Patrick Zandl's Blog: Marigold.cz, page 17

5G Core čili nové jádro sítě

Jak vypadá samotné jádro mobilní sítě, v němž se dějí veškerá ta kouzla, jako je autorizace uživatele, přenosy a účtování jeho hovorů a dat a všechny další služby do okamžiku, než je převezme základnová stanice a pošle na mobilní telefon uživatele?

Laskavý čtenář článku asi již má nějakou představu o tom, jak fungují předchozí generace mobilních sítí. Bude možná nejlepší, v rychlosti si prosvištět, jak jednotlivé generace fungují a jak rozvíjejí dědictví předchozích generací. Každá generace totiž přinesla významné změny, které odrážely rostoucí požadavky na mobilní komunikace. Pojďme se na tento vývoj podívat a poté se zaměříme na revoluční architekturu 5G Core.

Evoluce síťové architektury: Od 3G přes 4G ke 5G

3G Core (UMTS):

Kombinace okruhově a paketově spínaných domén Klíčové prvky: - MSC (Mobile Switching Center) pro okruhově spínané služby - SGSN (Serving GPRS Support Node) pro správu mobility a směrování paketů - GGSN (Gateway GPRS Support Node) pro připojení k externím paketovým sítím - Zavedení IMS (IP Multimedia Subsystem) pro poskytování multimediálních služeb přes IP

4G/LTE Core (EPC - Evolved Packet Core):

Plně paketově spínaná architektura Klíčové prvky a jejich evoluce: - MME (Mobility Management Entity) - převzalo funkce řízení mobility z SGSN - S-GW (Serving Gateway) - částečně nahradilo SGSN, zpracovává uživatelská data - P-GW (PDN Gateway) - evoluce GGSN, poskytuje připojení k externím sítím - HSS (Home Subscriber Server) - evoluce HLR (Home Location Register) z 3G - IMS plně integrován pro poskytování hlasových služeb přes LTE (VoLTE) Zjednodušená architektura oproti 3G, ale stále s pevně definovanými funkcemi

5G Core:

Service-Based Architecture (SBA) - radikální změna v designu architektury umožňující přímé přiřazení elementů sítě podle toho, jakou službu uživatel vyžaduje. Klíčové prvky a jejich evoluce: AMF (Access and Mobility Management Function) - evoluce MME, řízení přístupu a mobility SMF (Session Management Function) - přebírá část funkcí P-GW týkajících se správy relací UPF (User Plane Function) - kombinuje funkce S-GW a P-GW pro zpracování uživatelských dat PCF (Policy Control Function) - evoluce PCRF ze sítě 4G, řízení politiky přístupu UDM (Unified Data Management) - evoluce HSS, centralizované úložiště uživatelských dat AUSF (Authentication Server Function) - oddělená funkce autentizace z HSS a nového UDM NSSF (Network Slice Selection Function) - nová funkce pro podporu network slicingu IMS zůstává klíčovou komponentou pro multimediální služby, nyní plně integrován v cloud-native architektuře a také zajišťuje zpětnou kompatibilitu s 3G/4G.

Hlavní změny mezi generacemi:

[image error]

3G na 4G: Přechod od oddělených okruhově a paketově spínaných domén k plně paketové architektuře. Zjednodušení architektury a lepší integrace datových služeb.

4G na 5G: Přechod od pevně definovaných síťových prvků k modulární, service-based architektuře. Zavedení network slicingu, lepší podpora pro edge computing a ultra-reliable low latency communication (URLLC). Plná realizace oddělení control a user plane (CUPS).

Tato evoluce představuje postupný přechod od monolitického systému (3G) přes modulárnější, ale stále relativně rigidní strukturu (4G) k plně flexibilnímu, mikroslužbami inspirovanému ekosystému (5G). Každá generace přinesla významné zlepšení v efektivitě, flexibilitě a schopnosti podporovat nové služby, přičemž 5G představuje nejvýraznější skok v architektonickém přístupu. Je také ale nutno poznamenat, že nic takového by nebylo možné díky plynulému nárůstu výkonu hardware i uživatelských stanic.

Klíčové principy 5G Core

1. Service-Based Architecture (SBA):

Service-Based Architecture (SBA) představuje revoluční přístup k návrhu 5G Core Network. V tomto modelu jsou síťové funkce implementovány jako samostatné služby, které spolu komunikují prostřednictvím standardizovaného rozhraní využívajícího RESTful API. Tento přístup umožňuje flexibilní a efektivní interakci mezi různými komponentami sítě.

Jádrem SBA je Network Repository Function (NRF), která funguje jako centrální adresář služeb. NRF umožňuje službám se registrovat a objevovat ostatní služby v síti. Když jedna služba potřebuje komunikovat s jinou, nejprve se dotáže NRF, aby zjistila umístění a detaily cílové služby. Komunikace mezi službami je pak zprostředkována pomocí Service Communication Proxy (SCP), která zajišťuje efektivní směrování požadavků a může poskytovat dodatečné funkce jako load balancing.

SBA využívá model producent-konzument, kde každá služba může nabízet své funkce ostatním službám v síti. Tato architektura významně zvyšuje flexibilitu a škálovatelnost sítě, umožňuje snadné přidávání nových služeb a modifikaci stávajících bez nutnosti rozsáhlých změn v celé architektuře. Díky standardizovanému rozhraní SBA také usnadňuje multi-vendor implementace a podporuje lepší interoperabilitu.

Využití klasických internetových protokolů jako HTTP/2 pro transport a JSON pro serializaci dat dále přispívá k efektivitě a flexibilitě SBA. Tato architektura tak poskytuje robustní základ pro budoucí vývoj 5G sítí, umožňující rychlou adaptaci na nové požadavky a use cases.

[image error]

2. Network Slicing:

Network Slicing je další klíčovou technologií v 5G sítích. Umožňuje vytvoření virtuálních sítí (tzv. “slices” čili virtuálních řezů) na společné fyzické infrastruktuře. Každý slice je optimalizován pro specifické požadavky různých služeb nebo zákazníků, poskytující tak flexibilitu a efektivitu, kterou předchozí generace mobilních sítí nedokázaly nabídnout.

V praxi Network Slicing funguje tak, že rozděluje síťové zdroje napříč všemi doménami sítě - od rádiového přístupu přes transportní síť až po jádro sítě. Každý řez může mít vlastní síťové funkce, QoS parametry a bezpečnostní nastavení. Například, řez/slice pro IoT zařízení může být optimalizován pro nízkou spotřebu energie a velký počet připojení, zatímco slice pro streamování videa bude prioritizovat vysokou šířku pásma.

Proces začíná, když zařízení požádá o připojení k síti. Network Slice Selection Function (NSSF) v 5G Core pak rozhodne, který slice je pro dané zařízení a službu nejvhodnější. Následně jsou alokovány příslušné síťové zdroje a nastaveny parametry pro daný slice.

Důležitou vlastností Network Slicing je jeho dynamická povaha. Slices mohou být vytvářeny, modifikovány a rušeny podle potřeby, což umožňuje operátorům rychle reagovat na měnící se požadavky trhu. Tato flexibilita také otevírá nové obchodní možnosti, jako je poskytování dedikovaných virtuálních sítí pro specifické průmyslové aplikace nebo události.

Network Slicing tak představuje mocný nástroj pro optimalizaci využití síťových zdrojů a poskytování přizpůsobených služeb v éře 5G.

[image error]

3. Control and User Plane Separation (CUPS):

Control and User Plane Separation (CUPS) byl poprvé zaveden v pozdějších fázích 4G/LTE a plně rozvinut v 5G sítích. Tento přístup odděluje řídicí (control) a uživatelskou (user) rovinu síťových funkcí, což umožňuje jejich nezávislé škálování a optimalizaci.

V 4G sítích byl CUPS představen jako volitelná funkce, primárně zaměřená na oddělení S/P-GW (Serving/PDN Gateway) funkcí. Toto oddělení umožnilo flexibilnější nasazení uživatelské roviny blíže k okraji sítě, čímž se snížila latence a optimalizovalo využití přenosové kapacity.

V 5G sítích je CUPS plně integrován do základní architektury. Uživatelská rovina, reprezentovaná User Plane Function (UPF), může být nasazena distribuovaně, blíže k uživatelům nebo aplikacím, zatímco řídicí rovina, zahrnující funkce jako Session Management Function (SMF), zůstává centralizovaná. Toto uspořádání umožňuje efektivnější zpracování dat a nižší latenci, což je klíčové pro podporu use cases jako edge computing nebo ultra-reliable low-latency communication (URLLC).

CUPS v 5G také umožňuje flexibilnější alokaci síťových zdrojů. Operátoři mohou nezávisle škálovat kapacitu řídicí a uživatelské roviny podle aktuálních potřeb, což vede k efektivnějšímu využití infrastruktury. Navíc, CUPS usnadňuje implementaci network slicingu, umožňující vytváření virtuálních sítí s různými charakteristikami uživatelské a řídicí roviny.

4. Cloud-Native Design:

Cloud-Native Design v 5G plně využívá principy cloud computingu a moderních softwarových technologií k vytvoření flexibilní a škálovatelné síťové infrastruktury.

V LTE/4G sítích byly síťové funkce typicky implementovány jako monolitické aplikace běžící na dedikovaném hardwaru. Ačkoli virtualizace začala být v pozdějších fázích 4G využívána, většina implementací stále následovala tradiční model nasazení.

Naproti tomu 5G s Cloud-Native Designem přináší radikální změnu. Síťové funkce jsou navrženy jako sada mikroslužeb, které jsou kontejnerizované a orchestrované pomocí technologií jako Kubernetes. Tento přístup umožňuje rychlé nasazení, aktualizace a škálování jednotlivých komponent sítě nezávisle na sobě.

Cloud-Native Design v 5G také podporuje automatizaci a DevOps praktiky, umožňující kontinuální integraci a nasazení (CI/CD) síťových funkcí. To významně zkracuje čas potřebný pro uvedení nových služeb na trh a usnadňuje rychlé reakce na měnící se požadavky sítě.

Další klíčovou charakteristikou je využití stateless designu, kde stav aplikace je oddělen od výpočetních zdrojů. To umožňuje lepší odolnost vůči chybám a efektivnější využití zdrojů.

Oproti LTE/4G, Cloud-Native Design v 5G také lépe podporuje edge computing, umožňující nasazení síťových funkcí blíže k uživatelům pro snížení latence a optimalizaci využití síťových zdrojů.

Klíčové síťové funkce 5G Core AMF (Access and Mobility Management Function): Nástupce MME z 4G Zodpovědná za řízení přístupu a mobility Podporuje bezešvou mobilitu mezi různými typy přístupových sítí (5G, 4G, Wi-Fi) SMF (Session Management Function): Spravuje uživatelské relace, včetně alokace IP adres a QoS UPF (User Plane Function): Zpracovává uživatelský provoz Umožňuje flexibilní umístění pro optimalizaci latence a výkonu PCF (Policy Control Function): Definuje a vynucuje síťové politiky Klíčová pro implementaci network slicingu UDM (Unified Data Management): Centralizované úložiště uživatelských dat a profilů Nástupce HSS z 4G, ale s rozšířenými schopnostmi AUSF (Authentication Server Function): Zodpovědná za autentizaci uživatelů Podporuje pokročilé autentizační mechanismy NSSF (Network Slice Selection Function): Vybírá vhodné network slice pro UEInteroperabilita s LTE a staršími systémy

[image error]

5G Core podporuje interoperabilitu s LTE, včetně procedur pro handover a reselekci buněk. Nicméně, přímá interoperabilita s 2G/3G systémy není v Release 15 podporována, což odráží postupný přechod k novějším technologiím. Existuje však celá řada postupů, jak soužití starých sítí GSM a 5G zajistit v případě, že je to nutné. Příkladem může být Multi-RAT (Multiple Radio Access Technology) podpora. Na nabízí více technologií rádiového přístupu současně, kdy zařízení může přepínat mezi 5G, 4G, 3G a GSM podle dostupnosti a kvality signálu.

