Velký experiment 5G: Rychlá data, která ohrozí předpověď počasí a zdraví?

Zdeněk Bečvář stojí před budovou elektrotechnické fakulty v pražských Dejvicích a v rukou svírá rozměrné zařízení se šesti vrtulemi. Dron. Aktuálně nelétá a pracuje se na jeho zdokonalení, ale již na jaře se bude pokusně vznášet nad hlavami pohybujících se studentů a starat se o mobilní připojení jejich telefonů.

O revoluci spočívající v příchodu mobilních sítí páté generace, které pravděpodobně změní průmysl, dopravu a povedou ke vzniku chytrých měst, píšeme v aktuálním Respektu 43/2019. Bečvář a jeho kolegové se už ale snaží hledět ještě dál. „Náš výzkum směřuje k budoucím mobilním sítím šesté generace, i když se zatím přesně neví, jak budou vypadat a co by měly umět,“ říká Bečvář, jenž na zmíněné fakultě působí na Katedře telekomunikační techniky.

Součástí tohoto úsilí jsou i drony. Hodily by se všude tam, kde se přechodně shromažďuje hodně lidí. Každý, kdo byl na nějaké demonstraci či koncertě, ví, že mobily tam téměř nefungují, nedokážou se probojovat do přetížené sítě. Rovněž sportovní stadion je zpravidla po většinu času prázdný, pak se na něm ale na pár hodin sejdou tisíce či desítky tisíc lidí, kteří chtějí komunikovat na sociálních sítích. „Nedávno jsem byl na hokeji a fascinovalo mě, jak málo lidí opravdu sleduje hru. Většina diváků měla před sebou mobil, fotila, natáčela a sdílela to s kamarády. Oni nešli na hokej. Oni se šli pochlubit, že jsou na hokeji,“ vypráví Bečvář.

Budovat na stadionu stálou síť tzv. základnových stanic pro mobily se nevyplatí, naopak „létající připojení“ by řešením být mohlo. Stejně tak by drony dokázaly zajistit spojení během přírodních katastrof, mohly by pomoci řídit dopravu na zacpaných dálnicích a podobně.

Tým kolem Zdeňka Bečváře zkoumá i další uličky, jimiž se může nepolevující mobilní revoluce vydat. Například takzvaný edge computing, počítání „na hraně“, v tomto případě na hraně mobilní sítě. „Pokud si koupíte nejnovější telefon za dvacet a více tisíc, spustíte na něm obvykle všechny hry. Celkem brzy ale můžete zjistit, že polovina her už hrát nejde, procesor už je nezvládá.“ Řešením je přenést část výpočtů mimo mobil, na výkonný server, který lze umístit na základnovou stanici, k níž se telefon připojuje, či do její blízkosti. Nebo třeba na dron. Telefon pak funguje jako nový, navíc se tím šetří baterie; podmínkou je ale právě rychlé připojení, které umožní výpočty takto „outsourcovat“.

Hodilo by se to i v takzvané rozšířené realitě. Představte si, že jdete po cizím městě a namíříte mobil nebo tablet na historickou budovu před sebou, načež se vám na displeji objeví informace o tom, kdo ji postavil, co je v ní k vidění a kdy je otevřeno. Tato futuristická aplikace, jejíž možnosti se na ČVUT rovněž testovaly, zatím zůstává v rovině slibů, nová generace mobilních sítí a přenesení výpočtů na blízký server by to ovšem mohly změnit. „Když jsme vyhledávali v centru Prahy oblasti zájmu v okruhu 500 metrů, dosáhli jsme díky edge computingu úsporu energie na výpočty až 90 procent,“ vzpomíná Bečvář.

