Jiří Rynt (Ericsson): Největší inovace v 5G jsou na první pohled neviditelné, o to však zásadnější

O 5G sítích dnes slyšíme takřka denně. Co to tedy vlastně je?

Jde o generaci mobilních sítí, která může zasáhnout do většího počtu oblastí všedního života, než tomu bylo doposud. Dosavadní sítě nám nabízely služby primárně spojené s provozem a používáním mobilních telefonů a otevřely nám dveře k internetu věcí. Sítě 5G však svými schopnostmi, ať již stávajícími nebo budoucími, proniknou podstatně dál. Dané je to jejich schopností přenášet informace v reálném čase s minimálním zpožděním a přenést velké množství dat, což jsou asi nejviditelnější benefity pro běžné uživatele. Pro oblasti jako průmysl je to pak např. možnost zlepšit a zefektivnit výrobu.

Nejméně viditelná, ale velmi pravděpodobně nejdůležitější, bude možnost přenést výpočetní výkon na cloud a uživateli zjednodušeně řečeno dodávat jenom výsledky výpočtů. Využití to bude mít např. ve hrách a nebo třeba v robotice. V případě her již uživatelé nebudou muset mít tak výkonný a drahý počítač, ale potřebný výkon si jednoduše „půjčí“ z datového centra právě prostřednictvím 5G připojení, které mu zprostředkují výsledek. To je např. mimořádně důležité pro hraní na mobilním telefonu či konzoli. V případě robotiky se tím například prodlouží životnost a zvětší funkční flexibilita průmyslových robotů, protože jejich logika už nebude přímo v nich, ale na cloudu a 5G zprostředkuje „jen“ přenos povelů. A řídící moduly byly tím co v průmyslových robotech zastarávalo nejrychleji. Sítě páté generace toho tedy přinesou skutečně mnoho.

Co patří mezi nejdůležitější vlastnosti 5G sítí?

Klíčové vlastnosti 5G sítí bych rozdělil do tří oblastí. První jsou čište technické vlastnosti – latence, rychlost přenosu dat, spektrální efektivita (počet bitů, které lze přenést přes jeden Herz frekvenčního pásma využívaného operátorem, v 5G je, resp. bude násobně vyšší než u předchozích generací sítí). 5G umožní fungovat i v jiných částech spektra, než fungovaly dosavadní generace mobilních sítí. Doposud byl strop 2,6 GHz, v případě 5G se řádově bavíme o možnosti jít až do 100 GHz. Zatím se však z vyšších pásem nejčastěji bavíme o pásmu 28 GHz. Zatím.

Za druhou důležitou oblast považuji mnohem širší okruh nasazení, než je využití pro personální mobilní komunikaci a několik málo dalších činností, jako jsou počátky IoT.

Poslední věcí, pro koncové uživatele asi nejméně patrnou, je architektura systémů. Z tohoto pohledu jde o kompletně nový systém. Ve standardizaci se mezi 4G a 5G udělala tlustá čára. Bavíme se např. o tom, že systémy páté generace, vyjma koncových rádiových částí, již budou pouze na cloudu. Pro operátory jde tedy o velmi významné změny, které na jednu stranu přinesou značné benefity, na stranu druhou to však přinese i velký tlak na operátory, např. z pohledu jejich vnitřního fungování. Je to něco zcela nového. To co si operátoři prošli v IT segmentu, si nyní projdou v segmentu telco a navíc by měli oba segmenty z pohledu efektivity spojit.

Koncové zákazníky také nepřímo ovlivní i další vlastnosti architektury, které se sice nyní zpětně doplňují i do sítí 4G, ale budou hlavně záležitostí 5G. Jde např. o tzv. network slicing, tedy možnost přenést část schopností či funkcí sítě co nejblíže uživateli tak, aby se co nejvíce zkrátila latence, což může být kritické např. v průmyslové výrobě, pro herní průmysl apod.

Další výhodou 5G sítí je schopnost obsloužit jednou základnovou stanicí miliony připojených zařízení (míněno IoT zařízení). V případě starších generací sítí to je řádově méně, jde maximálně o statisíce. To je důležité kvůli stále rostoucímu nasazení IoT zařízení. Na druhu stranu s tím souvisí nutnost budování hustší sítě základnových stanic. Zajímavé je, že na tento trend již reagují např. i provozovatelé veřejného osvětlení, kteří se již připravují na to, že by mohli být využiti buď pro nasazení malých základnových stanic, nebo že by přímo pro operátory na své infrastruktuře vytvářeli část mobilní sítě a pak jim ji pronajímali. Již se na to dokonce připravují i lampy – kromě elektrických přípojek se přidávají i přípojky datové. A to je jen jeden z mnoha příkladů a asi zrovna ten nejjednodušší.

