Od celulární technologie 5G se čekalo, že rozzáří plamen internetu věcí (IoT), ale takový výsledek se doposud nedostavil. Nedošlo sice k vyhasnutí, ale IoT jen doutnal, místo aby se rozhořel.
Provozujete nějaké průmyslové IT systémy?
Samotná technologie 5G se začala široce zavádět pro různé případy použití, ale přijetí zůstalo pomalé v oblasti podnikových aplikací zaměřených na IoT, jako jsou nositelná zařízení související se zdravím, průmyslové sítě IoT, dohled a zabezpečení, sledování majetku či správa vozového parku.
„Z hlediska latence a šířky pásma drtivá většina zařízení IoT technologii 5G nepotřebuje,“ konstatuje Jason Leigh, šéf výzkumu zaměřeného na 5G a mobilní technologie v IDC. Síť 5G je podle něj něco jako motor Ferrari – většina aut takto výkonný agregát nepotřebuje.
Pokročilé možnosti, které poskytuje technologie 5G, jsou navíc dostupné za relativně vysokou cenu a mnoho případů, kdy se počítá s použitím internetu věcí, nemá k dispozici potřebné zvýšené finance.
To by se však mohlo změnit s připravovanou specifikací 5G s názvem RedCap, která je navržená speciálně pro zařízení internetu věcí. RedCap by mohl být tím, co svět IoT naplno rozzáří.
Co je RedCap?
Novou generací mobilní technologie je 5G Advanced neboli 5.5G. Schválení této specifikace se očekává do jednoho roku. Klíčovou funkcí, která bude do 5G Advanced zahrnutá, je kategorie zařízení nazvaná RedCap – New Radio Reduced-Capability.
RedCap obsahuje kombinaci funkcí, jež vyvažují faktory, jako je pokrytí a propustnost, s omezeními, jako je krátká doba provozu na baterie a nedostatek antén. Toto propojení je výhodné pro případy, kdy nejsou zapotřebí vysoce výkonné možnosti současné technologie 5G, ale využije se schopnost rychlejšího škálování přes pokročilé celulární sítě.
„Hlavním důvodem současné pomalosti zavádění 5G v segmentu IoT je, že dosavadní starší technologie jsou pro mnoho použití zcela dostačují,“ popisuje Leigh.
Pokud fungují možnosti připojení, jako je Wi-Fi nebo sítě 2G/3G a LTE, neexistuje žádná skutečná motivace ke změně. A přestože se například technologie 3G postupně ukončuje, v řadě zemí stále ještě dominuje.
RedCap přináší naději, že sítě IoT budou moci těžit z rostoucího rozsahu zavádění 5G sítí, díky čemuž bude IoT využitelná na vyšším počtu míst a pro větší množství zařízení.
Vzhledem k tomu, že mnoho zařízení IoT nebude zahrnovat řadu pokročilých schopností přímo v sobě, usnadní RedCap jejich výrobcům prioritizaci nízké spotřeby energie, zvýšení odolnosti apod.
Jaké jsou překážky?
Když operátoři a telekomunikační společnosti spěchali s budováním první vlny sítí 5G, rozdělili zavádění 5G do dvou kategorií: samostatné (SA, standalone) a nesamostatné (NSA, non-standalone). Dnes je většina 5G sítí typu 5G NSA, což obvykle představuje kombinaci zařízení pro rádiový přístup 5G a infrastruktury 4G.
Podle současné specifikace to však vypadá, že bude RedCap od operátorů vyžadovat zavedení sítí 5G SA, což je ale menšina nasazení 5G. Podle nedávných údajů asociace GSA (Global Mobile Suppliers Association) spustilo komerční služby technologie 5G již 259 operátorů ve 102 zemích, ale jen 41 operátorů má veřejné sítě 5G SA, přičemž dalších 115 providerů je pouze ve fázi hodnocení, testování, pilotního provozu a plánování SA sítí.
