Każde połączenie telefoniczne, wysłana wiadomość czy obejrzany film online to w praktyce przesyłane dane. Informacje – głos, tekst czy obraz – są zamieniane na postać cyfrową i przesyłane za pomocą fal elektromagnetycznych, które stanowią podstawę działania sieci mobilnych.
Fale te różnią się między sobą częstotliwością, czyli liczbą drgań na sekundę (mierzoną w hercach, Hz). To właśnie częstotliwość decyduje o tym, jak daleko sygnał może dotrzeć, jak dobrze przenika przez przeszkody oraz jak dużo danych może jednocześnie przesłać.
Różne częstotliwości – różne zastosowania
Poszczególne pasma częstotliwości mają odmienne właściwości. Operatorzy telekomunikacyjni korzystają z różnych zakresów, z których każdy ma swoją specyfikę, pełni inną rolę w sieci i znajduje inne zastosowanie biznesowe:
Niskie częstotliwości (700–900 MHz) – zapewniają duży zasięg i dobrze przenikają przez ściany czy drzewa. Dzięki nim możliwe jest pokrycie sygnałem rozległych obszarów, takich jak tereny wiejskie, drogi, otwarte przestrzenie i dotarcie do wnętrz naszych domów czy mieszkań.
Średnie częstotliwości (1800–2600 MHz) – łączą dobry zasięg z większą pojemnością sieci, dlatego są szeroko wykorzystywane w miastach i miejscach o umiarkowanym ruchu, są to uniwersalne pasma dla obszarów o średnim zaludnieniu.
Wysokie częstotliwości (powyżej 3400 MHz) – zapewniają ogromną przepustowość i superszybki internet, ale ich zasięg jest znacznie krótszy (często kilkaset metrów). Idealne do gęsto zaludnionych centrów miast, gdzie liczy się każdy megabit, lecz wymagają gęstszej sieci stacji bazowych.
Kto zarządza częstotliwościami?
Fale radiowe są cennym i ograniczonym zasobem tzw. dobrem rzadkim, którego potrzebujemy, ale nie ma go pod dostatkiem, dla każdego i w nieograniczonej ilości, a ich użycie jest ściśle regulowane przez państwo. W Polsce nadzór sprawuje Urząd Komunikacji Elektronicznej. UKE przydziela pasma częstotliwości różnym podmiotom, w różnych celach. Część z pasm jest zarezerwowana np. wyłącznie dla służb mundurowych czy lotnictwa.
Zgodnie z zasadą tzw. neutralności technologicznej, operator ma swobodę w wyborze technologii, którą uruchomi na wybranym paśmie. Może też zmieniać ich przeznaczenie w czasie (poprzez tzw. refarming), dostosowując sieć do potrzeb klientów i rozwoju technologii.
Istnieją jednak pewne zakresy fal, które – ze względu na swoje naturalne właściwości – zostały na poziomie międzynarodowym przeznaczone do konkretnych celów, na przykład do budowy sieci 5G. Dzięki temu m.in. sprzęt i sieci działają spójnie w różnych krajach.
Jak operatorzy pozyskują częstotliwości?
Dostęp do pasm częstotliwości operatorzy uzyskują poprzez aukcje organizowane przez regulatora, czyli przez Urząd Komunikacji Elektronicznej. Wygranie aukcji wiąże się z koniecznością uiszczenia opłat za użytkowanie pasma, ale także z dodatkowymi zobowiązaniami – na przykład koniecznością zapewnienia zasięgu określonej części kraju w wyznaczonym czasie. Realizacja tych zobowiązań jest następnie kontrolowana przez regulatora, który rozlicza operatorów z ich wypełnienia.
Antena ma znaczenie
Do różnego zakresu częstotliwości operator zazwyczaj wykorzystuje inny typ anteny. Większe anteny stosuje się w przypadku niższych pasm, natomiast mniejsze i bardziej zaawansowane anteny idealnie sprawdzają się w technologii 5G, zwłaszcza w paśmie C. O tych różnicach i ich wpływie na zasięg napiszemy szerzej w kolejnym tekście.
Dlaczego potrzebne są różne pasma?
Żadna pojedyncza częstotliwość nie jest w stanie zapewnić jednocześnie szerokiego zasięgu i bardzo wysokiej prędkości transmisji. Dlatego tak istotne jest, żeby operatorzy mogli korzystać z wielu pasm jednocześnie.
Dzięki temu mogą budować sieci, które:
- obejmują zasięgiem zarówno duże miasta, jak i mniejsze miejscowości
- zapewniają stabilne połączenia wewnątrz budynków
- oferują szybki internet tam, gdzie korzysta z niego najwięcej osób
W praktyce oznacza to lepszą jakość usług dla użytkowników – niezależnie od tego, gdzie się znajdują i jak intensywnie korzystają z sieci.
Zaletą najnowszych urządzeń telekomunikacyjnych np. takich jak smartfony czy routery jest możliwość agregacji kilku pasm częstotliwości, czyli możliwość połączenia ze sobą kilku częstotliwości zapewniając tym samym dużą przepustowość i szybki internet.