Mobilní sítě
Bezdrátové mobilní technologie založené na buňkové (celulární) síti slouží lidem již přes 40 let. Nicméně první skicu načrtl již v roce 1947 inženýr z Bellových laboratoří s přiléhavým jménem D.H. Ring. Když si uvědomíme, že to bylo ve stejném roce, co byl vynalezen tranzistor, tak musíme s úctou smeknout. Za pomyslnou nultou generaci můžeme považovat radiotelefonii, která se začala rozvíjet hned po druhé světové válce, ale jednalo se o izolované systémy určené pro specifické použití (policie, taxislužby atd.). Dnes je po světě zaváděna technologie páté generace 5G, která má šanci stát se legendou. Určitě i pro to, že bez mobilní sítě už bychom si nemohli představit běžný život. Ale zpět na start. Jak to vlastně začalo a kde se mobilní připojení objevilo poprvé?
První generace
Menší zajímavost hned na začátek našeho vyprávění. Označení první generace 1G přišlo až zpětně, s příchodem generace druhé. Úplně první komerční nasazení veřejné mobilní sítě proběhlo v japonské metropoli Tokiu firmou Nippon Telegraph and Telephone (NTT) již v roce 1979. AT&T mělo v provozu sítě v Chicagu a v Dallasu ještě o něco dříve, ale díky rozdělování společnosti se komerční nasazení opozdilo.
Sítě první generace byly analogové a používaly se téměř výlučně pro hlasové hovory. Nejrozšířenější systémy byly Advanced Mobile Phone System (AMPS) a Nordic Mobile Telephone (NMT). Poslední taková síť sloužila v Rusku až do roku 2017.
Druhá generace
Skutečná bezdrátová revoluce přišla až v devadesátých letech. 2G síť byla poprvé představena ve Finsku firmou Radiolinja a byla založená na technologii digitální signalizace a ETSI standardu Global System for Mobile Communications (GSM), který přinesl zásadní vylepšení ve spolehlivosti, bezpečnosti a kapacitě. Nově bylo umožněno uživatelům posílat SMS a MMS zprávy. Přenosové rychlosti pro data byly nejdříve 9,6 kb/s, avšak s dalšími mutacemi technologie GSM, jako GPRS a EDGE (byly také označovány jako 2.5G resp. 2.75G), se rychlost mohla vyšplhat teoreticky až přes 500 kb/s, což už umožňovalo novějším telefonům posílat e-maily nebo procházet web. V reálu ale víme, že když se nám na telefonu objeví „éčko“, tak už si moc nezasurfujeme.
Druhá generace byla pro mobilní připojení opravdu klíčovým akcelerátorem. Mobilní telefony zažily největší rozmach právě v této generaci. Nejúspěšnějším výrobcem byla Nokia s modelem, který nesl označení 3210. Síť 2G je do dnešního dne dostupná ve většině zemí na světě, mnoho moderních zařízení s podporou LTE nebo 5G je s 2G síti zpětně kompatibilní. Přesto už 2G sítím začíná pomalu zvonit hrana a operátoři uvažují o ukončení jejich provozu, který pro ně přestává být ekonomický. Celá řada zařízení je však závislá na 2G, a proto to není úplně jednoduché rozhodnutí. Mnohdy jsou poskytovatelé vázáni i smluvní povinností směrem k regulátorovi.
Třetí generace
Mobilní síť 3G byla poprvé pro veřejnost nasazena v roce 2001 opět v Japonsku firmou NTT DoCoMo. Ve srovnání s 2G mělo 3G vyšší přenosovou rychlost dosahující až jednotek Mb/s. Díky tomuto nárůstu mohli uživatelé na této síti již streamovat video a používat videokonference. Služby označené jako 3G musely splňovat podmínky standardu IMT-2000, který vydala Mezinárodní telekomunikační unie (ITU). Konkrétní protokoly pak začala vyvíjet sdružení národních nebo regionálních standardizačních organizací – 3GPP a 3GPP2. Pro 3G tak vznikly dva různé standardy. UMTS, který se používal v Evropě, Japonsku a Číně, a CDMA2000 pro Severní Ameriku a Jižní Koreu. 3G sítě můžeme zpětně označit za nejméně úspěšnou generaci. Celá řada operátorů už jejich provoz ukončila (vč. všech poskytovatelů v ČR) nebo jejich ukončení ohlásila (např. Orange na Slovensku).
Čtvrtá generace
Vývoj čtvrté generace byl opět založen na specifikaci ITU z roku 2008, která se jmenovala International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced). O své místo na slunci opět soupeřily dvě technologie – LTE (Long Term Evolution) a WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). WiMAX dorazil v komerční podobě o něco dříve, v roce 2006 v Jižní Koreji. LTE bylo nasazeno až v roce 2009 ve Skandinávii. Oba standardy umožňovaly přenos dat řádově ve stovkách megabit za sekundu, přičemž nejnovější varianta LTE-A už atakuje gigabitovou hranici.
WiMAX je učebnicový příklad technologie, která přišla jako první a byť nabízela skvělé parametry, tak nakonec neuspěla. Důvodů bylo hned několik. Původně byl WiMAX používán pro pevné připojení, mobilní verze přišla moc pozdě. Chyběla mu zpětná kompatibilita se staršími sítěmi v koncových zařízeních. Ekonomický model nikdy nebyl výhodný díky malému množství implementací. Proto tu dnes vládne LTE a je nejpoužívanější technologií pro mobilní přístup k internetu. I díky LTE se loni k mobilnímu internetu připojila už více než polovina planety, 4,3 miliardy lidí.
Pátá generace
Aktuálně poslední generací je pátá, s označením 5G. Od roku 2019 jsme svědky nasazení 5G sítí. Primárním cílem páté generace byla mnohem nižší latence a zvýšení spolehlivosti pro kritické aplikace. Samozřejmostí je pak další navýšení přenosové rychlosti až na maximálních 20 Gb/s. V neposlední řadě se otevírá nové pole působnosti pro IoT zařízení, kterých se dá připojit řádově milión na km2. S každou další generací docházelo k postupnému rozšiřování dostupných frekvencí. U 5G můžeme používaná pásma rozdělit do tří podkategorií:
Low band – první úroveň, ve které přenosové rychlosti dosahují až 250 Mb/s a používají se frekvence v pásmech 600-900 MHz. Tato kategorie je sice nejpomalejší, avšak je dostupná i nejdále od vysílače.
Mid band – druhá úroveň, kdy přenosové rychlosti dosahují až 900 Mb/s a pohybujeme se v pásmech 1 až 6 GHz. V této úrovni je potom nejlepší poměr dosah/rychlost.
High band – poslední, nejvyšší úroveň je potom dostupná pouze blízko vysílače, avšak dosahujeme zde gigabitových rychlostí. Používá se pásmo milimetrových vln 24 – 47 GHz.
A kdy se můžeme těšit na další generaci 6G? Určitě ne dříve než v roce 2028, na kdy je zatím plánováno první nasazení.
Obrázek Zdroj: Wikimedia Commons Autor: Redrum0486