Netwerken van de vijfde generatie is er bijna. De technologie belooft superhoge snelheden en maakt een einde aan congestie, en zal naar verwachting een revolutie teweegbrengen in mobiele netwerken en nieuwe economische kansen creëren: maar hoe gaat het dit precies doen en wat maakt het anders dan 4G?

De langverwachte mobiele telecomtechnologie van de vijfde generatie, bekend als 5G, zal naar verwachting een stapsgewijze verandering zijn in mobiele netwerken – met de belofte van exponentieel hogere downloadsnelheden en het delen van gegevens in realtime.

Later dit jaar zullen verschillende mobiele operators proeven van de eerste iteratie van 5G uitrollen in verschillende steden in het Nederland en wereldwijd zijn er al een aantal proefzones ingeschakeld. Het in de VS gevestigde Verizon heeft voor het eerst commerciële 5G geactiveerd in de Verenigde Staten, net als Swisscom en Ericsson in Zwitserland, en andere 5G-gebieden in Nederland, China, Japan, Australië en Noorwegen.

Ericsson voorspelt dat tegen 2024 1,5 miljard gebruikers – 40 procent van de wereldbevolking – toegang zullen hebben tot een 5G-netwerk; maar hoe werkt de technologie eigenlijk en kan de realiteit de hype waarmaken?

Hoe werkt 5G? 

5G is een nieuw digitaal systeem voor het transformeren van bytes – data-eenheden – via de ether. Het maakt gebruik van een 5G New Radio-interface, samen met andere nieuwe technologieën, die veel hogere radiofrequenties gebruikt (28 GHz vergeleken met 800 MHz – 2600 MHz voor 4G) om exponentieel meer gegevens via de ether over te dragen voor hogere snelheden, minder congestie en lagere latentie , wat de vertraging is voordat een gegevensoverdracht begint na een instructie.

Deze nieuwe interface, die gebruikmaakt van het millimetergolfspectrum, maakt het mogelijk om meer apparaten binnen hetzelfde geografische gebied te gebruiken; 4G kan ongeveer 4.000 apparaten per vierkante kilometer ondersteunen, terwijl 5G ongeveer een miljoen zal ondersteunen. Dit betekent meer Netflix-streaming, spraakoproepen en YouTube die zonder onderbreking door de beperkte luchtruimte worden vervoerd.

5G maakt ook gebruik van een nieuwe digitale technologie genaamd Massive MIMO, wat staat voor multiple input multiple output, die meerdere gerichte stralen gebruikt om gebruikers rond een mobiele site te markeren en te volgen, waardoor de dekking, snelheid en capaciteit worden verbeterd. De huidige netwerktechnologieën werken als schijnwerpers, die een gebied verlichten, maar met veel verspilling van licht/signaal. Een deel van de uitrol van 5G omvat de installatie van Massive MIMO en 5G New Radio op alle basisstations voor mobiele netwerken bovenop de bestaande 4G-infrastructuur.

Chirurgie op afstand kan mogelijk worden gemaakt door 5G, foto: Vodafone

Waarin verschilt 5G van 4G? 

Vergeleken met derde generatie mobiele netwerken, maakte 4G voorheen onmogelijke kwaliteit videostreaming en bellen onderweg mogelijk, wat betekent dat live tv nu routinematig wordt bekeken tijdens het dagelijkse woon-werkverkeer. Meer videostreaming heeft echter de congestie in het netwerk vergroot.

“4G bereikt de technische limieten van hoeveel gegevens het snel kan overbrengen over spectrumblokken”, legt Chris Mills, hoofd industrieanalyse bij Tutela, uit. “Een groot verschil tussen 5G en 4G is dat deze congestie wordt geëlimineerd.” Dit betekent niet meer vijf streepjes netwerksignaal tijdens de spits, maar een onmogelijkheid om toegang te krijgen tot een webbrowser.

Maar misschien wel de grootste onderscheidende factor van 5G voor 4G zal zijn als een toegangspoort voor de met het internet der dingen verbonden wereld op grote schaal . Latere versies van 5G-netwerken zullen naar verwachting revolutionair zijn voor datagestuurde industrieën, slimme steden en infrastructuurbeheer, omdat het mogelijk zal zijn om veel meer apparaten betrouwbaar, veilig en ononderbroken in hetzelfde gebied te laten werken. Over het algemeen heeft 5G, vanwege de nieuwe technologieën, het spectrum en de frequenties die het gebruikt, verschillende voordelen ten opzichte van 4G; hogere snelheden, minder latency, capaciteit voor een groter aantal aangesloten apparaten, minder interferentie en betere efficiëntie.

Hoe werkt 5G qua bandbreedte, latency en spectrum? 

Elke operator is eigenaar van spectrumblokken, een reeks elektromagnetische radiofrequenties die worden gebruikt om geluid, gegevens en video door een land te verzenden. Dit spectrum wordt bij elkaar opgeteld om hun totale netwerkcapaciteit te creëren die bepaalt hoe snel ze gegevens kunnen overdragen.

“Vandaag de dag heeft een operator misschien 100 MHz van het volledige spectrum om te gebruiken voor al zijn Britse klanten, maar uiteindelijk zal dit met 5G toenemen tot ongeveer 1.000 MHz – dat is de echte verandering met 5G”, legt de heer Mills uit.

Dit zorgt ook voor veel minder latentie in het systeem, wat betekent dat gegevens in realtime worden overgedragen.

Volgens Mats Norin, programmamanager bij 5G For Industries, Ericsson Research, is de latentie voor 4G ongeveer 20-30 milliseconden, maar voor 5G zal deze ruim onder de 10 milliseconden liggen, en in het beste geval rond de 1 milliseconde vertragingen.

“Voor consumenten is dit niet zo belangrijk, maar het zal de zaken sneller doen lijken, maar voor de industrie – voor lange afstand, op afstand bestuurbare zware machines bijvoorbeeld – zal het van cruciaal belang zijn”, zegt hij.