Jaké jsou největší rozdíly mezi sítěmi 4G a 5G?

O některých rozdílech jsme již hovořili, dodat však můžeme např. jeden z důvodů, proč se vlastně operátoři do výstavby 5G sítí pouštějí. Situace je totiž taková, že z pohledu frekvencí, které mají k dispozici, jim dříve nebo později dojde kapacita sítě. U nás tento problém není tak závažný, tuzemští operátoři ještě z pohledu frekvenčních pásem nedosáhli stropu propustnosti, ale v zahraničí, zejména ve větších a lidnatějších státech, se již tento strop začíná objevovat.

Prosadí se podle vás 5G sítě spíše v běžném spotřebitelském segmentu, nebo vidíte jejich využití spíše specificky, typicky např. v průmyslu, infrastruktuře apod.?

Pravděpodobně to bude ve všech zmiňovaných oblastech. Samozřejmě již teď vidíme, že dodavatelé mobilních telefonů se mezi sebou snaží vzájemně odlišit podporou 5G sítí. Za pár měsíců to již bude standard, ale pro některé výrobce a některé specifické trhy, kde již ke spuštění sítí páté generace došlo, jde o vítanou novinku a odlišnost.

V současné chvílí se již 5G začíná uplatňovat také v průmyslu. A již se nebavíme pouze v teoretické rovině, ale mluvíme o konkrétních případech, ať už jde např. o nasazení ve výrobě nebo v automobilkách, kde mohu zmínit třeba německé e.Go. Nasazení 5G sítí ve výrobním procesu však chystá i řada dalších automobilek jako například Audi či Mercedes-Benz. A to z jednoho jednoduchého důvodu – protože narazili na limity svých Wi-Fi sítí, které buď nahrazují nebo v nových továrnách se již rozhodly pro 5G. Právě Wi-Fi sítě jsou ve výrobních podnicích využívané velmi často, což pro nás bylo do určité míry překvapení, protože mají řadu omezení, ať již z důvodu kapacity, latence nebo spolehlivosti. V těchto ohledech jsou 5G sítě ve srovnání s Wi-Fi připojením bezpochyby vhodnější alternativou.

Příležitosti vidíme také v logistice. Zmínit mohu příklad velkého evropského nákladního přístavu, kde budeme 48 hotspotů nahrazovat dvěma základnovými 5G stanicemi. Důvodem k výměně v tomto případě nebyla kapacita sítě, ale její spolehlivost, protože jakýkoli výpadek Wi-Fi, který byl řádově asi čtvrt hodiny denně, způsoboval přerušení řady činností, a každá prodleva znamenala obrovské pokuty a penále.

Velké změny přijdou také v již zmiňovaném herním průmyslu, z čehož budou těžit jak samotní hráči, tak na druhé straně barikády i vývojáři a poskytovatelé služeb. Velmi důležitá je v tomto případě zejména co nejnižší latence, což je věc, za kterou si jsou nároční hráči ochotni připlatit. Dále by se 5G mohlo uplatnit také v případě souprav pro rozšířenou a virtuální realitu, ačkoli tomu tak pravděpodobně nebude hned v počátečních fázích nasazování 5G.

Můžete uvést typické příklady toho, co bude s 5G možné, ale současné mobilní sítě to nedovolují?

Již jsme zmiňovali např. přenesení výpočetního výkonu od uživatele na cloud, kde bude velmi důležitá latence a vlastně i mnoha případech rychlost přenosu. Pokud chcete cokoli řídit v reálném čase, kdy potřebujete prodlevy v řádech milisekund, tak budete potřebovat 5G síť, která zajistí nejen rychlý datový přenos, ale právě i nízkou latenci, a to nejen z pohledu její maximální hodnoty, ale i stability. Nebude tedy docházet k výpadkům a latence se bude udržovat v mezích předem definované odchylky. Důležité je to např. nejen u autonomního řízení, ale např. i při řízení průmyslových robotů, kde se uplatní jak schopnost přenést výpočetní výkon na cloud, tak garance latence. To jsem již zmiňoval na začátku našeho rozhovoru, když jsem zdůrazňoval vliv na jejich životní cyklus a funkční flexibilitu.

A pokud bude docházet ke stejně rychlému rozšiřování IoT jako doposud, budou se rovněž kapacity současných mobilních sítích dostávat na své limity, což je další omezení, které 5G sítě dokáží vyřešit.

Ačkoli v ČR se na spuštění 5G sítí stále čeká, v jiných regionech je situace, i díky technologiím společnosti Ericsson, výrazně lepší. Dovolil byste si shrnout poznatky z těchto pilotních provozů? Co ukázaly? A co se naopak nepotvrdilo? Na čem bude ještě potřeba zapracovat?

My i operátoři si čím dál více uvědomujeme, že při využívání 5G bude extrémně důležité nasazení již dříve zmiňovaného network slicingu společně s edge cloud computingem. Jedna věc je vytvoření dedikovaného, např. paketového coru pro jednotlivé aplikace, a další věcí je možnost tento core (či slice) přenést co nejblíže zákazníkovi.

Současné zkušenosti např. ukazují, že zatímco ve 2G, 3G a 4G síti má operátor jeden core, reprezentovaný např. třemi nebo čtyřmi instalacemi tak, aby se zajistila geografická redundance a distribuce systému z pohledu bezpečnosti, tak v případě 5G se budeme bavit pravděpodobně o stovkách sliců, které budou obsluhovat jednotlivé segmenty zákazníků, tedy dedikovaný paketový core pro herní průmysl, dedikovaný paketový core umístěný např. přímo v areálu výrobce automobilů, který obsluhuje průmyslové roboty, paketový core pro autonomní vozy atd. Jak jsem tedy zmínil, ačkoli jsou edge cloud computing či network slicing pro koncového uživatele neviditelné vlastnost, jejich důležitost poroste a umožní právě i koncovým uživatelům jiné a lepší fungování než ve stávajících sítích.

Počítá se podle vás spíše s tím, že 4G a 5G sítě se budou doplňovat, nebo 5G sítě stávající infrastrukturu postupně zcela nahradí?

Tyto sítě vedle sebe budou ještě dlouho koexistovat. Zcela jistě 4G a 5G sítě. Svůj život mají poměrně jistě spočítané sítě 3G, nikoli však 2G, i když jejich čas odchodu také přijde, nicméně později. Obecně však budou sítě koexistovat vedle sebe. Např. u NB-IoT sítí není v případě nekritických aplikací důvod současnou síť nahrazovat.

Pokud bychom si mohli zaspekulovat, kdy podle vás přijdou 6G sítě a co přinesou?

Cykly mezi jednotlivými generacemi mobilních sítích byly doposud přibližně desetileté. Z tohoto pohledu bychom mohli usuzovat, že někdy kolem roku 2030 by mohly přijít sítě šesté generace. Pokud bych si tedy měl sám za sebe tipnout, řekl bych, že sítě šesté generace budou do značné míry evolucí 5G. Byť to tak uživatelé nemusejí vnímat, rozdíl mezi 2G, 3G a 4G nebyl tak velký, jako je rozdíl mezi 4G a 5G. Zde bych se opravdu nebál použít výraz revoluce. Myslím si, že přechod z 5G sítí na nějakou novější generaci již nebude tak výrazný. Pokud tedy vezmeme standardem definovanou hranici 5G sítí 20 Gb/s, ke které se budeme postupně dostávat, tak při použití stejné logiky jako u předchozích generací sítí bychom mohli spekulovat, že další generace sítí přinesou rychlosti v řádech   stovek gigabitů za sekundu a vyšší, což je pro nás momentálně asi jen těžko představitelné.

Další technologií, o které se dnes často hovoří, je tzv. internet věcí. Jak vidíte jeho pozici vedle 5G sítí? Jde o konkurenční technologie, nebo se mohou spíše vhodně doplňovat?

Jednoznačně se budou doplňovat. První aplikace 5G budou pro tzv. kritickou komunikaci, tedy např. průmyslovou výrobu, řízení (železniční) dopravy, nebo např. řízení důlních vozidel a zařízení. Jde tedy o místa, kde je důležité mít pod kontrolou latenci a datové přenosy tak, aby jejich odchylky byly v garantovaném intervalu. Pro ostatní internet věcí, pod kterým si můžeme představit třeba chytré odečty energií, bude 4G technologie ještě dlouho dostačovat, a nebude důvod ji v blízké budoucnosti měnit. Nekritických využití přitom je a bude drtivá většina.