A-Z ELEKTRO březen / duben 2020

112 | A-Z ELEKTRO | březen/duben 2020 BEZDRÁTOVÁ ZAŘÍZENÍ, SÍTĚ Jak 5G funguje? Narozdíl od dosavadních technologií bude spektrum pro 5G sítě rozděleno do tří ra- dikálně rozdílných kmitočtových oblastí. Toto rozdělení je základním prvkem této atraktivní moderní technologie. Na zá- kladě zvoleného frekvenčního pásma se 5G sítě dokáží přizpůsobit určitému nasazení z hlediska rychlosti připojení, či dosahu signálu. Nižší část kmitočtového spektra, které reprezentuje oblast frekvencí do 1 GHz poskytuje vynikající pokrytí a penetraci signálu, ale na druhou stranu je limito- vána přenosová rychlost (100 Mbps). Střední část kmitočtového spek- tra s rozsahem 1–6 GHz představuje kompromis mezi přenosovou rychlostí (až do 1 Gbps) a dosahem, který úměrně klesá s rostoucí frekvencí. Poslední nejrozsáhlejší část kmitočto- vého spektra zahrnuje oblast vyšší než 6 GHz (označováno jako „mmWave“) počítá se zde s velmi vysokými přenoso- vými rychlostmi řádově až do 10 Gbps (10 000 Mbit/s) s extrémně nízkou latencí (odezvou připojení). Naopak dosah signálu a jeho penetrace je velmi ome- zena. Bavíme se zde o přímé viditelnosti a nasazení v rámci méně rozsáhlých prostor jako jsou výrobní areály, továrny, kampusy, kancelářské prostory aj., kde si můžeme dovolit hustší nasazení BTS (vysílacích stanic). Rozdělení 5G technologie do tří zcela rozdílných frekvenčních oblastí umožní poskytovat sítě nové generace s velmi kvalitním pokrytím, ale také s vysokou rychlostí a nízkým zpožděním a maxima- lizovat tak kvalitu připojení (QoS) podle potřeby daného nasazení. Co tedy 5Gpřináší? Standardy, které nastavila asociace 3GPP pro 5G sítě, jsou velmi komplexní a představíme si pouze ty, které mají globální dopad na běžné uživatele Co přinesou 5G sítě nové generace? Označení „5G“ reprezentuje pátou generaci bezdrátových systémů, které postupně nahradí, případně rozšíří dnes velmi oblíbené LTE sítě. Český telekomunikační úřad (ČTÚ) nedávno zveřejnil orientační harmonogram pro aukci kmitočtů technologie 5G. Tato pásma budou vydražena operátory a dalšími investory, kteří následně vybudují novou infrastrukturu, která poskytne základní stavební kámen pro nové vzrušující technologie ze světa telekomunikační techniky. a firmy. Rychlosti, kterých mohou 5G sítě teoreticky dosáhnout, sahají až na ast- ronomických 20 Gbps pro stahování dat. Lze však reálně očekávat, že uživatelská 5G zařízení budou dosahovat stabilních rychlostí okolo 100 Mbps. Odezva připojení je hlavním benefitem 5G sítí. V ideálních podmínkách se odezva bude pohybovat okolo 4 ms a v případě vysoce bezpečných dedikovaných systémů, které v 5G nazý- váme URLLC (ultra-reliable low latency communications) neuvěřitelných 1 ms. Energetická úspora je dalším benefitem sítí nové generace. Očekává se, že 5G zaří- zení mohou přecházet do velmi úsporných režimů bez přerušení připojení v případě, že není linka využívána nebo není do- stupná – z nové generace tak budou čer- pat i bateriově napájené IoT zařízení, kde je úspora energie klíčovým aspektem při návrhu zařízení. Tyto energeticky úsporné systémy, zaměřené na M2M komunikaci v 5G nazýváme mMTC (machine-type- -comms) a jedná se tak o „nástupce“ do- savadního NB-IoT. Hustota sítě se zvyšuje každým dnem. Ať už se jedná o komplexní komunikační zařízení, mobilní telefony, nebo chytré klíčenky, tak počet chytrých zařízení nezastavitelně roste. 5G sítě si kladou za cíl obsloužit až 1 milion zaří- zení na 1 km. 5GAntény a význam „5G-Ready“ Pro zajištění kvalitního 5G signálu bude potřeba precizně vyrobeného antén- ního systému, který představuje klíčový element celého 5G řešení. Aktuální 4G zařízení spoléhají na MIMO konfigurace antén (Několik antén v jednom zařízení, které se používají pro současný příjem a odesílání informací.). Společně s pří- chodem 5G dojde také k rozšíření MIMO od jednodušších 8×2 až k masivním 64×64 konfiguracím (5G Massive MIMO). Fyzická velikost celé certifikované 5G antény i BTS stanice je velmi podobná stávajícím LTE řešením, avšak samotný element 5G antény je podstatně menší, což povoluje mnohonásobně komplexnější MIMO konfigurace i v kompaktních zařízeních. Vzhledem k citlivosti u 5G sítí ve vyšších kmitočtech (sítě mmWave), se očekává