Zde je tabulka porovnávající klíčové technologie a funkce v Core sítích 5G, 4G a 3G:

Funkce/Technologie 5G Core 4G Core (EPC) 3G Core Architektura Service-Based Architecture (SBA) Částečně distribuovaná Centralizovaná Základní přístup Plně paketový Plně paketový Kombinace okruhového a paketového Network Slicing Plně podporováno Omezená podpora Nepodporováno Control/User Plane Separation Plně implementováno (CUPS) Částečně (volitelné) Nepodporováno Cloud-Native Design Ano Omezené Ne Edge Computing podpora Nativní Omezená Ne Hlavní řídicí entita AMF (Access and Mobility Management Function) MME (Mobility Management Entity) MSC (Mobile Switching Center) Správa relací SMF (Session Management Function) Část MME a S-GW SGSN (Serving GPRS Support Node) Uživatelská rovina UPF (User Plane Function) S-GW a P-GW GGSN (Gateway GPRS Support Node) Správa politik PCF (Policy Control Function) PCRF (Policy and Charging Rules Function) Omezená Správa uživatelských dat UDM (Unified Data Management) HSS (Home Subscriber Server) HLR (Home Location Register) Autentizace AUSF (Authentication Server Function) Část HSS AuC (Authentication Center) Network Slice Selection NSSF (Network Slice Selection Function) Nepodporováno Nepodporováno QoS model Flow-based QoS Bearer-based QoS Class-based QoS Podporované služby eMBB, URLLC, mMTC Hlavně broadband Hlas a základní data Latence Ultra-nízká (1ms) Nízká (10ms) Střední (50ms) Maximální rychlost 20 Gbps 1 Gbps 42 Mbps (HSPA+) NFV/SDN podpora Plná Částečná Ne API pro třetí strany Ano (Network Exposure Function) Omezené Ne

Tato tabulka ukazuje významný vývoj od 3G přes 4G až k 5G, s důrazem na flexibilitu, škálovatelnost a výkon v 5G Core. Je patrné, že 5G Core přináší mnoho nových funkcí a technologií, které nebyly v předchozích generacích k dispozici nebo byly implementovány jen částečně.

5G Core představuje paradigmatický posun v architektuře mobilních sítí. Od monolitických systémů 3G přes modulárnější, ale stále relativně rigidní 4G EPC, 5G Core přináší plně flexibilní, cloud-native architekturu schopnou podporovat široké spektrum současných i budoucích use cases.

Klíčové inovace jako Service-Based Architecture, network slicing a plná realizace CUPS umožňují 5G sítím dosáhnout bezprecedentní flexibility, škálovatelnosti a výkonu. Tyto změny nejsou jen evolucí, ale revolucí v přístupu k návrhu a implementaci mobilních sítí.

S pokračujícím vývojem v Release 16 a beyond můžeme očekávat další vylepšení a inovace, které budou stavět na tomto pevném základu. 5G Core není jen technologickým upgradem, ale fundamentální přestavbou mobilních sítí, která otevírá dveře novým možnostem a use cases, které byly dříve nepředstavitelné.

Licencovaný asistovaný přístup (LAA) v Release 13⁚ Harmonizace licencovaného a nelicencovaného spektra

Vývoj technologie 4G pokračuje po trajektorii konzumace dalších a dalších porcí rádiového spektra. Značnou potíží se v polovině druhé desetiletky ukázal být fakt, že všechny příhodné rádiové frekvence (rozuměj sub-6GHz) jsou již “obsazené” službami. A tak se objevila myšlenka umožnit soužití licencovaných a nelicencovaných frekvencí, tedy pustit sítě 4G do frekvencí dosud vyhražených pro WiFi. Jednou z klíčových technologií představených v 3GPP Release 13, finalizované v roce 2016, je Licencovaný asistovaný přístup (Licensed Assisted Access - LAA). LAA představuje průlomový přístup k využití spektra, který efektivně kombinuje licencované a nelicencované frekvenční pásma pro zvýšení kapacity a výkonu LTE sítí.

Princip fungování LAA

LAA lze chápat jako most mezi dvěma dosud oddělenými světy - světem licencovaného spektra, tradičně využívaného mobilními operátory, a světem nelicencovaného spektra, typicky obsazeného Wi-Fi a dalšími technologiemi. Konkrétně LAA umožňuje operátorům využívat 5 GHz nelicencované pásmo jako doplněk k jejich primárnímu licencovanému spektru.

Technicky LAA funguje na principu carrier aggregation (CA), technologie představené již v LTE-Advanced (Release 10). Zatímco CA původně umožňovala agregaci pouze licencovaných nosných, LAA rozšiřuje tento koncept o možnost agregace licencované primární buňky (PCell) s jednou nebo více sekundárními buňkami (SCells) operujícími v nelicencovaném pásmu.

[image error]

Klíčové aspekty LAA:

Asymetrické využití spektra: Uplink zůstává typicky v licencovaném pásmu, zatímco downlink může využívat kombinaci licencovaného a nelicencovaného spektra. Listen-Before-Talk (LBT): LAA implementuje mechanismus LBT, podobný CSMA/CA v Wi-Fi, aby zajistil férové sdílení nelicencovaného spektra s ostatními technologiemi. Dynamic Frequency Selection (DFS): V některých regionech LAA musí implementovat DFS pro detekci a vyhýbání se radarovým systémům v 5 GHz pásmu. Carrier Selection: LAA zařízení dynamicky vybírají nejméně zatížené kanály v nelicencovaném pásmu pro optimální výkon.Technické výzvy a řešení

Implementace LAA přináší několik technických výzev:

Koexistence s Wi-Fi: LAA musí zajistit, že jeho provoz nebude nepřiměřeně interferovat s existujícími Wi-Fi sítěmi. To je řešeno pomocí LBT algoritmů a adaptivního řízení výkonu. Handover a mobility: Přechod mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem musí být pro uživatele bezešvý. LAA využívá pokročilé techniky řízení mobility známé z CA. QoS management: Vzhledem k potenciálně nestabilní povaze nelicencovaného spektra musí LAA implementovat robustní mechanismy pro zajištění kvality služeb.Je zřetelné, že hlavním rizikem může být schopnost LAA koexistovat vedle sítí WiFi v pásmu 5 GHz. I proto bylo zvoleno především toto pásmo, které se u bezlicencovaných technologií nepoužívá pro dálkové spoje, aby se minimalizovalo riziko, že provozovatelé nelicencovaných sítí se budou bouřit.Implementace a budoucnost LAA

LAA představuje významný krok vpřed v evoluci mobilních sítí. Tato technologie efektivně rozmazává hranice mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem, otevírající cestu k efektivnějšímu využití dostupných frekvenčních zdrojů. S rostoucí poptávkou po mobilních datech a omezenou dostupností licencovaného spektra se LAA jevila jako zajímavá technologie pro budoucí generace mobilních sítí, připravující půdu pro ještě sofistikovanější využití spektra v 5G a beyond 5G systémech.

Na rozdíl od LTE-U (LTE v nelicencovaném pásmu), které bylo proprietárním řešením primárně pro USA a Koreu, LAA je globálně standardizovaná technologie. Ve srovnání s Wi-Fi offloadingem, který zcela přepíná provoz do Wi-Fi sítě, LAA nabízí těsnější integraci a lepší kontrolu nad kvalitou služeb.Z toho důvodu se také LAA nejvíce využilo v USA, kde jej v roce 2017 začalo implementovat jak AT&T, tak T-Mobile i Verizon v některých městech za účelem zvýšení kapacity sítě. Ve stejném čase LAA rozjeli jihokorejští operátoři ve vyhražených oblastech, malé testy se dělaly i v Evropě (DT a Vodafone), do technologie naskočil i australská Telstra a Čína.

Mnozí operátoři vnímali LAA jako mezikrok k 5G, který jim pomohl získat zkušenosti s využíváním nelicencovaného spektra. S nástupem 5G se pozornost přesouvá k pokročilejším technologiím, jako je NR-U (New Radio-Unlicensed). Nicméně, LAA stále hraje důležitou roli v mnoha sítích, zejména tam, kde plné nasazení 5G ještě není realizováno. V Česku implementováno do běžného provozu, co vím, nebylo.

New Radio (NR) v Release 15⁚ Revoluční základ pro 5G sítě

3GPP Release 15, finalizovaný v roce 2018, představuje milník v evoluci mobilních sítí. Jádrem tohoto vydání je New Radio (NR), zcela nové rádiové rozhraní navržené speciálně pro 5G sítě. NR přináší zásadní změny v architektuře a funkčnosti mobilních sítí, což umožňuje dosáhnout tolik žádaný výkon, flexibilitu a škálovatelnost.

New Radio v Release 15 představuje fundamentální přestavbu mobilních sítí. Zatímco LTE bylo evolucí 3G systémů, NR je revolucí, která od základů mění způsob, jakým navrhujeme a implementujeme mobilní sítě. S jeho flexibilitou, škálovatelností a výkonem NR nejen splňuje současné požadavky na mobilní komunikaci, ale také pokládá robustní základ pro budoucí inovace v oblasti 5G a beyond 5G systémů.

Klíčové aspekty NR

Podívejme se v bodech na to, co je v NR nové a důležité:

Flexibilní struktura rámce - NR zavádí flexibilní strukturu rámce s různými možnostmi délky slotu a mezislotového intervalu. Na rozdíl od fixní struktury LTE (10ms rámec, 1ms subrámec), NR umožňuje dynamickou adaptaci na různé scénáře použití. Je to jako konečně dodělat do automobilu převodovku, aby bylo možné měnit převodový poměr podle jízdních podmínek. Škálovatelné číslování nosných - NR podporuje širokou škálu šířek pásma (od 5 MHz až po 400 MHz) s flexibilním číslováním nosných. To kontrastuje s rigidním přístupem LTE, kde šířka pásma byla omezena na maximálně 20 MHz. Tím se Nové Rádio stává modulární stavebnici, kde lze snadno přidávat nebo odebírat bloky podle potřeby. Masivní MIMO a formování paprsku (beamforming) NR plně využívá potenciál masivního MIMO a pokročilého formování paprsku. Zatímco LTE již zavedlo základy MIMO, NR posouvá tuto technologii na zcela novou úroveň. Analogií může být přechod od jednoduchého zahradního postřikovače (LTE) k sofistikovanému systému přesného zavlažování (NR), který cíleně distribuuje vodu tam, kde je potřeba. Nové modulační schéma - NR zavádí 256QAM pro downlink i uplink, oproti LTE, které používalo 64QAM pro uplink. Je to opravdu znatelný rozdíl v efektivitě umožňující přenos většího množství dat ve stejném spektrálním prostoru. Podpora mmWave frekvencí Jednou z nejvýznamnějších inovací NR je podpora mmWave frekvencí (24 GHz a výše). To otevírá zcela nové možnosti pro ultra-vysokorychlostní přenosy dat, ale zároveň přináší nové výzvy v oblasti pokrytí. Nativní podpora nízké latence - NR je navržen s ohledem na ultra-nízkou latenci (URLLC - Ultra-Reliable Low-Latency Communication). To zahrnuje kratší intervaly přenosu (TTI) a možnost přednostního zpracování kritických dat. Network Slicing - Ačkoli není výhradně součástí rádiového rozhraní, NR je navržen s ohledem na network slicing. To umožňuje vytvoření virtuálních sítí s různými charakteristikami na stejné fyzické infrastruktuře. Pro každý typ služby používané v mobilní síti a tedy pro uživatele používajícího momentálně tuto službu lze zvolit jen ty části sítě, které jsou pro obsluhu takové služby bezpodmínečně nutné - a tím urychlit provoz i snížit nároky na síť. Nová architektura sítě NR přináší možnost samostatného (SA Standalone) nebo nesamostatného (NSA Non Standalone) nasazení. NSA využívá existující LTE infrastrukturu pro řídící rovinu, zatímco SA představuje čistě 5G řešení. Toto lze přirovnat k hybridnímu automobilu (NSA) versus plně elektrickému vozidlu (SA).

Když jsme u těch nových frekvencí mmWave, jaká je představa, kde a jaké frekvence se budou používat?

[image error]

Hlavní uživatelské rozdíly mezi 5G NR a LTE:

Spektrální efektivita: NR dosahuje až 30% zlepšení spektrální efektivity oproti LTE. Latence: NR cílí na latenci pod 1 ms, oproti ~10 ms u LTE. Připojená zařízení: NR podporuje až 1 milion zařízení na km², oproti ~100,000 u LTE. Rychlost přenosu dat: NR umožňuje teoretické rychlosti až 20 Gbps, zatímco LTE-Advanced dosahuje maximálně 1 Gbps.

Pro jaké aplikace se 5G NR hodí?

