Od mobilů velikosti ledničky po samořiditelná auta

Od mobilů velikosti ledničky po samořiditelná auta
17 / 8 / 2020 Ivo Procházka

Kdo z vás si ještě pamatuje na dřevní počátky rozvoje mobilních sítí počátkem 90. let, tehdy ještě v Československu? Kdo z vás si pamatuje na reklamní slogan „Eurotel bych si nikdy nekoupil“, který nás zákazníky provázel koncem 90. let? Stačilo pouhých třicet let, aby nesmělé začátky byly zapomenuty. Aby nás překotný rozvoj mobilních technologií a zejména pak mobilních telefonů s dotykovými obrazovkami katapultoval k sítím páté generace, na jejichž záda již netrpělivě dýchá generace šestá.

Historie rozvoje mobilních sítí, ač krátká, je plná nejenom přibývajících G, ale je i pohřebištěm firemních šampionů, kteří se aktivně podíleli na technologickém rozvoji, avšak technologický sprint sami neustáli a byli nuceni hodit ručník do telekomunikačního ringu.

 

Analogová 1G síť a mobilní telefony o velikosti malé ledničky

Mobilní sítě první generace se z laboratoří vynořily v průběhu 70. let minulého století a jejich rozvoj je úzce spjat s Motorolou, jednou z mnoha firem, které se ocitly v propadlišti dějin. Sítě 1G byly analogové a zákazníkům umožňovaly jen volat. Textové zprávy podporovány nebyly.

 

Volání bylo nespolehlivé, hovor padal, mobilní signál nebyl zabezpečen proti odposlechům a mobilní terminály byly často veliké jak přenosná lednička. Analogové mobilní sítě přesto vydržely až do 90. let. V Československu a poté v České republice zdomácněla jejich technologická verze NMT od kanadské firmy Nortel. Starší z vás si možná pamatují na začínající podnikatele, kteří se chlubili malými ledničkami se sluchátkem, protože jen málo zákazníků si mohlo dovolit platit za mobilní tarif desítky tisíc korun měsíčně.

 

S mobilními sítěmi první generace se objevila architektura, která nás provází doposud. V srdci sítě je ústředna MSC (Mobile Station Controller), která přepíná hovory mezi účastníky sítě. Z MSC jak tykadla vedou spojení na elementy BSC (Base Station Controller), které obsluhují základnové stanice (vysílače mobilního signálu) ve své vyhrazené oblasti. A konečně je to právě zmíněná základnová stanice s anténou, která vysílá a přijímá elektromagnetický signál směrem k mobilním telefonům.

 

Digitální 2G sítě nejsou pro moderní chytrý telefon

Druhá generace se objevila v roce 1991 ve Finsku, byla digitální a začalo se jí říkat GSM (z francouzského „Groupe Spécial Mobile“). Jak Motorola poháněla rozvoj sítí první generace, tak technologickým favoritem sítí druhé generace byla Nokie, která po dlouhá léta patřila mezi dodavatelskou špičku. Sítě 2G představovaly výrazný technologický pokrok. Signál se přenášel digitálně, byl zakódován, sítě přenášely data a textové zprávy (ač rychlosti nebyly v porovnání s dnešními závratně veliké) a podporovaly mezinárodní roaming.

 

Datové rychlosti se postupně díky krypticky znějícím standardům pro datové přenosy jako GPRS a EDGE zvyšovaly až na 256 kbit/s. Pokud se dnes ocitnete mimo dosah signálu LTE a jste připojeni jen přes 2G, tedy EDGE, jistě jste si všimli, že váš moderní chytrý telefon je při pomalých datových rychlostech sítí 2G prakticky nepoužitelný. K technologickým dodavatelům sítí druhé generace kromě zmíněné Nokie patřila celá plejáda dalších dodavatelů, jako Ericsson, Motorola, Alcatel, Siemens, Nortel a Lucent. Až na Nortel a Lucent všichni ostatní vyráběli i mobilní telefony. Kdo v 90. letech nechtěl ikonické telefony Nokie 6210, Ericsson T28 nebo žiletku Motorola Razr, které trhaly prodejní rekordy?

 

Z právě zmíněných dodavatelů zbyli jen Nokia a Ericsson, ale mobilní telefony již ani jeden nevyrábí. Historie výroby mobilních telefonů v Nokii je ukázkovým příkladem usnutí na vavřínech. Nokie, jako dominantní hráč, byla tak sebejistá svou neotřesitelnou pozicí na trhu, že podcenila technologickou změnu v podobě nástupu dotykových displejů, nebyla schopna adekvátně reagovat a prodej telefonů nakonec ukončila.

