- 5G brengt ongekende snelheid
- SEAT onthult de 5G-auto
- De virtuele wereld van morgen
- Connectiviteit voor slimme steden en fabrieken
- De toekomst van de geneeskunde is afhankelijk van snelle dataoverdracht
- Hoe zit het met de gevaren van 5G?
- De weg vrijmaken voor 6G-onderzoek
- Het nieuwe tijdperk van totale connectiviteit
De ontwikkeling van mobiele netwerken heeft het leven van mensen ingrijpend veranderd. De technologie heeft een enorme veranderingen doorgemaakt: van 1G analoog bellen in de jaren ‘80 tot de 4G gadgets van na 2010. We kunnen met onze smartphones een Uber-rit regelen, video streamen en op social media met elkaar communiceren en ondertussen razen de technologische ontwikkelingen gewoon door. Veel landen zijn al bezig met de uitrol van de vijfde generatie (5G) draadloze technologie die ongekende internetsnelheid levert. Tegen 2030 zal de 5G-markt naar verwachting een waarde van $700 miljard bereiken. Deze investeringen zullen een nieuw tijdperk inluiden van volledige connectiviteit voor onze economieën en samenlevingen.
Zelfrijdende auto’s zullen bijvoorbeeld gebruik maken van supersnelle 5G-verbindingen om met de cloud, het wegennet en andere voertuigen te communiceren. Slimme verbonden steden en fabrieken zullen steeds grotere hoeveelheden datastromen van IoT-sensoren beheren. Artsen zullen steeds meer patiënten kunnen helpen zonder dat ze hun praktijk hoeven te verlaten omdat snelle videostreaming de telegeneeskunde populairder zal maken. Gebruikers van augmented reality (AR) en virtual reality (VR) zullen er ook van profiteren. Real-time rendering van hologrammen, bekend uit science fiction, zal gemeengoed worden zodra bedrijven de software en hardware klaar hebben. Sneller is beter, dus werken bedrijven inmiddels al aan de 6e generatie draadloze technologieën waarin biologie in combinatie met kunstmatige intelligentie een grote rol zal spelen.
5G brengt ongekende snelheid
Vergeleken met vorige generaties mobiele netwerken zal 5G in minder tijd en met minder onderbrekingen meer data kunnen overdragen. 4G kan een theoretisch maximum van 100 megabit per seconde (Mbps) bereiken, maar technologiebedrijven stellen dat 5G, met 10 gigabits per seconde (Gbps) theoretisch honderd keer sneller is. De Consumer Technology Association, een in de VS gevestigde organisatie voor consumententechnologie en handel, legt uit dat het downloaden van een twee uur durende film met 3G maar liefst 26 uur duurt. Met 4G is dit in 6 minuten gepiept, maar met snelheden van 10 Gbps zou 5G een volledige film binnen 3,6 seconden kunnen downloaden.
Het creëren van een infrastructuur die zulke snelheden mogelijk maakt is echter niet eenvoudig of goedkoop. Volgens een recent rapport van Greensill zal de uitrol van 5G tegen het einde van 2020 maar liefst $2,7 biljoen aan investeringen vergen waarvan $1 biljoen zal worden besteed aan infrastructuurverbeteringen. Mobiele operatoren zullen met deze investeringen een netwerk van verschillende cellen ontwikkelen die gecodeerde data via radiogolven versturen. Elke plek van zo’n cel zal moeten worden aangesloten op een netwerk via een bekabelde of draadloze verbinding. Voor 5G zijn verschillende banden van het radiospectrum gereserveerd.
Het lagere frequente sub 1 GHz spectrum biedt een grote dekking maar piekdatasnelheden kunnen niet hoger zijn dan 100Mbps. Een hoger radiospectrum maakt een dekking mogelijk met een maximale snelheid tot 1 Gbps. Maar waar de meeste mensen aan denken wanneer ze het over 5G hebben is eigenlijk het hoogfrequente netwerk dat snelheden tot 10 Gbps biedt. Het grote nadeel van dit hoogfrequente netwerk, ook wel bekend als mmWave (millimetergolven) is dat het data slechts over korte afstanden kan overdragen en gevoelig is voor slechte weersomstandigheden. De exploitanten zullen dus een uitgebreid netwerk van basisstations, mobiele versterkers en zenders moeten bouwen, wat de bouw van 5G-infrastructuur zeer kostbaar zal maken. Maar wanneer het nieuwe mobiele netwerk er eenmaal staat zal het zichzelf terugverdienen en verschillende sectoren in staat stellen om nieuwe en betere diensten te leveren.
