Hoewel het 4G-netwerk nog een stuk beter kan, heeft onze maatschappij dringend nood aan een totaal nieuwe technologie.

Binnen de 4G-standaard is er heel wat ruimte voor verbetering. Onder het 4G-dak schuilt LTE, LTE Advanced, 4G+ en 4.5G. De technologie is nog volop in ontwikkeling en zal je surfervaring de komende jaren nog flink verbeteren. We gingen pas nog in op de verschillende toepassingen onder het 4G-dak, wat ze precies zijn, en hoe ze jouw van dienst zijn. 4G is en blijft echter ontwikkeld voor smartphones, terwijl vandaag met de opkomst van het internet der dingen zowat alles en iedereen online wil gaan, van sensoren in bruggen over drones tot wagens. Om aan die nood te voldoen is er een totaal nieuw soort netwerk nodig: het 5G-netwerk.

Splinternieuwe standaard

5G wordt dus een volledig nieuwe standaard. Bedrijven zoals Ericsson en Huawei werken naarstig aan de ontwikkeling ervan. De standaard zou in 2020 klaar moeten zijn. We speculeerden eerder al over de inhoud van de standaard maar Ericsson liet tijdens een event in Brussel heel concreet zien wat die zal inhouden, en wat dat in de praktijk zal betekenen.

Waar het 4G-netwerk ontwikkeld werd met smartphones in het achterhoofd, wordt 5G een netwerk voor de wereld van de toekomst. Niet enkel telefoons willen met elkaar communiceren, wagens, machines, robots en IoT-sensoren willen dat ook. Steeds meer toestellen hebben de behoefte aan een geschikt netwerk terwijl overheidsdiensten zoals noodcentrales garanties willen dat hun communicatiemogelijkheden niet wegvallen wanneer andere toepassingen het netwerk per ongeluk overbelasten.

Niet gewoon sneller

5G is dus geen snellere versie van 4G. Een hogere snelheid kan een deel worden van de standaard, maar voor de voorzienbare toekomst is de gigabitsnelheid vooropgesteld door de 4G-standaard meer dan voldoende. Het 5G-netwerk zal vooral een netwerk zijn dat tegemoet komt aan de vraag van de industrieën van morgen.

Stukjes netwerk

De eerste en misschien wel belangrijkste ontwikkeling is network slicing. Met network slicing kunnen operatonen het 5G-netwerk in stukjes splitsen. Vandaag gaat dat niet: een operator kan op het 4G- of 3G-netwerk geen onderscheid maken tussen iemand die kattenfoto’s downloadt en iemand die even verderop een noodcentrale wil bereiken. Bij Ericsson halen ze aarzelend het voorbeeld van de aanslagen in Zaventem aan. Hoewel niemand het drama als verkoopspitch wil inzetten illustreert het wel duidelijk een voordeel van slicing.


 

Slicing en rampen

Tijdens de aanslagen raakten de netwerken van alle providers overbelast, en geen van hen kon belangrijke oproepen voorrang geven op minder belangrijke. Het 5G-netwerk zal opgesplist worden in verschillende virtuele netwerken. Denk daarbij aan een algemeen netwerk zoals dat vandaag bestaat, maar ook een afzonderlijk virtueel netwerk voor prioritair verkeer tussen hulpdiensten. Raakt het gewone netwerk overbelast, dan blijft het prioritaire deel wel functioneren. In theorie kan het 5G-netwerk zelfs detecteren wanneer iemand een noodcentrale probeert te bereiken. Die communicatie kan dan automatisch van het algemene deel naar het prioritaire deel verplaatst worden.

Networkslicing heeft nog andere minder dramatische toepassingen. Een mooi voorbeeld zijn zelfrijdende wagens of vanop afstand bestuurde drones. Dergelijke toestellen moeten bliksemsnel met elkaar kunnen communiceren, zonder enige vertraging. Die vertraging, latency genaamd, is niet te verwarren met de bandbreedte van het netwerk. Latency duidt aan hoe lang een commando onderweg is naar zijn eindbestemming. Wil je een drone naar links sturen via 5G, dan moet dat commando zonder enige vertraging op zijn bestemming raken. In een demo demonstreert Ericsson hoe dat in de praktijk werkt.

Latency

Twee autootjes zijn aangesloten op hetzelfde netwerk, dat via slicing is opgesplitst. Eén is geoptimaliseerd voor een lage latency, het andere niet. Twee Xbox-controllers besturen de respectievelijke karretjes. We reden met het autootje op het klassieke netwerk, en merkten een vertraging van een seconde op ieder commando. Het andere autootje reageerde direct.

Het is niet moeilijk om je in te beelden hoe zelfrijdende wagens van de toekomst best in realtime met elkaar communiceren, zonder dat daar een seconde vertraging op zit. Dankzij de slicing-technologie zal het 5G-netwerk opgesplitst worden in verschillende virtuele netwerken met ieder hun eigen prioriteit en toepassingsgebied: een deel voor smartphones, een deel voor noodcommunicatie, een deel voor machine to machine-communicatie en een deel voor minder prioritaire sensordata, om enkele voorbeelden te noemen.

Carrier aggregation

5G wordt kortom een erg veelzijdige en brede standaard, die zowel tegemoet kan komen aan de lage latencyvereisten van sommige toepassingen als de hoge bandbreedte vereisten van andere, en de 100%-beschikbaarheid die kritische applicaties vragen. Verder toont Ericsson aan hoe bestaande technologieën zoals carrier aggregation uitgebreid zullen worden. In de plaats van vier gaat het om wel tien verschillende frequentiebanden die samenwerken, met de toevoeging van nieuwe banden in het hogere spectrum.

Beamforming en penetratie

Hoe hoger de frequentie, hoe lager de penetratiegraad van de golf. Denk maar aan geluid: lage tonen raken erg ver, hoge tonen komen de muur van je huis niet voorbij. Omdat probleem op te lossen wordt 5G uitgerust met beamforming-technologie. In een andere demo zien we hoe iedere antenne zijn radio-output zo kan focussen wat de kracht, en bijgevolg de penetratie, verhoogt.

Tel daarbij geavanceerde modulatie-technieken en je begrijpt hoe 5G iets totaal anders wordt dan de voorgaande netwerken. Bij Ericsson hameren ze er op dat 5G-technologie de maatschappij en de economie van de toekomst zal ondersteunen. Als we vandaag zien hoe IoT, robots en andere autonome toestellen en sensoren steeds belangrijker worden, zien we waarom.

Voorsmaakje

Hoewel 5G pas tegen 2020 in een officiële standaard zal zitten, is het vandaag al duidelijk hoe die standaard er ongeveer zal uitzien. Providers zoals Proximus, Base en Orange moeten stilaan kiezen bij wie ze zullen aankloppen voor de installatie van het nieuwe netwerk, want dat zal heel wat nieuwe apparatuur vereisen. Als smartphone-eigenaar kan je vooral uitkijken naar een netwerk met een hogere capaciteit en een betere dekking, wat dan weer consistentere en hogere snelheden met zich mee brengt. Je zal echter gaandeweg verbeteringen merken ook voor de uitrol van 5G, dankzij de verdere implementatie van 4G+, geavanceerde carrier aggregation en betere modulatietechnieken onder de trouwe 4G-standaard.