Dušan DINGARAC

1. maj 2023.

Za pola veka postojanja, internet je prošao različite faze razvoja. Prvobitni nastanak u SAD, kao komunikacioni kanal za vojne i naučne potrebe, odredio je da upravo njegov razvoj i značaj budu vezani za SAD. Sećamo se, nekada davno popularnog, izraza internet backbone, koji je označavao glavne linkove najvećeg kapaciteta koji su predstavljali okosnicu (kičmu) internet saobraćaja, ali i sadržaja. Tada je bilo popularno tvrditi kako je neki link internet provajdera vezan direktno za okosnicu interneta, što je predstavljalo garanciju kvaliteta, pouzdanosti i brzine pristupa sadržaju.

Devedesetih godina su čak i geostacionarni sateliti bili korišćeni za kreiranje internet konekcija. Oni su unosili veliko kašnjenje (signal je putovao 36 hiljada kilometara do satelita i još toliko nazad do Zemlje), pa su osvajanjem tehnologije polaganja optičkih kablova na dno okeana polako postali prevaziđeni. Razne optičke veze postavljane su i unutar kontinenata. Danas možemo da kažemo da je infrastruktura interneta solidno rasprostranjena, uvek u srazmeri sa ekonomskom moći konkretnih teritorija o kojima pričamo. Kontinenti su dobro povezani, a najveće kompanije poseduju svoje podvodne optičke kablove za pružanje što boljih usluga. Brzine su sasvim dovoljne, mada postoje neke projekcije da će razvojem novih tehnologija krajnji korisnici zahtevati sve veće količine podataka i da će i sa globalnom infrastrukturom doći do problema. No, i to je nešto na čemu se stalno radi i planira, pa, ipak, ne očekujemo velike probleme na ovom polju.

Razvoj centralne distributivne internet infrastrukture pratio je i napredak krajnje distributivne infrastrukture, do samih korisnika. Od početnih računarskih centara, kao jedinog mesta gde je internet mogao da se koristi, polako je započeto sa povezivanjem različitih lokacija poput kancelarija, studentskih domova, biblioteka uz pomoć različitih tehnologija. Za udaljeni pristup, u početku se koristila dial-up tehnologija, preko fiksnih telefonskih linija. Tada su počeli da nastaju prvi internet provajderi.

Veliki bum napravile su različite DSL tehnologije i za povezivanje različitih lokacija i za pristup kućnim korisnicima, sve uz upotrebu bakarnih provodnika. Nekako u paraleli, razvila se i tehnologija prenosa interneta preko koaksijalnih kablova koji su već korišćeni u mnogim zemljama za distribuciju televizijskog saobraćaja. Nešto kasnije, počele su da se grade i optičke mreže do krajnjih korisnika, mada su ostale u upotrebi i hibridne mreže koje do određenih tačaka dovode signal brzim optičkim mrežama, a zatim ga distribuiraju putem koaksijalnih i DSL konekcija.

Što se tiče bežičnih komunikacija koje su krajnji korisnici koristili, svakako treba pomenuti WiFi. No, njegova upotreba i danas, i pored velikog napretka u standardima i brzinama, ograničena je na fiksne lokacije, vrste završnih lokalnih mreža za korisnike na pojedinačnoj lokaciji. Za razliku od ovog standarda, prenos podataka putem sistema mobilne telefonije omogućio je pravu mobilnost korisnika. Negde na prelazu sa druge na treću generaciju mobilne telefonije, započet je paketski prenos podataka, a razvojem 4G postao je dovoljno rasprostranjen i kvalitetan da je postao ozbiljan takmac kada je u pitanju izbor tehnologije za konekciju na internet. No, kod svih generacija mobilne telefonije, pa, tako, i kod 4G, svi zamišljeni standardi i poboljšanja (zapravo, ubrzanja) retko su ugrađivani u komercijalne mreže, pa i ono što danas vidite u praksi kod 4G mreža nije maksimum koji ova tehnologija može da ponudi.

