Opvolger 4g is in aantocht De vele mogelijkheden van 5g

Hoewel 5g nog geen standaard is, zijn er al wel ontwikkelingen en tests gedaan met technologie die deel moet uitmaken van de 5g-standaard. Tot nu toe zijn er drie stromingen te ontdekken van ontwikkelingen die naar 5g moeten leiden.

De eerste is een verdere ontwikkeling van het huidige lte-advanced. Daarmee zijn momenteel in Nederland al snelheden mogelijk van in theorie 225Mbit/s. Door steeds meer frequenties aan elkaar te knopen kan die snelheid steeds hoger worden en er zijn elders op de wereld al tests gedaan die ver boven de 500Mbit/s uitkomen. Een probleem is nog de latency. Die blijft op die van lte liggen, zo rond de 40ms, veel hoger dan bij 5g zou moeten.

Een andere stroming is het inzetten van veel hogere frequenties dan nu gebeurt. Providers zetten 4g in op banden tussen de 700MHz en 2,6GHz, hoewel her en der al is getest met 3,5GHz. De tests van bedrijven als de Japanse provider NTT Docomo gaan nu tot 70GHz.

Overheden zien dat ook en dus werkt bijvoorbeeld de Europese Commissie, die de ontwikkeling van 5g steunt met onder meer onderzoeksgeld en andere initiatieven, toe naar een situatie waarin alle lidstaten nieuwe frequenties vrijmaken, zegt eurocommissaris Gunther Oettinger. “We moeten administratieve obstakels weghalen, dat is het toekomstbeleid van nu om 5g in de toekomst mogelijk te maken.”

Hoe zou dat dan werken? Ten eerste zijn er met die hoge frequenties veel meer antennes nodig dan er nu zijn. Als er inderdaad netwerken komen op 70GHz, zou er om de honderd of paar honderd meter een antenne nodig zijn. Daarmee is er gelijk een groot obstakel, want het is duur en lastig om te realiseren. In gecontroleerde omgevingen, een stadion bijvoorbeeld, gaat dat prima, maar in wijken rondom het centrum van een stad is het al een stuk minder aantrekkelijk vanwege de kosten.

Bedrijven zoals Nokia, tegenwoordig geen mobieltjesmaker maar fabrikant van netwerkapparatuur, experimenteren met beam tracking. Het basisstation houdt de gebruiker via een lens in de gaten en richt de golven op hem, ook als hij beweegt. Bij een test van Nokia samen met NTT Docomo kwamen de bedrijven tot 2Gbit/s.

Testopstelling beam tracking Nokia op MWC 2015

Testopstelling beam tracking Nokia op MWC 2015

Er zijn nog andere technieken in ontwikkeling, zoals Massive Mimo op 28GHz, en manieren van het verdelen van de capaciteit over gebruikers via NOMA en multi-beam multiplexing op 44GHz. Al even interessant is dynamic virtual cell, waarbij basisstations op drukke plekken ‘virtuele cellen’ maken van verspreide antennes. Op die manier kan het netwerk bijvoorbeeld mensenstromen volgen, waarbij er capaciteit bijkomt als het netwerk veel vraag verwacht. Het is niet zo dat al deze technieken apart van elkaar gaan strijden om verheven te worden tot 5g-standaard. In plaats daarvan gaan deze technieken vermoedelijk samen 5g vormen.

Er is een harde deadline voor de ontwikkeling van 5g: 24 juli 2020. Dan beginnen de Olympische Spelen in Tokio en Japanse providers grijpen dat evenement aan om 5g te tonen. Dat is een krappe deadline. Na de experimenten moet de technologie bedacht worden om een 5g-netwerk te bouwen, terwijl de ITU de 5g-standaard moet definiëren. Daarna volgen veldtests. Zo rond 2019 en vlak daarna moet 5g dus live staan in de Japanse hoofdstad.

Veel betrokken bedrijven denken dat het wat al te ambitieus is. Wellicht is Tokio 2020 haalbaar, maar het zal een paar jaar langer duren voordat er voldoende apparatuur voorhanden is om een netwerk te bouwen en gebruikers toe te laten. Het zal ons niet verbazen als dat niet lukt voor 2023.


Wie de toespraken hoort en de whitepapers over 5g leest, krijgt de neiging te denken dat het veel geschreeuw en weinig wol is, maar de basis voor 5g lijkt er inmiddels te liggen. Omdat veel bedrijven zich rondom 5g verenigen, is een strijd zoals tussen wimax en lte voor 4g nu vooralsnog niet aan de orde.

Het is duidelijk dat 5g om veel meer gaat dan alleen om smartphones met sneller internet. “Het is niet alleen meer van hetzelfde”, aldus Eurocommissaris Oettinger. “Meer capaciteit, meer content en meer snelheid zijn allemaal nodig, maar het is niet genoeg. Het gaat om een netwerkinfrastructuur die zo makkelijk en alomvattend is als de lucht die we ademen.”

Dat is de visie die veel bedrijven en providers lijken te delen. De opvolger van 4g moet mobiel internet als het ware doen verdwijnen, alsof het iets is waarbij je er niet over hoeft na te denken of het snel genoeg is wat download, snelheid en latency betreft. Het moet er gewoon zijn, altijd, overal en voor iedereen: een behoorlijk optimistische visie van de toekomst. Nu is de vraag of de technologie er komt om die belofte in te lossen.

5g