De 5G strategie van Vodafone


In het verleden hebben we een aantal artikelen geschreven over de 5G strategie van T-Mobile en KPN. Tot nu toe hebben we nog niks gezegd over de toekomststrategie van Vodafone, en dat is niet gek. De uitrol van het 5G-netwerk van Vodafone is een ontwikkeling die in vergelijking met KPN en T-Mobile vrij onzichtbaar plaatsvindt. Ondanks dat mag de 5G uitrol van Vodafone zeker niet vergeten worden. Dat blijkt alleen al uit het nieuws dat Vodafone sinds Mei 2020 5G aanbiedt in een deel van Nederland. In dit artikel zullen we ingaan op de toekomststrategie, we zullen een aantal soorten zendmasten bekijken die Vodafone uitrolt, en we gaan in op waarom deze uitrol verschilt van KPN en T-Mobile.

De 5G-uitrol van KPN en T-Mobile zijn erg zichtbaar doordat deze providers respectievelijk al een half jaar en twee jaar bezig zijn met het ombouwen van bestaande zendmasten. KPN bouwt zijn hele netwerk om van Ericsson naar Huawei, en T-Mobile vervangt al zijn zendmasten om de 700MHz en 800MHz band te ondersteunen. Daardoor zijn deze ontwikkelingen erg zichtbaar. Vodafone zet in op een andere ontwikkeling. Vodafone is op dit moment voornamelijk bezig zijn netwerk klaar te maken voor Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Bij DSS wordt de frequentieruimte dynamisch gedeeld tussen 4G en 5G. Afhankelijk van de drukte op beide netwerken kan de aanwezige bandbreedte snel worden omgeschakeld tussen 4G en 5G. In veel gevallen is dit al mogelijk bij bestaande zendmasten door middel van een software-update van de apparatuur. De snelheidswinst is in dit geval minimaal ten opzichte van 4G. In het gunstigste geval ongeveer 10%. Deze DSS technologie is wel de meest efficiënte manier van inzetten van het spectrum. Als je een frequentieband inzet voor puur 5G bestaat de kans dat in de eerste periode deze band vrijwel ongebruikt is, terwijl capaciteit op 4G hard nodig kan zijn. Door DSS te gebruiken wordt dit dus veel efficiënter verdeeld.

De eerste generatie 5G-netwerken die we gaan zien in Nederland zijn non-standalone (NSA) netwerken. Dit betekent dat het corenetwerk (het glasvezelnetwerk achter de zendmasten) van 4G wordt gebruikt, en 5G alleen als toevoeging wordt geactiveerd op de zendmasten. Dit betekent dat je primair altijd met 4G verbonden bent, ookal staat het 5G-icoontje in beeld van je telefoon. Via deze 4G verbinding verloopt dan de signalling (communicatie tussen het netwerk en telefoon over toegekende snelheid) en het uploadverkeer. Naast deze primaire 4G verbinding kunnen dan 5G banden worden gekoppeld, op dezelfde manier hoe bij 4G via Carrier Aggregation meerdere banden kunnen worden gekoppeld. Deze gekoppelde 5G banden kunnen dan 5G-only banden zijn, of DSS banden. Dit verschil maakt voor het netwerk niet uit. Je bent altijd met minimaal 1 4G-band verbonden in het geval van NSA 5G.

Pas als de 5G corenetwerken klaar zijn kan deze primaire 4G verbinding worden weggenomen om ook de signalling en upload over 5G te laten gaan. Het kan zeker nog een paar jaar duren voordat deze nieuwe corenetwerken klaar zijn. Na die tijd wordt er gebruik gemaakt van een standalone 5G-netwerk. Ook in dit geval kan nog steeds gebruik worden gemaakt van DSS. De nadruk zal dan liggen op 5G capaciteit, met 4G in een afbouwende manier. Dit is echter nog verre toekomstmuziek.