SEAT onthult de 5G-auto
5G zal van cruciaal belang zijn voor autonome voertuigen. Het maakt communicatie tussen onderling mogelijk maar ook met de weginfrastructuur, autofabrikanten, bestuurders en wegbeheerders. Stel je voor, je rijdt met je autonome auto op de snelweg. Dan krijgt je auto een waarschuwing dat er een paar kilometer verderop een ongeluk is gebeurd. De auto brengt je op de hoogte van het obstakel en remt vervolgens af, zodat een nieuwe aanrijding wordt voorkomen en levens kunnen worden gered. Zelfrijdende auto’s registreren verschillende soorten informatie en produceren daarom mogelijk evenveel gegevens als 3.000 smartphones. Daarom is een snelle, real-time en ononderbroken 5G gegevensoverdracht zo belangrijk voor de auto-industrie.
In februari 2019 onthulde de Spaanse autofabrikant SEAT de Minimo, de eerste conceptauto met 5G-verbinding in Europa. Het is een volledig elektrische tweezitter die ontworpen is als mobiliteitsplatform voor de toekomst van slimme steden. De CEO van het bedrijf, Luca de Meo, legt uit dat “gebruikers met de Google Assistent in Android Auto hun ogen op de weg en handen op het stuur kunnen houden terwijl ze hun stem gebruiken om verbonden te blijven, vragen te stellen, taken uit te voeren en media te bedienen”. Hij voegt eraan toe dat de auto-industrie creatief moet zijn in het gebruik van de mogelijkheden van 5G mobiele netwerken. Hij is van mening dat “een auto met de smartphone van een passagier, of externe infrastructuur of retailers verbinden kan leiden tot miljarden transacties”.
Om dit doel te bereiken moeten fabrikanten echter duidelijke voordelen voor de klant demonstreren. Autonome 5G auto’s moeten bijvoorbeeld in staat zijn om ongelukken te voorkomen of om als het ware om een hoek te kunnen ‘kijken’. Zodra dat gebeurt zal het gebruik van 5G toenemen en kan de telecommunicatiesector de investeringen in nieuwe technologieën te rechtvaardigen.
De virtuele wereld van morgen
AR- en VR-producten kunnen ook profiteren van 5G-verbindingen. Het technologiebedrijf ThirdEye ontwikkelde bijvoorbeeld een mixed reality (MR) bril (X2) die nu nog een bestaande hotspot nodig heeft om zonder vertraging te kunnen werken. Maar tegen het einde van 2019 is het bedrijf van plan om een chip in te bouwen die verbinding kan maken met een 5G-netwerk zodat er geen aparte hotspot meer nodig is. Deze brillen zullen meerdere real-world-toepassingen hebben. Hiermee kunnen medische professionals bijvoorbeeld via telegeneeskunde ruggespraak houden met collega’s en hen mee laten kijken en gegevens delen. Daarnaast kunnen noodhulpteams op afstand rampgebieden verkennen door de bril aan te sluiten op drones en real-time kaarten. Ook mensen met een visuele beperking kunnen baat hebben bij de X2, omdat het kan “uitvergroten wat een gebruiker ziet en kleurenschermen voor mensen met kleurenblindheid kan aanpassen”. De X2 beschikt namelijk over camera’s en licht- en warmtesensoren, evenals over 3D-scanmogelijkheden waardoor de bril de wereld op verschillende manieren kan weergeven.