No, došlo je vreme za novu generaciju mobilne telefonije, petu po redu. U mnogobrojnim najavama i objašnjenjima šta će nam ova tehnologija doneti opisuje se da će biti toliko dominantna i visokih performansi, da će moći da zameni sve druge vidove pristupa internetu! Druge analize govore da običnim korisnicima, osim nešto većih brzina prenosa podataka, neće doneti ništa novo. Prema ovim najavama, glavna prednost biće u znatno bržem odzivu mreže i tome da će on biti posebno bitan za različite real-time aplikacije i upravljanje uređajima (IoT, automatska vožnja, medicinske operacije na daljinu).

Nedavno smo naišli na podatak da samo šest zemalja u Evropi nema 5G mrežu. Jedna od njih je i Srbija i najave termina za licitaciju za frekvencije i licence još uvek nisu precizne.

Međutim, 5G radi na različitim frekvencijama i potrebna je različita gustina mreže u zavisnosti od broja korisnika i željenih brzina u pojedinačnim oblastima. To znači da bi u najgušće naseljenim oblastima bazne stanice morale da se nalaze na gotovo svakoj banderi, dok bi u nekim slabo naseljenim oblastima mreža baznih stanica bila slična kao kod 4G.

Ipak, i pored tvrdnje da će 5G biti dovoljna za sve primene, u paraleli se razvijaju i druge mreže za pristup internetu. Najznačajniji prodor na ovom polju u prethodnih nekoliko godina predstavlja pristup preko satelita u niskoj orbiti. Koliko se računa na ovu tehnologiju govore i napori da mobilni telefoni počnu da funkcionišu uz pomoć ovih satelita.

Ako je komunikacija mobilnih telefona sa satelitima još uvek u razvoju, za čist internet pristup znamo da je već sada stvarnost. Starlink je svakako najpoznatiji primer, sa planiranih 42 hiljade satelita. Trenutno je lansirano nešto ispod četiri hiljade satelita, pokrivene su pedeset četiri zemlje i sistem ima preko milion pretplatnika. Svoju upotrebljivost je pokazao i u sukobu u Ukrajini. Pisali smo i o planovima Kine da neutrališe Starlink iznad svoje teritorije. Prvobitna razmišljanja da obaraju satelite zamenjena su idejom da lansiraju trinaest hiljada svojih satelita koji će onemogućiti funkcionisanje Starlinka iznad teritorije Kine.

Starlink za svoju prisutnost u medijima može da zahvali tome ne samo što je možda prva i najrasprostranjenija mreža satelita u niskoj orbiti, već i zbog toga što joj je vlasnik kontroverzni Ilion Mask. No, i drugi veliki igrači žele deo kolača. Amazon je možda najzanimljiviji, kako zbog koraka koje preduzima, tako i zbog svoje sveprisutnosti u SAD, ali i zbog posedovanja AWS-a, najvećeg cloud provajdera.

Amazon je rešio da ponudi nešto drugačije, možda ne toliko jedinstveno po pitanju servisa, koliko želi da vlada i upravlja većim delom tehnologija koje su uključene u ceo projekat. Čitav projekat nosi naziv Kuiper (i.sk.rs/359054) po Kojperovom pojasu, delu Sunčevog sistema koji postoji između osam glavnih planeta. Na projektu radi preko hiljadu inženjera u velikom postrojenju u Redmondu (država Vašington), a u planu je otvaranje fabrike u Kirklandu (takođe, država Vašington) koja će proizvoditi do četiri satelita dnevno. U planu je da se u orbitu pošalje 3,236 satelita, korišćenjem devedeset dva lansiranja raketa različitih kompanija.

Na prijemnoj strani, razvijaju se tri veličine prijemnika sa inovativnim antenama, koje su manjih dimenzija u odnosu na postojeće sisteme. Dodatno, Amazon je razvio svoj čip koji će kontrolisati prijemnike. To i ne čudi, ako se zna da je AWS pre nekoliko godina stvorio serverski ARM procesor Graviton, koji služi kao alternativa x86 procesorima u AWS oblaku i koji se stalno unapređuje. Plan Amazona je da, tokom godine, lansira prva dva satelita, da do kraja naredne godine ponudi servis prvim korisnicima, a da do polovine 2026. godine lansira najmanje polovinu od planiranog broja satelita.

I druge kompanije već lansiraju satelite slične namene, doduše, u nešto manjem broju (OneWeb, Telesat), ali mnoge tek planiraju ovakve poduhvate (Samsung, Boeing, Roscosmos, Kina). Već se dolazi do računice da će narednih godina preko sto hiljada satelita biti u niskoj zemljinoj orbiti sa svrhom distribucije internet konekcije. Da li je to previše, da li će se oni sudarati, koliki je kapacitet niske orbite da bezbedno ugosti sve satelite? Mnoga pitanja se postavljaju, a odgovore na njih nećemo dobiti uskoro.

No, vratimo se na tvrdnju da će 5G mreže biti najbolje rešenje za mnoštvo uređaja koji će biti povezani na internet ili, kraće, IoT uređaje. I pored solidnih mogućnosti korišćenja 4G mreža za ovu namenu, ipak, postoje drugi standardi, poput LoRa, a i sama 4G LTE mreža je dobila neke ekstenzije za drugačije povezivanje IoT uređaja.

Da se razumemo, IoT je zajednički naziv za sasvim različite uređaje. Dobar deo njih je povezan na izvor napajanja. Recimo, uređaji u pametnoj kući. Senzori, motori roletni, veš mašine i frižideri, ne samo što su povezani na napajanje, nego se tipično „kače” na kućnu WiFi mrežu i komuniciraju sa serverima i kontrolnim sistemima putem kućne širokopojasne mreže. Ali, uređaji koji se nalaze montirani na vozilima, u šahtovima, raznim udaljenim lokacijama, a koji povremeno razmenjuju male količine podataka, najčešće nisu uređaji koji bi u sebi trebalo da imaju SIM (ili eSIM) karticu. Jedan od razloga jeste velika potrošnja energije za komunikaciju standardnim LTE protokolom, a uređaji pomenutog tipa imaju male baterije koje treba da omoguće nesmetan rad i do deset godina. Drugi razlog je i visoka cena komunikacije, zbog velikih fiksnih troškova za svakog pretplatnika kod mobilnog operatera. Ovaj trošak je u SAD procenjen na desetak dolara mesečno po svakom uređaju. To je previše novca, posebno ako je u pitanju slučaj sa više hiljada IoT uređaja kod pojedinačnog korisnika.

Upravo zbog tih razloga postoje mreže niskog zračenja, koje štede baterije IoT uređaja i koje donose niže troškove prenosa malih količina podataka. Da li će 5G tehnologija rešiti sve ove probleme na jednom mestu? Po svemu sudeći - neće. To možemo da tvrdimo, jer je Amazon, ponovo, umešao prste u jednu takvu mrežu. U pitanju je Sidewalk mreža (i.sk.rs/359056), tehnologija koju je kupio 2019. godine. U pitanju je mesh mreža u vlasništvu zajednice. Niske snage potrošnje tokom komunikacije i niske propusne moći, ali dometa i do pola milje, što je znatno više nego WiFi mreže. Zanimljivo je da se primopredajnici koji formiraju mrežu nalaze u pametnim zvučnicima Amazon Echo, istim onim koji služe po domaćinstvima da pričate sa Alexom. Mreža je toliko rasprostranjena u SAD, da se tvrdi da je Sidewalk mreža dostupna za devedeset odsto stanovništva (i.sk.rs/359055). Ova mreža koristi Bluetooth Low Energy (BLE) za komunikaciju na kraćim razdaljinama i LoRa u opsegu od 900 megaherca i drugim frekvencijama za komunikaciju na većim razdaljinama. Mreža je od početka razvijana tako da ponudi bezbednost prenosa podataka.

Do sada su postojali određeni uređaji koji su je koristili (lokator kućnih ljubimaca, javljač požara, bežično zvonce...), ali sada je Amazon rešio da developerima otvori pristup i to potpuno besplatno. Tačnije, pristup i prenos podataka jeste besplatan, ali komunikacija uređaja mora da se obavlja sa AWS servisom. Čak je dostupan i besplatan test kit, kako bi mogli da se uverite u pokrivenost teritorije mrežom.

Dakle, 5G mreže nas sve čekaju i verovatno ćemo ih koristiti dugi niz godina, čak i kada se pojave 6G mreže. Ali, u paraleli će postojati i drugi bežični načini pristupa internetu. Naravno, gde god kabl, posebno optički, može da završi posao, on će ostati prvi izbor i to najčešće uz korišćenje lokalnih WiFi bežičnih mreža.