Dit verandert er als 5G wordt ingevoerd

Mobiel netwerk 5G belooft een revolutie in datacommunicatie. Hoe werkt dit vijfdegeneratienet, en wat mag je ervan verwachten?

Wereldwijd beginnen providers met de aanleg van ‘5G’, de nieuwe generatie mobiele netwerken. Niet om nog sneller YouTube-filmpjes te downloaden (hoewel dat ook kan). Dit zijn de datasnelwegen waarmee we de komende decennia onze industrie en samenleving kunnen moderniseren. De bouw van de hightech netwerken vergt miljarden en de innovatiestrijd tussen Azië en de VS laait op. De tien belangrijkste veranderingen van het 5G-netwerk.

  1. Grote beloftes

    5G maakt mobiele netwerken sneller, betrouwbaarder en massaler. Maar van die drie grote beloftes komt alleen de eerste voorlopig uit.

    Sneller dan 4G: Het 5G-netwerk kan meer data verzenden. De pieksnelheid van 4G is 1 Gbit/s. Dat wordt 10 Gbit/s, en uiteindelijk nog meer. Voor mobiele gebruikers is de ‘gevoelssnelheid’ 100 Mbit (nu via 4G circa 10 Mbit). De extra bandbreedte is vooral nuttig voor videobeveiliging, virtual reality in hoge kwaliteit of als alternatief voor je vaste internetverbinding thuis.

    Ultrabetrouwbaar, bijna geen vertraging: Het 5G-netwerk kan diensten voorrang geven die dat nodig hebben. Jouw Netflixfilmpje heeft minder haast dan de robot die op afstand door een brandend gebouw gestuurd wordt. Een extreem korte reactietijd is belangrijk als elke milliseconde telt: robotauto’s, industriële toepassingen, de spreekwoordelijke chirurg die vanuit een rijdende trein een openhartoperatie begeleidt.

    Een massa machines: 5G moet veel meer apparaten per zendmast kunnen verbinden dan 4G. Industriële sensoren, huizen, telefoons, camera’s: een miljoen apparaten per vierkante kilometer, terwijl 4G er ‘maar’ honderdduizend aankan. Dit is de ruggegraat van het internet of things – alle denkbare objecten verbonden met een netwerk.

  2. Hogere frequenties

    Het radionetwerk van 5G kan overweg met hogere frequenties dan de bestaande 4G-netwerken. Die zogeheten millimeterwave-band (26 GHz in Nederland, elders kan het ook 28 GHz zijn) kan enorme datasnelheden aan, maar het bereik is beperkt. Dat vergt extra antennes.

    Een lagere frequentie, zoals 700 MHz, levert veel dekking, maar kan minder data doorgeven.

    De gulden middenweg is 3,5 GHz, wereldwijd de norm voor 5G. In Nederland veroorzaakt die frequentie echter storing op het satellietafluisterstation in het Friese Burum.

  3. Bredere blokken

    Het radiospectrum wordt verdeeld in meerdere blokken. Als Nederland bijvoorbeeld de 3,5 GHz-frequentie gaat veilen, gaat het in werkelijkheid om het spectrum van 3,4 tot 3,8 MHz, dat verdeeld zouden kunnen worden in vier blokken van 100 MHz. Genoeg voor drie providers en nog één blok voor de particuliere sector, bijvoorbeeld voor industriecomplexen die hun eigen netwerk willen bouwen.

  4. Smartphones met 5G

    De eerste toestellen met een 5G-chip worden in het voorjaar van 2019 verwacht. Samsung vermoedelijk in maart, net als Huawei en OnePlus. Apple wacht vermoedelijk tot 2020 met de eerste 5G iPhone. De toestellen werken met de 3,5 GHz-frequentie; in Nederland heb je er voorlopig vermoedelijk weinig aan.