Oslepené družice

K připravovaným sítím páté generace tzv. 5G bude možné připojit mnohem více zařízení než dnes, až milion na kilometr čtvereční – nejen telefony, ale i různá čidla a přístroje. Nová síť se tak nejvíc uplatní v průmyslu a různých službách, z nichž mnohé si dnes ani nedokážeme představit. Vydělají na ní ale i běžní uživatelé: až se 5G opravdu rozšíří, což může trvat déle než dekádu, na mnoha místech výrazně stoupne rychlost přenosu dat.

Hráči elektronických her pak ocení i nižší zpoždění, dobu, za kterou informace, kterou vyšlou, dorazí přes mobilní síť do cíle a případně zpět. Když ve hře třeba stisknete spoušť, potřebujete zasáhnout nepřítele okamžitě, jinak se může stát, že zemřete sami, protože vaši soupeři mají kvalitnější připojení. U současných sítí je zpoždění v řádu desítek milisekund, zatímco u páté generace to pro běžné uživatele budou jen milisekundy.

Sítě 5G budou zároveň využívat i rádiové vlny s podstatně vyššími frekvencemi než stávající sítě čtvrté generace, s čímž se pojí možná rizika. Část obav se týká předpovědi počasí. Jak nedávno upozornil časopis Nature, radiová komunikace na vyšších frekvencích může rušit přirozené signály, které meteorologům umožňují studovat z vesmíru vzdušnou vlhkost, teplotu, oblačnost nebo mořský led.

Spory mezi operátory rádiového provozu a geofyziky či astronomy probíhají už desetiletí, ale tentokrát je situace zřejmě vážnější. „Je to poprvé, co vidíme hrozbu korunním skvostům našich frekvencí,“ řekl Nature britský meteorolog Stephen English. Myslel tím třeba frekvenci 23,8 GHz, na níž vysílají slabý rádiový signál molekuly vodní páry. Ten pak zachytávají družice na oběžné dráze Země a údaje o vzdušné vlhkosti posílají do meteorologických center.

Například v USA již byly mobilním operátorům prodány frekvence velmi blízké právě tomuto „vodnímu“ kmitočtu, další aukce se připravují. Stále je ale ještě čas problém vyřešit. Koncem října se totiž v Egyptě sejdou zástupci telekomunikačních úřadů a institucí z celého světa, aby jednali právě o vhodných frekvencích a přípustné míře interference se signály, které studují vědci.

Mikrovlny kolem nás

Další varování se týkají lidského zdraví. Ohrozí nás vyšší frekvence v 5G sítích? Mluvíme tu o oblasti mikrovln, tedy podobné vlnové délce, jakou používá mikrovlnná trouba (i když v té je záření pochopitelně mnohem silnější). Zároveň budou sítě využívat podstatně hustší síť základnových stanic, ve městě s rozestupem pouhých 200 metrů nebo i méně. Malá „vysílací krabice“ může tedy být takřka na každém sloupu veřejného osvětlení. Někteří vědci proto v minulosti žádali moratorium na zavádění sítí páté generace, dokud se jejich vliv na lidský organismus podrobněji neprověří.

Podle jiných hlasů se ale není čeho bát. „Ani jediný expert, s nímž náš list mluvil, nevěří, že existuje nějaký hodnověrný důkaz o škodlivosti 5G nebo jiné části veřejného vysílacího spektra,“ napsal v létě deník Guardian.

Podobně mluví i Lukáš Jelínek, odborník na elektromagnetické pole rovněž z Fakulty elektrotechnické ČVUT. „Věda už se touto otázkou zabývá déle než 70 let. A máme expoziční limity, které se musejí dodržovat. Základnová stanice ani mobil je nebudou smět překročit.“ Podle Jelínka dokonce můžeme být díky 5G revoluci vystaveni rádiovým vlnám méně, protože základnové stanice v hustší síti budou mít nižší výkon.

Zavádění mobilních sítí páté generace bude každopádně velký experiment. O tom, jak může nová technologie ovlivnit náš život, ale jaká rizika zároveň přinese z pohledu kybernetické bezpečnosti, čtěte v Respektu 43/2019 pod titulkem Povodeň v éteru.