Innovatie & Strategie

Netwerken
13 vragen over 5G

13 vragen over 5G-netwerken

5G komt eraan. Maar wat betekent dat nu precies? 13 antwoorden op evenzovele vragen.

13 vragen over 5G © eigen beeld / Canva,  Canva
12 juli 2016

 

1. Wat is 5G?

De simpele uitleg is: 5G is de snelle opvolger van 4G en maakt het mogelijk om veel meer apparaten van een snellere mobiele verbinding te voorzien.

De wat meer complexe uitleg komt neer op: 5G is een techniek waarbij het door het combineren van verschillende frequentiebanden mogelijk wordt data met een hoge snelheid over te sturen via een mobiel netwerk. De techniek is nog volop in ontwikkeling. De basis voor 5G werd ­8 jaar ­geleden gelegd bij NASA en kort daarop verder ontwikkelt in Zuid-Korea. ­Gaandeweg zijn steeds meer landen en organisaties zich met 5G gaan ­bemoeien. Het resultaat is een levendige discussie, waar elke partij zijn eigen ideeën en inzichten naar voren brengt. Het is de bedoeling dat 5G tegen het jaar 2020 realiteit is geworden.

 

2. Waarom ontstaat nu die opwinding over 5G?

Eind vorig jaar is een soort pre-standaard voor de communicatie via 5G tot stand gekomen, met een aantal technische basisprincipes. Daarbij werd de aantekening gemaakt dat de techniek kan veranderen wanneer nieuwe gebruikssituaties ontstaan. Het gaat om systemen waar we nu nog geen tastbare voorbeelden van kunnen zien, zoals het Internet of Things (IoT) of zelfrijdende auto’s die doorlopend communiceren met grondstations op vaste plekken.

Voor de aanbieders van hard- en software is dit een uitgelezen voedingsbodem om nieuwe technologieën te ontwikkelen en die te beproeven in de hoop dat ze als standaard worden geaccepteerd. Zolang 5G nog geen officiële standaard is, zullen partijen doorgaan met het promoten van hun ­eigen technologie; vaak geldt dat wie het hardst roept, de meeste kans heeft door te dringen tot de uiteindelijke standaard.

 

3. Lag de nadruk op het MWC op de techniek, of zijn er ook producten aangekondigd of gedemonstreerd?

De nadruk lag op de techniek en de nieuwe mogelijkheden. Omdat 5G nog geen standaard is, durven bedrijven nog geen nieuwe producten te ontwikkelen. De kans dat op het verkeerde paard wordt gewed is namelijk aanwezig en dat kost veel geld. Wel waren er producten die de stap naar 5G makkelijker kunnen maken. Zo toonde Ericsson een module waarmee exploitanten van netwerken meer gebruikers met een grotere bandbreedte kunnen bedienen. Dat is alvast een voorproefje van wat met 5G mogelijk wordt. In het tweede kwartaal van dit jaar moet een nieuwe zender-ontvanger gereed zijn, waarmee data met een snelheid van 1 Gbit/seconde kunnen worden verstuurd.

Het Chinese bedrijf ZTE toonde pre-5G-producten, waaronder het UltraDense Network en Multi-User Shared Access. Dit zijn technieken waarmee men in de buurt hoopt te komen van de zeer vele gebruikers per ­oppervlakte-eenheid die 5G mogelijk maakt.

 

4. Hoe snel kunnen we de eerste 5G-producten op de markt verwachten?

Nokia heeft tijdens het MWC op een persconferentie gezegd dat het ­bedrijf nu echt haast gaat maken met 5G, maar voorlopig alleen aan de achterkant. Nokia richt zich dus op access points, grondstations en snelle netwerken om een infrastructuur te bouwen.

Chipsleverancier NXP heeft een speciale processor ontwikkeld die andere apparaten de mogelijkheid moet geven te communiceren via 5G. Deze chip is vooral bedoeld voor het IoT, de gebruiker zal het onderdeel niet te zien krijgen. Ook Skyworks, een bedrijf dat vooral halfgeleiders maakt voor Apple, gaat zich sterk richten op 5G en het IoT. Daarmee is overigens niets gezegd over een eventuele 5G-versie van de iPhone. ­Apple gaat wel samenwerken met Ericsson voor 5G. De twee hebben een langslepende patentkwestie eind vorig jaar geschikt, zodat daar geen verdere vertraging door kan ontstaan. Er wordt gemikt op het jaar 2020, als de eerste 5G mobiele netwerken operationeel moeten worden.