Momenteel biedt Vodafone alleen 5G aan op de 1800MHz band, band 3. Dit gaat middels DSS. De primaire 4G-verbinding verloopt in dit geval altijd over 800MHz (band 20), of over een andere band als deze aanwezig is. Om 5G te kunnen ondersteunen heeft Vodafone dus minimaal 2 frequentiebanden per zendmast nodig. Eentje voor de primaire 4G-verbinding, en dan 1 of meer banden die 5G ondersteunen. Door de uitschakeling van 3G heeft Vodafone de 2100MHz band vrijgemaakt voor ander gebruik. Helaas kunnen ze deze niet meteen overal inschakelen. Bij het overgrote deel van de zendmasten ondersteunen de 2100MHz zenders, of de controllers (basebands) geen 4G en 5G. Dat betekent dat bij de meeste zendmasten waar 3G op 2100MHz aan heeft gestaan alsnog apparatuur moet worden verwisseld of softwareupdates moeten worden gedaan om 4G/5G beschikbaar te maken. Bij een groot deel van de Vodafone zendmasten is dus wel 2100MHz apparatuur aanwezig, maar staat deze uit in afwachting van een upgrade.

Als blijkt dat de apparatuur moet worden verwisseld, of wanneer een zendmast alleen 800MHz ondersteunt, zal Vodafone in de praktijk bijna altijd 1800MHz en 2100MHz bijplaatsen. De antennes zelf worden over het algemeen niet vervangen. In tegenstelling tot T-Mobile en KPN is Vodafone nog niet actief bezig met het plaatsen van zenders en antennes voor de nieuwe 700MHz en 1400MHz frequentiebanden. Dat betekent dat ze na de frequentieveiling alsnog antennes moeten vervangen en apparatuur moeten bijplaatsen, omdat de bestaande antennes geen 700MHz en 1400MHz ondersteunen. Alleen bij nieuw geplaatste zendmasten waar nieuwe antennes nodig zijn worden antennes geplaatst die deze frequentiebanden ondersteunen, maar nog zonder de zenders.

Zendmastlayout

Vodafone heeft in het verleden weinig standaard locatietypes uitgerold, zoals T-Mobile en KPN wel doen. Dit komt vooral doordat Vodafone zo veel mogelijk de oudere antennes uit het 2G en 3G tijdperk wil hergebruiken, en per locatie is dus maatwerk nodig. Ondanks dat lijkt nu voor nieuwe locaties en ombouw wel standaard 800MHz (b20) + 1800MHz (b3) + 2100MHz (b1) worden uitgerold. Alleen in hele uitzonderlijke gevallen krijgt een locatie alleen b3+b20 of b1+b20. De standaard is altijd minimaal 2 frequentiebanden om NSA 5G aan te kunnen bieden. Alle locaties zijn voorbereid op 5G op alle frequentiebanden: b1, b3 en b7. Vodafone maakt gebruik van Ericsson ERS zenders. Dit zijn RRUs die vergelijkbaar zijn met de Huawei RRUs. Voor alle passieve materialen, zoals antennes en combiners, maakt Vodafone gebruik van Huawei.

Locatie 1: 1-3-20

De eerste locatie die we bekijken gaat om een ombouwlocatie. Deze ondersteunde voorheen alleen 4G op 800MHz, 3G op 2100MHz en 2G op 900MHz en is nu omgebouwd naar 4G/5G op 800MHz, 1800MHz en 2100MHz. De 2100MHz zenders van 3G konden geen 4G en 5G ondersteunen dus deze zijn vervangen. De bestaande zenders voor 800MHz en 900MHz die in de kasten hangen zijn hergebruikt. Voor 1800MHz en 2100MHz zijn zes nieuwe ERS 2212 zenders bijgehangen.

Nieuwe ERS 2212 zenders voor 1800MHz en 2100MHz.Nieuwe ERS 2212 zenders voor 1800MHz en 2100MHz.

Deze zenders gaan via een setje combiners in de oude antennes die werden gebruikt voor 3G. De twee kleine kastjes links en rechts zijn de voedingen.

Locatie 2: 1-3-20

Deze locatie deed voorheen 4G op 800MHz, 3G op 2100MHz en 2G op 900MHz, na de ombouw is 4G/5G ondersteund op 800MHz, 1800MHz en 2100MHz. De apparatuur is bij deze locatie compleet verwisseld inclusief kasten. Daardoor zijn er voor alle frequenties nieuwe zenders aanwezig. De oude antennes zijn nog wel steeds in gebruik.