Het computer vision-bedrijf Evercoast zet ook in op 5G. Het werkt aan een systeem waarmee gepersonaliseerde holografische content ontwikkeld kan worden. Dankzij 16 high-definition-camera’s, 3D-scanning en telepresence kan de gebruiker een nauwkeurig holografisch model van zijn lichaam maken dat zichtbaar is op beeldschermen of via een VR-headset. Aangezien het creëren van hologrammen veel rekenkracht vereist en enorme hoeveelheden data produceert, kan dit proces uren of zelfs dagen duren. Maar met 5G kan dit binnen enkele seconden gedaan worden. In de toekomst kunnen retailers met deze technologie virtuele paskamers in hun winkels implementeren die klanten kunnen gebruiken om te zien hoe kleding die ze online willen kopen hen past of staat.
Connectiviteit voor slimme steden en fabrieken
Maatschappelijk gezien zal 5G een belangrijke schakel vormen bij het verwerken van de enorme datasets die door IoT-sensoren in apparaten in slimme steden en fabrieken geproduceerd worden. Mobiele netwerken zullen de datastromen doorsluizen naar KI-software in de cloud voor real-time analyse en feedback. Zo kunnen robots die in de stad of in fabrieken worden ingezet efficiënter aangestuurd worden en kunnen productie-activiteiten beter worden gecoördineerd. Verbeterde connectiviteit stelt steden bovendien in staat om kosten- en tijdbesparend te werk te gaan. Zo kunnen 5G-connected straatlantaarns bijvoorbeeld een snelle verwerking van data uit videocamera’s of andere sensoren mogelijk maken, zodat rechtshandhaving in geval van incidenten snel kan reageren.
Maar 5G-technologie kan veel meer doen voor de openbare veiligheid. Door middel van het zogenaamde ‘network slicing’; het creëren van “meerdere virtuele netwerken bovenop een gemeenschappelijke, gedeelde fysieke infrastructuur”, kunnen eerstehulpverleners data uit IoT-apparaten als camera’s, drones, rookmelders en andere beveiligingsinfrastructuur, naar gelang de situatie prioriteren. Politie-eenheden kunnen meer van hun draadloze capaciteit toewijzen aan specifieke videostreams. Kevin Curran, een cybersecurityexpert, zegt: “Het doel is om dynamische virtuele netwerken te hebben die kunnen voldoen aan de specifieke behoeften van diensten, applicaties en operators. Network slicing creëert uiteindelijk onafhankelijke, logische netwerkfuncties die toegesneden zijn op een bepaalde use-case”. Daarnaast zal network slicing de veiligheid verhogen en het risico op hacken verminderen. Als een cyberaanval een deel of slice van het netwerk kraakt, zal deze namelijk niet kunnen doordringen naar een ander deel.
De toekomst van de geneeskunde is afhankelijk van snelle dataoverdracht
Snellere verbindingen hebben ook implicaties voor de manier waarop artsen medische aandoeningen voorkomen, diagnosticeren en behandelen. Om die reden zijn verschillende apparaten en sensoren die de gezondheid van patiënten kunnen volgen van cruciaal belang. Wereldwijd zal de IoT in de gezondheidszorgmarkt tegen 2022 een waarde van $158 miljard bereiken. Deze IoT-apparaten hebben een stabiele en snelle internetverbinding nodig om belangrijke functies uit te voeren en medische gegevens over te dragen. Zoals Dr. Joseph Kvedar, de vice-president van ‘connected health’ bij Partners HealthCare, zegt: “Als je een bestelling bij Amazon plaatst en deze wordt niet ontvangen is dat niet het einde van de wereld. Maar wanneer het om je pacemaker gaat is dat een ander verhaal”.
Bliksemsnelle 5G-netwerken zullen ook de groei van telegeneeskunde vergemakkelijken. Patiënten kunnen in de toekomst glasheldere video’s streamen en met specialisten communiceren die normaal gesproken wellicht niet beschikbaar zouden zijn voor persoonlijke afspraken. Voor artsen wordt het ook makkelijker om door middel van videogesprekken met patiënten wereldwijd over medische kwesties te praten in plaats van hen te vragen naar het ziekenhuis te komen. Vooral plattelandsbewoners zullen hiervan profiteren. Zelfs ambulances zullen zich sneller kunnen verplaatsen dankzij het snellere internet. Mike Zeto, general manager van de smart cities unit van de telecom gigant AT&T, legt uit dat “een 5G-verbonden ambulance zich vrij door een stad kan bewegen door in verbinding te staan met een netwerk van verkeerssignalen. Onderweg kan de ambulance met de artsen in het traumacentrum van het ziekenhuis communiceren”.
