sľuby sú rovnaké ako vždy – vyššie rýchlosti, nižšia latencia, vyššie frekvencie... na tom nie je nič prekvapivé. Čo ale stojí za venovanie pozornosti, sú takzvané neterestriálne siete (non-terrestrial networks, NTN), teda také mobilné siete, ktoré nie sú postavené fyzicky na zemi, ale lietajú niekde nad našimi hlavami.
Klasický koncept mobilných sietí všetci dobre poznáte – vo vrecku máte telefón a všade, kam sa okolo seba pozriete, kým ste v území s dobrým pokrytím, vidíte „základňové stanice“ – čiže vysielače na stožiaroch. Sú všade. V mestách s trochou preháňania na každej tretej streche, a stožiare s anténami sú v každej doline alebo na každej lúke. S príchodom 5G sietí navyše prišla možnosť využívať tzv. milimetrové vlny (mmWave). Tie poskytujú doteraz nevídané rýchlosti a prenosové kapacity, avšak za cenu kratšieho dosahu a horšej penetrácie prekážok signálom. Dokonca sa šírili obavy, že týchto vysielačov okolo nás bude rádovo viac než doteraz, a že budú v podstate na každom rohu. Toto môže byť pravda v extrémne zaľudnených metropolách alebo na špecifických miestach, kde sa na malom území koncentruje veľmi veľa ľudí (štadióny a pod.), ale inak v strednej Európe toto zatiaľ nie je témou.
Ďalším aspektom mobilných sietí, ktorý dobre poznáte, je stav, že každá krajina si tento trh nejakým spôsobom reguluje sama. Pri prechode každej štátnej hranice sa musíte pripojiť do nejakej inej siete – aj keď vďaka EU roamingu nás to už nebolí tak veľmi ako kedysi. Takže aby sme si to zhrnuli, súčasný stav je taký, že antény na stožiaroch sú fixné, hranice sietí sú dané hranicami štátov a jediný, kto je v týchto sieťach naozaj mobilný (teda pohyblivý), je človek s telefónom vo vrecku.
A práve tento pohľad na mobilné siete sa v najbližších rokoch môže dramaticky zmeniť – vďaka pribúdajúcemu počtu satelitov na nízkom zemskom orbite. Aby sme si to úplne upratali, satelitné telefóny nie sú žiadna novinka, existujú už desaťročia. Doteraz to však boli veľmi obmedzené špecifické zariadenia s veľmi drahým prístupom k službe a na komunikáciu využívali tzv. geostacionárne satelity. Teda také, ktoré sa nachádzajú približne 36-tisíc kilometrov nad našimi hlavami. Využívanie takejto technológie dávalo zmysel niekde v púšti alebo v oblasti postihnutej vojenským konfliktom, kde základná pozemná infraštruktúra nie je alebo nefunguje.
prelomový rok pre satelitné 5G siete
Nízkoorbitálne satelity, ktoré sa do povedomia ľudí dostávajú až v posledných rokoch, sú omnoho nižšie – približne 300 až 500 kilometrov nad našimi hlavami. A tu sa zjavne otvárajú nové možnosti, ktoré môžu dramaticky zmeniť to, ako budú mobilné siete vyzerať o 10 rokov. Ja osobne sa technologickým predpovediam vyhýbam, ale s čistým svedomím poviem, že rok 2023 bol z pohľadu NTN sietí prelomový.
Spoločnosť AST SpaceMobile na konci septembra ohlásila, že 8. septembra 2023 uskutočnili prvý hovor v 5G sieti použitím nemodifikovaného smartfónu Samsung Galaxy S22 (čiže bez nejakých úprav, v takej verzii, v akej si ho môžete kúpiť aj vy) z Havajských ostrovov do Madridu. Telefón na Havaji však nemal k dispozícii žiadnu pozemnú bázovú stanicu, jeho komunikácia išla cez testovací satelit BlueWalker3. Hovor bol bezproblémový a smartfón na Havaji mohol sťahovať cez satelit dáta rýchlosťou 14 Mbit/s. Partnermi tohto testu boli Vodafone, AT&T a Nokia. Ukazuje to okrem iného, že priemyslu je úplne jedno, či to nazvete 5G alebo 6G, je to jednoducho technologický pokrok, nový míľnik. AST SpaceMobile oznámil, že plánuje svoje služby z vesmíru poskytovať 40 operátorom po celom svete, s celkovým počtom 2,4 miliardy používateľov.
„Tieto technológie prichádzajú, potichu a nenápadne, a je veľmi možné, že keď ich použijeme v našom živote prvýkrát, nebudeme o tom ani vedieť.“
Ani Apple nečaká so založenými rukami. Už v septembri 2022, keď vydali iPhone 14, ponúkli možnosť (najmä pre používateľov v USA) využívať nízkoorbitálne satelity na núdzové volania v situácii, ak sa ocitnú mimo dosahu klasickej mobilnej siete. Tento rok, tiež v septembri, umožnili používateľom mimo dosahu klasickej siete využívať satelity aj na privolanie asistenčných služieb na cestách.
V septembri 2022 americký operátor T-Mobile ohlásil tiež veľkú a zaujímavú novinku v spolupráci so známou spoločnosťou Elona Muska SpaceX, ktorá prevádzkuje nízkoorbitálny satelitný internet Starlink. Operátor a prevádzkovateľ satelitov sa dohodli, že služby T-Mobile budú v USA dostupné pre používateľov prostredníctvom satelitov Starlink v tých situáciach, kde pozemná sieť nie je k dispozícii, alebo kde jej výstavba je mimoriadne nákladná a nepraktická (púšte, národné parky a pod.). O tomto projekte je však tento rok pomerne ticho, nie je vôbec jasné, či sa táto služba naozaj komerčne spustí v roku 2024, alebo ešte nie.
