na to odpovedajú. Predovšetkým ide o väčší útlm signálu vo voľnom priestore. Z pohľadu poskytovateľa "väčší útlm" znamená "viac energie a vyššie náklady". Komerčný dôsledok: používa sa vždy najnižšie frekvenčné pásmo (ktoré momentálne využívame pri 2G / 4G a dvoch pásmach Wi-Fi). Horné pásma v rozmedzí do 70 GHz zostávajú v dlhodobom horizonte vyhradené pre priame vizuálne pripojenie - s pozitívnym vedľajším účinkom pre obyvateľstvo: štyri steny stavieb ponúkajú pomerne dobrú ochranu voči expozícii.

 Situácia je podobná, pokiaľ ide o typ modulácie, ktorú používa 5G: V skutočnosti by sa očakávali neustále rastúce pomery medzi špičkovými a efektívnymi intenzitami (činiteľ výkyvu). 5G používa moduláciu RF nosiča pomocou komplexných QAM subnosičov (kvadratúrna amplitúdová modulácia). Výrobcovia čipov sa však navzájom literárne snažia prezentovať nové metódy, ktoré obmedzujú tento pomer na maximálne 10 dB, pretože každý ďalší decibel zvyšuje náklady na cenu a prevádzku základňových staníc a tým náklady pre mobilných operátorov.

Dôležité informácie o technológii 5G nájdete názorne zhrnuté v nasledujúcom videu:

 

---

Expozícia z 5G a účinky na živé organizmy
  Zhrňme si, aké rôzne riziká predstavuje technológia 5G, sub-/milimetrové vlny a implementácia "malých" základňových staníc vo veľkej hustote (tzv. "small cells").

14 dôležitých faktov

1. "Malé" základňové stanice pre sieť 5G môžu byť potenciálne inštalované na:

• stĺpy pouličného osvetlenia
• stožiare elektrických rozvodov
• verejné odpadkové koše
• verejné lavičky
• autobusové zastávky a prístrešky
• steny budov

2. Intenzita žiarenia z týchto "malých" základňových staníc nebude "malá"
  Anténne systémy emitujú mikrovlny, sú to vysielače. Každý nový anténny systém môže mať viac ako tisíc miniantén, vysielajúcich súčasne.

Prečítajte si publikovaný výskum o 5G, "malých" základňových staniciach a zdraví

3. Milióny "malých" základňových staníc budú pravdepodobne umiestnené na súkromných pozemkoch. Môže ísť o steny budov, predzáhradky alebo uzavreté dvory

4. 5G pridáva ďalšiu vrstvu, ktorá nenahrádza predchádzajúcu generáciu mobilnej siete
  5G využíva bežné telekomunikačné pásma, ktoré boli už vyhradené a využívané pre 2G a 4G a pridá ďalšie pásma. Výsledok budú väčšie expozície, viac využitých frekvenčných pásiem, vrátane pásiem submilimetrových a milimetrových vlnových dĺžok. Tie poslúžia na zlepšenie rýchlosti prenosu údajov.

5. Komunity (mestá, mestské časti, samosprávy, vlastníci, prenajímatelia) môžu prísť o svoje práva rozhodovať o nasadení technológie 5G
  "Zjednodušenie" povoľovania telekomunikačných stavieb znamená takmer automatické schválenie. Verejné oznámenia a verejné diskusie nie sú akceptované. Dokonca i keby každý majiteľ domu v bloku oponoval voči umiestneniu technológie na svojom majetku, verejný záujem býva uprednostnený.

