Nastupuje opravdové 5G

O sítích 5G se hovoří již několik let a prakticky všichni výrobci chytrých telefonů se zastoupením na českém trhu mají v nabídce přístroje podporující tento nejnovější standard mobilních sítí – a to i v nízkých cenových kategoriích. Jak to ale u nás vypadá s budováním sítí 5G?

Doba od vývoje nových technologií k jejich praktickému nasazení se neustá­le zkracuje. A platí to i pro technologie mobilních sítí. Vývoj standardu sítí 5G byl dokončen v polovině roku 2019 a prakticky hned poté se rozběhly i práce na nasazení sítí 5G operátory v Americe, Asii a v Evropě. Jelikož EU zvolila pro sítě 5G využití (mimo jiných) i pásma 700 MHz, dosud užívaného pro zemské digitální vysílání (DVB-T), ve většině evropských zemí včetně Česka to znamenalo nutnost přejít na nový standard DVB-T2. Polovina kmitočtů v pásmu 3,6 GHz byla rozdělena mezi operátory v aukci již v roce 2017 a druhá polovina potom společně s kmitočty v pásmu 700 MHz v aukci na konci roku 2020. Celoplošné kmitočty pro 5G v Česku získalo celkem šest operátorů, vedle hlavních O2, T-Mobilu a Vodafonu také tři menší PODA, Nordic Telecom a CentroNet.

Ještě před aukcí v roce 2020 začali operátoři s nasazováním sítí 5G na našem území i s využitím kmitočtů používaných pro předchozí generace mobilních sítí. První 5G síť v komerčním provozu spustil operátor O2 v červnu 2020, později následován Vodafonem a jako poslední představil své 5G operátor T-Mobile. Noví operátoři vzešlí z aukce kmitočtů dosud své 5G služby pro veřejnost nespustili.

Mezi nejčastěji skloňované přínosy sítí 5G patří zejména zásadní navýšení rychlosti dat, řádově na gigabity za sekundu (v budoucnu až 20 Gb/s) při velmi nízké době odezvy (zpoždění přenosu dat) v řádu jednotek milisekund. Právě doba odezvy je přitom důležitá pro řadu aplikací v rámci dopravních řešení (při komunikaci mezi vozidly a infrastrukturou) nebo při nasazení v průmyslu, kde hraje roli spolehlivá komunikace mezi stroji s minimální prodlevou. S 5G je rovněž možné zásadně navýšit počet zařízení připojených k jedné základnové stanici – na hustotu až jeden milion zařízení na kilometr čtvereční. To umožní budování rozsáhlých senzorických sítí od monitoringu spotřeby vody a energií po například monitoring stavu mostních konstrukcí nebo nestabilních svahů apod. Možnost využít těchto výhod však předpokládá dostupnost pokrytí sítí 5G na co největším území. Jak si v tomto ohledu vedou čeští operátoři?

Není 5G jako 5G

Čeští operátoři přistupují k nasazování sítí 5G každý po svém. Začíná to už volbou použitého spektra a způsobu jeho využití. Vodafone pro svou síť 5G využívá zejména stávající kapacitu pásma pro 4G, které v takzvaném dynamickém režimu sdílí mezi uživatele sítí 4G a 5G. Podobně jako T-Mobile, který navíc již spustil 5G i v pásmu 700 MHz. „Aktuálně využíváme frekvenční pásma 700 MHz a 2 100 MHz pro vyšší pokrytí populace a území, v metru pak frekvenční pásmo 1 800 MHz a nově – nekomerčně – testujeme 5G i v pásmu 3,6 GHz. Pásma 700 MHz a 3,6 GHz jsme vydražili v aukci na přelomu let 2020 a 2021 a 5G pásmo 700 MHz jsme začali komerčně využívat jako první operátor v ČR od září loňského roku,“ vyjmenovává Zuzana Netolická z tiskového oddělení T-Mobile Czech Republic.

O2 se rozhodlo spustit svoje 5G vždy na nově dodaném samostatném spektru, nejčastěji v pásmu 3,6 GHz, které je pro 5G celosvětově nejužívanější. Současné služby 5G využívají technologie dvojitého připojení (dual connectivity), jež spojí kapacitu sítě 5G a 4G, a tím dosáhne maximální rychlosti. Tady vynikne rozdíl mezi přístupem operátora, který implementoval dynamické sdílení spektra, kdy uživatel oproti samotnému 4G žádné zrychlení v 5G nezíská, a operátorem, který ke stávajícímu 4G přidává samostatnou kapacitu pro 5G, kde uživatel 5G služby dosahuje výrazně vyšší rychlosti než jen v samotném 4G.

Vzhledem k množství užitého spektra to ve výsledku znamená, že datové přeno­sy v síti O2 budou dosahovat násobně vyšších rychlostí než u zbývajících dvou operátorů. V reálném provozu dosahuje rychlost stahování dat v síti O2 až700 Mb/s (s uploadem okolo 100 Mb/s), přičemž v laboratorních podmínkách lze dosahovat downloadu přes 1 Gb/s. Vždy ale velmi záleží na vlastnostech a schopnostech použitého 5G telefonu nebo modemu.