Hoe zit het met de gevaren van 5G?
5G wordt momenteel uitgerold in grote markten als de VS, China, Zuid-Korea, Japan en de EU. Maar zelfs volgens de beste schattingen zal de uitrol pas rond 2025 zijn voltooid. Tot die tijd staan regeringen en telecommunicatiebedrijven voor een aantal uitdagingen. Veel mensen maken zich bijvoorbeeld zorgen dat mobiele signalen kanker kunnen veroorzaken. Er is echter nog geen sluitend onderzoek uitgevoerd dat deze veronderstelling bewijst of weerlegt. Aangezien 5G tien keer meer antennes nodig heeft dan 4G om hetzelfde gebied te bestrijken, moeten er meer studies worden uitgevoerd worden om er zeker van te zijn dat de technologie geen schadelijke invloed heeft op de menselijke gezondheid.
Een andere zorg is cybersecurity. Het gebruik van wereldwijde 5G-netwerken om mensen op te sporen of live telefoongesprekken af te luisteren is namelijke een reële mogelijkheid. De VS en China zijn bijvoorbeeld verwikkeld in een handelsgeschil dat mede verband houdt met veiligheidskwesties van 5G-apparatuur van techgigant Huawei. En aangezien nieuwe mobiele netwerken niet alleen telefoons maar ook slimme infrastructuur zullen ondersteunen, is de bescherming van gebruikersgegevens van cruciaal belang.
De weg vrijmaken voor 6G-onderzoek
En terwijl overheden en bedrijven zich momenteel richten op 5G, zijn de werkzaamheden aan 6G-netwerken al begonnen. De Amerikaanse Federal Communications Commission neemt de eerste stappen om het terahertzgolfspectrum open te stellen ( frequenties die hoger zijn dan die door 5G worden gebruikt) aangezien dat “de invoering van nieuwe diensten kan versnellen”. De Universiteit van Oulu in Finland onderzoekt materialen, software en antennes die kunnen worden gebruikt om 6G te lanceren, terwijl bedrijven als Samsung en LG ook onderzoeksprojecten op dit gebied uitvoeren.
Het is moeilijk je een voorstelling te maken van de mogelijkheden van zo’n 6G-netwerk, vooral omdat we 5G nog niet eens kennen. Maar Marcus Weldon van het industriële onderzoeksbureau Nokia Bell Labs zegt dat 6G een “zesde zintuiglijke ervaring voor mens en machine” zal zijn. Het zal nog sneller en nog krachtiger functioneren en zonder enige vertraging. Maar er zijn ook veel technische uitdagingen. Hoe kunnen bijvoorbeeld de terahertzgolven versterkt worden die gegevens over een afstand van tien meter overdragen. En als telecombedrijven, regelgevers en fabrikanten manieren vinden om de uitdagingen en problemen van 5G aan te pakken en de snelheid en capaciteit van dit netwerk voortdurend te verbeteren, hoeven we misschien niet eens miljarden te investeren in duizenden nieuwe 6G-zendmasten.
Het nieuwe tijdperk van volledige connectiviteit
De wetenschap heeft ons leven de laatste decennia onherkenbaar veranderd. Een belangrijk onderdeel hiervan zijn de voortdurende ontwikkelingen in de netwerktechnologie die alomtegenwoordige internettoegang mogelijk maken. De volgende fase van deze evolutie is 5G-technologie die ongekende connectiviteit en internetsnelheid zal brengen. Sterker nog, 5G zal essentieel zijn voor zelfrijdende auto’s, slimme steden en fabrieken en zal deze transformeren in de pijlers van moderne economische en sociale systemen. We staan aan de vooravond van het tijdperk van volledige connectiviteit.
