SUPERRYCHLÝ INTERNET PODPOŘÍ OPERACE NA DÁLKU A PROMĚNÍ VÝROBU

MOBILNÍ 5G SÍŤ TISÍCKRÁT ZRYCHLÍ PŘENOS DAT A UMOŽNÍ DALŠÍ ROZVOJ VIRTUÁLNÍ REALITY I DRONŮ. V ČESKU SE NAPLNO ROZBĚHNE DO TŘÍ LET.

Zatím o nich bylo slyšet především v souvislosti s letošní zimní olympiádou v Jižní Koreji, kde například pomáhaly od sportovišť odhánět divočáky. Za pár let by už mobilní sítě páté generace (5G), jež jsou právě testovány, měly najít méně kuriózní způsoby využití a osvědčit se například v běžném provozu průmyslových podniků. Oproti současnosti budou data přenášet opravdu rychle.
Jihokorejci nastupující technologii 5G sítí využili především při videopřenosech olympijských klání vysílaných divákům, kteří přímo do dějiště her Pchjongčchangu přijeli. Zatímco dnes nejrozšířenější mobilní LTE síť dokáže data stahovat rychlostí zhruba 20 megabitů za sekundu, organizátoři olympiády se mohli spolehnout na datové přenosy, které za stejný čas přenesly 20 gigabitů, tedy tisícinásobek. Diváci tak mohli sledovat 360stupňový videopřenos z krasobruslení v reálném čase a ze všech úhlů, což by síť LTE neumožnila, protože by se pod náporem přenesených dat přetížila. V případě zmiňovaného odhánění kanců od závodišť pak 5G přenášela informace o pohybu těchto mrštných zvířat a umožnilo spustit automatické systémy na jejich zaplašení rychleji, než by to svedla technologie LTE.
Díky takovýmto vlastnostem se očekává, že se 5G uplatní i v průmyslu. Jaké inovace do něj přinese?

Operace i řízení robotů a strojů na dálku

Chirurgické operace už je v současnosti možné provádět i na dálku. Operatér, který se nachází třeba v New Yorku, má na rukou speciální rukavice s internetovými čidly, jež jeho pohyb snímají a navádějí podle nich robotické rameno umístěné třeba v Praze, kde robot zákrok fyzicky provádí. První takováto operace byla uskutečněna již v roce 2001, dalšímu rozvoji dálkové chirurgie ovšem dosud bránily především technologické nedostatky internetových sítí.
Mobilní síť LTE dokáže data z jednoho místa na druhé přenést s prodlevou asi 50 milisekund. Takováto reakce je ale v případě dálkového provádění chirurgických zákroků příliš pomalá. Sítě páté generace ovšem prodlevu sníží na pouhé jednotky milisekund. Proto už je pro zavádění do chirurgické praxe mimo jiné testuje třeba švédský výrobce telekomunikační infrastruktury Ericsson ve spolupráci s lékaři z univerzity King’s College v Londýně.
Vzdálené řízení robotů se nemusí uplatnit jen v medicíně. Díky schopnosti 5G sítí přenášet velké objemy dat s nízkou prodlevou od vyslání povelu se očekává, že tovární roboti připojení k takové síti zvládnou mnohem více operací a budou je přitom provádět přesněji a v kratším čase než doposud.
Další způsob využití v továrních podmínkách pak spočívá v rozvoji virtuální reality. Počítačová technologie, jež vytváří trojrozměrné modely reálných prostředí, už se používá třeba k vzdáleným inspekcím strojů. Díky internetovým čidlům, která se na stroj umístí, může servisní technik dodavatelské firmy zařízení umístěné třeba v Číně na dálku prozkoumat odkudkoli na světě. Vzhledem k vysokým nárokům na přenos dat ale dosud není výhodné takové virtuální modely na dálku zobrazovat v příliš vysokém rozlišení. Právě tento problém, který dálkové inspekce znesnadňuje, by měly 5G sítě vyřešit.
Mimo továrny lze pak rozvoj této technologie očekávat například ve stavebnictví. "Docela zajímavý příklad se týká ovládání bagru, který může jeho řidič obsluhovat třeba někde z kanceláře. Obecně se dá říci, že díky využití 5G můžeme docílit toho, že lidé už nebudou muset některé práce provádět v nebezpečných podmínkách, jaké panují třeba v dolech," zmiňuje Zdeněk Bečvář, výzkumník z oboru telekomunikací na pražském ČVUT.

