10 asja, millega 5G muudab meie maailma

Kõik mobiilioperaatorid on Eestis nüüd oma 5G-võrke demonstreerinud – mõni juba siis, kui veel ühtki standardit viienda põlvkonna jaoks olemas polnud, mõni aga üsna hiljuti esimeste n-ö poolametlike standarditega. Kuid 5G ei tule sellepärast, et meil 4G kiirusest väheks jääks. 5G avab täiesti uue maailma ka teenustele, millest mõnesid kujutame juba praegu ette, suurt osa aga alles hakatakse leiutama, kui tulevikuvõrk saab reaalsuseks. Kirjutab Kaido Einama.

Vaatame, millised võiksid olla need 5G lahendused, mis meile uue võrguga saabuvad. Kõike seda võimaldab 5G omadus ära kasutada erinevaid sagedusi: kaugel maapiirkondades ja raskesti ligipääsetavates kohtades on ka 5G levi, kuid ühenduskiirus on muidugi üsna väike. Linnades aga, kus on suure tihedusega kasutajaid, pakutakse gigabitist suuremaid ühenduskiirusi sekundis ja seal saab lahendada ka eriti tiheda asustusega piirkondade aeglase andmeside probleemid.

5G pakub ka väga väikest viiteaega, mis teeb virtuaalreaalsuse ja kaugjuhtimise ülekandmise võimalikuks. Praegu ennustatakse, et 5G ühenduse reaalne kasutuskiirus saab olema 1–10 Gbit/s ning reageerimisaeg ehk viide on vähem kui 1 millisekund.

5G-d läheb vaja selliste andmemahukate teenuste jaoks, mis nõuavad väga lühikest viiteaega, näiteks liitreaalsus, robotite juhtimine, isesõitvad autod, 360-kraadine videoülekanne, 8K videod jne.

1. Andmedušs bussipeatuses

Tegemist on 5G teenusega, mis pakub seadmetele, mis liiguvad aeglase ühendusega levialades, vahepealset ülikiiret andmeühendust kõigi vajalike andmete allalaadimiseks. Näiteks, kui oled kuskil kaugel ääremaal, kus ka 5G suudab tagada väga aeglase ühenduse, võib bussipeatuses olla kiire internet. Bussi oodates teab nutitelefon, milliseid lehekülgi või teenuseid sa suure tõenäosusega järgmisena tahad vaadata ning laeb need ülikiire andmesideseansiga nutikasse seadmesse alla. Salvestab n-ö vajaliku osa Internetist. Andmemaht võib olla väga suur, sest alati jääb võimalus, et külastad muud veebilehte kui tavaliselt, aga selleks on telefonil või arvutil olemas suur mälumaht.

Nüüd, kui satud kehva kiirusega levialasse, võid aga rahus oma postkasti lugeda või veebis surfata, sest sinu lemmikveebid on kõik mõni tund tagasi seadmesse alla laetud.

1. Asjade Internet jõuab kaugele ääremaale

5G-võrgus on võimalik andmesidet pakkuda pea kõikjal, ka väga kaugel mobiilimastist. Kuid see andmeside on aeglane – võimalik, et vaid 100 kbit/s ehk nagu kunagi kaugel GPRS-i ajastul. Siiski piisab sellest näiteks maantee sisse paigutatud temperatuurianduritele või muudele Asjade Interneti vidinatele, mis edastavad väga vähe andmeid, kuid peavad seda tegema ülimalt energiasäästlikult. Näiteks sildade betooni saab valada pingeandurid, mis edastavad silla olukorra kohta infot paarkümmend aastat ilma, et peaks akusid vahetama. Ja neid ei saagi vahetada, kui andur asub betoonis. Infot edastatakse väga harva ja väga aeglase ühendusega.

1. Sadamasse jäävad kaptenid ja maapinnal töötavad piloodid

Selleks, et juhtida mõnda kauget masinat, on vaja virtuaalprille operaatori peas ja 360 kraadi kaamerat näiteks kaugjuhitava ekskavaatori juhikabiinis.

Ühendus peab olema ülikiire ja lisaks väga väikese viitega. Kui operaator oma drooni, ekskavaatorit või isegi laeva juhtides mõnda juhtkangi liigutab, peab masin reageerima hetkega ja virtuaalreaalsuse prillidesse peab ka videopilt jõudma kohe, ilma olulise viivituseta. Selleks on vaja 5G-d ja aeglasemad võrgud enam ei kõlba. Nii on võimalik kasvõi kodust juhtida kaugel asuvaid masinaid – ekskavaatorist kaubalennukini.

1. Isesõitvad autod pole ilma 5G-ta need, millena neid ette kujutame

Heaks näiteks uute tulevikuteenuste nõuetest 5G-võrgule on isejuhtivate autode vajadused. Isejuhtiv auto vajab kiiret, stabiilset ja katkematut võrku, mis ettenähtud piirides ei lasku ka alla teatud ühenduskiiruste. Muidugi saab eriolukorras hakkama ka võrguta ja auto ei sõida kraavi, kuid uus võrk tagab siiski teatud standardid, mida on vaja ümbruse ja teiste liiklejatega suhtlemiseks.

Lidarite ja kaameratega varustatud autodest tulevikus ei piisa, sest vaja on ka ühendust liikluskorralduse süsteemide ning kaasliiklejatega. Vaja on väga kiiret ja väikese viitega ühendust. Mitme isejuhtiva auto vahel tagab 5G-võrk õigete juhtimisotsuste tegemise, kokkupõrgete vältimise ja liikluse sujuvuse. Ilma 5G-ta ilmselt isejuhtivaid autosid massiliselt linnatänavatele ei tulegi.

1. 8K videod

Juba praegu on võimalik osta esimesi 8K televiisoreid. Mida nendega vaadata, on iseküsimus. Youtube´is leidub üksikuid videoid, veebist saab ka alla laadida mõningaid demomaterjale, kuid peagi on 8K plahvatus ukse ees. See tähendab, et senise Full HD asemel tuleb edastada kaheksa korda kvaliteetsemat pilti. See nõuab 5G kõige paremini teatava omaduse – ülikiire andmeside ärakasutamist. 8K videoülekanded ja telekanalid on juba mõne aasta pärast olemas.

1. 360 kraadi videod

4K või 8K video ja muud kvaliteetsed striimid on alles algus. Kui tõmmata pähe VR või AR prillid, kasvab andmevajadus tohutult. Nüüd peab üle võrgu kohale tõmbama kogu ümbritseva videopildi 360 kraadi ulatuses ehk igas suunas filmituna.

Retina VR ekraan igas suunas tähendab vähemalt 5037×5707-pikslise resolutsiooniga panoraamvideot või pilti. Selle saab üles võtta näiteks kuue tavakaameraga kuues eri suunas. Kaadrisagedus võiks jääda 100–120 kaadri vahele sekundis. Kui lisada veel 3D (ehk mõlema silma jaoks eraldi panoraampilt), tuleb edastatava andmemahu jaoks vajalikuks ühenduskiiruseks 4,2 Gbit/s. Praegu on see ulme, aga 5G-ga täiesti teostatav.

Kvaliteetne pilt on üks asi, pead pöörates tekkiv viivitus pildi ümberarvutamisel teine. Latentsus peab olema alla 20 ms. Vaatame, mida näitab praegune Elisa mobiilivõrgu pingimine: 101 ms. 100 ms ja veidi alla selle ongi reaalne võrgu latentsus praegu. Seda on virtuaalreaalsuse jaoks natuke liiga palju ja asjad kipuvad sellises võrgus lubamatult hilinema.

Tegelikult on ka 3D-heli ja lisaparameetrite edasikandeks parim 5–9 ms hilinemist.

1. Kaugmeditsiin ja opereerimine

Virtuaalreaalsuse ülekannete ja masinate juhtimisega on seotud ka tulevikumeditsiin. 5G peab siin tagama eriti stabiilse ühenduse ja mitte langema alla teatud lubatud ühenduskiiruse. Kui kuskil kaugel haruhaiglas, kus pole enam sünnitusteenust ega osavaid kirurge, võib kasutada kaugjuhitavaid robotmanipulaatoreid ja pealinnas asuv meditsiinitöötaja teeb virtuaalprillide ning manipulaatoritega operatsiooni ära kohale minemata.