  5. Straling op maat

    De allerhoogste 5G-frequenties hebben een klein bereik. Om toch een grotere afstand te overbruggen, wordt de radiogolven in een geconcentreerde straal (beam) op de gebruiker gericht en volgen diens bewegingen. MIMO (multi-input, multi-output) is een methode om meerdere mobiele gebruikers een ander signaal voor te schotelen vanuit één zendpunt. Dat maakt doorgifte sneller en efficiënter. 4G-netwerken kunnen dat trucje ook, maar 5G kan het nog nauwkeuriger – kan bewegingen van gebruikers zowel horizontaal als verticaal volgen, en tot op zeer hoge snelheid (bijvoorbeeld in een trein die 500 km/uur rijdt).

  6. Nog niet zelfstandig

    Mobiele netwerken bestaan uit een draadloos deel (de radiotechniek), maar bij de zendmast gaat datacommunicatie meteen de grond in, naar het vaste netwerk. De eerste generatie 5G is ‘not standalone’ en maakt nog gebruik van bestaande 4G-computernetwerken. Dat beperkt de functionaliteit.

  7. Intelligentie op het randje

    Signalen van het ene naar het andere 5G-apparaat hoeven niet door een centraal netwerk te reizen. Het uitbreiden van de rekenkracht naar de rand van het netwerk is de basis van de grootste 5G-beloftes, maar vergt ook een enorme investering.

  8. Ieder zijn eigen netwerk

    Zowel het 5G-radioverkeer als het onderliggende netwerk kan opgedeeld worden in virtueel netwerken, toegesneden op specifieke toepassingen. Network slicing heet het. Denk aan industriële processen, de transportsector of videobewaking, elk met eigen eisen. Bijvoorbeeld: extreem snelle verbindingen, een hele hoge betrouwbaarheid of heel zuinig met energie.

  9. Alle dingen een verbinding

    Apparaten en machines die met elkaar praten vormen de basis van de smart city (sensoren in alle hoeken en gaten van de stad), smart industry (sensoren in het productieproces) en smart logistics (het traceren van massale vervoersbewegingen). 5G biedt in de toekomst een hogere dichtheid van apparaten per zendmast. Vooralsnog zijn bestaande technieken afdoende, zoals Narrowband-IOT (via 4G) en LoRa (voor sensoren die nu en dan wat data doorgeven).

  10. Zij profiteren mee van 5G

    5G helpt de wereld slim en efficiënt in te richten, zegt de telecomsector. Het is ook een manier waarop de telecombranche nieuwe diensten wil verkopen, belangrijk in een branche die onder druk staat. Er zijn meer industrieën die erop rekenen dat 5G geld oplevert en dus helpen ‘pushen’.

    Radionetwerkleveranciers (Huawei, Ericsson, Nokia, ZTE, Samsung): Leveren radiosystemen en bijbehorende apparatuur, en verzorgen het onderhoud. Het Chinese Huawei groeide explosief ten koste van Ericsson en Nokia.

    Smartphonefabrikanten (Samsung, Apple, Huawei, Xiaomi, Oppo): Een nieuwe 5G-chip geeft de telefoonmakers de mogelijkheid meer geld te vragen per toestel en zo de gemiddelde prijsdaling van smartphones te compenseren.

    Chipfabrikanten en toeleveranciers (Qualcomm, Intel, Samsung, Hynix, ASML): Of het nou een telefoon, auto of sensor is: apparaten die verbonden worden met 5G, vergen nieuwe modemchips en computergeheugen. ASML, dat lithografiemachines maakt voor de chipindustrie, profiteert mee.

    Datacentra en toeleveranciers (Dell, HPE, Cisco, Juniper, Intel): De verwerking van al die gegevens vergt veel meer rekenkracht. Niet alleen in grote datacentra, maar ook aan de rand van het netwerk, dichtbij de zendmasten.

    Software-industrie en clouddiensten (Microsoft, IBM, Amazon, Google): De afhandeling van grote hoeveelheden data vergt nieuwe software die zijn intelligentie haalt uit automatische data-analyse. Zo voedt 5G de artificial intelligence-hype.