6. Kumulatívna denná expozícia rádiofrekvenčným poliam je spojená s vážnymi účinkami na zdravie
  "Efekty zahŕňajú zvýšené riziko nádorových ochorení, bunečný stres, zvýšenie počtu škodlivých voľných radikálov, genetické poškodenie, štrukturálne a funkčné zmeny reprodukčného systému, deficiencie učenia a pamäti, neurologické poruchy a negatívne vplyvy na všeobecné blaho".
  Široká verejnosť postráda dostatok informácii o vedeckých publikáciách, ktoré naznačujú, že expozície bezdrôtovým technológiám môžu spôsobiť rakovinu, ovplyvňovať vývoj mozgu a poškodiť spermie. Nadmerná expozícia žiareniu zo základňových staníc je tiež spojená s bolesťami hlavy, zmenami hormónov, problémami s pamäťou a so spánkom.
  Revidovaný dokument publikovaný v environmentálnom magazíne dospel k záveru, že súčasné vedecké dôkazy podporujú záver, že mobilné telefóny a bezdrôtové (rádiofrekvenčné) technológie (RFR) spôsobujú rakovinu.

Väčšina populácie si tiež neuvedomuje, že bezdrôtové technológie neboli nikdy testované na dlhodobú bezpečnosť a to ani desať rokov po tom, čo boli tieto technológie prvýkrát predstavené.

Prečítajte si ďalšie publikované štúdie

7. Vedci tvrdia, že rádiofrekvenčné žiarenie je ľudský karcinogén
  Vedci publikovali závery založené na súčasnom poznaní, že rádiofrekvenčné žiarenie je ľudský karcinogén. V roku 2018 boli publikované výsledky dvojročného vedeckého výskumu najrozsiahlejšej americkej štúdie na myšiach a krysách. Štúdia Národného toxikologického programu (NTP) USA naznačuje "jasné dôkazy karcinogenity" a poškodenie DNA.
  NTP štúdia zistila, že u samcov potkanov, exponovaných počas dvoch rokov žiarením z mobilného telefónu, sa významne zvýšil počet gliómov (karcinómov mozgu), rovnakých typov nádorov, ako u dlhodobých používateľov mobilných telefónov a zaznamenala výskyt neobvyklých schwannových bunkových nádorov. NIH/NTP prezentácia výsledkov naznačuje, že "expozícia RFR má potenciál vyvolať merateľné poškodenie DNA za určitých podmienok expozície." Tlačová správa

8. Antény základňových staníc v blízkosti nehnuteľností znižujú ich realitnú hodnotu
  Štúdie ukazujú, že hodnoty nehnuteľností klesnú až o 20% v blízkosti vysielačov mobilných sietí.

Pozrite si štúdie, ktoré poukazujú na stratu hodnoty nehnuteľností kvôli vysielačom v ich blízkosti

9. Kábel a optika je riešením a bezpečnou alternatívou
  Mnohé regióny v celosvetovom meradle investujú do káblových a optických pripojení, ktoré sú bezpečnejšie, rýchlejšie, spoľahlivejšie a poskytujú väčšiu prenosovú kapacitu. Prečítajte si článok "Opätovné objavovanie káblov: budúcnosť pevných liniek a sietí", ktorého autorom je Národný inštitút pre vedu, právo a verejnú politiku USA

10. Bezdrôtový priemysel varuje investorov pred rizikami, ale zanedbáva informovanie spotrebiteľov a populácie žijúcej v blízkosti technologických zariadení
  Spoločnosť Crown Castle vo svojej výročnej správe 2016 oznamuje: "Pokiaľ sa preukáže, že emisie rádiových frekvencií z mobilných telefónov alebo zariadení našej bezdrôtovej infraštruktúry spôsobuje negatívne účinky na zdravie, potenciál budúcich pohľadávok by mohol nepriaznivo ovplyvniť naše transakcie, náklady alebo výnosy... V súčasnosti nedisponujeme žiadnym významným poistením v súvislosti s týmito záležitosťami."