Nieuwe apparatuur voor alle frequentiebanden.Nieuwe apparatuur voor alle frequentiebanden.

De layout voor deze locatie is als volgt

Frequentieband Zender type Configuratie Inzet
800MHzERS 22172T2R4G
900MHzERS 22192T2R2G
1800MHzERS 22122T2R4G / 5G
2100MHzERS 22122T2R3G / 4G / 5G

De layout van deze zendmast komt overeen met nieuwbouw masten. Het enige verschil is dat de zenders dan achter de antennes hangen in plaats van op de grond. Het enige verschil is dat bij plaatsing van de zenders in de mast soms in plaats van twee losse 1800MHz en 2100MHz zenders een enkele gecombineerde ERS 2242 wordt geplaatst, die 1800MHZ en 2100MHz ondersteunen in 1 zender. Dit scheelt ruimte in de mast.

Locatie 3: 1-3-7-7-20

Deze zendmast is het zwaarste type wat Vodafone op dit moment uitrolt. Het gaat hier om een ombouw van een locatie met alleen 800MHz voor 4G, 2100MHz voor 3G en 900MHz voor 2G, naar een locatie met 800MHz, 1800MHz, 2100MHz en 2600MHz voor 4G/5G. Opvallend is dat bij deze locatie gebruik wordt gemaakt voor 4T4R voor 1800MHz, 2100MHz en 2600MHz. Voor 1800MHz en 2100MHz wordt een gecombineerde zender gebruikt, die samen met de 2600MHz zender in een setje combinators gaat, om dan in de 4 high-band poorten van de Huawei antenne te gaan.

Zwaarste locatietype met 4T4R 1800MHz, 2100MHz en 2600MHz.Zwaarste locatietype met 4T4R 1800MHz, 2100MHz en 2600MHz.

De layout voor deze locatie is als volgt

Frequentieband Zender type Configuratie Inzet
800MHzERS 22172T2R4G
900MHzRUS / RUG (In de kast)2T2R2G
1800MHz
2100MHz
ERS 44??4T4R4G / 5G
4G / 5G
2600MHzERS 44154T4R4G / 5G

Dit is de zwaarste locatietype die Vodafone momenteel uitrolt. Door 4T4R te gebruiken op de hoge banden in plaats van 2T2R kan de capaciteit / snelheid verdubbelen onder gunstige omstandigheden. Deze antenne is nu echter wel vol, maar ondersteunt wel de 700MHz band. Hiervoor zullen wel extra zenders worden geplaatst.

Toekomststrategie

Bij alle locaties die Vodafone momenteel uitrolt zijn, behalve de antennes die de 700MHz ondersteunen in sommige gevallen, nog geen sporen van ondersteuning voor nieuwe frequentiebanden. Dit betekent dus dat om de 700MHz, 1400MHz en 3500MHz banden te ondersteunen nieuwe zenders en antennes moeten worden geplaatst. De verwachting is dan dus ook dat Vodafone met zijn huidige DSS 5G netwerk de tijd tot de frequentieveiling van 2022 voor de 3500MHz band wil rekken, om dan een grote vervangingsronde te gaan doen om de 3500MHz band, de 1400MHz band en de 700MHz band wijd uit te gaan rollen. Tot die tijd zullen de 700MHz en 1400MHz band waarschijnlijk alleen strategisch op plekken worden opgehangen om aan de dekkingsverplichting te voldoen, of om grote drukte op te vangen. Totdat de 3500MHz band is geveild in Nederland zal 5G weinig sneller zijn dan het 4G zoals we dat nu kennen.

Vodafone is technisch voorbereid om DSS ook te gaan activeren op 2100MHz, waarmee deze dus beschikbaar komt voor 5G. Ook is DSS ondersteund op de 2600MHz band op alle zendmasten met b1-b3-b7-b7-b20, wat op drukke locaties zal helpen om capaciteit aan te bieden op 5G. De verwachting is dan dus ook dat binnen afzienbare tijd deze banden worden toegevoegd aan het huidige DSS-aanbod. Mogelijk gaat Vodafone later zelfs DSS aanbieden op de 700MHz band, zodat deze ook door 4G-gebruikers kan worden gebruikt.