1. Kõik meie targad seadmed kolivad enamiku oma tarkusest pilve

Lisaks võib kõik andmed ja tarkuse 5G tulekul kolida pilve – mängud, kontoritarkvara ja kogu operatsioonisüsteemi. Meie kodused masinad lähevad õhemaks, kergemaks ja rumalamaks, tõeline tarkus peitub serverikeskustes, kust edastatakse meile vaid ekraanipilti ja võetakse vastu hiire- ja klaviatuurikäsklusi. Latentsus ehk viide peab olema üliväike, et kõik töötaks sama sujuvalt, nagu koduarvutis.

Kui mobiilimasti ümber on juba rohkem inimesi, virtuaalprillid peas, on tugijaama läbilaskevõimele esitatavad tingimused sellised, milleks praegune võrk pole kaugelt suuteline. 10 Tbit/s/km2 ehk 10 terabitti sekundis ruutkilomeetri kohta oleks täitsa OK tihedalt asustatud piirkondades – nii oma andmete pilve tõstmiseks kui 8K video vaatamiseks.

1. Tehisintellekt vajab superarvutitele ligipääsu ja kohe

Üks esimesi kvantarvuteid maksab praegu 15 miljonit dollarit ja pole eriti kiirem kui keskmine sülearvuti. Kuid kvantarvutid arenevad ja aina andmemahukama 5G-võrgu teenindamiseks on ilmselt see möödapääsmatu, et tehisintellekt neid üsna pea kasutama hakkab. Dr Mikko Möttönen Aalto Ülikoolist on öelnud, et tulevikus on meie telefonid ka kvantarvutid. Selles elab tehisintellekt, kuid see vajab tohututele andmebaasidele kvantserverites ülikiiret ligipääsu.

Kvantarvuti on praegu nelja meetri kõrgune ja tohutult kallis. Kuid tulevikus mahub see võib-olla ka meie telefoni ära nii, nagu on läinud mobiiltelefoni või arvutiga. Näiteks 1940. aastate „mobiiltelefon“ mahtus veel auto pagasiruumi ja kaalus üle 40 kilo. Otse helistada ei saanud, operaator ühendas raadiotelefoni maaliiniga. Kvantarvutiga on praegu samamoodi, kuid kes teab, mis juhtub juba mõne aasta pärast.

1. Kontsert üle Interneti – tippmuusikud ühes ansamblis

Elisa, Geeniuse ja Ajujahi koostöös läbi viidud 5G konkursil tuli võitjaks LoLa ehk LowLatency tehnoloogial kontsertide pidamine üle 5G-võrgu, mis võimaldab esinejatel reaalajas koos musitseerimist, olles teineteisest eraldatud tuhandete kilomeetritega.

LoLa teeb võimalikuks selle, et kõrgekvaliteetse otsepildi koosmõjul saavad teineteisest ka suurte vahemaadega eraldatud muusikud koos kontserdil esineda või proovis osaleda.

Youtube´i otseülekande viide on praegu tavalises võrgus ca kümmekond sekundit, Skype´il mõni sekund, helikvaliteet aga ei kannata nendel ülekannetel kontserdikvaliteediga võrreldagi. 5G võrk on esimene mobiilne lahendus, mis on piisavalt kiire ja väikese viite ehk hilistumisega, et nii muusikud kui ka näitelajad võiksid koos esineda.

Mis on 5G?

Andmesideühendus, mis on kuni 10 korda kiirem kui praegune LTE / 4G

Kasutab uusi sagedusalasid koos vanadega, madalamatel sagedustel levib kaugemale, kuid aeglasema andmesidega, kõrgematel sagedustel tagab tiheasustuses kiire võrgu.

Kuulimiidi praegu (10–15 GB) saab ära kulutada sekunditega

Igaühel on 10–100 5G-võrku ühendatud seadet – andurid, nutiseadmed, arvutid, kodumasinad

Kuni 5 korda väiksem viide, ligi 1 ms, mis võimaldab otseajas tehisreaalsuses masinaid juhtida

Prioriteetsete teenuste jaoks väga töökindel, üle 99,9999% kättesaadavus