Prečítajte si výročné správy s podobným varovaním od ďalších spoločností z oblasti bezdrôtovej komunikácie

11. Základňové stanice a vysielače v blízkosti našich domovov ovplyvňujú náš spánok
  Rádiofrekvenčné žiarenie mení vzory spánku v replikovanom výskume u zvierat i ľudí. Napríklad štúdia na zvieratách zistila, že hodina expozície RFR spôsobila hodinové oneskorenie fázy hlbokého spánku u potkanov. Štúdie na ľuďoch zistili, že expozícia znižuje hĺbku spánku, mení signál EEG a má za následok zmenený výkon.
  Ďalšia publikovaná štúdia Zothansiama a kol., 2017 porovnáva ľudí žijúcich v malej a väčšej vzdialenosti od základňových staníc a zistila, že osoby žijúce v kratšej vzdialenosti mali zmeny v krvi, ktoré predikujú vývoj karcinómu. Pozrite si kompiláciu výskumu s témou expozície zo základňových staníc

12. Rádiofrekvenčné žiarenie negatívne vplýva na vtáky a včely
  Zverejnený výskum zisťuje, že tieto polia ovplyvňujú voľne žijúce zvieratá. Štúdie zistili, že dochádza ku zmene v navigačných schopnostiach vtákov a rušeniu včelích kolónií. Výskum tiež ukazuje vplyv na stromy a rastliny.

13. Viaceré krajiny, ako Čína, India, Poľsko, Rusko, Taliansko a Švajčiarsko majú prísnejšie ochranné expozičné limity, než zvyšok sveta
  Podľa správy Medzinárodnej Telekomunikačnej Únie (ITU), prísnejšie ochranné limity expozície neumožňujú v týchto krajinách plné nasadenie technológie 5G, pretože expozície z 5G by mohli prekročiť ich limitné úrovne. Tieto krajiny vyvolávajú veľké a "kritické obavy" pre globálny telekomunikačný priemysel, ktorý v reakcii na to vynaložil úsilie v oblasti verejných vzťahov s cieľom odstrániť tieto obmedzenia. Mnohé krajiny sa však držia pevne svojich limitných úrovní.

• Prečítajte si "Vplyv limitov EMP na zavedenie siete 5G". PowerPoint prezentácia od spoločnosti Ericsson, ktorá uvádza, že zavedenie technológie 5G je "hlavným problémom" až "úplne nemožným" kvôli niektorým krajinám
• Prečítajte si správu Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU) z roku 2018 "Vplyv limitov expozície RF-EMP prísnejších ako smernice ICNIRP / IEEE na rozmiestnenie mobilných sietí 4G a 5G", v ktorom sa uvádza: "Expozičné limity rádiofrekvenčného elektromagnetického poľa (RF-EMP) kriticky ohrozujú záujmy o ďalšie rozširovanie bezdrôtových sietí, najmä v krajinách, regiónoch a dokonca aj v konkrétnych mestách, kde sú limity RF-EMP výrazne prísnejšie, než tie, ktoré stanovuje Medzinárodná komisia pre ochranu pred neionizujúcim žiarením (ICNIRP) alebo Inštitút elektrotechniky a elektroniky (IEEE). Tento problém v súčasnosti postihuje niekoľko krajín ako Čína, India, Poľsko, Rusko, Taliansko a Švajčiarsko, regióny Belgicka alebo mestá, akým je Paríž. Výsledky simulácie naznačujú, že tam, kde sú limity RF-EMP prísnejšie ako smernice ICNIRP alebo IEEE, budovanie kapacitnej siete (akými sú 4G a 5G) môže byť kriticky obmedzené a môže zabrániť riešeniu rastúceho dopytu po dátovej prevádzke a spusteniu nových služieb v existujúcich mobilných sieťach."

14. Ľudská pokožka "vníma" milimetrové vlny
  Vedci zistili, že menšie vlnové dĺžky, ktoré sú určené predovšetkým pre 5G technológiu, sú prednostne absorbované v potných kapilárach. Prečítajte si publikovanú štúdiu "Modelovanie absorpcie sub-THz žiarenia ľudskou pokožkou. Ľudská koža ako prijímač sub-THz - Predstavuje 5G nebezpečenstvo alebo nie?"

Pozrite si zoznam vyhlásení lekárov a zdravotníckych organizácií

Zaujímavá je aj video prednáška o potenciálnych rizikách submilimetrových expozícií na ľudské zdravie: