Otevřít hlavní menu

5G

pátá generace mobilních sítí

5G (neboli pátá generace bezdrátových systémů) je připravovaný telekomunikační standard nové mobilní sítě, který technicky překonává stávající řešení 4G (LTE Advanced). Hlavním přínosem nové technologie je významné, přibližně desetinásobné zvýšení přenosové rychlosti a podstatné snížení doby odezvy oproti standardu 4G, což má umožnit provoz nejmodernějších komunikačních technologií. Bude však také mnohem více zranitelné oproti 4G standardu.[1] Spuštění komerčního provozu 5G sítí ve světě nastalo roku 2019 v Jižní Koreji.[2]

Cíle a technické řešeníEditovat

Nový standard má umožnit zvýšení teoretické přenosové rychlosti až na 20 Gbit/s a snížení odezvy řádově na jednotky milisekund,[3] což umožní rychlejší internetmobilních telefonech, využití technologie v průmyslurobotice,[4][5] ale hlavně v oblastech internetu věcí (včetně autonomních vozidel), virtuálnírozšířené reality,[6] 360stupňových videí[5]holografických telefonátů a projekcí.[4][6] Podle Mezinárodní telekomunikační unie musí být po dobu 95 procent datového přenosu dosahováno rychlostí 100 Mbit/s (12,8 MB/s) pro download a 50 Mbit/s (6,25 MB/s) pro upload.[7]

Jelikož nároky různých technologií mohou být odlišné (například v mobilních telefonech je důležitější rychlost připojení, zatímco pro autonomní vozidla je klíčová co nejkratší odezva), je vyvíjen tzv. „network slicing“ (v doslovném překladu „krájení sítě“), tedy technické řešení umožňující rozparcelování sítě 5G na různé virtuální vrstvy, tzv. podsítě k různému využití a s odlišnými parametry, které si vyžaduje příslušná technologie, kterou síť právě podporuje; bude možné rovněž připojení velkého množství zařízení (například senzorů) k jediné vrstvě.[6][7] Dalším přínosem nového standardu bude částečná decentralizace sítě, tedy umožnění přímé komunikace mezi jednotlivými zařízeními s vynecháním operátora, což umožní vyšší rychlost a nižší zpoždění při komunikaci.[7]

Vývoj standardu byl definitivně dokončen přibližně v polovině roku 2018.[5] Konsorcium 3GPP definuje vlastnosti rádiového rozhraní pomocí standardu 5G New Radio (5G NR) a Mezinárodní telekomunikační unie zpracovává řadu standardů ITU IMT-2020, které předpokládají tři hlavní způsoby využití. Jde o rozšířenou mobilní širokopásmovou komunikaci (Enhanced Mobile Broadband, eMBB), vysoce spolehlivá spojení s nízkou latencí (Ultra Reliable Low Latency Communications, URLLC), a hromadná komunikace mezi stroji (Massive Machine Type Communications, mMTC). Tedy kromě zrychlení datových a video přenosů v mobilních telefonech se počítá s možností budování kritické struktury s okamžitou odezvou a především s růstem bezdrátových přenosů informace mezi stroji i v rámci průmyslových podniků a tyto různé potřeby zohledňují i telekomunikační úřady při plánování rádiového spektra.

Kmitočtová pásmaEditovat

Především pro mobilní telefonní operátory jsou určena pásma pod 1 GHz (včetně tzv. digitální dividendy při celoevropském přechodu z DVB-T na DVB-T2, kdy se uvolní oblast nad 700 MHz (tj. např. v ČR bude nejvyšší použitý TV kanál č. 40). V pásmech mezi 1 a 6 GHz je možné jak mobilní řešení tak stacionární pokrytí specifického místa podobně jako dnešní WiFi sítě, ale nejmasovější rozvoj umožní milimetrové vlny, kde se předpokládá využití kolem 26 GHz (pásmo K), 42 GHz a úseku 57-66 GHz z pásma V, s velkým prostorem pro lokální bezdrátové propojení strojů a snímačů v rámci jednoho provozu.[8] Vize Evropské komise Akční plán 5G pro Evropu z roku 2016 (COM/2016/0588) předpokládá až milión připojených zařízení na 1 čtverečný kilometr.

Zavádění a prognózyEditovat

TestováníEditovat

První evropské vysílače signálu 5G podle předběžného standardu 5G NR úspěšně otestovala již v říjnu 2017 v Berlíně společnost Deutsche Telekom a naměřila rychlost kolem 2 Gbit/s.[6] V České republice otestoval T-Mobile na začátku roka 2018 podpůrnou technologii Massive MIMO,[5] která několikanásobně zvyšuje kapacitu mobilních vysílačů,[9] v červenci 2018 pak Vodafone testoval v Karlových Varech první ukázku sítě 5G, přičemž dosáhl rychlosti okolo 1,8 Gbit/s.[5] V německém i českém testu byly použity technologie čínské společnosti Huawei.[5][6] V roce 2018 začne 5G sítě testovat také Orange,[10] skupina British Telecom a několik dalších významných mobilních operátorů, z nichž někteří spolupracují s výrobcem bezdrátových modemů pro mobilní telefony Qualcomm.[9]

V únoru 2018 byla technologie testována na zimních olympijských hráchPchjongčchangu; při společných testech jihokorejské telekomunikační společnosti KT Corporation, InteluSamsungu bylo vyzkoušeno a předvedeno využití 5G v samořídících autobusech, při 360stupňových přímých přenosech a při vytváření virtuální reality.[11] V září 2018 proběhlo ve Spojeném království úspěšně testování holografické komunikace na vzdálenost 260 km a ve stejném měsíci v ČR proběhl test nových možných aplikací pro sítě 5G, na němž spolupracovaly Český telekomunikační úřad a společnost Nokia.[4]

Spouštění sítíEditovat

Předpokládá se, že zavádění 5G začne na konci roku 2018 a bude probíhat nejrychleji v severoamerickémasijském regionu – spuštění technologie na přelomu let 2018 a 2019 připravují všichni významní američtí operátoři[12] a americký T-Mobile plánuje pokrytí New Yorku a Las Vegas a dalších 28 měst už do konce roku 2018.[9] V evropském prostoru se stala významným mezníkem dohoda italského operátora Telecom Italia se San Marinem, díky níž se země ještě v roce 2018 pravděpodobně stane první zemí světa s celostátním pokrytím signálem 5G.[13] V roce 2019 plánují spuštění sítí jihokorejští operátoři KT CorporationSK Telecom.[9] Spuštění první komerční evropské sítě plánuje skupina Deutsche Telekom v roce 2020 v Německu.[3]

Ve druhé polovině roku 2019 plánuje Český telekomunikační úřad vypsání aukce kmitočtů v pásmu 3,5 GHz pro české mobilní sítě 5G. Poskytování služeb operátorem bude muset být spuštěno do dvou let a licence mají mít patnáctiletou platnost,[14] přičemž spuštění sítí úřad očekává v roce 2020. Při zavádění 5G v České republice úřad spolupracuje v rámci pilotního projektu se společností Nokia,[10] díky čemuž se spuštění komerčního provozu očekává už v roce 2022.[7]

Koncová zařízeníEditovat

V srpnu 2018 představila společnost Motorola první chytrý telefon s modulární podporou 5G[15] a na druhou polovinu roku 2019 je ohlášeno uvedení modelu s integrovanou podporou od čínského výrobce Huawei.[16] V roce 2019 plánuje jihokorejský konglomerát Samsung uvést novou generaci chytrých telefonů Galaxy S[9] a díky své dohodě s výrobcem modemů Qualcomm hodlá začít prodávat svá zařízení s podporou 5G přibližně dvacet výrobců telefonů, například Asus, HMD, HTC, Lenovo, LG, Sony, XiaomiZTE.[9][10]

V roce 2019 plánuje Intel uvést první notebooky s 5G modemy.[10]

Očekávaný přínosEditovat

Podle predikce společnosti Ericsson bude do konce roku 2023 prostřednictvím nejnovějších mobilních sítí připojena více než miliarda uživatelů, což bude představovat přibližně 12 procent všech světových připojení a přes sítě 5G bude probíhat více než 20 procent mobilního datového provozu. Během tohoto období se má objem datového toku zvýšit osminásobně a dosáhnout hodnoty kolem 100 exabytů měsíčně,[12] hlavně v důsledku zvýšené konzumace obsahu koncovými uživateli.[4] Na konci roku 2023 má být prostřednictvím sítí 5G připojena přibližně polovina severoamerických, třetina asijských a pětina západoevropských mobilních uživatelů.[12] Celosvětově největší penetrace se očekává v Číně, kde má do roku 2022 využívat 5G téměř 600 milionů obyvatel země.[9]

Podle Evropské komise by ekonomické výhody technologie mohly do roku 2025 dosáhnout hodnoty 113 miliard eur,[13] celosvětový přínos do roku 2035 je odhadován na více než 12 bilionů dolarů.[11] Počet zařízení připojených přes tzv. internet věcí by měl počet mobilních telefonů převýšit víc než desetinásobně a zabezpečené bezdrátové přenosy pro výrobu, logistiku, dopravu, zdravotnictví, energetiku a média mají značně zlevnit instalaci tzv. chytrých řešení.

KontroverzeEditovat

Bezpečnostní rizikaEditovat

Návrh 5G (stav v červnu 2018) přebíral principiální bezpečnostní slabinu technologie LTE.[17] Podle některých amerických vědců lze navíc jednoduše sledovat polohu uživatelů sítě.[18] Vzhledem k navázaným technologiím bude třeba k sítím 5G přistupovat jako ke kritické infrastruktuře, na které bude postupně závislá další infrastruktura [19] a masivní datové přenosy spolu s miliardami připojených zařízení IoT významně rozšíří plochu pro kyberútoky, protože se očekává, že většina lidských činností se bude opírat o kybernetickou infrastrukturu a rozsáhlé digitální ekosystémy[20].

Zdravotní rizikaEditovat

Podle názorů některých vědců představují milimetrové vlny (nově používané 5G sítěmi) zdravotní riziko pro člověka i přírodu, přičemž odkazují na studie zkoumající vliv milimetrových vln na kůži, zrak, srdce a zvýšenou rezistenci bakterií.[21] Podle studie v časopisu Scientific Reports z roku 2018 existuje také rezonanční absorpce u hmyzu, který bude podle této studie vstřebávat vlnění o milimetrových vlnových délkách řádově stokrát více, než se děje u záření dosud užívaného;[22] a to v situaci, kdy došlo k výraznému, až 75–80 % snížení populace létavého hmyzu oproti roku 1989.[23]

Iniciativy za zastavení zavádění 5GEditovat

Ve světě vznikly různé snahy vyvolat společenskou diskusi, jestli technologický přínos sítí 5G vyváží potenciální rizika s tím spojená. V roce 2018 vznikla mezinárodní výzva proti zavádění 5G sítí; k jejím argumentům patří kromě bezpečnostní nedokonalosti zejména údajné riziko výrazného nárůstu elektromagnetického záření, a to v nových, dosavadními technologiemi nepoužívaných frekvencích. Zmiňován je dále dopad na živé organismy, zvlášť na genetickou informaci, který nelze zcela vyloučit kvůli krátké době existence mobilních sítí, plošně vyzařujících toto záření.[24][25]

V Evropě a USA vznikly i další iniciativy vyzvat vlády k zastavení zavádění 5G sítí.[26][27] Z důvodů přetrvávajících pochybností přerušilo své plány na zavádění 5G technologie například belgické hlavní město Brusel.[28]

ReferenceEditovat

  1. https://business.financialpost.com/telecom/attack-surface-has-multiplied-5g-networks-more-vulnerable-to-hackers-conference-told - 5G has 200 times more access points for hackers than existing networks, experts warn
  2. Jižní Korea jako první země spustila 5G síť, je až stokrát rychlejší. ČT24 [online]. 2019-04-06 [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. 
  3. a b První komerční síť 5G bude v Německu. Spustit ji chce Deutsche Telekom. iDNES.cz [online]. 2017-02-27 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  4. a b c d Mobilní sítě 5G na horizontu. Ani holografické telefonáty už nemusí být sci-fi. ČT24 [online]. 2018-09-22 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  5. a b c d e f Vodafone se v Česku pochlubil 5G sítí. Rychlosti jsou závratné. iDNES.cz [online]. 2018-07-02 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  6. a b c d e VOŽENÍLEK, David. Nástup sítí 5G je zase o něco blíže. První vysílače jsou už postavené. iDNES.cz [online]. 2017-10-22 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  7. a b c d ELČIĆ, Sandro. Spolupráce s Nokií urychlí nasazení 5G sítí v Česku, říká vývojář z ČVUT. Mobilní internet by měl být dvacetkrát rychlejší. iHNed.cz [online]. 2018-03-06 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  8. REJZEK, Jakub. 5G se netýká jen mobilních operátorů, milimetrové pásmo přinese nové možnosti. Lupa.cz [online]. [cit. 2019-09-05]. Dostupné online. (česky) 
  9. a b c d e f g SCHÖN, Otakar. První mobily s podporou sítí 5G přijdou už za rok. Zavedení rychlého mobilního internetu v Česku komplikuje nedostatečná infrastruktura. iHNed.cz [online]. 2018-03-16 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  10. a b c d SCHÖN, Otakar. V Česku do září začne testování rychlé sítě 5G, potřebné například pro samořiditelná auta. Telekomunikační úřad se dohodl na spolupráci s Nokií. iHNed.cz [online]. 2018-02-27 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  11. a b ELČIĆ, Sandro. Na olympiádě má světovou premiéru datová síť 5G. Je stokrát rychlejší než 4G a Jihokorejcům pomáhá mimo jiné odhánět divočáky. iHNed.cz [online]. 2018-02-14 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  12. a b c Síť 5G na vzestupu, stejně jako nasazení internetu věcí přes mobilní sítě. iHNed.cz [online]. 2018-06-23 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  13. a b Co přinese mobilní síť 5G? Poprvé ji operátor vyzkouší v San Marinu. Lidovky.cz [online]. 2017-07-17 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  14. Aukce kmitočtů pro 5G sítě začne ve druhé polovině roku 2019. iDNES.cz [online]. 2018-06-04 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  15. MATURA, Jan. Překvapení, první 5G smartphone přišel už teď místo příštího roku. iDNES.cz [online]. 2018-08-04 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  16. KUŽNÍK, Jan. Nebude to snadné. Huawei chystá smartphone na 5G, ale řeší problémy. iDNES.cz [online]. 2018-04-19 [cit. 2018-09-24]. Dostupné online. 
  17. Security gaps identified in LTE mobile telephony standard. Phys.org [online]. 2018-06-28 [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  18. ZACHARIAS, Kayla. Flaws in 4G, 5G networks could let hackers intercept calls, track location. Techxplore.com [online]. 2019-02-27 [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  19. SEDLÁK, Jan. O Huawei bez Huawei. V Praze se řešila bezpečnost 5G sítí. Lupa.cz [online]. [cit. 2019-09-05]. Dostupné online. (česky) 
  20. Premiér: Ochranou sítí páté generace budeme chránit samotnou strukturu naší společnosti, naši schopnost rozvíjet se nebo dokonce existovat. www.vlada.cz [online]. [cit. 2019-09-05]. Dostupné online. (česky) 
  21. 5G Wireless Technology: Millimeter Wave Health Effects [online]. [cit. 2019-05-03]. Dostupné online. (anglicky) 
  22. https://www.nature.com/articles/s41598-018-22271-3.pdf
  23. KROON, Hans de; GOULSON, Dave; HÖRREN, Thomas. More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PLOS ONE. 2017-10-18, roč. 12, čís. 10, s. e0185809. Dostupné online [cit. 2019-05-03]. ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0185809. PMID 29045418. (anglicky) 
  24. Arthur Firstenberg. International Appeal Stop 5G on Earth and in Space. www.5gspaceappeal.org [online]. 2019-04-17 [cit. 2019-04-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. http://www.elektrosmog-zony.cz/download/5G_mezinarodni_vyzva_1118.pdf
  26. 5G Appeal. 5G Appeal [online]. [cit. 2019-05-03]. Dostupné online. (anglicky) 
  27. Scientists and Doctors Demand Moratorium on 5G [online]. [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  28. "Sur la 5G, Céline Fremault a une attitude court-termiste" (Els Ampe). L'Echo [online]. 2019-04-01 [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. (francouzsky) 

V tomto článku byl použit překlad textu z článku 5G na anglické Wikipedii.