De verleidelijke lokroep van 5G

Naar verwachting wordt 5G een ecosysteem waar veel bedrijfstakken van gaan profiteren. Van allerhande sensoren tot kritieke communicatie van hulpverleningsdiensten, de mogelijkheden lijken schier eindeloos. Veel van de toepassingen zullen echter pas over vele jaren werkelijkheid worden. Er zit nog een behoorlijk gat tussen verwachtingen en praktijk. Een analyse.

Met 5G knopen we de hele samenleving aan elkaar. Sneller, slimmer, nauwkeuriger en betrouwbaarder, beloofde KPN eerder dit jaar. Er gaat geen week voorbij of de grote belofte van 5G, de opvolger van het huidige mobiele 4G-netwerk, is volop in het nieuws.

Maar de nieuwe standaard is er nog lang niet en als deze er eenmaal is, zullen consumenten aanvankelijk weinig merken van de nieuwe generatie mobiele netwerken. De overgang van 4G naar 5G gaat stapsgewijs, zeggen experts. Echt nieuwe toepassingen zullen bovendien toegespitst zijn op industriesegmenten die daarmee nog volop aan het experimenteren zijn.

De overgang heeft vooral in technisch opzicht nogal wat voeten in de aarde. Veel 4G-antennes moeten worden vervangen en voor de 5G-masten moet de glasvezelkabelcapaciteit eerst flink worden uitgebreid. Met hooggeplaatste antennes alleen gaan we het namelijk niet redden. Om voldoende bereik te kunnen garanderen, moeten op elke tweehonderd meter zogenoemde small cells op maximaal enkele meters hoogte komen. In het Verenigd Koninkrijk is Vodafone zelfs van plan om in grote steden putdeksels te voorzien van 5G-antennes om de snelheden van de mobiele netwerken te verhogen. De aanleg van 5G is met al deze ingrepen tien tot 25 keer duurder dan zijn voorganger.

Landelijke dekking zal er vanwege de hoge kosten ook niet meteen zijn. De nieuwe norm kan tot wel honderd keer sneller zijn, maar het verschil tussen stad en platteland zal straks al snel duidelijk worden. In stedelijke omgevingen komen immers veel meer zendmasten te staan.

Fabrikanten van smartphones staan in de startblokken, al zijn 5G-toestellen op dit moment nog maar mondjesmaat verkrijgbaar. Samsung heeft reeds een geschikte variant van de Galaxy S10 uitgebracht, maar Apple zal naar verwachting op zijn vroegst in 2020 passende iPhones leveren. De strijdbijl met modemfabrikant Qualcomm is nog maar net begraven.

Het is sowieso de vraag of de telecombedrijven al gelijk diensten willen aanbieden aan consumenten. Voor de consument is 4G voorlopig een beetje het eindpunt. Met die technologie kunnen we nog heel lang uit de voeten. Een Netflix-stream wordt met 5G echt niet beter of sneller. Het soort data dat consumenten voor 5G zouden kunnen gebruiken, zoals augmented reality, vergt sowieso aangepaste dataplannen. Huawei brengt nog dit jaar een 8K-televisie op de markt die ook werkt via 5G, maar een avondje 8K kijken loopt in de vele gigabytes. Dergelijke hoeveelheden data mobiel verstouwen is nu niet verstandig.

Suggestie
Het belangrijkste verschil met 4G is dat er nauwelijks vertraging optreedt bij de verwerking van data, oftewel latency. Snelheid is ook van belang: Naar verwachting kan over een 5G-netwerk iedere seconde minstens een gigabyte aan data heen of weer. Ter vergelijking: het eerste gsm-netwerk had een capaciteit van slechts 384 kilobits per seconde.

Een andere eigenschap van het nieuwe netwerk is dat het veel meer verbindingen tegelijk aankan. Heel veel apparaten en sensoren kunnen via hetzelfde netwerk data over en weer sturen. Voor de verzending van data is ook minder energie nodig.

Daarmee is het dus met name geschikt voor kritieke communicatie, bijvoorbeeld van hulpverleningsdiensten of tussen vrachtauto’s die in konvooien rijden. Een concreet project is Connected Ambulances, een samenwerking van VodafoneZiggo en Ericsson met Philips, de GGD ambulancedienst en het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven.

Inzet is om met supersnelle verbindingen al tijdens de rit van de ambulance hulp op afstand te bieden bij de diagnose en voorbereiding op een behandeling. Andere toepassingen zijn operaties op afstand, zoals die eerder dit jaar op het Mobile World Congress in Barcelona werden gedemonstreerd. Praktijk is het nog lang niet.

En in ons land zijn dergelijke toepassingen al helemaal ver weg. In Nederland moeten de frequenties die nodig zijn voor een 5G-netwerk namelijk nog worden geveild.

Plus: bij de veiling van 4G-frequenties werd nog als voorwaarde gesteld dat er een vierde speler op de markt moest komen. Dat werd het Zweedse Tele2. Na het samengaan van T-Mobile en Tele2 zijn er nog maar drie spelers met een eigen netwerk actief op de mobiele markt: KPN, VodafoneZiggo en T-Mobile. 5G vereist substantiële investeringen in bijvoorbeeld nieuwe antennetechnologie, verdere verglazing van het netwerk, netwerkvirtualisatie en capaciteit voor dataopslag. Vandaar dat het niet erg waarschijnlijk is dat er een nieuwe partij op gaat staan die eerst nog een volledige infrastructuur zou moeten aanleggen. Sterker nog: door de vereiste investeringen ontstaat ook in toenemende mate de maatschappelijke wens om bijvoorbeeld locaties, masten, antennes en kasten voor apparatuur te delen tussen concurrerende partijen. Hier en daar is al gesuggereerd om het Nederlandse netwerk gezamenlijk aan te leggen.

Johan Cruijff
T-Mobile wil als eerste in Nederland een 5G-netwerk uitrollen. Waarvoor het Duitse bedrijf een deel van het netwerk van Tele2 wil inzetten. Het adverteert al dat zijn 5G-netwerk straks tot 20 Gbps aankan. KPN zal vermoedelijk als tweede volgen, maar een concrete datum heeft het bedrijf nog niet genoemd. Ook VodafoneZiggo heeft het achterste van zijn tong met betrekking tot 5G nog niet laten zien, maar zal moeilijk kunnen achterblijven.

Sommige steden kunnen niet wachten. De gemeente Den Haag hoopt de eerste 5G-stad van Nederland met een operationeel netwerk te worden in 2020. De komst van supersnel mobiel internet moet veel deuren openen voor Haagse inwoners en bedrijven, hoopt de gemeente. Apeldoorn gokt op 2021. De gemeente heeft de Oostenrijkse onderneming RadioLED International gevraagd te onderzoeken wat er nodig is om een werkend 5G-netwerk in de stad te hebben. De Gelderse stad zou zich hierdoor in de markt kunnen zetten als Smart City en een proeftuin kunnen worden voor allerlei nieuwe technische ontwikkelingen.

Aan experimenten is in elk geval geen gebrek. Op de High Tech Campus Eindhoven komt binnenkort een 5G-lab waar bedrijven, studenten en wetenschappers nieuwe toepassingen en prototypes kunnen testen en onderwerpen aan een praktijkproef. Hierbij zal LUMO Labs, de in Eindhoven gevestigde ‘vroege fase’-investeerder en accelerator, als partner een aanjagende rol hebben.

In het Philips Stadion van PSV zullen mogelijkheden worden onderzocht om met 5G-360-gradencamera’s de verrichtingen van de voetballers te laten zien vanuit een zelfgekozen blikveld. En de Eindhovense poptempel Effenaar heeft plannen om geïnteresseerden een popconcert ook virtueel ‘live’ bij te laten wonen.

KPN op zijn beurt heeft samen met klanten en technologiepartners inmiddels al vier 5G field labs ingericht, proeftuinen waarin zij gezamenlijk de mogelijkheden van 5G-technologie onderzoeken. In een Rotterdamse raffinaderij wordt onder meer gewerkt aan het verbeteren van bedrijfsprocessen met behulp van video en augmented reality. Op een proefboerderij in Drenthe worden drones ingezet om veel nauwkeuriger gewasbeschermingsmiddelen te kunnen toedienen. In Helmond rijdt een geblindeerde auto rond die wordt bediend door een chauffeur met VR-bril. En in Amsterdam gaat 5G-technologie bezoekersstromen in goede banen leiden rondom de Johan Cruijff Arena.

Olympische Spelen
Ondanks deze experimenten denk Paul Lee van Deloitte dat het nog jaren kan duren voordat de belofte van 5G-technologie op mobiele netwerken volledig wordt ingelost. Hij spreekt over een periode van tien jaar. Er zit een behoorlijk gat tussen verwachtingen en praktijk. Autonome auto’s rijden voorlopig nog niet in Nederland rond en de connected koelkast kan voorlopig nog gewoon via wifi.

Toezichthouder ACM verwacht daarbij dat het aanbod aan mobiele abonnementen uitgebreider zal worden als 5G wordt uitgerold. Connected koelkast, zelfrijdende auto en VR worden mogelijk ook door de telecomaanbieders geleverd als onderdeel van het mobiele abonnement naast de traditionele bel-, sms-, en databundels. En dan is het de vraag of consumenten alle op 5G gebaseerde diensten bij dezelfde aanbieder willen afnemen. Volgens ACM moeten aanbieders goed nadenken over de toekomstige abonnementsvormen.

De verwachting is dat concrete toepassingen eerst uit het buitenland komen. Daar zijn de eerste netwerken immers live gegaan. Zuid-Korea rolde het dit voorjaar bijvoorbeeld al landelijk dekkend uit. In Azië is de noodzaak ook groter, vanwege capaciteitsproblemen moeten ze sneller op moderne netwerken overschakelen. Echter, ook in Chicago en Minneapolis heeft Verizon inmiddels 5G geactiveerd. Met de kanttekening dat alleen gebruikers van een Moto Z3-smartphone van Lenovo ervan gebruik kunnen maken. Verizon wil de dekking uitbreiden naar dertig steden dit jaar, terwijl er in de tussentijd ook meer smartphones aan komen met 5G-ondersteuning. De verwachting is eveneens dat 5G een belangrijke rol gaat spelen tijdens de Olympische Spelen van 2020 in Japan.