Nová síť "utáhne" až desetkrát více zařízení

Už nyní se v továrnách prosazují miliardy zmiňovaných internetových čidel, která sledují výrobní data a přes síť je pak posílají k analýze počítačům. Díky tomu podniky získávají lepší přehled o aktuálním provozu a mohou svou produkci lépe plánovat.
Problém takovéhoto způsobu předávání výrobních informací ovšem opět spočívá v technických parametrech dnešních internetových sítí. Kvůli tomu, aby své sítě podniky nezahlcovaly, pořizují si raději méně internetových senzorů, než kolik by potřebovaly. Relativně pomalé připojení jim navíc neumožňuje získané údaje vyhodnotit v reálném čase. Výsledkem je, že popsaný systém sice pomáhá zvyšovat efektivitu výroby, firma ale kvůli omezeným schopnostem internetové sítě nemůže naplno využít jeho potenciál.
Také tyto problémy by mělo vyřešit postupné spouštění internetových sítí páté generace. Pro podniky může být výhodné už proto, že jim umožní do výroby instalovat mnohem více senzorů. Zatímco nynější LTE síť na jednom čtverečním kilometru zvládne provoz maximálně 100 tisíc internetových zařízení, 5G jich na stejném prostoru pojme až milion, aniž by se přetížila. S nasazením více čidel pak může mít podnik lepší přehled o průběhu výroby. Nárůst sbíraných dat pro něj ovšem v podmínkách superrychlé sítě neznamená, že by se musely jeho analytické programy začít hroutit.
Na takovéto inovace si budou muset čeští výrobci ještě počkat, i když v tuzemsku už první 5G sítě fungují. Jejich operátoři, mezi něž se řadí například Vodafone či Nordic Telecom, ovšem HN sdělili, že s touto mobilní technologií zatím cílí pouze na domácnosti, ve kterých má 5G nahradit klasické pevné či wi-fi připojení. Rozvoj sítí páté generace, které by vedle uživatelů mobilů mohly používat také podniky, se očekává až po roce 2019. Tehdy proběhne dražba příslušných frekvencí pro mobilní 5G. Operátoři, kteří v takové soutěži uspějí, pak od státu nejspíš získají možnost s výstavbou takových sítí ještě další dva roky počkat.

Autonomní auta budou díky 5G chytřejší

S podobným harmonogramem spouštění mobilních 5G sítí počítají také v Německu. Tamní firemní kolosy, jako jsou Deutsche Bank, Continental nebo BMW, se ale proti takovému načasování bouří. Nové mobilní sítě by podle nich měly být vybudovány dříve, než si spolková vláda naplánovala, aby země s jejich pomocí dokázala být dostatečně konkurenceschopná proti Číně a jiným průmyslovým velmocím.
"Z aut se čím dál větší měrou stávají stroje závislé na internetovém připojení. Jejich další rozvoj ale neMobilní může fungovat bez rychlých sítí páté generace," uvedl před měsícem šéf automobilky Volkswagen Herbert Diess v poukazu na pomalé zavádění nové telekomunikační technologie ve Spolkové republice.
Ne náhodou se o 5G největší měrou zajímají právě automobilky, které si od superrychých sítí slibují zdokonalení systémů pro samořiditelná auta. Autonomní vozy připojení k internetu využívají k tomu, aby se jeho prostřednictvím zdokonalovalo ovládání auta a jeho reakce na nenadálé situace. Data, která senzory průběžně sbírají, jsou po síti zasílána na internetové servery, kde se analyzují a vracejí do vozu. Pokud chce přitom autonomní auto zabránit střetu s jiným vozem či překážkou, musí informace, které mu napoví, jak na situaci správně zareagovat, získat s co nejmenší prodlevou. Právě proto je spuštění 5G sítí pro výrobce automobilů a jejich dodavatele IT technologií, jako je například americké Cisco, klíčové.
S využitím nových mobilních sítí, schopných za jedinou sekundu sdílet gigabity dat, přitom mohou samořiditelná auta sbírat mnohem více jízdních informací než doposud. Jejich senzory tak mohou třeba s předstihem zaznamenat defekt kamionu jedoucího před vozem a zareagují snížením rychlosti. Nebo mohou snáze zaznamenat situaci, když se k autu přiblíží jiný vůz, který se náhle ocitne ve slepém úhlu, a řidič si ho tak nevšimne.
Vedle toho se mohou v dopravním provoze prosadit i další technologie, které budou za pomoci 5G sítí lépe řešit krizové situace. Na ČVUT nyní například vyvíjejí dron, který funguje jako mobilní vysílač schopný přenášet signál i v 5G. "Vezměte si, že se třeba na dálnici stane nehoda a vytvoří se kolona. V tu chvíli jsou všichni na telefonu, hledají v navigaci objížďku a síť kvůli tomu může být přetížená. Na místo nehody však může přiletět několik dronů, které mobilní signál posílí a umožní lidem opět za pomoci telefonů se zbytkem světa komunikovat," uvádí již citovaný telekomunikační odborník Bečvář z pražské techniky.

5G síť versus LTE

LTE síť dokáže data stahovat průměrnou rychlostí 20 Mb za sekundu. Rychlost stahování přes 5G je 20 Gb. Film ve vysokém rozlišení tak nová mobilní technologie dokáže z internetu stáhnout doslova za zlomek sekundy. Latence (prodleva) je čas, který mobilní síť potřebuje, aby zareagovala na daný příkaz, typicky ke stahování dat nebo jejich vkládání na internet. V LTE síti latence dosahuje asi 50 milisekund, v 5G síti pouze jedné milisekundy. Robustnost mobilní sítě udává její schopnost k internetu připojit velké množství zařízení najednou bez toho, aby síť zkolabovala. LTE dokáže na jednom čtverečním kilometru v jeden moment obsloužit asi 100 tisíc zařízení. Síť 5G by měla na takovém prostoru zvládnout nápor až milionu internetových přístrojů najednou.