Dat concludeert de verwachting rond de toekomstvisie van Vodafone. Ze zijn nu voornamelijk hard aan het investeren om overal DSS te kunnen ondersteunen op de 1800MHZ en 2100MHz band, zonder de antennes te vervangen voor 700MHz. Dit zal later gebeuren. Hiermee bouwt Vodafone wel een goede 5G dekking op waarmee het zich kan redden totdat de 3500MHz band wordt geveild en 5G echt hoge snelheden kan leveren. Rond die tijd zullen de 5G corenetwerken ook klaar zijn, dus kan standalone 5G worden ingezet.

De 5G zendmasten van Vodafone staan inmiddels op onze antennekaart. Ga naar de antennekaart om te kijken waar de Vodafone zendmasten staan.

Reageer

T-Mobile begint met inzet Tele2 frequenties op eigen netwerk


Na de overname van Tele2 door T-Mobile zijn deze twee bedrijven druk bezig de netwerken samen te voegen. In de zomer van 2019 werden de eerste Tele2 zendmasten uitgeschakeld als voorbereiding om alle Tele2 klanten over te zetten naar het T-Mobile netwerk. Rond die tijd meldde Antennekaart.nl al dat T-Mobile zijn netwerk aan het voorbereiden was om frequenties van Tele2 over te nemen, te beginnen met de 800MHz band. T-Mobile plaatst al geruime tijd zenders met 700MHz, 800MHz en 900MHz in 1 RRU (Huawei RRU5509t, in een 2T4R configuratie). Inmiddels zijn grofweg een derde tot de helft van de zendmasten van T-Mobile uigerust met deze zenders, en dat aantal neemt snel toe.

De laatste paar weken gaat de uitschakeling van het Tele 2 netwerk ineens veel sneller dan voorheen. Dat begon met het uitschakelen van alle zendmasten in de kop van Noord-Holland. Vervolgens een helft van Amsterdam, een week later de andere helft van Amsterdam tot aan Leiden, en nog een week later de omgeving Leiden, Den Haag en Delft. De dekkingskaart van Tele 2 laat inmiddels al grote gaten zien, welke elke week groter worden.

De dekkingskaart van Tele 2 laat al grote gaten zien.De dekkingskaart van Tele 2 laat al grote gaten zien.

Het uitschakelen van grote delen van de grote steden in de randstad kon niet anders dan een teken zijn dat op deze plekken binnen afzienbare tijd Tele 2 frequenties zullen worden ingezet. En dat bleek ook waar te zijn. Op 19 Mei verscheen op CellMapper de eerste zendmast die 4G uitzend in de 800MHz band. Nu na een paar dagen zijn deze zendmasten al gespot in Amsterdam, Leiden, Den Haag, Delft en Maassluis. Van de 2600MHz band van Tele 2 zijn nog geen sporen gezien. T-Mobile is momenteel nog niet bezig met het plaatsen van zenders voor deze band. De kans bestaat dat deze op een aantal plekken in de randstad wel al aanwezig zijn, maar deze zijn in ieder geval niet zo wijd uitgerold als 800MHz.

De eerste zendmasten met 800MHz (Band 20) zijn zichtbaar op CellMapper.De eerste zendmasten met 800MHz (Band 20) zijn zichtbaar op CellMapper.

De verwachting is dat de uitschakeling van het Tele 2 netwerk snel zal vorderen en daarmee het 800MHz dekkingsgebied snel zal worden uitgebreid. Met het tempo waarop Tele 2 zendmasten nu worden uitgeschakeld kan tegen het najaar het hele netwerk uitstaan. Bij de volgende update van T-Mobile in het Antenneregister zullen waarschijnlijk de eerste zendmasten zichtbaar worden op de Antennekaart met band 20 actief.

Reageer

Waar blijft de 5G kaart?


Waar blijft de 5G kaart? Dit is een vraag die we in de laatste week, sinds Vodafone zijn 5G DSS netwerk heeft geactiveerd, vaak hebben gekregen. En dat is logisch want ook wij zijn heel erg benieuwd naar de dekking van de huidige 5G netwerken. Toch laat dit nog even op zich wachten.