 

Komerčně nepovedená 3G síť byla na vysokých frekvencích

Koncem první dekády 21. století dorazila generace třetí. I když byla technologicky vyspělejší, komerčně se příliš nepovedla. V mobilních sítích se signál 3G ani významně nerozšířil a ani dlouho neohřál. Kupříkladu Vodafone Česká republika nedávno oznámil, že svoji síť 3G vypne v březnu 2021, po asi deseti letech jejího provozu. Sítě 3G podporovaly vyšší datové rychlosti, jejich výraznou slabinou však byl provoz na poměrně vysokých frekvencích.

 

Z fyzikálních zákonů popisujících šíření elektromagnetického vlnění plyne, že čím vyšší je frekvence záření, tím vyšší je přenosová rychlost, ale tím hůře se vlnění šíří. Ve výstavbě mobilní sítě to znamená, že operátor potřebuje více základnových stanic k souvislému pokrytí daného území.

 

Zatímco sítě 2G šíří svůj signál ve frekvenčních pásmech 900 a 1800 MHz, u sítí 3G to bylo jen pásmo 2100 MHz. Výstavba sítí 3G se tak oproti sítím 2G začala operátorům prodražovat, a proto jste signál 3G většinou našli jen v hustě osídlených oblastech. V ostatních oblastech nebyla výstavba sítí 3G ekonomická.

 

Ekonomicky flexibilní 4G síť 

Po roce 2010 za začínají komerčně prosazovat sítě 4G neboli LTE (Long Term Evolution). Sítě LTE nabízí následující výhody. Jejich signál se šíří nejenom ve stávajících frekvenčních pásmech vyhrazených pro 2G a 3G, ale i v nových. Mezi nová pásma patří například ta, kde byl donedávna šířen signál pozemní televize. Různá vysoká a nízká frekvenční pásma poskytují mobilním operátorům vítanou ekonomickou flexibilitu při pokrývání daného území. Proto signál LTE u nás najdete i v lesích, které jsou pokryty LTE signálem v nízkofrekvenčních pásmech.

 

Sítě LTE dále umí sdružovat různá frekvenční pásma do jednoho logického, a tím tak zvyšovat rychlosti datových přenosů (přenosová kapacita komunikačního kanálu stoupá s jeho šíří). Sítě LTE technologicky dospěly a prožívají spolu s jejich souputníky v podobě dotykových mobilních telefonů a tabletů období rozmachu. Se sítěmi LTE se na technologickém poli výrazně prosazují dodavatelé z jihovýchodní Asie jako Samsung, Huawei a ZTE. Všichni tři vyrábí mimo jiné i mobilní telefony.

 

Rychlé 5G sítě od 20. let našeho století

Ač sítě 4G dostaly do vínku své zkraty slovíčka „Long Term Evolution“, o dlouhý rozvoj do budoucna se nejedná, protože začátek 20. let 21. století je ve znamení prvních komerčních výstaveb sítí 5G. Sítě 5G slibují řádově vyšší přenosové rychlosti, než na které jsme zvyklí. Oproti sítím 2G naroste rychlost datových přenosů v sítích 5G až 10.000krát. Se sítěmi 5G přichází i nativní podpora datových přenosů s malým zpožděním neboli latencí. Malé zpoždění se v datových přenosech vyžaduje všude tam, kde je mezi účastníky komunikace vyžadována okamžitá odezva. Jako příklad oblastí s malou latencí v datových přenosech bych mohl zmínit telemedicínu, samořiditelná auta nebo řízení výrobních strojů.

 

Připravované 6G sítě budou víc vydělávat na korporacích

Na schváleném standardu mobilní sítě 5G sotva uschl inkoust a již se začíná mluvit o sítích 6G. Ač jsou sítě 6G stále na rýsovacích prknech vývojářů, budou lepší, rychlejší a budou nás konzumenty nutit kupovat nové telefony a služby. Jen v peněžence budeme mít stále stejnou částku na útratu za volání a data.

 

Mobilní operátoři tak budou nuceni hledat nové zdroje příjmů pro provoz nejenom sítí 6G, ale již i 5G. Nové oblasti využití sítí 5G a 6G mají potenciál převýšit příjmy od obyčejných koncových zákazníků. Dominantními uživateli tak mohou být společnosti provozující samořiditelná auta, výrobní podniky, nemocnice a mnohé další.

 

Ivo Procházka, expert na internet věcí a digitální dodavatelský řetězec