[image error]

Zde je tabulka porovnávající klíčové aspekty New Radio (NR) z Release 15 s předchozími přístupy v LTE:

Aspekt LTE NR (Release 15) Struktura rámce Fixní: 10ms rámec, 1ms subrámec Flexibilní: různé délky slotu (0.125ms - 1ms) Šířka pásma Až 20 MHz (do 100 MHz s CA) 5 MHz - 400 MHz Číslování nosných Fixní rozestupy Škálovatelné rozestupy (15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz, 240 kHz) Frekvenční pásma Primárně pod 6 GHz Pod 6 GHz a mmWave (až do 52.6 GHz) MIMO Do 8x8 MIMO Masivní MIMO (až 256 antén) Modulace (DL/UL) 256QAM/64QAM 256QAM/256QAM Latence ~10 ms Cílí na <1 ms (URLLC) Formování paprsku Základní Pokročilé 3D beamforming Hustota připojení ~100,000 zařízení/km² Až 1 milion zařízení/km² Maximální rychlost dat 1 Gbps (LTE-Advanced) Teoreticky až 20 Gbps Duplexní režimy FDD, TDD FDD, TDD, flexibilní TDD Network Slicing Není nativně podporováno Nativní podpora Architektura Pevně daná Flexibilní (NSA, SA) Kódování Turbo kódy LDPC (data), Polar kódy (kontrolní informace) Energetická účinnost Standardní Vylepšená (nové režimy spánku) Podpora IoT LTE-M, NB-IoT Vylepšená podpora mMTC Spektrální efektivita Baseline Až o 30% vyšší Podpora Vehicle-to-Everything (V2X) Základní (LTE-V) Pokročilá (NR V2X) Škálovatelnost pro různé use cases Omezená Vysoká (eMBB, URLLC, mMTC)

NR (New Radio) se v následujících vydáních 3GPP po Release 15 dále vyvíjí a zdokonaluje. Podívejme se ještě pro jistotu na směry, jimiž se rozvoj NR vydává až do Release 18 schválené v roce 2024:

Release 16 (2020): NR-Unlicensed (NR-U): Rozšíření NR do nelicencovaného spektra. Vylepšení URLLC: Další snížení latence a zvýšení spolehlivosti. Vehicle-to-Everything (V2X): Pokročilá podpora pro automobilové aplikace. Integrated Access and Backhaul (IAB): Umožňuje 5G základnovým stanicím fungovat jako relay pro backhaul. Positioning: Vylepšené možnosti určování polohy v NR sítích. MIMO vylepšení: Další zdokonalení multi-user MIMO. 2-step RACH: Zjednodušený přístupový proces pro snížení latence.Release 17 (2022): NR-Light (RedCap): Podpora zařízení se sníženými schopnostmi pro IoT aplikace. NR nad 52.6 GHz: Rozšíření podpory do vyšších frekvenčních pásem. Non-Terrestrial Networks (NTN): Podpora pro satelitní a vzdušné platformy. Multi-SIM: Vylepšená podpora pro zařízení s více SIM kartami. Sidelink vylepšení: Rozšířené možnosti pro přímou komunikaci mezi zařízeními. Vylepšení pro průmyslový IoT a URLLC. Multicast a broadcast služby: Efektivnější distribuční mechanismy. AI/ML integrace do rádiového rozhraní.Release 18 (2024) - První vydání 5G-Advanced: Další rozšíření AI/ML v RAN: Včetně AI/ML pro beamforming, MIMO a další RF technologie. Rozšířené imersivní komunikace: Podpora pro XR (Extended Reality) aplikace. Vylepšení RedCap: Další optimalizace pro IoT a wearable zařízení. Pokročilé MIMO techniky: Včetně “full-duplex” MIMO. Vylepšení pro energetickou účinnost sítě a zařízení. Další rozšíření spektra: Včetně pásem nad 71 GHz. Vylepšení pro poziční služby: Centimetrová přesnost pro indoor i outdoor prostředí. RAN slicing vylepšení: Pokročilejší možnosti pro network slicing na úrovni RAN. Vylepšení pro mobilní širokopásmové připojení: Zaměření na zvýšení kapacity a pokrytí. Další integrace nezemských sítí (NTN).

Tyto technologie a vylepšení nejen dále zdokonalují základní schopnosti NR definované v Release 15, ale také otevírají nové možnosti pro aplikace a use cases. Důraz je kladen na zvýšení flexibility, efektivity, spolehlivosti a výkonu NR, stejně jako na podporu nových typů služeb a aplikací.

Jsou také technologie, které se v rámci návrhu NR zvažovaly a nakonec zavrhly. Například OFDMA mohla nahradit či doplnit jako přístupová metoda NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access). Ta nabízela v řadě scénářů lepší efektivitu využití rádiového spektra, než OFDMA, ale také vyžadovala dražší hardware a především, není zpětně kompatibilní s LTE, což byl jeden z hlavních požadavků. Kromě toho NOMA není příliš přesvědčivá v podmínkách vysokého poměru signálu k šumu. A nakonec tu byly patentové problémy. A tak se prosadil pohled, že zejména další rozvoj MIMO a beamformingu výhody NOMA převáží v rozvoji OFDMA. Což ale není definitivní konec, aspekty NOMA jsou dále zkoumány a mohou se ve standardu objevit později, podobně jako například Filtrovaná OFDM (f-OFDM) nebo Full Duplex Radio.

A ještě se podívejme na jednu věc. Jaký je vztah mezi NR a RAN, například C-RAN nebo Open RAN? NR a C-RAN jsou dvě různé, ale vzájemně se doplňující technologie v ekosystému 5G. NR definuje “jak” komunikovat na rádiové úrovni, zatímco C-RAN poskytuje flexibilní a škálovatelnou architekturu pro “kde” a “jak efektivně” implementovat zpracování signálu. Jejich kombinace umožňuje plné využití potenciálu 5G sítí, poskytuje flexibilitu, výkon a efektivitu potřebnou pro podporu širokého spektra 5G use cases a služeb.

A to je ze základů New Radio pro 5G zatím všechno 😇

Licencovaný asistovaný přístup (LAA) v Release 13⁚ Harmonizace licencovaného a nelicencovaného spektra

Vývoj technologie 4G pokračuje po trajektorii konzumace dalších a dalších porcí rádiového spektra. Značnou potíží se v polovině druhé desetiletky ukázal být fakt, že všechny příhodné rádiové frekvence (rozuměj sub-6GHz) jsou již “obsazené” službami. A tak se objevila myšlenka umožnit soužití licencovaných a nelicencovaných frekvencí, tedy pustit sítě 4G do frekvencí dosud vyhražených pro WiFi. Jednou z klíčových technologií představených v 3GPP Release 13, finalizované v roce 2016, je Licencovaný asistovaný přístup (Licensed Assisted Access - LAA). LAA představuje průlomový přístup k využití spektra, který efektivně kombinuje licencované a nelicencované frekvenční pásma pro zvýšení kapacity a výkonu LTE sítí.

Princip fungování LAA

LAA lze chápat jako most mezi dvěma dosud oddělenými světy - světem licencovaného spektra, tradičně využívaného mobilními operátory, a světem nelicencovaného spektra, typicky obsazeného Wi-Fi a dalšími technologiemi. Konkrétně LAA umožňuje operátorům využívat 5 GHz nelicencované pásmo jako doplněk k jejich primárnímu licencovanému spektru.

Technicky LAA funguje na principu carrier aggregation (CA), technologie představené již v LTE-Advanced (Release 10). Zatímco CA původně umožňovala agregaci pouze licencovaných nosných, LAA rozšiřuje tento koncept o možnost agregace licencované primární buňky (PCell) s jednou nebo více sekundárními buňkami (SCells) operujícími v nelicencovaném pásmu.

[image error]

Klíčové aspekty LAA:

Asymetrické využití spektra: Uplink zůstává typicky v licencovaném pásmu, zatímco downlink může využívat kombinaci licencovaného a nelicencovaného spektra. Listen-Before-Talk (LBT): LAA implementuje mechanismus LBT, podobný CSMA/CA v Wi-Fi, aby zajistil férové sdílení nelicencovaného spektra s ostatními technologiemi. Dynamic Frequency Selection (DFS): V některých regionech LAA musí implementovat DFS pro detekci a vyhýbání se radarovým systémům v 5 GHz pásmu. Carrier Selection: LAA zařízení dynamicky vybírají nejméně zatížené kanály v nelicencovaném pásmu pro optimální výkon.Technické výzvy a řešení

Implementace LAA přináší několik technických výzev:

Koexistence s Wi-Fi: LAA musí zajistit, že jeho provoz nebude nepřiměřeně interferovat s existujícími Wi-Fi sítěmi. To je řešeno pomocí LBT algoritmů a adaptivního řízení výkonu. Handover a mobility: Přechod mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem musí být pro uživatele bezešvý. LAA využívá pokročilé techniky řízení mobility známé z CA. QoS management: Vzhledem k potenciálně nestabilní povaze nelicencovaného spektra musí LAA implementovat robustní mechanismy pro zajištění kvality služeb.Je zřetelné, že hlavním rizikem může být schopnost LAA koexistovat vedle sítí WiFi v pásmu 5 GHz. I proto bylo zvoleno především toto pásmo, které se u bezlicencovaných technologií nepoužívá pro dálkové spoje, aby se minimalizovalo riziko, že provozovatelé nelicencovaných sítí se budou bouřit.Implementace a budoucnost LAA

LAA představuje významný krok vpřed v evoluci mobilních sítí. Tato technologie efektivně rozmazává hranice mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem, otevírající cestu k efektivnějšímu využití dostupných frekvenčních zdrojů. S rostoucí poptávkou po mobilních datech a omezenou dostupností licencovaného spektra se LAA jevila jako zajímavá technologie pro budoucí generace mobilních sítí, připravující půdu pro ještě sofistikovanější využití spektra v 5G a beyond 5G systémech.

Na rozdíl od LTE-U (LTE v nelicencovaném pásmu), které bylo proprietárním řešením primárně pro USA a Koreu, LAA je globálně standardizovaná technologie. Ve srovnání s Wi-Fi offloadingem, který zcela přepíná provoz do Wi-Fi sítě, LAA nabízí těsnější integraci a lepší kontrolu nad kvalitou služeb.Z toho důvodu se také LAA nejvíce využilo v USA, kde jej v roce 2017 začalo implementovat jak AT&T, tak T-Mobile i Verizon v některých městech za účelem zvýšení kapacity sítě. Ve stejném čase LAA rozjeli jihokorejští operátoři ve vyhražených oblastech, malé testy se dělaly i v Evropě (DT a Vodafone), do technologie naskočil i australská Telstra a Čína.

Mnozí operátoři vnímali LAA jako mezikrok k 5G, který jim pomohl získat zkušenosti s využíváním nelicencovaného spektra. S nástupem 5G se pozornost přesouvá k pokročilejším technologiím, jako je NR-U (New Radio-Unlicensed). Nicméně, LAA stále hraje důležitou roli v mnoha sítích, zejména tam, kde plné nasazení 5G ještě není realizováno. V Česku implementováno do běžného provozu, co vím, nebylo.

Pokračujte dále na Seriál Mobilní sítě

New Radio (NR) v Release 15⁚ Revoluční základ pro 5G sítě

3GPP Release 15, finalizovaný v roce 2018, představuje milník v evoluci mobilních sítí. Jádrem tohoto vydání je New Radio (NR), zcela nové rádiové rozhraní navržené speciálně pro 5G sítě. NR přináší zásadní změny v architektuře a funkčnosti mobilních sítí, což umožňuje dosáhnout tolik žádaný výkon, flexibilitu a škálovatelnost.

New Radio v Release 15 představuje fundamentální přestavbu mobilních sítí. Zatímco LTE bylo evolucí 3G systémů, NR je revolucí, která od základů mění způsob, jakým navrhujeme a implementujeme mobilní sítě. S jeho flexibilitou, škálovatelností a výkonem NR nejen splňuje současné požadavky na mobilní komunikaci, ale také pokládá robustní základ pro budoucí inovace v oblasti 5G a beyond 5G systémů.

Klíčové aspekty NR

Podívejme se v bodech na to, co je v NR nové a důležité:

Flexibilní struktura rámce - NR zavádí flexibilní strukturu rámce s různými možnostmi délky slotu a mezislotového intervalu. Na rozdíl od fixní struktury LTE (10ms rámec, 1ms subrámec), NR umožňuje dynamickou adaptaci na různé scénáře použití. Je to jako konečně dodělat do automobilu převodovku, aby bylo možné měnit převodový poměr podle jízdních podmínek. Škálovatelné číslování nosných - NR podporuje širokou škálu šířek pásma (od 5 MHz až po 400 MHz) s flexibilním číslováním nosných. To kontrastuje s rigidním přístupem LTE, kde šířka pásma byla omezena na maximálně 20 MHz. Tím se Nové Rádio stává modulární stavebnici, kde lze snadno přidávat nebo odebírat bloky podle potřeby. Masivní MIMO a formování paprsku (beamforming) NR plně využívá potenciál masivního MIMO a pokročilého formování paprsku. Zatímco LTE již zavedlo základy MIMO, NR posouvá tuto technologii na zcela novou úroveň. Analogií může být přechod od jednoduchého zahradního postřikovače (LTE) k sofistikovanému systému přesného zavlažování (NR), který cíleně distribuuje vodu tam, kde je potřeba. Nové modulační schéma - NR zavádí 256QAM pro downlink i uplink, oproti LTE, které používalo 64QAM pro uplink. Je to opravdu znatelný rozdíl v efektivitě umožňující přenos většího množství dat ve stejném spektrálním prostoru. Podpora mmWave frekvencí Jednou z nejvýznamnějších inovací NR je podpora mmWave frekvencí (24 GHz a výše). To otevírá zcela nové možnosti pro ultra-vysokorychlostní přenosy dat, ale zároveň přináší nové výzvy v oblasti pokrytí. Nativní podpora nízké latence - NR je navržen s ohledem na ultra-nízkou latenci (URLLC - Ultra-Reliable Low-Latency Communication). To zahrnuje kratší intervaly přenosu (TTI) a možnost přednostního zpracování kritických dat. Network Slicing - Ačkoli není výhradně součástí rádiového rozhraní, NR je navržen s ohledem na network slicing. To umožňuje vytvoření virtuálních sítí s různými charakteristikami na stejné fyzické infrastruktuře. Pro každý typ služby používané v mobilní síti a tedy pro uživatele používajícího momentálně tuto službu lze zvolit jen ty části sítě, které jsou pro obsluhu takové služby bezpodmínečně nutné - a tím urychlit provoz i snížit nároky na síť. Nová architektura sítě NR přináší možnost samostatného (SA Standalone) nebo nesamostatného (NSA Non Standalone) nasazení. NSA využívá existující LTE infrastrukturu pro řídící rovinu, zatímco SA představuje čistě 5G řešení. Toto lze přirovnat k hybridnímu automobilu (NSA) versus plně elektrickému vozidlu (SA).

Když jsme u těch nových frekvencí mmWave, jaká je představa, kde a jaké frekvence se budou používat?

[image error]

Hlavní uživatelské rozdíly mezi 5G NR a LTE:

Spektrální efektivita: NR dosahuje až 30% zlepšení spektrální efektivity oproti LTE. Latence: NR cílí na latenci pod 1 ms, oproti ~10 ms u LTE. Připojená zařízení: NR podporuje až 1 milion zařízení na km², oproti ~100,000 u LTE. Rychlost přenosu dat: NR umožňuje teoretické rychlosti až 20 Gbps, zatímco LTE-Advanced dosahuje maximálně 1 Gbps.

Pro jaké aplikace se 5G NR hodí?

[image error]

Zde je tabulka porovnávající klíčové aspekty New Radio (NR) z Release 15 s předchozími přístupy v LTE:

Aspekt LTE NR (Release 15) Struktura rámce Fixní: 10ms rámec, 1ms subrámec Flexibilní: různé délky slotu (0.125ms - 1ms) Šířka pásma Až 20 MHz (do 100 MHz s CA) 5 MHz - 400 MHz Číslování nosných Fixní rozestupy Škálovatelné rozestupy (15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz, 240 kHz) Frekvenční pásma Primárně pod 6 GHz Pod 6 GHz a mmWave (až do 52.6 GHz) MIMO Do 8x8 MIMO Masivní MIMO (až 256 antén) Modulace (DL/UL) 256QAM/64QAM 256QAM/256QAM Latence ~10 ms Cílí na <1 ms (URLLC) Formování paprsku Základní Pokročilé 3D beamforming Hustota připojení ~100,000 zařízení/km² Až 1 milion zařízení/km² Maximální rychlost dat 1 Gbps (LTE-Advanced) Teoreticky až 20 Gbps Duplexní režimy FDD, TDD FDD, TDD, flexibilní TDD Network Slicing Není nativně podporováno Nativní podpora Architektura Pevně daná Flexibilní (NSA, SA) Kódování Turbo kódy LDPC (data), Polar kódy (kontrolní informace) Energetická účinnost Standardní Vylepšená (nové režimy spánku) Podpora IoT LTE-M, NB-IoT Vylepšená podpora mMTC Spektrální efektivita Baseline Až o 30% vyšší Podpora Vehicle-to-Everything (V2X) Základní (LTE-V) Pokročilá (NR V2X) Škálovatelnost pro různé use cases Omezená Vysoká (eMBB, URLLC, mMTC)

NR (New Radio) se v následujících vydáních 3GPP po Release 15 dále vyvíjí a zdokonaluje. Podívejme se ještě pro jistotu na směry, jimiž se rozvoj NR vydává až do Release 18 schválené v roce 2024:

Release 16 (2020): NR-Unlicensed (NR-U): Rozšíření NR do nelicencovaného spektra. Vylepšení URLLC: Další snížení latence a zvýšení spolehlivosti. Vehicle-to-Everything (V2X): Pokročilá podpora pro automobilové aplikace. Integrated Access and Backhaul (IAB): Umožňuje 5G základnovým stanicím fungovat jako relay pro backhaul. Positioning: Vylepšené možnosti určování polohy v NR sítích. MIMO vylepšení: Další zdokonalení multi-user MIMO. 2-step RACH: Zjednodušený přístupový proces pro snížení latence.Release 17 (2022): NR-Light (RedCap): Podpora zařízení se sníženými schopnostmi pro IoT aplikace. NR nad 52.6 GHz: Rozšíření podpory do vyšších frekvenčních pásem. Non-Terrestrial Networks (NTN): Podpora pro satelitní a vzdušné platformy. Multi-SIM: Vylepšená podpora pro zařízení s více SIM kartami. Sidelink vylepšení: Rozšířené možnosti pro přímou komunikaci mezi zařízeními. Vylepšení pro průmyslový IoT a URLLC. Multicast a broadcast služby: Efektivnější distribuční mechanismy. AI/ML integrace do rádiového rozhraní.Release 18 (2024) - První vydání 5G-Advanced: Další rozšíření AI/ML v RAN: Včetně AI/ML pro beamforming, MIMO a další RF technologie. Rozšířené imersivní komunikace: Podpora pro XR (Extended Reality) aplikace. Vylepšení RedCap: Další optimalizace pro IoT a wearable zařízení. Pokročilé MIMO techniky: Včetně “full-duplex” MIMO. Vylepšení pro energetickou účinnost sítě a zařízení. Další rozšíření spektra: Včetně pásem nad 71 GHz. Vylepšení pro poziční služby: Centimetrová přesnost pro indoor i outdoor prostředí. RAN slicing vylepšení: Pokročilejší možnosti pro network slicing na úrovni RAN. Vylepšení pro mobilní širokopásmové připojení: Zaměření na zvýšení kapacity a pokrytí. Další integrace nezemských sítí (NTN).

Tyto technologie a vylepšení nejen dále zdokonalují základní schopnosti NR definované v Release 15, ale také otevírají nové možnosti pro aplikace a use cases. Důraz je kladen na zvýšení flexibility, efektivity, spolehlivosti a výkonu NR, stejně jako na podporu nových typů služeb a aplikací.

Jsou také technologie, které se v rámci návrhu NR zvažovaly a nakonec zavrhly. Například OFDMA mohla nahradit či doplnit jako přístupová metoda NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access). Ta nabízela v řadě scénářů lepší efektivitu využití rádiového spektra, než OFDMA, ale také vyžadovala dražší hardware a především, není zpětně kompatibilní s LTE, což byl jeden z hlavních požadavků. Kromě toho NOMA není příliš přesvědčivá v podmínkách vysokého poměru signálu k šumu. A nakonec tu byly patentové problémy. A tak se prosadil pohled, že zejména další rozvoj MIMO a beamformingu výhody NOMA převáží v rozvoji OFDMA. Což ale není definitivní konec, aspekty NOMA jsou dále zkoumány a mohou se ve standardu objevit později, podobně jako například Filtrovaná OFDM (f-OFDM) nebo Full Duplex Radio.

A ještě se podívejme na jednu věc. Jaký je vztah mezi NR a RAN, například C-RAN nebo Open RAN? NR a C-RAN jsou dvě různé, ale vzájemně se doplňující technologie v ekosystému 5G. NR definuje “jak” komunikovat na rádiové úrovni, zatímco C-RAN poskytuje flexibilní a škálovatelnou architekturu pro “kde” a “jak efektivně” implementovat zpracování signálu. Jejich kombinace umožňuje plné využití potenciálu 5G sítí, poskytuje flexibilitu, výkon a efektivitu potřebnou pro podporu širokého spektra 5G use cases a služeb.

A to je ze základů New Radio pro 5G zatím všechno 😇

Pokračujte dále na Seriál Mobilní sítě

Způsoby zlepšení radiové sítě v 5G čili C-RAN, vRAN a Open RAN

Problematika C-RAN patří mezi na první pohled obtížně pochopitelné změny v architektuře sítí 5G a tak se u ní speciálně zastavíme. Je totiž symbolem pokroku v rádiové přístupové síti, tedy ve způsobu, jakým se mobilní telefon připojuje do mobilní sítě.

Malá vsuvka: C-RAN bývá dávána za příklad toho, že i Čína je schopna na intelektuálním poli rozvoje mobilních technologií nějak přispět, nikoliv pouze kopírovat. S návrhem C-RAN totiž přišel v roce 2010 China Mobile Research Institut. Kritikové přípomínají, že patenty na tuto technologii ovšem o nějakých deset let dříve podala americká firma, respektive Steve Shattil, takže zase takový čínský průlom to nebyl. Na jednu stranu nazrála doba (a technologie), na druhou je dobré, že se tento přístup podařilo čínskému CMRI dotáhnout do konce.

C-RAN je zkratka znamenající Cloud RAN nebo Centralized RAN. V tom je to zmatení. Cloudovou technologii si většinou nezaměňujeme s centralizovanou technologií, jenže v případě C-RAN tomu tak je. Pokusím se vysvětlit.

V sítích předchozích generací byla rádiová přístupová síť (RAN - Radio Access Network) striktně decentralizována - proto ji nově také označujeme jako D-RAN. Aby existovalo plošné pokrytí, bylo potřeba tisíce základnových stanic provozovaných operátorem, které se staraly o zpracování signálu v základním pásmu a spojení dále do sítě. Tzn. byly decentralizované.

Jenže aby sítě 5G mohly odbavit ještě o řády vyšší provoz než starší generace sítí, není tento přístup možný. Nároky na handovery a další obsluhu signálu základnovými stanicemi jsou příliš vysoké a potřebné hustoty základnových stanic by bylo těžké dosáhnout, protože klasické základnové stanice jsou pořád relativně rozměrné kabinety.

Cloud RAN předpokládá, že signál v základním pásmu se vůbec na základnové stanici nezpracovává, ale posouvá se (po rychlých, typicky optických linkách) do jádra sítě, kde je zpracován serverovým cloudem, již postaveným na komerčních serverech, nikoliv na specializovaném telekomunikačním hardware. Tím je možné se v základnových stanicicích zbavit jednotek zpracovávajících základní signál, BBU (BaseBand Unit) a jejich činnost vysunout do jádra sítě na virtualizované BBU, které sdílejí kapacitu i náklady. Z toho důvodu se o C-RAN hovoří zároveň jako o cloudovém řešení: kvůli virtualizovaným, cloudově uspořádaným BBU v jádře sítě, tak jako o centralizovaném řešení, kdy se BBU vyjmou ze základnových stanic a centralizují se v jádře sítě.

Fakticky by tak bylo možné, aby se o obsluhu mobilky staral třeba přístupový bod s WiFi. Mobilka by se připojila na přístupový bod přes WiFi, přístupový bod by data bez meškání předal do cloudu, kde by se mobilka autorizovala a podle toho se na přístupový bod posílala odpověď, kterou by zase přístupový bod bez prodlení posunul přes WiFi na mobilku.

Je dobré povšimnout si přínosů, které užitím C-RAN nastanou. Mimo zrychlení sítě a snížení ceny hardware základnové stanice, který nyní nemusí obsahovat BBU, se také sníží nároky na elektřinu, protože BBU je sdílené více základnovými stanicemi v cloudu a nemusí běžet bez užitku v nevytížených částech sítě.

Komunikace mezi rádiovou jednotkou a basebandovým serverem probíhá přes Common Public Radio Interface (CPRI) - to je náchylné na kvalitu linky, jsou tedy nutné optické spoje nebo mikrovlná rádia, což už ale dnes není problém. I proto čas na tuto technologii nastává až dnes. Tady je ale potřeba mít na paměti, že starší levná pojítka už spojení mezi základnovou stanicí a jádrem sítě neobslouží, typicky budou na základnu potřeba gigabitové rychlosti s velmi nízkým zpožděním, tedy kvalitní optické spojení (třísektorová základnová stanice obsluhující TD-LTE si vyžádá až 30 Gb/s propojení na BBU!). A to není dnes běžně dostupné. Z toho důvodu se počítá pro C-RAN hlavně s metropolitními oblastmi, kde hustota pokrytí je požadována vysoká a vysoká je i dostupnost FTTH. Druhým důvodem je výpočetní kapacita serverů v centrálním cloudu. Dříve by nebylo ekonomické používat menší množství výkonných serverů, bylo lepší zpracování provádět v místě základnové stanice.

Mezi hlavní podporovatele a výzkumníky na poli C-RAN figuruje China Mobile Research Institut, IBM, Alcatel - Lucent, Huawei, ZTE, Nokia Siemens Network, Intel a Texas Instruments, určitou formu kooperace na tom najdeme i jinde, protože se každému dodavateli hardware líbí, co by C-RAN obnášel (obměny dohledového software, řadu prodaného hardware atd). Často i proto, že koncept C-RAN velmi podporuje nějaký jiný jejich koncept jako CoMP nebo eICIC, se kterými je C-RAN velmi komplementární tím, jak výrazně likviduje zpoždění a zvyšuje spektrální efektivitu.

Tady je dlužno dodat, že až doposud základnové stanice při každém upgrade na novou rádiovou technologii musely podstoupit ugprade BBU, která se rozšířila (či vyměnila) tak, aby podporovala zpracování nových rádiových standardů. C-RAN je tak spíš zajímavý pro sítě 5G, ve kterých se přenosy z předchozích sítí zpracovávají virtualizovaným jádrem sítě, “dolátáním” stávající síťové technologie do nového jádra sítě. Ale to je vize, v praxi se samozřejmě budou existující 3G/4G sítě spojovat dohromady se sítí 5G, poběží ve vrstvách vedle sebe a bude s tím hromada problémů.

Jak se tedy s ohledem na C-RAN změní základnová stanice?

Dnešní základnové stanice obsahují dvě hlavní elektronické části, BBU a RFU. Nově se v Release 10 a pozdějších setkáváme s návrhem na rozdělení na BBU zpracovávající základní signál a RRH (Remote Radio Head), což je jednotka propojená koaxiálním a později optickým kabelem s anténním systémem a BBU a stará se o konverzi základního digitálního signálu do analogového na antény a opačně. V tomto případě jde ale o menší základnové stanice určené pro pokrytí poloměru několika málo kilometrů, což na druhou stranu v zatížených oblastech bude typický poloměr obsluhy základnové stanice. Zatímco modul RRH je umístěn u anténního systému, moduly BBU jsou v dosahu rychlého připojení, typicky v místě, ale i ve vzdálenosti 20-40 kilometrů tam, kde mohou být pro provozovatele sítě pohodlně dostupné.

[image error]

Podstatnou změnou je vysunutí BBU z kontajneru základnové stanice do cloudu v jádru sítě.

Na této změně je podstatné si uvědomit několik změn:

Operátor nadále nepotřebuje provozovat kontajner základnové stanice, tedy pronajímat si na něj zvláštní místno (mistnost). Veškerá technika v místě základnové stanice je umístěna v RRH na anténním stožáru, tedy v outdoorovém provedení venku. Snižuje to výdaje za elektřinu Zjednodušuje to správu a zvyšuje možnost loadbalancingu a reakce na nestandardní zatížení sítě, které se stává stále standardnějším (=nejistota je nová jistota) Zrychluje to datové služby snížením zpoždění a zvýšením kapacity, propustnosti. Zvyšuje to potřebu propojovat základnové stanice optickým vláknem s jádrem sítě (což byl dodneška hlavní problém) Klade to nároky na standardizaci interface mezi RRH a BBU a EPC, což se snaží řešít interface OBSAI a ORI a dále dnes používané CPRI.

Předpokladem je, že C-RAN bude v prvé fázi nasazován v lokacích, kde jsou vysoké nároky na přenosové rychlosti a pokrytí, tedy zejména pro metropolitní oblasti. Teoreticky by bylo možné pro C-RAN transparentně použít i jiné přístupové technologie, než LTE frekvence, třeba WiFi, návrhy toto zatím nijak neupravují a obnášelo by to podporu na mobilním zařízení. C-RAN je vhodný jak pro makro-buňky, tak pro malé buňky včetně těch uvnitř budov.

Očekává se, že v první fázi nebude plošně nasazován C-RAN, ale že jedna BBU bude schopna obsluhovat více okolních RRH připojených optickým kabelem. Již dnes BBU podporují šest RRH, ovšem na jedné základně, do budoucna by měly být schopny obsluhovat i více RRH v rozdílných základnových stanicích.

V-RAN a Open RAN

Vývoj architektury rádiové přístupové sítě ale šel rychle dále. Dalším posunem měla být širší propojitelnost. Tu výrazně posunul přechod Baseband Unit (BBU) z propriteráního hardware na běžné servery, které se nazývají COTS (zkratka pro Komerční produkty). Tím se zlevňuje výstavba sítě, protože lze použít jakýkoliv COTS, který provozovatel sítě uváží. Lze lépe škálovat, provoz sítě může být flexibilnější. Software, který běží na BBU, je virtualizován tak, aby mohl běžet na jakémkoli serveru COTS. Proprietární rozhraní mezi rádii a jednotkou BBU založenou na COTS však zůstávají zachována. Ačkoli jsou tedy funkce RAN virtualizovány na serveru COTS (odtud též označení vRAN), rozhraní mezi BBU a RRU/RRH není otevřené, takže software jakéhokoli dodavatele nemůže s RRU/RRH pracovat, pokud se rozhraní nestanou otevřenými. V případě vRAN je tedy nutné použít stejného dodavatele pro rádio i pro software běžícího na COTS BBU. Provozovatel nemůže na stejnou COTS BBU umístit software jiného dodavatele, pokud rozhraní k rádiu není otevřené. VRAN tedy stále umožňuje vendor lock-in. Což je přesně to, co má postihnout další vývojový krok nazvaný Open RAN, tedy otevřená rádiová přístupová síť.

Open RAN rozdělí tradiční BBU na tři hlavní komponenty: Radio Units (RUs), Distributed Units (DUs), a Centralized Units (CUs). Každá komponenta může pocházet od jiného výrobce a je spojena přes otevřená rozhraní. Klíčovým faktorem u Open RAN je, že rozhraní mezi BBU a RRU/RRH je standardizované, takže software jakéhokoli výrobce může fungovat na jakémkoli otevřeném RRU/RRH. To u C-RAN nebo vRAN není možné.

Open RAN totiž otevřel rozhraní fronthaul a zavedl dva nové řadiče, Non-Real-Time RIC a Near-Real-Time RIC, ve vrstvě řízení a RAN a přidal rozhraní A1, E2, O1, O2 a další. Open RAN tak definuje specifická rozhraní, jako jsou Open Fronthaul Interface (mezi RUs a DUs) a Open Midhaul Interface (mezi DUs a CUs).

Na obrázku vidíme konkrétně, jak ty rozdíly mezi C-RAN, vRAN a Open RAN vypadají.

[image error]

A to je již výsledek. Pokud se použije Open RAN, lze kombinovat jak řídící software, tak rádiový software i hardware různých výrobců mezi sebou. Je ale zřejmé, že s tím bude ještě dosta práce a z toho plyne, že technologie ještě není standardně nasazována. Zatím se dělají pilotní testy, velkým propagátorem je japonský operátor Rakuten a samozřejmě čínští výrobci, kteří v tom vidí potenciál dalších prodejů. V Evropě se očekává zahájení nasazování Open RAN spíše v roce 2025 a dále.

Tato tabulka shrnuje klíčové rozdíly mezi těmito třemi přístupy k architektuře RAN. C-RAN představuje základní centralizaci, V-RAN přidává virtualizaci, zatímco Open RAN přináší plnou otevřenost, standardizaci a pokročilou inteligenci.

Vlastnost C-RAN V-RAN Open RAN Centralizace Ano Ne (ale BBUs mohou být centralizovány) Ne nutně Virtualizace Ne Ano Ano Otevřenost Ne Ne Ano Architektura Centralizované BBUs, RRHs Virtualizované BBUs Otevřené komponenty RAN Výhody Efektivita, snížení latence, náklady Flexibilita, škálování, komoditní servery Interoperabilita, konkurence, náklady Nevýhody Vyžaduje vysokokapacitní síť Investice do IT infrastruktury Integrace a správa komponent Jak je to se specifikacemi a standardizací?

V 3GPP Release 14 jsou zahájeny práce na rozdělení funkcí RAN, příprava na nové architektury včetně C-RAN. V Release 15 pak přistupuje formální specifikace CU/DU, dokončuje se rozdělení pro NG-RAN a je tu první implementace virtualizovaných funkcí. V Release 16 je pak plná podpora vRAN. S ohledem na to, že Open RAN je vlastně otevřená a interoperabilní vRAN, je to s její specifikací trochu jinak.

Open RAN (O-RAN) není přímo specifikován v žádné konkrétní verzi 3GPP Release. Místo toho je O-RAN standardizován a vyvíjen prostřednictvím O-RAN Alliance, která definuje specifikace pro otevřená rozhraní mezi různými komponentami Radio Access Network (RAN). O-RAN Alliance spolupracuje s 3GPP na zajištění interoperability mezi otevřenými rozhraními a existujícími 3GPP specifikacemi.

Open RAN vypadá jako dobrý přístup a uvidíme, nakolik se ve výstavbě sítí chytne.

Jak vylepšit radiovou síť v 5G čili C-RAN, vRAN a Open RAN

Problematika C-RAN patří mezi na první pohled obtížně pochopitelné změny v architektuře sítí 5G a tak se u ní speciálně zastavíme. Je totiž symbolem pokroku v rádiové přístupové síti, tedy ve způsobu, jakým se mobilní telefon připojuje do mobilní sítě.

Malá vsuvka: C-RAN bývá dávána za příklad toho, že i Čína je schopna na intelektuálním poli rozvoje mobilních technologií nějak přispět, nikoliv pouze kopírovat. S návrhem C-RAN totiž přišel v roce 2010 China Mobile Research Institut. Kritikové přípomínají, že patenty na tuto technologii ovšem o nějakých deset let dříve podala americká firma, respektive Steve Shattil, takže zase takový čínský průlom to nebyl. Na jednu stranu nazrála doba (a technologie), na druhou je dobré, že se tento přístup podařilo čínskému CMRI dotáhnout do konce.

C-RAN je zkratka znamenající Cloud RAN nebo Centralized RAN. V tom je to zmatení. Cloudovou technologii si většinou nezaměňujeme s centralizovanou technologií, jenže v případě C-RAN tomu tak je. Pokusím se vysvětlit.

V sítích předchozích generací byla rádiová přístupová síť (RAN - Radio Access Network) striktně decentralizována - proto ji nově také označujeme jako D-RAN. Aby existovalo plošné pokrytí, bylo potřeba tisíce základnových stanic provozovaných operátorem, které se staraly o zpracování signálu v základním pásmu a spojení dále do sítě. Tzn. byly decentralizované.

Jenže aby sítě 5G mohly odbavit ještě o řády vyšší provoz než starší generace sítí, není tento přístup možný. Nároky na handovery a další obsluhu signálu základnovými stanicemi jsou příliš vysoké a potřebné hustoty základnových stanic by bylo těžké dosáhnout, protože klasické základnové stanice jsou pořád relativně rozměrné kabinety.

Cloud RAN předpokládá, že signál v základním pásmu se vůbec na základnové stanici nezpracovává, ale posouvá se (po rychlých, typicky optických linkách) do jádra sítě, kde je zpracován serverovým cloudem, již postaveným na komerčních serverech, nikoliv na specializovaném telekomunikačním hardware. Tím je možné se v základnových stanicicích zbavit jednotek zpracovávajících základní signál, BBU (BaseBand Unit) a jejich činnost vysunout do jádra sítě na virtualizované BBU, které sdílejí kapacitu i náklady. Z toho důvodu se o C-RAN hovoří zároveň jako o cloudovém řešení: kvůli virtualizovaným, cloudově uspořádaným BBU v jádře sítě, tak jako o centralizovaném řešení, kdy se BBU vyjmou ze základnových stanic a centralizují se v jádře sítě.

Fakticky by tak bylo možné, aby se o obsluhu mobilky staral třeba přístupový bod s WiFi. Mobilka by se připojila na přístupový bod přes WiFi, přístupový bod by data bez meškání předal do cloudu, kde by se mobilka autorizovala a podle toho se na přístupový bod posílala odpověď, kterou by zase přístupový bod bez prodlení posunul přes WiFi na mobilku.

Je dobré povšimnout si přínosů, které užitím C-RAN nastanou. Mimo zrychlení sítě a snížení ceny hardware základnové stanice, který nyní nemusí obsahovat BBU, se také sníží nároky na elektřinu, protože BBU je sdílené více základnovými stanicemi v cloudu a nemusí běžet bez užitku v nevytížených částech sítě.

Komunikace mezi rádiovou jednotkou a basebandovým serverem probíhá přes Common Public Radio Interface (CPRI) - to je náchylné na kvalitu linky, jsou tedy nutné optické spoje nebo mikrovlná rádia, což už ale dnes není problém. I proto čas na tuto technologii nastává až dnes. Tady je ale potřeba mít na paměti, že starší levná pojítka už spojení mezi základnovou stanicí a jádrem sítě neobslouží, typicky budou na základnu potřeba gigabitové rychlosti s velmi nízkým zpožděním, tedy kvalitní optické spojení (třísektorová základnová stanice obsluhující TD-LTE si vyžádá až 30 Gb/s propojení na BBU!). A to není dnes běžně dostupné. Z toho důvodu se počítá pro C-RAN hlavně s metropolitními oblastmi, kde hustota pokrytí je požadována vysoká a vysoká je i dostupnost FTTH. Druhým důvodem je výpočetní kapacita serverů v centrálním cloudu. Dříve by nebylo ekonomické používat menší množství výkonných serverů, bylo lepší zpracování provádět v místě základnové stanice.

Mezi hlavní podporovatele a výzkumníky na poli C-RAN figuruje China Mobile Research Institut, IBM, Alcatel - Lucent, Huawei, ZTE, Nokia Siemens Network, Intel a Texas Instruments, určitou formu kooperace na tom najdeme i jinde, protože se každému dodavateli hardware líbí, co by C-RAN obnášel (obměny dohledového software, řadu prodaného hardware atd). Často i proto, že koncept C-RAN velmi podporuje nějaký jiný jejich koncept jako CoMP nebo eICIC, se kterými je C-RAN velmi komplementární tím, jak výrazně likviduje zpoždění a zvyšuje spektrální efektivitu.

Tady je dlužno dodat, že až doposud základnové stanice při každém upgrade na novou rádiovou technologii musely podstoupit ugprade BBU, která se rozšířila (či vyměnila) tak, aby podporovala zpracování nových rádiových standardů. C-RAN je tak spíš zajímavý pro sítě 5G, ve kterých se přenosy z předchozích sítí zpracovávají virtualizovaným jádrem sítě, “dolátáním” stávající síťové technologie do nového jádra sítě. Ale to je vize, v praxi se samozřejmě budou existující 3G/4G sítě spojovat dohromady se sítí 5G, poběží ve vrstvách vedle sebe a bude s tím hromada problémů.

Jak se tedy s ohledem na C-RAN změní základnová stanice?

Dnešní základnové stanice obsahují dvě hlavní elektronické části, BBU a RFU. Nově se v Release 10 a pozdějších setkáváme s návrhem na rozdělení na BBU zpracovávající základní signál a RRH (Remote Radio Head), což je jednotka propojená koaxiálním a později optickým kabelem s anténním systémem a BBU a stará se o konverzi základního digitálního signálu do analogového na antény a opačně. V tomto případě jde ale o menší základnové stanice určené pro pokrytí poloměru několika málo kilometrů, což na druhou stranu v zatížených oblastech bude typický poloměr obsluhy základnové stanice. Zatímco modul RRH je umístěn u anténního systému, moduly BBU jsou v dosahu rychlého připojení, typicky v místě, ale i ve vzdálenosti 20-40 kilometrů tam, kde mohou být pro provozovatele sítě pohodlně dostupné.

[image error]

Podstatnou změnou je vysunutí BBU z kontajneru základnové stanice do cloudu v jádru sítě.

Na této změně je podstatné si uvědomit několik změn:

Operátor nadále nepotřebuje provozovat kontajner základnové stanice, tedy pronajímat si na něj zvláštní místno (mistnost). Veškerá technika v místě základnové stanice je umístěna v RRH na anténním stožáru, tedy v outdoorovém provedení venku. Snižuje to výdaje za elektřinu Zjednodušuje to správu a zvyšuje možnost loadbalancingu a reakce na nestandardní zatížení sítě, které se stává stále standardnějším (=nejistota je nová jistota) Zrychluje to datové služby snížením zpoždění a zvýšením kapacity, propustnosti. Zvyšuje to potřebu propojovat základnové stanice optickým vláknem s jádrem sítě (což byl dodneška hlavní problém) Klade to nároky na standardizaci interface mezi RRH a BBU a EPC, což se snaží řešít interface OBSAI a ORI a dále dnes používané CPRI.

Předpokladem je, že C-RAN bude v prvé fázi nasazován v lokacích, kde jsou vysoké nároky na přenosové rychlosti a pokrytí, tedy zejména pro metropolitní oblasti. Teoreticky by bylo možné pro C-RAN transparentně použít i jiné přístupové technologie, než LTE frekvence, třeba WiFi, návrhy toto zatím nijak neupravují a obnášelo by to podporu na mobilním zařízení. C-RAN je vhodný jak pro makro-buňky, tak pro malé buňky včetně těch uvnitř budov.

Očekává se, že v první fázi nebude plošně nasazován C-RAN, ale že jedna BBU bude schopna obsluhovat více okolních RRH připojených optickým kabelem. Již dnes BBU podporují šest RRH, ovšem na jedné základně, do budoucna by měly být schopny obsluhovat i více RRH v rozdílných základnových stanicích.

V-RAN a Open RAN

Vývoj architektury rádiové přístupové sítě ale šel rychle dále. Dalším posunem měla být širší propojitelnost. Tu výrazně posunul přechod Baseband Unit (BBU) z propriteráního hardware na běžné servery, které se nazývají COTS (zkratka pro Komerční produkty). Tím se zlevňuje výstavba sítě, protože lze použít jakýkoliv COTS, který provozovatel sítě uváží. Lze lépe škálovat, provoz sítě může být flexibilnější. Software, který běží na BBU, je virtualizován tak, aby mohl běžet na jakémkoli serveru COTS. Proprietární rozhraní mezi rádii a jednotkou BBU založenou na COTS však zůstávají zachována. Ačkoli jsou tedy funkce RAN virtualizovány na serveru COTS (odtud též označení vRAN), rozhraní mezi BBU a RRU/RRH není otevřené, takže software jakéhokoli dodavatele nemůže s RRU/RRH pracovat, pokud se rozhraní nestanou otevřenými. V případě vRAN je tedy nutné použít stejného dodavatele pro rádio i pro software běžícího na COTS BBU. Provozovatel nemůže na stejnou COTS BBU umístit software jiného dodavatele, pokud rozhraní k rádiu není otevřené. VRAN tedy stále umožňuje vendor lock-in. Což je přesně to, co má postihnout další vývojový krok nazvaný Open RAN, tedy otevřená rádiová přístupová síť.

Open RAN rozdělí tradiční BBU na tři hlavní komponenty: Radio Units (RUs), Distributed Units (DUs), a Centralized Units (CUs). Každá komponenta může pocházet od jiného výrobce a je spojena přes otevřená rozhraní. Klíčovým faktorem u Open RAN je, že rozhraní mezi BBU a RRU/RRH je standardizované, takže software jakéhokoli výrobce může fungovat na jakémkoli otevřeném RRU/RRH. To u C-RAN nebo vRAN není možné.

Open RAN totiž otevřel rozhraní fronthaul a zavedl dva nové řadiče, Non-Real-Time RIC a Near-Real-Time RIC, ve vrstvě řízení a RAN a přidal rozhraní A1, E2, O1, O2 a další. Open RAN tak definuje specifická rozhraní, jako jsou Open Fronthaul Interface (mezi RUs a DUs) a Open Midhaul Interface (mezi DUs a CUs).

Na obrázku vidíme konkrétně, jak ty rozdíly mezi C-RAN, vRAN a Open RAN vypadají.

[image error]

A to je již výsledek. Pokud se použije Open RAN, lze kombinovat jak řídící software, tak rádiový software i hardware různých výrobců mezi sebou. Je ale zřejmé, že s tím bude ještě dosta práce a z toho plyne, že technologie ještě není standardně nasazována. Zatím se dělají pilotní testy, velkým propagátorem je japonský operátor Rakuten a samozřejmě čínští výrobci, kteří v tom vidí potenciál dalších prodejů. V Evropě se očekává zahájení nasazování Open RAN spíše v roce 2025 a dále.

Tato tabulka shrnuje klíčové rozdíly mezi těmito třemi přístupy k architektuře RAN. C-RAN představuje základní centralizaci, V-RAN přidává virtualizaci, zatímco Open RAN přináší plnou otevřenost, standardizaci a pokročilou inteligenci.

Vlastnost C-RAN V-RAN Open RAN Centralizace Ano Ne (ale BBUs mohou být centralizovány) Ne nutně Virtualizace Ne Ano Ano Otevřenost Ne Ne Ano Architektura Centralizované BBUs, RRHs Virtualizované BBUs Otevřené komponenty RAN Výhody Efektivita, snížení latence, náklady Flexibilita, škálování, komoditní servery Interoperabilita, konkurence, náklady Nevýhody Vyžaduje vysokokapacitní síť Investice do IT infrastruktury Integrace a správa komponent Jak je to se specifikacemi a standardizací?

V 3GPP Release 14 jsou zahájeny práce na rozdělení funkcí RAN, příprava na nové architektury včetně C-RAN. V Release 15 pak přistupuje formální specifikace CU/DU, dokončuje se rozdělení pro NG-RAN a je tu první implementace virtualizovaných funkcí. V Release 16 je pak plná podpora vRAN. S ohledem na to, že Open RAN je vlastně otevřená a interoperabilní vRAN, je to s její specifikací trochu jinak.

Open RAN (O-RAN) není přímo specifikován v žádné konkrétní verzi 3GPP Release. Místo toho je O-RAN standardizován a vyvíjen prostřednictvím O-RAN Alliance, která definuje specifikace pro otevřená rozhraní mezi různými komponentami Radio Access Network (RAN). O-RAN Alliance spolupracuje s 3GPP na zajištění interoperability mezi otevřenými rozhraními a existujícími 3GPP specifikacemi.

Open RAN vypadá jako dobrý přístup a uvidíme, nakolik se ve výstavbě sítí chytne.

Pokračujte dále na Seriál Mobilní sítě

Jak budou vypadat mobilní sítě 5G Advanced ve specifikaci Rel-18

V květnu letošního roku dostaly sítě 6G své oficiální logo a zároveň s tím se dokončila specifikace 5G Advanced v podobě 3GPP Rel-18. Kam bude mířit svět mobilních sítí po páté generaci? Zatím se nestresujte, první sítě se v realitě (ne té marketingové) objeví tak kolem roku 2028.

[image error]

Vývoj standardu u 3GPP jsme opustili v Release-17 (popisuji ve článku zde), které uzavřelo samotnou definici sítí 5G započatou Release-15. Specifikace Release-18 má přinést další rozvoj do 5G Advanced a pracovalo se na něm od konce roku 2021, schválen byl v květnu 2024. Takže je ta pravá chvíle podívat se, jak to nakonec dopadlo a co bude oním 5G Advanced.

[image error]

Všechny Release se tradičně zaměřují na zvyšování rychlosti a kapacity, přičemž svatým grálem se již nějakou dobu stává pojem NR - New Radio. Tím se myslí zpřístupnění dalších frekvenčních pásem, zlepšování modulačního schématu (zhuštění informací na nosné zlepšenou prací se šumem včetně víceanténových technik MIMO) a zlepšení práce složených antén pomocí směřování signálu (tzv. beamforming). A zkoumají se možnosti využití bezlicenčních pásem označovaných NR-U, kde U je Unlicenced.

[image error]

Zajímavou a s tím související možností Rel-18 je takzvaný Satellite Backhaul, tedy propojení základnových stanic do zbytku sítě přes satelitní přenos. To umožní budovat infrastrukturu i v oblastech, které jsou jinak dosti vzdálené od jádra sítě, nebo třeba budovat či posilovat dočasné pokrytí mobilní sítí. Dále se rozšiřuje možnost přímé komunikace mobilního terminálu se satelitem, tedy využívat satelitní spojení. To bylo původně součástí Release-17 a například Apple tuto funkci představil v telefonech počínaje modelem iPhone 14, podporu satelitního spojení nabízí i čipové sady Qualcomm pro Android. Jenže zatím jde spíše o nouzový režim, zatímco s Rel-18 budou moci být data i hlas využívány lépe. Ve standardu se tento přístup označuje jako NTN, tedy non-terestrial networks. Musím říct, že inklinaci k satelitním standardům považuji za jeden z hlavních směrů mobilních sítí. Zatímco v Rel-17 jde o nouzové připojení, v Rel-18 už jde o možnost přenášet i větší balíčky dat včetně hlasového hovoru a v Rel-19 a následujících se půjde ještě dál. Předpokládá se, že NTN se postupně do mobilů zaintegruje a zatímco v 5G Advanced ještě půjde o oddělené technologie, v rámci sítí 6G budou terestrické i satelitní sítě sjednocené. Je to také důvod satelitních závodů na orbitě, kde Starlink i další sítě rychle budují flotilu pokrývající celou planetu. Ale zase pozor, nevyvozujme z toho předčasné závěry, terestrická síť je kapacitnější a levnější na výstavbu, než kdy ta satelitní bude.

Na obrázku je vidět, jaké spektrum možností se snaží 5G Advanced obsáhnout. Povšimněte si také toho značení NR-Light/RedCap, to je 5G síť s redukovanými možnostmi (Reduced Capability). S tímto jménem RedCap se přišlo v Rel-17, kdy nahradilo právě ono LTE M1 /LTE NB IoT. Je určeno pro zařízení, která nepotřebují celou škálu služeb, typicky pro různá IoT zařízení, senzory, nebo třeba chytré hodinky připojené do sítě. Výměnou za to je nižší energetická náročnost, lepší dosah atd. Hodně to tlačí Qualcomm, projděte si jeho prezentaci.

[image error]

Tradicí novějších Release je také důraz na energetickou úspornost. 3GPP se snaží nabídnout vhodné prostředí mobilních sítí i pro IoT senzory, kde se to bez energetické úspornosti neobejde. Nově Rel-18 přidává i možnosti dálkového vzbuzení zařízení.

V Rel-18 se také dále rozpracovávají jednotlivé uživatelské případy a scénáře. Již dříve s ohledem na IoT zařadila podpora NB-LTE, nyní se ale pracovní skupiny zabývají skutečně do hloubky použitím pro konkrétní cíle a Rel-18 se optimalizuje s ohledem na používání Virtuální reality, dronů (a obecně UAV) nebo průmyslové použití v rámci iniciativ Industry X.0. To znamená, že se snižuje energetická náročnost, latence, zvyšují možnosti rychlosti pohybu, ale také třeba umožňuje dohrávání dat v bezlicenčním pásmu. Zvláště zajímavé mi také přijde Mobile integrated access/backhaul (IAB) a vehicle mounted relay (VMR), tedy možnost vystavět dočasnou síť včetně propojení do páteře nebo jen zesilovač a opakovač signálu ve formě Relay či Repeateru třeba i na pohybujícím se automobilu. To všechno otevírá možnosti použití mobilních sítí tam, kde dosud nebyly přítomné.

Novinkou v Rel-18 je podpora umělé inteligence a strojového učení AI/ML. Byly provedeny obsáhlejší studie, které se zaměřovali na predikci polohy účastníka v mobilní síti a její dopady do sítě a dále na predikci informací o stavu kanálu (CSI feedback), tedy na parametry, které umožňují nejlépe předpovědět, co udělat s účastnickým terminálem tak, aby měl nejlepší podmínky připojení. Připomeňme, že dnešní 5G sítě mají možnosti uživatelský terminál přehodit na řadu jiných frekvencí, na jiné fasety antén atd. A k tomu jim AI/ML předikce mohou sloužit. K tématu doporučuji například tento článek, ale jde to už opravdu dost hluboko a celá věc je spíše na začátku: Towards deep learning-aided wireless channel estimation and channel state information feedback for 6G.

Postupně se také zlepšuje podpora neveřejných sítí (Non-public Networks, NPN), která přišla v Release-16 a v dalších Release se zlepšuje a prohlubuje, ačkoliv je zatím jejich používání mizivé. Předpokládá se, že řada velkých firem bude NPN chtít používat ve svém provozu a byla by škoda je nezaujmout.

Po pravdě jsem vynechal většinu vnitřně architektonických záležitostí Rel-18, jako je SON (samoorganizující se síť), RAN slicing (zúžení jádra sítě dynamicky na to, co je nutné pro obsluhu služeb žádaných uživatelem), integrovaného přístupového backhaulu (IAB) a nejrůznější úpravy v modulačních schématech. Je to sice zajímavé, ale z uživatelova pohledu to lze schovat právě pod ty pojmy “zvýšení rychlosti a kapacity, snížení latence”. A už je to v tak detailní fázi inkrementálních zlepšení, že to už ani není zajímavé jako nový přístup k problému.

Co mi naopak přijde zajímavé, je dlouhodobé hledání nových frekvencí. 5G Advanced si dnes poradí s velkou šíří frekvencí do 15 GHz, pracuje se na frekvencích do 60 GHz a ve výzkumu pro 6G jsou sub-terraherzové vlny, tedy frekvenční rozsah 90-300 GHz. Ale nebojte, ještě jsme daleko od momentu, kdy vlny začnou “svítit” - to je až v pásmu stovek THz…🙂

A tip na závěr: chcete si pohrát s 5G sítí? Vyzkoušejte aplikaxi NetX od Mpirical, slouží ke školení toho, jak 5G síť funguje a jaké má části.

Kolaps Česka, úředníci a služební zákon

Proč kolabuje Česko? Důvodů je mnoho, ale asi nejzásadnější příčinou je Zákon o státní službě i nedostatečné odměňování úředníků! Sebelepší politici kvůli tomu nejsou schopni implementovat svoji politiku, protože úřady jsou v rozkladu.

[image error]

Tato dvojkombinace problémů způsobila, že na vedoucí místa se zhusta nedostávají dostatečně kompetentní lidé a těch, kteří nedělají, co mají, se nejde zbavit. Po deseti letech byl tak úřednický aparát naprosto zdevastován a o stát se nemá kdo starat. Bez revolučních reforem systému státní služby to dále nepůjde. Ať si totiž zvolíte, koho chcete, ke změně nedojde bez změny Zákona o státní službě, protože změnu není jak provést. Jsou to úředníci, kdo má implemetovat politická rozhodnutí do každodenního života. Faktický chod státu je na nich. Jenže co s tím, když nefungují, jak je potřeba?

Úředníkova práce je z dobrých důvodů organizována jinak, než pracovním zákonem. Úředník má vykonávat to, co je mu uloženo, tedy vykonávat vůli politiků, volených zástupců lidu. Uložení práce úředníkovi obstarává nejlépe zákon či vyhláška nebo rozhodnutí státních či samosprávných orgánů, jako je vláda nebo rada města. Úředník má dohlédnout na to, aby rozhodnutí bylo vykonáno v souladu s jinými zákony. Nemůže tedy být vyhozen za to, že nepracuje, pokud mu práce nebyla takto uložena, může být ale vyhozen za to, že nepostupuje v souladu s legislativou. Proto jeho pracovní život ovládá Zákon o státní službě. Jenže ten je v Česku nesmírně zmršený, což konstatuje i vládní RIA a další nezávislé analýzy, třeba Deloitte: Zákon o státní službě: dobrý sluha, nebo špatný pán?. Pro konkrétní obsah doporučuji projít například tuto rigorózní práci a historické souvislosti a komediální český přístup k přijímání zákona zase rozebírá tato práce

A jen pro pořádek: služebních zákonů má Českou celou řadu. Práci státních úředníků upravuje Zákon o státní službě, práci úředníku samosprávních (tedy hlavně obcí) upravuje Zákon o úřednících uzemních samosprávných celků, své služební zákony mají i bezpečností složky. Fakticky je Zákon o státní službě a o úřednících územních samosprávných celků v dopadu velmi podobný, s ohledem na stručnost je nebudu rozebírat zvláště.

A teď k tomu, co konkrétního tento zákon způsobuje.

Tak především neplní základní roli, tedy kvalitně obsazovat úřednické posty a to kvůli kombinaci několika faktorů plynoucích ze zákona. Výběrová řízení se táhnou velmi dlouho, klidně půl roku a není možné vzít někoho zajímavého, kdo se právě objevil. To ale způsobuje, že na posty se hlásí především jiní úředníci a do systému nemá šanci dostat se nová krev, protože zaměstnanec ze soukromé sféry většinou nemůže čekat půl roku, jak výběrové řízení dopadne. Navíc mu zpravidla v té době nabídne někdo ze soukromé sféry více peněz a nástup ihned, takže i na vedoucí úřední posty se dostávají lidé, kteří “zbyli”, které nikdo v soukromém sektoru nechtěl nebo kteří jsou ve specifické životní situaci (o níž dáme řeč na závěr). Doporučuji pozornosti velkou analýzu personalistiky z roku 2022 zpracovanou pro Ministerstvo vnitra.

Kromě toho jsou na vyšší posty kladeny formální nároky, ze kterých nejde moc slevovat. Řadu pozic se tím nedaří dlouhodobě obsadit. Pozice navíc nelze příliš jednoduše vytvářet ani rušit a úřady se uchylují k častému triku, že dlouhodobě neobsazenou pozici prostě formálně zruší, aby nevyskakovali v tabulce úřadů, které nezvládnou pozice obsadit.

Formálním nárokem jsou také úřednické zkoušky, například pro úředníky samosprávných celků je to tzv. ZOZka, Zkouška odboré způsobilosti. Ta má ověřit, že obecní úředník zná platné postupy. Jenže ověřuje izolované jevy, například to, jestli úředník ví, kdo schvaluje vyvěšení nových značek na silnici. Zkoušku zpravidla poprvé platí úřad, v případě neúspěchu další platí úředník a má radost. Podstatné ale je, že úřednická zkouška (tedy ani ZOZka) neřeší něco, co bych nazval “životní situací”. Tak například v případě značek je docela obvyklé, že přičinlivý občas si vyvěsí “svou značku” - například zákaz parkování před svým domem a to bez rozhodnutí správního orgánu, načerno. Podle ZOZky víme, co se stalo špatně, ale vůbec netušíme, jak se to má řešit především proto, že neexistuje jednotný systém, jakým by si úřady evidovaly, jaké značky jsou schválené a jaké nejsou. Někde se schválené značky zezadu razítkují (pro padělatele nepřekonatelné), jinde prostě projdou hromadu papírů, ještě jinde si to pamatují a jen někde mají pasport, do kterého kouknou a zjistí, že ho aktualizují jednou za dva roky, tedy naposledy před pěti a že není jisté, zda tam jsou novější schválené značky. Neexistují jednotné doporučené postupy na základní věci a tyto “ověřené” postupy jsou něco, co jsou know-how úředníka přecházejícího z jiného úřad na jiný.

Dá se to řešit zvláštními školeními. Úředníci mají dokonce povinnost se vzdělávat, na což mají úřady vyhrazené malé peníze. Aby se nepodvádělo, lze se vzdělávat jen certifikovanými kurzy, jen to se počítá do té povinnosti. Jenže peněz je málo, takže se nejvíce prodávají kurzy za pár korun přes web, kdy se s úředníkem prosviští “novela zákona”, takže úředník má formální přehled, ale co si s tím počít, to neví, protože “životní situace” jdou nad rámec jednoho paragrafu. Navíc řada agend jde přes více oddělení úřadu a je nutné, aby se všechna oddělení školení účastnila, protože jinak jedno oddělení prohlásí, že podle nich se to takto dělat nemá a celá věc zamrzne. Příklad z obce? Odtah autovraků. Tam je potřeba součinnost městské (a často i státní) policie, odboru majetku města, často odboru životního prostředí a někdy i odboru dopravy. Teprve pak přijde na řadu odtahová služba. Jakmile jedna z těchto částí úřadu není v pohodě s postupem, postup neproběhne - například se může odbor majetku dohadovat s odborem životního prostředí, kdo musí vydat pokyn k odstahu vozidla stojícího prokazatelně v zeleni (tj. na trávníku). A bez pokynu nemůže odtahovka odtahovat. Taková školení samozřejmě existují, jsou ale dražší a je potřeba, aby se jich z úřadu účastnilo dost lidí, tato školení také nebývají certifikovaná a tudíž se nepočítají do povinného vzdělávání, ale jdou na úkor jiné práce úředníka. Zatímco život občanů by takové školení zlepšilo, z pohledu vedení úřadu je to finanční a časový náklad, který nelze snadno obhájit. Hlava 22 je proti tomu jednoduchý problém.

Nelze snadno vytvářet ad-hoc týmy, jak jste zvyklí ze soukromého sektoru. Natož ty meziresortní, tedy ty, které jdou napříč více odděleními a už vůbec ne úřady. Tedy - tým vytvoříte, ale bez pravomocí, čili k ničemu. Struktura úřadu je pevně dána organizačním řádem a nelze ji rychle změnit. Bývá optimalizována na výkon agend, které úřad dělá “tradičně” - jenže si představte, že najednou potřebujete něco velkého, třeba rychle postavit dálnici nebo na obci postavit velkou školu nebo jen rozjet zmíněné odstahování autovraků. Pokud jste dosud tuto agendu v úřadě nedělali, nemáte na ně lidi, nemáte mezi lidmi nastavené toky informací a pravomoce a je jen na schopnostech tajemníka úřadu, aby toto vytvořil a nastavil. A to s prostředky lidskými i finančními, které dostane k dispozici. Nikdy nikoho nepochválili za to, že sehnal dalšího úředníka, protože v představě voliče je úředník vyžírka a darmožrout, nikoliv poskytovatel služby. Proto je jistější autovraky neodtahovat a školy nestavět, protože je to velký a drahý zásah do úřadu. A těch pár desítek autovraků nebo dětí bez školy se ve městě jistě ztratí. Nebo seženete voleného zástupce města, který se snaží osobní angažovaností tu věc posunout, ale stejně přijde moment, kdy k tomu někdo musí dát razítko.