Antennekaart.nl basseert zijn gegevens deels op de gegevens uit het Antenneregister van het Agentschap Telecom. Daar is op dit moment nog geen mogelijkheid om 5G netwerken te zien. Agentschap Telecom verwacht aan het einde van de maand Mei 5G toe te kunnen voegen aan het antenneregister. Wanneer dit is toegevoegd kunnen ook wij op Antennekaart.nl de locaties van alle 5G-zendmasten gaan tonen. Nog even geduld dus!

Vodafone activeert 5G in een deel van Nederland


Afgelopen Dinsdagmorgen kwam Vodafone met het persbericht dat ze diezelfde avond nog het 5G-netwerk gaan activeren in een deel van het land. Inmiddels een dag later zijn de eerste meldingen van klanten binnen met werkende 5G verbindingen en staat ook de 5G dekkingskaart online. In dit artikel een uitleg over de strategie die Vodafone hanteert bij de uitrol van 5G.

Vodafone heeft op dit moment 5G actief op band 3, oftewel 1800MHz. Ze doen dit op basis van DSS. De werking van DSS heb ik al eens in detail uitgelegd in het artikel De technische feiten achter de 5G uitrol. Kort samengevat kan doordat 4G en 5G zo veel op elkaar lijken dynamisch dezelfde frequentieruimte worden gedeeld tussen 4G en 5G. Dat betekent dat als er geen 5G telefoons zijn 100% van de frequentieruimte wordt ingezet voor 4G. Wanneer 5G-telefoons zich melden in het sector zal een stukje van de frequentieruimte worden omgeschakeld naar 5G. Deze techniek heet Dynamic Spectrum Sharing, afgekort als DSS. Op dit moment doet Vodafone dit alleen op 1800MHz, maar ze kunnen het op den duur ook op andere frequentiebanden activeren. Niet alle zendmasten die 1800MHz 4G ondersteunen ondersteunen ook 5G DSS. Hiervoor moet een nieuwere soort baseband aanwezig zijn. Deze zijn grofweg in de laatste twee jaar geplaatst. Als gevolg van deze manier van uitrollen zal de snelheidswinst ook nog niet meteen te vernemen zijn. In sommige gevallen is het misschien zelfs trager dan 4G.

Naast dat Vodafone nu gebruik maakt van bestaande frequentieruimte is er nog een andere reden dat dit netwerk eigenlijk geen 'echte' 5G is. Die reden zit hem voornamelijk achter de schermen. Het huidige 5G netwerk van Vodafone is een NSA (Non-standalone) variant van 5G. Dat betekent dat het netwerk niet kan functioneren zonder een werkend 4G netwerk. NSA 5G wordt uitgezonden bij de zendmast, maar koppelt nog met het corenetwerk van 4G. Pas als het corenetwerk is omgebouwd naar een 5G-corenetwerk kan volledig standalone 5G worden gebruikt. De exacte planningen van de providers hiervoor is onbekend, maar de verwachting is dat dat nog een of twee jaar kan duren.

5G NSA werkt vergelijkbaar met Carrier Aggregation op 4G. Je verbind met een primaire 4G band. Bij Vodafone is dit vaak 800MHz, maar het kan ook een andere band zijn. Over deze primaire band communiceert je telefoon met de mast over de toekenning van zendtijd (signalling). Daarnaast loopt ook de upload voornamelijk over deze band. Er kan dan een secundaire 4G frequentie worden gekoppeld (Carrier aggregation), of een secundaire 5G frequentie worden gekoppeld (Non-standalone 5G). Een combinatie van deze twee is ook mogelijk. Een voorbeeld hiervan is al gezien in Alkmaar waar een telefoon primair op 800MHz verbind, daarnaast een 2100MHz 4G carrier actief heeft, met daarnaast een 1800MHz 5G carrier.