Zaujímavá novinka prišla v júni 2023 aj z Palau (ostrovný štát v Oceánii), kde sa najväčší operátor PNCC dohodol so satelitným prevádzkovateľom Lynk, že spustili služby satelit-mobil pre všetkých používateľov siete PNCC na týchto ostrovoch. Ide, samozrejme, zatiaľ o pilotnú prevádzku a o záložnú formu pripojenia sa k mobilnej sieti, prvou voľbou naďalej ostáva pozemná sieť. Spoločnosť Lynk podobnú dohodu urobila aj s operátorom Vodafone na Cookových ostrovoch. Aj Huawei koncom minulého roka ohlásil, že v Číne bude možné z ich smartfónov posielať krátke správy iným účastníkom využitím čínskej satelitnej konštelácie Bei Dou. Tento rok službu rozšírili o videohovory.
anténa o veľkosti dvojizbového bytu
Technológia poskytovania prístupu k mobilnej sieti sa dramaticky mení. Netrúfam si nijak odhadnúť, ako rýchlo sa táto technológia stane každodennou súčasťou našich životov, ani či jedného dňa vďaka veľkému počtu nízkoorbitálnych satelitov zmiznú z povrchu zeme milióny antén a vysielačov na strechách domov a na stožiaroch pri cestách. Isté však je, že NTN nie je len nejakým utopistickým snom vedcov a technológov či buzzwordom, ktorý má vzbudzovať pozornosť. Zatiaľ to vyzerá skôr opačne – tieto technológie prichádzajú, potichu a nenápadne, a je veľmi možné, že keď ich použijeme v našom živote prvýkrát, nebudeme o tom ani vedieť.
Nechcem v tomto článku skĺznuť do technických detailov o tom, ako je možné, že sa obyčajný smartfón dokáže spojiť so satelitom, ale jedna vec stojí za zmienku. Vieme, že keď sa signál (elektromagnetické žiarenie) šíri priestorom, čím ďalej sme od vysielacej antény, tým väčší útlm pozorujeme (prijatý signál je slabší). V určitom bode je tak slabý, že splynie s okolitým šumom a služba nefunguje. V minulom článku tu na .týždni sme si hovorili niečo o tom, ako sa správajú antény. Ak chceme dosvietiť signál ďalej, potrebujeme buď zvýšiť vysielací výkon, alebo zvýšiť zisk antény. Zvýšiť zisk antény znamená, že síce dosvieti ďalej, ale iba konkrétnym smerom. Toto je pre smartfóny nepraktické – nemôžeme nútiť človeka, aby pri telefonovaní otáčal smartfónom smerom k satelitu, navyše nízkoorbitálne satelity sa z nášho pohľadu pohybujú rýchlosťou približne 7 – 8 kilometrov za sekundu. Takáto naháňačka by bola nepraktická.
Anténa smartfónu musí ostať teda „všesmerová“. Mohli by sme si teda povedať, že zvýšime výkon – ale to by znamenalo, že pri dlhšom telefonáte by sme si mohli uvariť mozog. Proste, nechceme sa vystavovať silnejšiemu žiareniu, než je potrebné. Jediným fyzikálnym riešením teda je inštalovať na satelity mimoriadne citlivú anténu (s veľmi vysokým ziskom), ktorá dokáže zachytiť aj slabý signál vyžiarený mobilným telefónom. Pole antén použité na spomínanom satelite BlueWalker3 má plochu 64.3 m2. Vynášať tieto satelity a rozkladať ich antény na nízkom orbite je teda zaujímavou úlohou samo o sebe.
roaming až do vesmíru?
Ak sa NTN siete naozaj presadia vo veľkom, bude to obrovská zmena pre technologické giganty ako Nokia, Ericsson, Huawei a ďalších, ktorí dnes budujú mobilné siete pre operátorov. Bude to obrovská zmena pre operátorov, keďže hranice štátov z pohľadu nízkoorbitálnych satelitov nedávajú zásadný zmysel. Bude to zásadná zmena pre regulátorov a telekomunikačné úrady, pretože štandardizácia a regulácia tohto prostredia bude musieť naozaj dávať globálny zmysel. A možno to bude aj zásadná zmena pre nás, každodenných používateľov smartfónov. Zmenia sa zrejme služby, ceny, možnosti a obmedzenia. Možno prestaneme hovoriť o roamingu a siete nebudú náchylné na živelné katastrofy, vojenské konflikty či výpadky energie.
Ako som povedal, do podrobnejších technologických predpovedí sa púšťať nejdem, malo by to rovnakú výpovednú hodnotu, ako keby ste si prečítali proroctvá Baby Vangy. Avšak o jednej veci začínam byť presvedčený. Deň, keď ráno vstaneme a náš prvý telefonát po rannej káve bude smerovaný do vesmíru, je omnoho bližšie, než sa nám mohlo zdať dva-tri roky dozadu.
Autor je odborným asistentom na Fakulte informatiky a informačných technológií Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, kde v súčasnosti pôsobí ako vedúci Automotive Innovation Lab @ FIIT STU. Laboratórium je zamerané na bezdrôtovú komunikáciu najmä pre aplikácie prepojenej a automatizovanej mobility.
Ak si predplatíte digitálne predplatné alebo tlačený .týždeň na ďalší rok, pomôžete nám prežiť a robiť to, čo vieme. Vopred ďakujeme.