Expanze 5G SA neustále roste a RedCap slibuje, že bude důležitým mostem od starší konektivity ke standardizovaným ekosystémům všech technologií 5G.
Přestože je technologie 5.5G stále nejméně několik měsíců vzdálená od stanovení oficiální specifikace, dodavatelé mobilních technologií a operátoři už nečekají a testují zařízení, infrastrukturu a sítě připravované na 5.5G.
Video ke kávě
Máte čas na rychlé a informativní video?
Firmy AT&T, Ericsson, Nokia či MediaTek již 5G Advanced testovaly. Letos v červenci například AT&T testovala datová spojení 5G RedCap ve své laboratoři i z terénu pomocí nově nasazené sítě 5G SA. Test zahrnoval platformu RedCap výrobce čipů MediaTek, která se připojovala k rádiovému přístupovému zařízení AirScale společnosti Nokia a poté k jádru sítě 5G SA společnosti AT&T.
„Technologie 5G RedCap je navržená pro zařízení, která v současnosti obsluhuje LTE CAT-4, ale poskytuje ekvivalentní nebo lepší výkon s teoretickou maximální propustností pro stahování až 150 Mb/s,“ říká Jason Sikes, manažer architektury zařízení v AT&T.
To podle něj pomáhá snížit složitost, náklady i velikost zařízení 5G a také umožní zařízením pracovat při nižších úrovních výkonu.
„Tyto upgrady přinesou 5G do produktů a aplikací, ve kterých se nemohou použít plnohodnotné technologie 5G – jde například o nositelná zařízení, jako jsou chytré hodinky a brýle pro rozšířenou realitu, IoT zařízení ve zdravotnictví, sledování majetku, systémy chytré domácnosti, správu vozového parku a další účely,“ dodává.
Další výhodou technologie 5G RedCap bude její schopnost poskytovat konektivitu spotřebitelským nositelným zařízením, která musejí být levná a malá.
Design jádra technologie 5G RedCap má maximální šířku pásma 20 MHz s jedním kanálem, aniž je nutné slučovat více kanálů dohromady. To umožňuje jednodušší a menší návrhy antén s jedním vysílačem (1TX) a jedním nebo dvěma přijímači (1RX nebo 2RX) – na rozdíl od složitějších konstrukcí antén MIMO požadovaných pro plnohodnotná zařízení 5G NR, jako jsou chytré telefony, poznamenává Sikes.
MediaTek spolupracoval rovněž se společností Ericsson na testování přenosů dat a hovorů VoNR (Voice over New Radio) v pásmech spektra TDD a FDD v laboratoři Ericssonu ve Švédsku.
TDD používá jedno frekvenční pásmo pro odesílání (uplink) i příjem/stahování (downlink) a přepíná mezi nimi. FDD používá pro odesílání a příjem/stahování různá frekvenční pásma.
Test měl demonstrovat schopnost platformy Ericsson RedCap sloužit jako životaschopný software rádiové přístupové sítě (RAN, Radio Access Network), který bude podporovat případy použití 5.5G pro zařízení, jako jsou nositelná řešení, senzory a průmyslové dohledové kamery vyžadující stálé připojení, jež však nevybije rychle baterii zařízení.
„Software Reduced Capability otevře zcela nový svět možností pro další typy zařízení, která nevyžadují plný rozsah výkonu 5G, a spojení FDD a TDD jsou zásadním prvním milníkem na této cestě,“ uvádí Sibel Tombaz, vedoucí produktové řady 5G RAN ve firmě Ericsson. „Těšit se můžeme na nové případy použití pro spotřebitele i průmysl způsobem, který je nákladově i energeticky efektivní.“
Test s využitím předběžné verze softwaru Ericsson RedCap a testovací platformy RedCap od MediaTeku zahrnoval datové spojení FDD, které dosáhlo propustnosti 220 Mb/s pro stahování a 74 Mb/s pro odesílání. Oba partneři také vyzkoušeli datové spojení TDD, které dosáhlo rychlosti stahování 153 Mb/s a rychlosti odesílání 13,5 Mb/s.
