Rychlejší mobilní internet pro všechny je pět let daleko

K čemu ještě rychlejší mobilní internet? Současné LTE nabízí rychlosti, které přesahují průměrnou rychlost domácího internetu a omezené datové tarify mohou při využití maximální rychlosti spotřebovat dostupný limit v řádu minut. Touha po větší rychlosti ale zůstává.

Mobilní operátoři a výrobci mobilních zařízení se předhánějí v tom, kdo ukáže lepší koncept sítě 5. generace, kdo nabídne gigabitové rychlosti na větší vzdálenost a kdo nejlépe ukáže, jak důležitá je nejen vyšší přenosová rychlost, ale také menší zpoždění při přenosu signálu. Rozdíl v takzvané latenci lze snadno vysvětlit − je to podobné, jako když sledujete fotbal přes satelit a soused přes obyčejné pozemní digitální vysílání − podle jeho křiku ­"góóóól" snadno poznáte, co na vaší obrazovce teprve přijde.

Možnosti využití sítí páté generace ale budou mnohem rozsáhlejší než jen schopnost přenášet video v podstatě v reálném čase. Samsung a Deutsche Telekom (T-Mobile) na veletrhu Mobile World Congress ukazovaly přínos minimálního zpoždění (latence) signálu na praktickém příkladu robotické paže, která se snažila zachytit padající míček na základě videa přenášeného přes prototyp sítě páté generace a přes LTE. Robot byl schopný včas zareagovat pouze v novém typu sítě.

Fenomén, který neexistuje

Další typický příklad přínosů nové generace mobilních sítí hovoří o velkých sportovních nebo kulturních akcích, jako jsou megakoncerty pro desítky tisíc lidí − zatímco i 4G síti při takovém zařízení dojde dech, sítě označované jako 5G by měly zvládnout až stonásobný počet připojených zařízení. Vysoké přenosové rychlosti spolu s nízkou latencí pak mají umožnit využívání virtuální reality v rámci mobilních sítí nebo bezpečné fungování automobilů bez řidiče, u nichž je zásadní co nejrychlejší doručení a zpracování informací podobně jako v případě robota, který chytá míček − ale s mnohem vážnějšími důsledky.

Sítě páté generace byly centrem pozornosti na veletrhu Mobile World Congress. Huawei, Samsung, Qualcomm, Nokia i operátoři jako korejský SK Telecom nebo China Telecom v Barceloně ukazovaly prototypy zařízení, která umějí vysílat a přijímat signál 5G sítí. Nejčastěji používanými pojmy přitom byly milimetrové vlny, beamforming, gigabit a chytré rádio.

Všichni, kdo sítě 5G představovali, měli po ruce názorné ukázky zlepšení, která nový telekomunikační standard přinese. Ale v tom je háček − standard 5G totiž neexistuje a výrobci zatím zkoušejí různé pojetí podobných technologií. I organizace GSMA, která sdružuje telekomunikační firmy a mobilní operátory, má dvojí definici 5G sítí: první hovoří o konsolidaci předchozích mobilních technologií s wi-fi, která má zajistit vyšší pokrytí a spolehlivost sítě. Druhá definice pracuje s technickými parametry − zajištění přenosové rychlosti minimálně jeden gigabit a doby odezvy sítě pod jednu milisekundu.

Požadavek na extrémní přenosové rychlosti s požadavkem na velké pokrytí přitom jdou proti sobě. Výsledný standard sítí 5G proto bude podle všeho zahrnovat různé technologie, které budou vzájemně spolupracovat, aby zajistily splnění všech požadavků stanovených v dokumentaci GSMA. Situace připomíná wi-fi na frekvencích 2.4 a 5 GHz − větší frekvence znamená několikanásobně vyšší maximální rychlost, ale za cenu kratšího dosahu a horšího pronikání překážkami. 5G sítě chtějí využívat rádiové vlny s milimetrovou délkou v pásmu nad 30 GHz, to znamená stejně jako u 5 GHz wi-fi horší dosah signálu. Operátoři proto zkoušejí zlepšit dosah a sílu signálu s využitím technologií, které se osvědčily u wi-fi.

Jde zejména o takzvaný beamforming, tedy směrové vysílání signálu − úzké zaměření signálu umožňuje dosáhnout několikanásobně větší dosah se stejnou energetickou náročností jako všesměrové vysílání na menší dálku. Qualcomm vyvíjí řešení, které dokáže sledovat pohybující se přijímač. To by znamenalo nejen možnost rychlého spojení mezi základnovými stanicemi, ale i ke koncovým zařízením. Problém ale je, že v současnosti mají prototypy zařízení tohoto typu objem několika desítek litrů a váží několik kilogramů.

Dlouhá cesta k 5G sítím

Velký zájem a úsilí, které do propagace nové generace mobilních sítí vkládají výrobci mobilních zařízení i dodavatelé síťových prvků, jsou překvapivé s ohledem na to, že teprve nyní jsou sítě čtvrté generace dostupné většině uživatelů ve vyspělých zemích, a to ještě v podobě, která nesplňuje původní definici 4G sítí. Soulad s původním standardem přináší až technologie LTE-A, kterou většina mobilních operátorů na světě spustila pouze v omezeném rozsahu ve velkých městech.

V současné době teprve začal proces standardizace sítí 5. generace. Schválení standardu očekávají odborníci v roce 2018, tedy za dva roky. Nejméně další dva roky pak bude trvat zavádění prvních sítí, které vyžadují uvolnění radiofrekvenčního spektra potřebného pro fungování těchto sítí. Zavádění nových technologií může zpozdit nutnost testovat případné rušení i potřeba legislativně zajistit využívání nových frekvencí. Aukce LTE ukázaly, jak složitá a často politicky motivovaná záležitost to může být.

Oficiální spuštění 5G sítí se tak očekává v roce 2020, nejspíše v Jižní Koreji a Japonsku, což jsou země s nejrozvinutějším telekomunikačním trhem a také s výhodou relativně malé rozlohy a vysoké koncentrace obyvatel. V Česku tak máme přibližně pětiletku, než se tu sítě 5G objeví.

Zavádění nových sítí může zpomalit i nedostatečná infrastruktura − páteřní linky, které zajišťují přenos dat z vysílačů/základnových stanic do datových center operátorů a do internetu. Přínosem 5G sítí ale zároveň je možnost tato objemná data rychle přenášet bezdrátově gigabitovými rychlostmi. V porovnání s optickými vlákny ale bude kapacita těchto bezdrátových přenosů stále omezená.

K vybudování potřebné infrastruktury mají posloužit také dotace Evropské unie. V ČR to ovšem znamená politické boje a ovlivňování ze strany velkých operátorů i ministerstva vnitra. To chce vytvořit národní páteřní síť prostřednictvím státního podniku NAKIT, nad nímž má kontrolu. Proti aktuálnímu postupu protestují odborníci i menší lokální poskytovatelé internetu a oponuje mu také Český telekomunikační úřad. Ten ale v květnu čeká nová volba předsedy, politická vůle pak může další postup ČTÚ výrazně ovlivnit.