- Supersnel Internet
- Enorme hoeveelheden gegevens
- Verbinding met het IoT is een must
- De uitdaging: een compleet nieuwe infrastructuur
Draadloos wordt in de toekomst supersonisch snel. 5G is namelijk de connectiviteit van de toekomst. Die snelheid is ook hard nodig; we kunnen niet meer zonder onze mobieltjes die natuurlijk veel meer zijn dan alleen een telefoon. Ze bieden draagbaar entertainment, zijn onze rechterhand en de spil van ons online bestaan. Ze zijn de lijn waarmee we contact houden met onze dierbaren, maar we ergeren ons aan de beperkingen, de trage verbindingen, de verbroken Skype-gesprekken en het bufferen van filmpjes. Dit soort zaken kunnen binnenkort tot het verleden behoren. Zoiets als cassettebandjes uit de war halen of sociale interactie voordat we appjes gingen versturen, zaken waar onze kinderen zich niets bij kunnen voorstellen.
5G belooft overdrachtssnelheden van tientallen megabits per seconde. Nooit meer bufferen, geen trage verbindingen meer, geen lagging tijdens het teleconferencen. Het zorgt voor gegevensoverdracht die even snel is als de snelste vaste verbindingen. Het klinkt onmogelijk, maar toch kan het. En we hebben het ook
5G en het Internet of Things
De ontwikkelaars van 5G focussen niet alleen op onze Netflix en YouTube verslavingen. Ze beseffen dat dergelijke snelheden ook belangrijk zijn om de toenemende interconnectiviteit van alle dingen in ons leven te ondersteunen. De volgende decennia zien we een steeds verdere uitbreiding van het Internet of Things en dat zal ons dagelijks leven een stuk gemakkelijker maken. Vind je het fijn als je medicijnkastje je een seintje geeft wanneer je medicijnen op zijn en dat het regelt dat ze worden besteld en bezorgd? Of dat je auto je naar je werk brengt terwijl jij de krant leest en geniet van een kopje koffie? Dat je zorgteam je hartslag in de gaten houdt en je hartritmestoornis reguleert? Om dit soort dingen mogelijk te maken, heeft deze apparatuur snel, onbeperkt en overal Internet nodig. Bufferende, zelfrijdende auto’s zijn een gevaar op de weg. Medische implantaten mogen het contact met je huisarts niet zomaar verbreken of diens opdrachten vertraagd uitvoeren. Gezien de stand van de opkomende technologieën is 5G niet alleen ‘cool’, maar een absolute noodzaak.
Wat is 5G en waarom is het beter dan 4G LTE?
Simpelgezegd is het een nieuw telecommunicatiesysteem op basis van hoogfrequente overdracht. Tegen 2020 zal 5G het huidige laagfrequente systeem vervangen. Het biedt veel hogere snelheden en zorgt voor minder latentie. Dit komt in feite neer op vermeend hogeresnelheden door een beter beheer van de gegevensstroom. Maar reken er wel op dat dit eerder bij ons Internet thuis zal functioneren dan op onze smartphones.
Wireless is eigenlijk niet draadloos
Voor 5G moeten onze mobiele netwerken volledig worden herzien, inclusief de bedrading van ‘de laatste meters’ van het zendmastensysteem. We noemen ons mobiele systeem ‘draadloos’, maar dat klopt niet helemaal. Elke zendmast die draadloze signalen uitzendt, wordt gevoed door een glasvezelkabel die alle gegevens vervoert. Dit onzichtbare kabelnetwerk heet ‘backhaul’ en het laat ons in de waan dat er geen fysieke verbinding bestaat. Maar achter dat vertekende beeld zitten echte kabels waarlangs informatie wordt verstuurd; het systeem kan niet zonder.
Het probleem van de ‘backhaul’
De ‘backhaul’ is de grootste uitdaging die 5G moet tackelen. Op dit moment maken onze mobiele telefoons gebruik van lage frequenties om gegevens te verzenden. Maar de plannen voor 5G bewegen zich naar het andere uiteinde van het spectrum: de hogere frequenties die tot nu toe bestemd waren voor satellieten. Het grote voordeel hiervan is dat hogere frequenties meer gegevens kunnen vervoeren. Kort gezegd: ze bieden betere ondersteuning voor de bandbreedtes die we nodig hebben. Hoogfrequente golven ‘vibreren’ sneller dan laagfrequente golven en elke ’trilling’ betekent een kans om informatie door te sturen. Wat de toekomst nodig heeft, kan gewoon niet met de huidige frequenties waarmee onze mobiele apparaten functioneren.