Uvedené rychlosti jsou více než dostatečné pro podporu řady případů použití IoT včetně spotřebitelských nositelných zařízení a průmyslových senzorů.
Ericsson plánuje svůj ekosystém RedCap odpovídající předběžně definované specifikaci dodávat už od letošního listopadu, přičemž by měl být dostupný jako softwarový doplněk k jejich současným sítím 5G SA.
RedCap a 6G
Velkou výhodou technologie 5.5G je, že ji lze nasadit jako softwarový upgrade. „Bylo velmi prozíravé, že obor telekomunikací použil pro raná nasazení technologie 5G design, který počítal se softwarovými aktualizacemi,“ upozorňuje Leigh. Teoreticky to znamená, že by technologie 5.5G mohla pojmout starší infrastrukturu LTE a že by se mohla zahrnout určitá míra zpětné kompatibility pro akceptaci starších zařízení.
Nositelná zařízení, o kterých většina lidí přemýšlí, jsou ta, která už používáme – např. chytré hodinky. Díky lepší konektivitě v levnějších zařízeních ale RedCap umožní takové případy použití, jako jsou senzory vestavěné do identifikačních prostředků, nebo dokonce do bezpečnostních přileb (pro účely geofencingu, tj. geografického omezení).
Výhodou technologie RedCap oproti Wi-Fi je, že zařízení neztratí konektivitu, ani pokud opustí budovu – ve většině případů je dnes přidání celulární technologie cenově neúnosné. Přidání celulární technologie navíc obvykle znamená také přidání další antény a lepší baterie.
Odborníci považují používání omezených zařízení jako nezbytný krok na cestě k ekosystému plnohodnotného řešení 5G, ale je pravděpodobně realističtější, že tato úroveň všudypřítomnosti přijde až s technologií 6G.
„Spektrum je příslovečnou krví tohoto oboru. Když tedy začneme mluvit o 6G, kde se toto spektrum vezme?“ ptá se Leigh. Spektrum pro 6G bude muset pravděpodobně vycházet z vypnutí starších celulárních technologií.
„Mluvíme tak o ukončení dnes nejpopulárnější LTE po celém světě, bolestivé bylo ale také vypnutí 3G. RedCap je tak nezbytnou součástí dlouhodobé migrace do společného mobilního ekosystému.“
V dnešní době využívají IoT zařízení různé způsoby připojení – třeba Wi-Fi, LP-WAN, Bluetooth, LTE či 5G. Může to na první pohled vypadat jako hojnost možností, tedy že výrobci i zákazníci mají k dispozici opravdu velkou řadu alternativ, ale realitou je, že roztříštěný trh se špatnou interoperabilitou má za následek pomalejší růst, než se očekávalo.
Technologie RedCap by mohla tento přístup začít měnit a přimět operátory k urychlení modernizace na 5G SA a poté na 5.5G, aby byla tato platforma dostupná zákazníkům, kteří potřebují dostupnější verzi 5G, tak aby bylo jejich využití IoT životaschopné ve velkém rozsahu.
Tento příspěvek vyšel v Computerworldu 2/2024.
Computerworld si můžete objednat i jako klasický časopis. Je jediným odborným měsíčníkem na českém a slovenském trhu zaměreným na profesionály v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT). Díky silnému zázemí přináší aktuální zpravodajství, analýzy, komentáře a přehledy nejnovejších technologií dříve a na vyšší odborné úrovni, než ostatní periodika na tuzemském trhu.
Obsah Computerworldu je určen odborníkům a manažerům z firem a institucí, kteří se podílejí na rozhodovacím procesu při nákupu ICT technologií. Jednotlivá čísla si můžete objednat i v digitální podobě.
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU