5G
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.Spuštění komerčního provozu 5G sítí ve světě nastalo roku 2019 v Jižní Koreji.
Cíle a technické řešení
Nový standard má umožnit zvýšení teoretické přenosové rychlosti až na 20 Gbit/s
a snížení odezvy řádově na jednotky milisekund,což umožní rychlejší internet v
mobilních telefonech, využití technologie v průmyslu a robotice, ale hlavně v
oblastech internetu věcí (včetně autonomních vozidel), virtuální a rozšířené
reality, 360stupňových videí a holografických telefonátů a projekcí. 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.
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.
Vývoj standardu byl definitivně dokončen přibližně v polovině roku 2018. 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 pásma
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.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 prognózy
Testování
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. V České republice otestoval T-Mobile na začátku roka
2018 podpůrnou technologii Massive MIMO,která několikanásobně zvyšuje kapacitu
mobilních vysílačů, v červenci 2018 pak Vodafone testoval v Karlových Varech
první ukázku sítě 5G, přičemž dosáhl rychlosti okolo 1,8 Gbit/s. V německém i
českém testu byly použity technologie čínské společnosti Huawei. V roce 2018
začne 5G sítě testovat také Orange, skupina British Telecom a několik dalších
významných mobilních operátorů, z nichž někteří spolupracují s výrobcem
bezdrátových modemů pro mobilní telefony Qualcomm.
V únoru 2018 byla technologie testována na zimních olympijských hrách v Pchjongčchangu; při společných testech jihokorejské telekomunikační společnosti KT Corporation, Intelu a Samsungu bylo vyzkoušeno a předvedeno využití 5G v samořídících autobusech, při 360stupňových přímých přenosech a při vytváření virtuální reality.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.
Spouštění sítí
Předpokládá se, že zavádění 5G začne na konci roku 2018 a bude probíhat
nejrychleji v severoamerickém a asijském regionu – spuštění technologie na
přelomu let 2018 a 2019 připravují všichni významní američtí operátoři a
americký T-Mobile plánuje pokrytí New Yorku a Las Vegas a dalších 28 měst už do
konce roku 2018. 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. V
roce 2019 plánují spuštění sítí jihokorejští operátoři KT Corporation a SK
Telecom. Spuštění první komerční evropské sítě plánuje skupina Deutsche Telekom
v roce 2020 v Německu.
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, přičemž spuštění sítí úřad očekává v roce 2020. Při zavádění 5G v České republice úřad spolupracuje v rámci pilotního projektu se společností Nokia, díky čemuž se spuštění komerčního provozu očekává už v roce 2022.
Koncová zařízení
V srpnu 2018 představila společnost Motorola první chytrý telefon s modulární
podporou 5G a na druhou polovinu roku 2019 je ohlášeno uvedení modelu s
integrovanou podporou od čínského výrobce Huawei.V roce 2019 plánuje
jihokorejský konglomerát Samsung uvést novou generaci chytrých telefonů Galaxy S
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, Xiaomi a ZTE.
V roce 2019 plánuje Intel uvést první notebooky s 5G modemy.
Očekávaný přínos
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, hlavně v důsledku zvýšené konzumace obsahu koncovými uživateli. Na
konci roku 2023 má být prostřednictvím sítí 5G připojena přibližně polovina
severoamerických, třetina asijských a pětina západoevropských mobilních
uživatelů. Celosvětově největší penetrace se očekává v Číně, kde má do roku 2022
využívat 5G téměř 600 milionů obyvatel země.
Podle Evropské komise by ekonomické výhody technologie mohly do roku 2025 dosáhnout hodnoty 113 miliard eur, celosvětový přínos do roku 2035 je odhadován na více než 12 bilionů dolarů.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.
Kontroverze
Bezpečnostní rizika
Návrh 5G (stav v červnu 2018) přebíral principiální bezpečnostní slabinu
technologie LTE. Podle některých amerických vědců lze navíc jednoduše sledovat
polohu uživatelů sítě. Vzhledem k navázaným technologiím bude třeba k sítím 5G
přistupovat jako ke kritické infrastruktuře, na které bude postupně závislá
další infrastruktura 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.
Zdravotní rizika
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. 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; a to v situaci, kdy došlo k výraznému, až 75–80 % snížení populace
létavého hmyzu oproti roku 1989.
Iniciativy za zastavení zavádění 5G
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.
V Evropě a USA vznikly i další iniciativy vyzvat vlády k zastavení zavádění 5G sítí. Z důvodů přetrvávajících pochybností přerušilo své plány na zavádění 5G technologie například belgické hlavní město Brusel.