In 2022 zullen de meeste mobiele aanbieders hun eerste commerciële 5G-diensten hebben uitgerold, zo voorspellen Vertiv en technologieanalysebedrijf 451 Research op basis van gesprekken met ruim honderd internationale beslissers in de telecomsector. De meeste respondenten werken in ieder geval aan implementatieplannen. Twaalf procent verwacht nog dit jaar 5G-diensten uit te rollen, en nog eens 86 procent houdt rekening met 2021.

De meerderheid van de respondenten (68 procent) verwacht dat men echter pas vanaf 2028 of later volledige 5G-dekking zal kunnen garanderen. Weer 28 procent denkt in 2027 volledige dekking te hebben en slechts vier procent verwacht totale dekking in 2025. Daarbij richt men zich ook nog eens in eerste instantie op bestaande datadiensten (96 procent) en veel minder op nieuwe diensten, zoals VR, augmented reality, digitale gezondheidszorg en slimme huizen, gebouwen, fabrieken en steden.

Toch lijkt 5G al wel tot de verbeelding van consumenten te spreken. Telecombedrijf Ericsson publiceerde onlangs zijn belangrijkste bevindingen van een onderzoek naar de perceptie die consumenten hebben van 5G. Een belangrijk deel denkt dat trage verbindingen in (grote) steden, dankzij een overvloed aan data die verwerkt moet worden, binnenkort verleden tijd zijn. De respondenten verwachten ook meer keuze in breedband na de lancering van 5G. 5G zou zomaar eens kunnen concurreren met vast internet via kabel of glasvezel. De consument denkt ook dat hij met 5G meer video’s kan streamen in hogere resoluties, en meer gebruik kan maken van augmented en virtual reality.

Het rapport ontkracht volgens Ericsson de veronderstelling dat consumenten niet bereid zijn om meer te betalen voor 5G. Zij geven juist aan dat ze bereid zijn desnoods 20 procent meer te betalen voor dergelijke diensten. De helft van de ‘early adopters’ is zelfs bereid om 32 procent meer te betalen. En dat is goed nieuws voor de telecombedrijven die hun miljardeninvesteringen zo snel mogelijk zullen willen terugverdienen.

—————————————————————————————————————————————————————–

Frequenties
Eind 2019 of begin 2020 is er in ons land een 5G-veiling gepland voor de frequenties in de 700-, 1.400- en 2.100-MHz-banden. De 3,5-GHz-band zal mogelijk eind 2021 of begin 2022 geveild worden.

De lage frequentie heeft een hele kleine bandbreedte en een groot bereik. Deze is geschikt voor sensoren die kleine hoeveelheden data moeten verzenden en weinig energie gebruiken, zoals het LoRa-netwerk voor Internet of Things. Op de hoge frequentie van 26 GHz is de bandbreedte groot, maar het bereik klein en daardoor is landelijke dekking vrijwel onmogelijk. Dat maakt 3,5 GHz de beste optie voor mobiele netwerken.

Een probleem daarbij is dat 5G gebruikmaakt van dezelfde frequentie (3,5 GHz) als de afluisterschotels van de Militaire Inlichtingen- en Veiligheidsdienst in het Friese Burum. De schotels moeten verhuizen voordat 5G kan worden gebruikt.

Techniek
Met 5G wordt een aantal nieuwe technieken gelanceerd. Een daarvan heet network slicing: het softwarematige opsplitsen van het netwerk in virtuele subnetwerken. Slicing wordt door mobiele aanbieders gezien als een manier om verticale markten te bedienen: toepassingsgebieden met specifieke vereisten, zoals zorg, zelfrijdende auto’s of de energiesector.

Nieuw is ook Massive MIMO, een ontwikkeling in de antennetechnologie. MIMO staat voor Multiple Input Multiple Output; daarbij kan het dataverkeer worden afgeleverd via meerdere parallelle datastromen op dezelfde antenne.

Voor Mobile Edge Computing wordt rekenkracht of dataopslag ingericht aan de rand van het mobiele netwerk. Het idee achter MEC is dat door bepaalde applicaties dicht bij de eindgebruiker te draaien, de gebruikerservaring van die applicaties verbetert en de belasting van het netwerk wordt verminderd.

Afschakelen
Een mogelijk gevolg van 5G is dat aanbieders geleidelijk zullen stoppen met het aanbieden van oudere technologieën, zoals 2G en 3G. VodafoneZiggo wil al per januari 2020 zijn 3G gaan uitschakelen. KPN volgt in januari 2022. Na de afschakeling kan de consument zijn toestellen die niet compatibel zijn met 4G en 5G niet of nauwelijks meer gebruiken voor mobiele data. T-Mobile heeft ervoor gekozen om ook het 2G-netwerk aan het eind van 2020 te stoppen. Toezichthouder ACM pleit voor een soepele overgang van oudere naar nieuwe technologie.

* Dit artikel verscheen eerder in het juninummer van Emerce magazine (#172).