 

5. Is 5G sneller dan 4G?

De snelheid van 5G is aanmerkelijk hoger dan die van 4G. Hoeveel precies, dat is afhankelijk van de partij die je spreekt. Samsung ­bijvoorbeeld heeft het over een snelheid van 7,5 gigabit per seconde, Nokia rept zelfs van 10 Gbit/seconde. Deze snelheden zijn bereikt tijdens tests in de laboratoria, onder zeer nauw bepaalde condities. In de praktijk zijn dergelijke snelheden niet haalbaar, onder andere door interferentie met andere signalen en reflecties op grote gebouwen waardoor de signaalsterkte kan fluctueren. Het Chinese Huawei en NTT Docomo uit Japan, die het netwerk leverden, kwamen bij een veldtest eind vorig jaar tot een pieksnelheid van 3,6 Gbit/seconde. In aanmerking genomen dat 4G maximaal een snelheid ­levert van 100 Mbit/seconde aan gebruikers in beweging en 1 Gbit/seconde voor stilstaande gebruikers, verbetert de snelheid met een factor 4 tot 40.

 

6. Is de hogere snelheid het enige voordeel van 5G?

Nee, zeker niet. In de standaard voor 5G wordt ook rekening gehouden met veel gebruikers, die allemaal een stevige bandbreedte kunnen krijgen. Zelfs wanneer die gebruikers zich in een kleine ruimte bevinden, ­bijvoorbeeld in een kantoor, moeten ze allemaal minstens 1 Gbit/­seconde kunnen krijgen.

Net zo belangrijk als de grote bandbreedte is de geringe latency van de draadloze verbinding. Dat wil zeggen dat de tijd die een gebruiker op zijn data moet wachten zo gering mogelijk is. Dit is van groot belang wanneer zelfrijdende auto’s informatie van buitenaf moeten ontvangen. Ze hebben er niets aan als ze bijvoorbeeld 1 seconde moeten wachten op actuele meetdata met betrekking tot de situatie op de weg. In die tijd kan al een ongeluk zijn gebeurd. Bij 5G geldt een maximale latency van 1 milliseconde.

Ook het bereik van 5G moet een stuk beter zijn dan dat van 4G. In vergelijking met 3G had 4G al een behoorlijke dekking, maar er bleven altijd punten waar 4G in een soort schaduw zat. Dat doet zich bijvoorbeeld voor als een gebruiker in een trein een station passeert. De gebruikers op dat station hebben meestal de beschikbare bandbreedte in gebruik, ­zodat de langskomende reiziger even achter het net vist.

 

7. Welke technieken worden toegepast om 5G sneller te maken?

Door het combineren van verschillende frequentiebanden biedt 5G de mogelijkheid om data met een hoge snelheid over te sturen. Er wordt in de specificaties vanuit gegaan dat het frequentiegebied vanaf 500 MHz tot meer dan 60 gigahertz te gebruiken is voor de infrastructuur. Elke ­frequentie heeft zijn voor- en nadelen. Een draaggolf van 500 MHz heeft een hoge penetratie, met andere woorden je kunt er een grote oppervlak, een grote cel, mee bestrijken. Een draaggolf van 60 GHz heeft een veel mindere penetratie en is daardoor alleen geschikt om vlak rondom een basisstation gebruikt te worden. Daartegenover staat dat hoe hoger de frequentie is, des te meer ruimte er is om data te transporteren. Er moet bij de opbouw van een netwerk dus een afweging worden gemaakt tussen optimaal bereik en een zo groot mogelijke bandbreedte. In de praktijk zal dit voor elke cel apart doorgerekend moeten worden.

 

8. Zijn de frequentiebanden die 5G nodig heeft vrij?

Wie van 5G gebruik maakt, legt beslag op een aantal frequentiebanden. Probleem is dat niet iedere frequentieband overal ter wereld vrij is. Een 5G-telefoon kan in bijvoorbeeld Zuid-Korea een andere frequentie moeten gebruiken dan in Finland om te communiceren met het basisstation. De apparatuur zal moeten detecteren welke banden vrij te gebruiken zijn en alleen die gebruiken. Gebruik van 5G in het grensgebied ­tussen twee landen die elk een andere verdeling van het frequentiespectrum hebben, kan daardoor een uitdaging zijn.

Er is ook een verschil tussen gelicentieerde frequentiebanden en ongelicentieerde. De eerste is door een overheid toegewezen aan een bepaalde partij, bijvoorbeeld een exploitant van mobiele telefonie. Het kan voorkomen dat zo’n band op een bepaald moment niet gebruikt wordt. De ­apparatuur zou dat kunnen detecteren en daar zijn signalen op richten, al is de vraag of dat mag. Bij de ongelicentieerde banden is er geen wettelijk probleem, zo’n band is voor iedereen vrij toegankelijk. Hier kan dan weer congestie optreden, als teveel handsets via dezelfde band willen communiceren.

 

9. Zijn alle standaarden afgerond als er 5G-producten op de markt komen?

Dat lijkt niet waarschijnlijk, maar de diverse leveranciers zullen wel ­producten ontwikkelen die op de een of andere manier met een ­5G-­netwerk kunnen werken. Mogelijk dat ze niet meteen de volle ­snelheid halen, maar het geeft de ontwikkelaars de kans om alvast te ­experimenteren. En als het een goed product is, kan het ook overweg met voorgaande protocollen, net zoals een 4G-smartphone prima kan werken met een 3G-netwerk, alleen dan niet op de topsnelheid die de gebruiker ­gewend is.

 

10. 4G is nog niet eens volledig gerealiseerd, kunnen we dat nu al afschrijven?

De industrie werkt niet alleen aan 5G, ook op 4G-gebied wordt nog het nodige gesleuteld en bedacht. Een tussenstandaard 4G+ levert bijvoorbeeld een stuk meer snelheid dan de kale 4G, eveneens door het combineren van een aantal draaggolven. Die liggen echter vlak bij elkaar in ­dezelfde frequentieband waarvan zeker is dat deze vrij is.

KPN zegt op zijn website: “Momenteel wordt in Nederland gewerkt aan de uitrol van 4G+. daarmee zijn topsnelheden van 225Mbit/s down- en 50 Mbit/s upload haalbaar. De gemiddelde snelheid ligt meestal wat ­lager.” De dekking van 4G+ van KPN is nog gering, met concentraties rondom de grote steden van Nederland.

 

11. Heeft de consument ook voordeel bij 5G?

Bezitters van een smartphone of een laptop die communiceert via 5G zullen merken dat hun verbinding een stuk stabieler is dan nu. Congestieproblemen zullen veel minder voorkomen, bijvoorbeeld wanneer heel veel mensen in een kleine ruimte aanwezig zijn. Denk hier aan drukke stations, stadions waar een voetbalwedstrijd plaatsvindt of een luchthaven. Als iedereen tegelijk van het mobiele netwerk gebruik wil maken moeten de beschikbare resources worden gedeeld. Bij 5G, waar snelheden en aansluitvolumes veel groter zijn, zal die deling veel minder opvallen, omdat er voor iedereen meer bandbreedte is dan hij of zij direct ­nodig heeft.

Ook speelt het energiegebruik een rol. Dat is bij communicatie over 5G een stuk lager dan bij 3G of 4G, waardoor de accu van een draagbaar ­apparaat langer meegaat.

 

12. Op welke terreinen moeten bedrijven nu al met de ­5G-ontwikkeling rekening houden?

De techniek is volop in ontwikkeling en het is eerder 2020 dan je denkt. 5G speelt een grote rol bij het IoT, dus bedrijven die daarmee aan de slag willen zullen 5G behoorlijk op hun netvlies moeten hebben staan. Communiceren via 5G gaat een stuk goedkoper en sneller dan via 3G en 4G. Ook is 5G universeler dan bijvoorbeeld een LoRa-netwerk. Als de tijdsdruk niet zo groot is, loont het wellicht de moeite met de aanleg te ­wachten tot 5G klaar en beschikbaar is.

De latency van 5G is zeer gering; near-zero volgens een woordvoerder van Nokia. De wachttijd van de netwerken is ­gekoppeld aan het gebruik dat ervan wordt gemaakt. Bij 2G werd alleen spraak overgedragen, daar was een latency van 100 milliseconde acceptabel. Bij 3G in mindere mate en vooral bij 4G ging het om de overdracht van video. Het oog tolereert een wachttijd van 10 milliseconde. 5G is vooral bedoeld voor machines die ­data ontvangen, die zijn een stuk ­kritischer, dus vandaar de grens van 1 milliseconde.

 

13. Is de techniek een puur Aziatische dan wel ­Amerikaanse aangelegenheid?

Nee hoor, in eigen land is KPN druk bezig met een 5G-proef. Deze wordt gehouden in het oosten van de provincie Groningen, vooral ten ­behoeve van de agrariërs daar. Kern van de proef is het dorp Loppersum. KPN houdt de proef met 5G in samenwerking met Ericsson, Huawei en TNO. KPN is momenteel de enige partij die een 5G-proef houdt buiten stedelijk gebied. In Finland en Zuid-Korea wordt proefgedraaid in grote steden met een 5G-netwerk.

In België wordt ook het nodige geëxperimenteerd met 5G. De Belgische minister Alexander De Croo van Digitale Agenda, Telecommunicatie en Post overweegt exploitanten van netwerken een tijdelijke licentie te geven op het spectrum om ermee te experimenteren. “Daarmee zouden onze start-ups een geweldige proeftuin hebben en een interessante ­positie in Europa krijgen”, aldus de minister op een bijeenkomst ­tijdens het MWC.

 

 

 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Inloggen

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Laat de klantenservice je terugbellen!