Deze hoge frequenties hebben echter ook een groot nadeel: vergeleken met laagfrequente golven is hun bereik klein en beperkt tot de zichtlijn. Door de snelle trillingen worden ze door veel objecten tegengehouden, zelfs door een menselijk lichaam. Laagfrequente golven gaan echter dwars door de meeste objecten heen en dat maakt ons huidige mobiele systeem mogelijk: een netwerk van geografisch verspreide zendmasten.
5G kan geen gebruikmaken van normale zendmasten
Satellietcommunicatie maakt gebruik van hoogfrequente golven vanwege de enorme hoeveelheden gegevens die ze moeten afleveren. Door geostationaire banen kunnen ze de zichtlijn handhaven; afgezien van lucht bevinden er zich maar weinig andere zaken tussen de zender en de ontvanger. Maar in Manhattan of Dubai staat ontzettend veel staal en beton het signaal van de traditionele draadloze zendmasten in de weg; het huidige systeem is gebaseerd op de penetrerende kwaliteiten van de lage frequenties. Voor 4G heb je maar een paar strategisch geplaatste zendmasten nodig die grote, paraplu-achtige dekking bieden. Laagfrequente golven gaan dwars door muren, auto’s, mensen en gebouwen heen waardoor draadloze verbindingen een stedelijke omgeving kunnen afdekken.
Natuurlijk zijn er ook beperkingen. Als er maar genoeg materie is, wordt zelfs een laagfrequent signaal geblokkeerd. Daarom heb je bijvoorbeeld geen bereik in een metrotunnel. Het probleem met 5G is dat hoge frequenties maar een beperkt bereik hebben omdat ze niets eens door zwakke obstakels heen gaan. Misschien heb je daar wel eens last van gehad toen je GPS bijvoorbeeld onder een boom wilde gebruiken. Bijna alles blokkeert de hoge frequenties, zelfs zware bewolking. Daarom moeten 5G-zendmasten zich heel erg dichtbij bevinden, direct in het zicht. Dit is een grote uitdaging. Om 5G te laten functioneren, hebben we bijna overal kleine zendmasten nodig.
Een confronterende nieuwe infrastructuur
In New York staan bijvoorbeeld honderden 4G zendmasten om de enorme hoeveelheid mobiel telefoonverkeer aan te kunnen. Maar voor een 5G-systeem zouden miljoenen zendmasten nodig zijn; als je geen zendmast ziet, heb je geen bereik. En het belangrijkste punt is dat ze allemaal aangesloten moeten zijn op die onzichtbare backhaul. Dit is in essentie de kwestie van de ‘laatste meters’. We hebben het hier dus niet over de bedrading van een paar honderd zendmasten, maar over bijna elk gebouw, ieder huis en elke straat in Manhattan. Het is een enorme uitdaging en daarom verwachten insiders dat 5G eerst in woonhuizen functioneert en pas later op straat en pp publieke locaties.
Om 5G draadloos te laten functioneren zoals 4G nu, moeten we een compleet nieuwe infrastructuur creëren van bedrade verbindingen. En dat is een duur grapje. Deskundigen vermoeden dat gaandeweg nieuwe contractvormen zullen ontstaan omdat mobiele aanbieders de kosten willen delen met bedrijven die 5G willen voor hun klanten en medewerkers.
Maar vergis je niet: 5G is de toekomst van draadloos Internet. Bovendien zal dat niet lang meer duren, want we willen het, èn we hebben het nodig. Naarmate onze connectiviteit steeds verder toeneemt, zullen onze eisen aan draadloos Internet het uiterste vergen van 4G. Het IoT van de komende 20 jaar voorzien van een netwerk zonder de manier waarop we draadloze gegevens verzenden en ontvangen rigoureus op de schop te nemen, is gewoon een onmogelijke opgave.