A co ty peníze? Ty jsou tragické. Úředníci jsou rozděleni do platových tříd, kdy v okresním městě u Prahy dostávají referenti třicítku, vedoucí pozice čtyřicítku čistého. V tomtéž městě je běžný nájem rozumného bytu kolem dvacky plus energie. Z toho je jasné, že se na úředních pozicích neobjevuje jen tak někdo, ale především lidé ve “speciálních životních situacích”. Velmi často ženy, jejichž manželé vydělávají (čili jejich vlastní plat není tak podstatný) a pokud možno bydlí ve svém nebo ve služebním bytě. Ženy využijí pracovní flexibilitu úřadu i to, že pracují kousek od škol svých dětí a jsou schopné tedy řešit akutní životní situace. Navíc práce na úřadě je propojuje s tichou dohodou okolních služeb, tedy především s tím, že seženou doktora, zubaře a další podobné úzkoprofilové profese pro svou rodinu. Druhou skupinou jsou lidé, kteří mají obavu ze změny a třetí skupinou lidé, kteří chtějí ve svém věku zvolnit pracovní tempo z korporátu a důstojně se pracovně realizovat. Všechny tři tyto skupiny mají svá specifika na obě strany a je věc zkušenosti tajemníka úřadu, aby ze všech těchto skupin vytěžil maximu. Najít motivovaného muže čtyřicátníka se zkušeností ve stavbařině a investicích, který umí pracovat s počítačem a CADem a mohl by jít dělat na stavební úřad nebo na odbor investic za tabulkový plat? Vyloučeno, to jsou na úřadě podobné historky, jako mezi rybáři o tom, kdo chytil na Lipně žraloka… Obsáhlá studie věnovaná odměňování úředníků a jejich počtu je zde od CERGE(https://idea.cerge-ei.cz/files/IDEA_S...).

Příklady, ať nekecám? Praha momentálně hledá šéfa magistrátních investic. Nástupní plat, když sečtete všechny bonusy, bude 60 tisíc (doufám, že čistého) - za to bude mít na starosti stavební práce v řádu desítek miliard korun. Na takovou práci byste v soukromém sektoru nesehnali nikoho ani za kilčo, odpovídá to pozici majitele největší stavební firmy. Ptal jsem se na jedné párty šéfa jedné velké stavební firmy, jestli je možný, aby se někdo takový sehnal, že bych si neuměl představit, že bych to za ty peníze dělal já. Odpovídá mi: hele, vezmi to, já ti tam zadarmo dodám dva mladý kluky, který za tebe vyřídí agendu s objednávkama a budeš mít havaj. Koukám vykuleně, šéfstavař po chvilce nahodí smích a říká, že je to fór, ale oba dva jasně cítíme, že kdybych řekl “tak jo”, tak by to v klidu udělal. Jinak abych byl spravedlivý, Praha se zaklíná tím, že po zkušební době ta průměrná mzda dosáhne i kilo se všema odměnama, ale s ohledem na to, jak dopadl předchozí pán, to vezme asi málokdo.

[image error]

Druhý příklad? Chtěli jsme změnit ceny služebních bytů, jenže se ukázalo, že v několika případech by i dosti drobné zvýšení nájmu zasáhlo do domácího rozpočtu úředníka, který ve služebním bytě bydlel a který by zvýšení neutáhl, tedy by odešel, což nebylo možno připustit, protože fakt dělal potřebnou práci, ne jen práci vyžadovanou zákonem. Úředníci byli na maximu své tarifní třídy, na maximu příplatků, úřad už neměl žádnou legální možnost jim peníze navýšit (snad krom posadit je do dozorčí rady městské firmy, což je blbost). Nakonec se po půl roce řešení ukázalo, že jediné slušně realizovatelné opatření je nenavyšovat ceny služebních bytů o tolik, ačkoliv větší části bydlících (služební byty mají u nás i jiné profese, než úředníci, když je chceme ve městě udržet) by to žádný podstatný zásah do rozpočtu neudělalo. Kvůli úspoře v řádu jednotek tisíc měsíčně na jedné straně přišlo město o větší desetitisíce měsíčně.

Příliš nízké platy úředníků nevedou k tomu, že by stát šetřil. Vedou k tomu, že náklady se vyvádějí mimo platové složky, protože úřad agendu neobsluhuje nebo obsluhuje špatně. Je zcela obvyklé, že nové agendy úřad neřeší interně, ale najímá na ně soukromé firmy, které věc dělají dráže. Tak například nová povinnost digitálních technických map (DTM) znamená, že úřady potřebují lidi zkušené v práci s digitálními daty a GISem. Jenže za tabulkový plat je neseženou, takže to objednávají jako službu u někoho, kdo to dělá pro hromadu dalších měst. Stát se tak podojí a služba není dobrá, protože externí člověk není schopen nastavit kvalitně workflow na úřadě tak, aby se digitální data aktualizovala průběžně a například výše zmíněný pasport dopravního značení byl online a s aktuálními daty. Nastavení workflow tak zůstává na přetíženém tajemníkovi a vedoucím odboru, čili zpravidla nikdy nenastane a věc se pytlíkuje donekonečna. Podobně je to s energetiky obcí, i to je nová povinnost, kterou obce zhusta řeší tak, že na ni kašlou, protože sankce prakticky nehrozí. A i když má městský energetik opodstatnění v tom, že uspoří peníze, je to boj o moc a o rozpočty, který je těžké vyhrát, takže je pro vedení obcí jednodušší vyhazovat peníze za energie z okna sub-optimálním řešením, než systém práce s energiemi měnit.

[image error]

Nízké platy úředníků tedy vedou k tomu, že stát agendy nevykonává. A to je ještě ten lepší případ. Horší a velmi častý případ je, že demotivovaný úředník si prosazuje vlastní agendu a koná v rozporu s tím, co mu vedení nakazuje nebo je naprosto demotivován a buďto rezignuje, nebo přímo škodí. A často má dobré důvody, protože nemá lidi, kterým by agendu mohl svěřit nebo vůbec netuší, jak by se nová věc měla dělat. A tak to dělá tak, jak se to dělalo vždycky, protože za to nikdo nikoho ještě nevyhodil. Ve funkci tak zejména na vedoucích místech zůstávaji lidé, kteří nejsou schopní nově svěřenou agendu vykonávat, nerozumí jí a často jsou spíše motivováni snahou ukázat, jak nové je špatně a jak to, jak to dělali oni dříve, je jediné správné. Zjednodušeně řečeno je v obci snazší postavit nevzhledný hnusný barák jako vždycky, než dřevostavbu se zelenou střechou a fotovoltaikou, protože na hnusný barák se jen nadává…

A kvůli Zákonu o státní službě ani není možné tyto lidi snadno vyhodit. Jakmile je úředník jmenován, je obtížně vyhoditelný, vždycky je kolem toho nějaký velký cirkus, do kterého se chce fakt málokomu z politiků, protože logická obrana úředníka je “vyhazují mě, že jsem nechtěl krýt levárny” a ne “vyhazují mě, protože jsem nic nedělal” - a na to média i občané slyší. Navíc je to další konflikt a úředníci konflikty nemají rádi, takže se do vyhazování neschopných pouštějí málokdy.

Příklady jsem dával především z obecní praxe, ale stejné je to i ve vládní praxi a na ministerstvech. Obecní praxi ale vidíte všude kolem sebe. Že se neodtahují auta z chodníků? Jde to! Jenže by se muselo přenastavit workflow a to se nikomu nechce, nejde jen o politickou vůli, ale i o tu změnu na straně úředníků. Že se nezadržuje voda v krajině? Že se nestaví cyklostezky smysluplně? Že neumíme vypovídat ze země lidi, kteří tady dělají borčus? Všechno má prvotní přičinu v tom, že jde o úřední agendy, které se dříve nedělali a dnes už nejsme schopni je zavádět. Takže se nadále nedělají.

Co s tím? Změnit Zákon o státní službě tak, aby umožňoval:

rychlá výběrová řízení, rychle se rozloučit s lidmi, kteří nedělají to, co mají flexibilní strukturu úřadů s ohledem na nové úkoly přepracovat systém povinného proškolování úředníků tak, aby mělo smysl a jeho smysl byl vedením úřadů také chápán začít na centrální úrovni řešit doporučené postupy, podle nichž mají úředníci řešit “životní situace” občanů a firem, ne aby to každý úřad měl podle sebe začít úředníky adekvátně odměňovat

Bez toho se rozklad Česka nezastaví. Teprve pak se začne něco měnit a po mnoha letech to začne i být vidět.

Vláda v současné době projednává novelu Zákona o státní službě a některé věci by novela měla vyřešit. Zejména jde o zrušení nefunkčního kárného řízení a místo něj zavedení systému napomenutí obdobný zákoníku práce. Vláda chce také zjednodušit přijímání nových státních zaměstnanců například zrychlením výběrových řízení či možností slevit na určitých pozicích v odůvodněných příkladech ze zákonem požadovaného dosaženého vzdělání. Ministerstvo vnitra vydalo dokonce Q&A dokument s tím, co novela změní a zlepší.

Stranou jsem ponechal oblíbený problém, zda jde práci úředníků zredukovat, tedy snížit rozsah agend - a tím umožnit menší počet úředníků lépe zaplatit? Lišácká odpověď: ANO i NE. Ve skutečnosti celá řada agend je duplicitních a úředníci se duplicitou vyhýbají zodpovědnosti či práci. Teprve za tím je množina zbytečných agend. CO je duplicitní agenda? Pokud úředník chce “ještě jeden papír”, ačkoliv by rozhodnout mohl již dle dostupných podkladů, nejde o agendu, kterou lze odstranit revizí agend, ale o pokus věc odložit, přehodit jinam nebo se pojistit pro případ, kdyby někdo chtěl kritizovat nedostatečně zajištěný postup. Jestli jsem se něco na úřadě naučil, pak je vždy si prověřit, zda je něco potřeba, pokud je mi úředníkem tvrzeno, že je to potřeba a opravdu to z logiky zní jako věc navíc. Zákony totiž většinou dávají selskou logiku. Příklad? Když třeba úředník u stavby projednává stížnost souseda, že stavbou zastíníte jeho pozemek a požaduje vaše vyjádření. Ve skutečnosti podle zákona nelze ve stavebním řízení připustit námitky, které vypořádal již územní plán, přičemž povolená výška zástavby a odstup od okolních nemovitostí je v rámci územního plánu již vyřešen a vypořádán. Nebo když chce, abyste vzhled domu přizpůsobil jeho představám, ačkoliv to žádná územněprávní dokumentace nepředepisuje (to si chlapec měl udělat regulační plán, že ano). To jsou věci, které ani revize agend neodhalí

PS: Vím, že řadu tvrzení tu dávám ultimátně k věření. Zákon o státní službě i ten o úřednících samospráv zná málokdo, je to těžké téma na vykopnutí do veřejné diskuse, protože vývoj v Česku byl neuvěřitelný a spletitý. Zákon jsme povinně přijali při vstupu do EU, jenže pak jsme ho dalších patnáct let do roku 2015 neuvedli pod nejrůznějšími záminkami v platnost a nakonec funguje jeho příšerná verze, která způsobuje výše zmíněné problémy.

Před čtvrtstoletím odstartoval Napster a změnil svět hudby

Před čtvrtstoletím odstartovala služba Napster, která změnila svět hudby a filmu. Službu založili Shawn Fanning a Sean Parker a umožňovala pohodlné sdílení a stahování hudebních souborů. Do té doby hudební průmysl svorně tvrdil, že nic takového nemůže fungovat a lidé to nebudou používat.

Službu Napster hned první rok používalo přes 20 milionů uživatelů, v době jejího zrušení měla přes 80 milionů uživatelů. Ihned v červenci 1999 hudební průmysl Napster zažaloval a požadoval jeho zrušení, společnost pod tíhou soudních sporů vyhlásila bankrot v červenci 2002, když měla zaplatit 26 mil. dolarů (a později ji koupilo Roxio).

Napsteru nakonec nejvíce zavařila skupina Metallica. Její bubeník Lars Ulrich chtěl zjistit, odkud a jak se šíří jejich nehotová skladba I Disappear a skupině se podařilo šíření přes Napster a nelegální sdílení zmapovat. Kapela za to dostala naloženo od fanoušků, ale Ulrich se obhajoval: “Nikdy nešlo o peníze a chamtivost, ale o kontrolu. Nemám problém hudbu rozdávat, ale chci rozhodovat o tom, co rozdávat.”

Revoluce v digitálním šíření hudby se tím nezastavila, naopak začala. Apple případ využil jako odrazový můstek pro svou službu iTunes i iPody, na které hudební průmysl do té doby neslyšel. Později vznikly služby jako Spotify nebo Netflix, které přímo na digitální šíření médií navázaly.

Parker se později stal prvním prezidentem Facebooku, investoval do Spotify a založil Parkerův institut pro imunoterapii rakoviny. Fanning spustil chatovací službu Airtime, která měla otřesný ohlas kvůli nedodělanosti. V roce 2013 založil Helium Systems, decentralizovaný IoT systém s LoRa sítí placený tokeny. Firmě se zatím nijak zvláště nedaří.

Pro více kontextu doporučím přečíst můj článek Smutná čísla o smrti hudebního průmyslu z roku 2011 na Lupě.