Pro pokrytí vysokorychlostním mobilním internetem je klíčové využívat maximum z dostupného pásma a vhodně kombinovat možnosti stávajících sítí 4G a nově budovaných sítí 5G. „Nové antény umožňují současně využívat všechna frekvenční pásma, která máme k dispozici, a flexibilně s nimi pracovat pro 4G i 5G. Díky vypnutí sítí 3G se uvolnila další frekvence pro vysokorychlostní datové služby, což umožňuje nasadit technologie pro 5G v celoplošné vrstvě 1 800 MHz i na vysokokapacitní vrstvě 3,6 GHz,“ uvádí Jan Hruška, technický ředitel O2. Zákazníky ale samozřejmě nejvíce zajímá, jak postupuje pokrytí Česka novým typem sítě.

Každý týden nové vysílače

Zavádění 5G znamená pro mobilní operátory dosud nejrozsáhlejší obměnu radiové technologie při modernizaci sítí. Samotná výměna vysílacích zařízení je velmi náročný proces a předchází mu složité plánování a koordinace mnoha profesí. V současném stavu narušených dodavatelských řetězců mohou modernizaci vysílačů komplikovat i problémy s logistikou a dostupností potřebných zařízení. Na jednom vysílači, který se může nacházet na panelovém domě, ale i na komíně nebo třeba na věži kostela, stráví technici CETIN zpravidla čtyři až pět dní.

Právě CETIN mobilní přístupovou síť pro O2 staví a provozuje. Během těchto čtyř až pěti dní navezou na základnovou stanici veškeré potřebné technologie, odmontují nepotřebná zařízení, ale část současných komponent ještě ponechají na místě jako zálohu. Teprve až jsou nové komponenty správně zapojeny a vše funguje, jak má, jsou tato záložní zařízení demontována a odvezena. Tím ale modernizace vysílače na technologii 5G nekončí. „Po instalaci a zapojení technologií začíná proces měření a optimalizace sítě. Kompletní výměna radiové techniky na jednom vysílači tedy od prvotní fáze plánování až po konečné vyladění sítě zabere přibližně tři měsíce,“ vysvětluje Hruška a dodává: „Od loňského května jsme s CETIN v rámci celé republiky – s použitím nejmodernější technologie od společnosti Ericsson – obměnili už 1 500 vysílačů. Každým týdnem přibývají další desítky, a půjde-li vše podle plánu, rádi bychom kompletní 5G pokrytí celé republiky nabídli našim zákazníkům do konce roku 2024.“ Modernizovaná síť 5G je dnes zákazníkům O2 dostupná po celé Praze a v několika městech a okresech na východní Moravě. V dalších 60 českých městech poběží 5G na původních vysílačích. V oblastech, kde už je síť O2 obměněna, trvale žije přes 2,5 milionu lidí.

Na rozšiřování pokrytí sítí 5G pracuje také T-Mobile. „Signálem 5G pokrýváme již 30,9 procenta populace ČR, přičemž do konce roku předpokládáme dosažení pokrytí přibližně poloviny obyvatel a provozování služby na 2 200 vysílačích,“ dodává Netolická za T-Mobile Czech Republic. Ve své infrastruktuře pro 5G kombinuje operátor technologie Ericsson a Huawei a současně se soustředí i na kampusové sítě na univerzitách, s nimiž spolupracuje. Jde o Českou zemědělskou univerzitu, Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) ČVUT, Technickou univerzitu Ostrava (VŠB-TUO) a počátkem letošního roku uzavřel memorandum o dlouhodobé spolupráci i s Technickou univerzitou v Liberci. Kampusové sítě 5G na univerzitách jsou určené například pro výzkum a vývoj technologií pro Průmysl 4.0. Největší pokrytí sítí 5G uvádí Voda­fone. „Naše aktuální pokrytí sítí 5G už přesáhlo 70 procent populace. To se podařilo i díky tomu, že využíváme frekvence po vypnuté síti 3G. Naše strategie je jasná: mobilní síť masivně modernizujeme a zavádíme 5G celoplošně napříč Českem, nejen ve vybraných regionech,“ říká Kateřina Šantorová z tiskového oddělení Vodafonu.

Drtivá většina vysílačů Vodafonu však umožňuje download nejvýše rychlostí 330 Mb/s. Rychlejší 5G poskytuje Vodafone zatím jen na jediném místě. „V Karlových Varech jsme postavili nejmodernější a nejrychlejší 5G vysílač v zemi, který dokáže zajistit rychlost jednotlivých připojení vysoce přes 1 Gb/s. Takové vysílače budeme postupně budovat i v dalších rušných místech napříč Českem,“ dodává Šantorová. Pro srovnání: O2 poskytuje přes 5G rychlost stahování až 700 Mb/s.

Přes 5G po celém světě

Mobilní operátoři musejí řešit nejen pokrytí vlastního území signálem 5G, ale také propojení se sítěmi operátorů v dalších zemích. „Na 5G roamingu a jeho technologickém zprovoznění jsme začali pracovat v loňském roce. Od léta 2021 postupně připojujeme do naší sítě okolo deseti zahraničních operátorů měsíčně. 5G roaming máme aktuálně dostupný ve více než 40 zemích světa a bilaterální spolupráce je nastavena s více než 60 smluvními operátory,“ vypočítává Hruška z O2.

Nové smlouvy o roamingu s operátory po celém světě je nutné řešit nejen kvůli zavádění sítí 5G, ale také z důvodu postupného vypínání starších sítí 3G a brzy i 2G v ostatních zemích.