Uit het bovenstaande blijkt dat er bij de huidige vorm van 5G op het Vodafone netwerk nog helemaal niet zo veel verschil is met 4G. De echte 5G-ervaring komt pas wanneer het corenetwerk is vervangen door een 5G-core. Hierbij verbinden 4G-zendmasten dan met de 5G-core in plaats van andersom. Ook zal met DSS de snelheid niet hoger liggen op 5G dan op dezelfde 4G banden. Hoogstens een 10% snelheidswinst door efficienter inzet van het spectrum. De echte snelheidswinst komt pas bij het inzetten van nieuwe grote stukken frequentieruimte, zoals de 3500MHz band, of veel later het mmWave spectrum.

Vodafone beweert in zijn persbericht aan het einde van Juli landelijke dekking te willen bereiken. Dat betekent dat ze tegen die tijd nog veel basebands moeten vervangen, maar betekent ook dat ze in de komende maanden waarschijnlijk 5G DSS gaan activeren op andere reeds bestaande frequentiebanden. Hierover is alleen nog niks zeker, dus dit zullen we in de komende maanden in de gaten houden.

Het Antennebureau levert op dit moment nog geen 5G data aan in het Antenneregister. Het is ook niet mogelijk om op basis van de huidige data zelf uit te zoeken welke masten wel of geen 5G DSS uitzenden. Zoals het nu lijkt wil het Antennebureau eind Mei 5G toevoegen aan het antenneregister. Antennekaart.nl zal daar snel op volgen.

De 5G dekkingskaart van VodafoneDe 5G dekkingskaart van Vodafone
Reageer

De technische feiten achter de 5G uitrol


In de laatste week zijn in Nederland zeven zendmasten in brand gestoken. Ook in het verenigd koninkrijk worden veel zendmasten in brand gestoken. Dit is een zorgelijke ontwikkeling. Er gaan rond 5G veel verhalen in de ronde. Sommige van deze verhalen kloppen, maar er zijn ook genoeg verhalen die niet kloppen.

In dit artikel ga ik zo veel mogelijk in op de technische feiten achter het 5G-netwerk en daarmee op de punten welke bij de uitrol van 5G zullen veranderen ten opzichte van nu. In Nederland is nog geen 5G netwerk wat aan staat, op een stuk of twintig testlocaties na. Een groot deel van de bestande zendmasten ondersteunt wel een vorm van 5G, maar dit staat allemaal nog uit.

Om goed uit te kunnen leggen wat er allemaal gaat veranderen bij de 5G-uitrol is het nodig om een stukje achtergrond te geven over de geschiedenis van de eerdere generaties van de mobiele netwerken. In het speciaal over de geschiedenis en werking van 4G.

De eerste generaties van het mobiele netwerk (1G/2G) werkten grotendeels met analoge technologie of oudere digitale modulatie. Modulatie is de manier waarop een signaal door de lucht wordt verstuurd. Denk hierbij aan je FM-radio of wifi-verbinding thuis, maar dus ook je mobiele telefoon. Deze technologie is veel gevoeliger voor storingen dan digitale technologie. Daardoor werd op erg hoog vermogen gezonden. Dit werd nog versterkt doordat er veel minder zendmasten waren dan tegenwoordig. Ook daarom moesten de zendmasten veel harder zenden om je telefoon te bereiken, maar ook andersom. Je telefoon moest ook erg hard zenden om goed bij de zendmast aan te kunnen komen.

De vraag naar bandbreedte is sinds die tijd enorm toegenomen en we zijn overgeschakeld van oudere technologie naar nieuwe digitale technieken. Door betrouwbare digitale modulatie en de plaatsing van meer zendmasten kon het totale zendvermogen van de zendmasten en telefoons flink verlaagd worden.

De werking van 4G

Het 4G-netwerk wordt uitgezonden op meerdere verschillende frequentiebanden. Dit is een mix van lage frequenties die ver reiken en hoge frequenties voor lokalere dekking. Deze frequentiebanden heten in netwerktermen een 'Carrier'. De frequentieruimte wat bij zo'n carrier hoort is maximaal 20MHz groot.

Om efficient meerdere telefoons te kunnen ondersteunen wordt zo'n carrier van 20MHz opgesplitst in 100 subkanalen. Een telefoon kan meerdere van deze subkanalen tegelijk gebruiken. De hoeveelheid is afhankelijk van hoe druk het is op het netwerk. Daarnaast kan de toewijzing van elk subkanaal per milliseconde veranderen. Voor het gemak noemen we één subkanaal in één milliseconde een 'stukje data'.

Omdat er 1000 milliseconden in een seconde zitten en 100 subkanalen in een carrier heb je in één seconde tijd 100000 'stukjes data' om uit te delen aan telefoons. Als het druk is op het netwerk krijgt elke telefoon weinig, als het rustig is krijgt elke telefoon veel. Binnen deze 'stukjes data' wordt QAM-modulatie gebruikt om de data door de lucht te versturen. Voor dit artikel gaan we niet in op de werking van QAM omdat het redelijk ingewikkeld is. Als je hier meer over wilt weten is er op het internet veel over deze techniek te vinden, of neem contact op.

Deze QAM-modulatie is zo efficient dat met dezelfde hoeveelheid frequentieruimte het bijna onmogelijk is om een hogere snelheid te behalen. Dat betekent dat om de snelheid te verhogen de hoeveelheid frequentieruimte moet kunnen worden vergroot. Dat brengt ons bij 5G.

De werking van 5G

De zendtechniek van 4G, zoals hierboven beschreven, werkt zo efficient dat er bij 5G weinig veranderingen nodig bleken. Daarom gebruikt 5G exact dezelfde uitzendtechniek als bij 4G. Doordat een 4G- en 5G-signaal er in de lucht hetzelfde uitzien kan per subkanaal en zelfs per milliseconde (het 'stukje data' van hierboven) dynamisch worden gewisseld tussen 4G en 5G op dezelfde frequentiebanden. Dit betekent dat zonder nieuwe frequentieruimte toe te voegen 5G kan worden uitgezonden op het overgrote deel van de bestaande zendmasten. Hiermee kunnen dus bijna alle zendmasten die momenteel 4G ondersteunen ook 5G uitzenden. Dit betekent dus ook dat áls er negatieve gezondheidseffecten zouden zijn bij 5G op deze frequentiebanden, deze zelfde negatieve gezondheidseffecten ook aanwezig moeten zijn bij het 4G-netwerk, waarvoor nog geen concreet wetenschappelijk bewijs is.

Het dynamisch wisselen tussen 4G en 5G op dezelfde frequentieruimte is een techniek die ook in Nederland gebruikt gaat worden voor de eerste versie van 5G, halverwege 2020. De eerste versies van 5G-netwerken kunnen zelfs niet functioneren zonder 4G. Nu is een logische vraag, als 5G practisch hetzelfde is als 4G, waar zitten dan de verschillen, en is er dan uberhaupt wel snelheidswinst? Dat brengt ons bij de verschillen van 5G. Er zijn een aantal belangrijke verschillen en toevoegingen:

  1. Het corenetwerk: De eerste belangrijke ontwikkeling bij het 5G-netwerk vindt zich volledig plaats in het glasvezelnetwerk achter de zendmasten. Hier ontstaat de mogelijkheid om subnetwerken te creëren met verschillende eigenschappen. Bijvoorbeeld een IoT-netwerk voor berichten met een laag zendvermogen, of een netwerk voor communicatie waarbij latency zo laag mogelijk moet zijn.
  2. MIMO: De ondersteuning voor MIMO is verbeterd bij 5G. Hierdoor kan door een signaal via meerdere paden te laten reflecteren (bijvoorbeeld tussen gebouwen) een hogere snelheid behaald worden.
  3. Ondersteuning van mmWave spectrum: Bij 5G wordt mmWave spectrum ondersteund. Dat zijn draadloze frequenties van 26GHz en hoger. Het inzetten hiervan is een enorm grote uitdaging omdat de demping van deze frequenties erg hoog is. Een aantal velletjes papier tussen je telefoon en de zendmast kunnen het signaal al onbruikbaar maken. Over mmWave spectrum hieronder meer.

Bij de aankomende frequentieveiling in Nederland komende Juni zullen de vergunningen voor de 700MHz, 1400MHz en 2100MHz banden worden verkocht. Het toevoegen van dit spectrum zal niet meteen zorgen voor een grote toename in snelheid. Daarnaast zullen deze frequenties waarschijnlijk ook worden ingezet voor 4G naast 5G, met eventueel dezelfde dynamische verdeling zoals hierboven beschreven.

Pas bij de toevoeging van de 3400MHz tot 3700MHz frequentieband in Nederland zal de snelheid met flinke stappen toenemen. Dat komt doordat er in deze band veel frequentieruimte beschikbaar is. Signalen in deze frequentieband zullen qua karakteristieken zich grotendeels hetzelfde gedragen als bestaande frequentiebanden.

mmWave spectrum

Een veelbesproken toevoeging aan 5G is de ondersteuning voor mmWave spectrum op frequenties van 28GHz en hoger. Er zijn specifiek 2 frequentiebanden die door 5G worden ondersteund. 26.5GHz-29.5GHz en 37GHz-40GHz. De eerste band, de 26GHz band gaat in Nederland in ieder geval gebruikt worden in de toekomst. Er zijn echter nog geen concrete plannen hiervoor en de veiling voor deze frequentieband is nog niet gepland. In ieder geval gaan we deze band voor 2022 nog niet in actie zien in Nederland.

Een paar voorbeelden van huidig gebruik van de 26GHz frequentieband zijn militaire radarsystemen, communicatie tussen de grond en sattelieten, en bodyscanners op vliegvelden, waarmee wordt gescand of er verboden objecten onder de kleding zitten. Het is hiermee niet mogelijk om door het lichaam heen te zenden.

De inzet van mmWave spectrum bij 5G is een grote uitdaging omdat de signalen in deze band heel erg gedempt worden. Als je je hand tussen je telefoon en de zendmast houdt valt het signaal al weg. Zelfs als je je telefoon in je broekzak hebt zal in de meeste situaties dit spectrum al onbruikbaar zijn. Je telefoon verbindt altijd met een lage frequentieband en zal daar voornamelijk ook verbonden mee blijven. Pas als een mmWave signaal aanwezig is zal een deel van het dataverkeer over deze verbinding verlopen, maar je telefoon blijft ten alle tijden verbonden met een zendmast op een lage frequentie.

Vaak wordt gezegd dat het voor 5G nodig is om op elke straathoek antennes te plaatsen. Dit is niet per se het geval. Pas als we goede dekking willen behalen met mmWave spectrum zouden er meer kleine antennes moeten worden geplaatst. Aangezien er nog geen concrete plannen zijn voor de inzet van mmWave spectrum in Nederland zal het zeker nog jaren duren voordat we dat hier gaan zien. Daarnaast wordt de voornaamste dekking dan nog steeds met grote antennes op gebouwen of op zendmasten gedaan. De kleine antennes zenden op een erg laag vermogen, vergelijkbaar met WiFi in huis. Doordat dit zendvermogen veel lager is is de dekking hiervan ook maar enkele tientallen tot enkele honderden meters.

Omdat het zo lastig is om goede dekking te realiseren met mmWave spectrum zullen we dit in Nederland ook alleen op de extreem drukke locaties gaan zien. Het verkeer zal voornamelijk via de lagere frequentiebanden worden afgehandeld, waar 4G ook op gebaseerd is. Daarnaast zal de 3500MHz band ruimte geven voor veel snelheid en capaciteit. Alleen op de extreem drukke plekken zoals grote steden, evenementenlocaties, vliegvelden en treinstations zullen we mmWave spectrum gaan zien.

Op den duur zal bij 5G gebruikt worden gemaakt van beamforming technologie om lokaal dekking te kunnen creëren. Hierbij zenden antennes een aantal stralen uit om gerichter dekking te kunnen realiseren. Deze stralen hebben een omvang van enkele tientallen tot honderd meter en kunnen erg handig zijn om minder grote zendlocaties nodig te hebben. Door het inzetten van gerichte stralen kan de totale draadloze veldsterkte in de omgeving potentieel afnemen.

In Nederland zullen deze beamforming antennes voorlopig alleen op 2600MHz gebruikt gaan worden. Na de veiling van de 3500MHz band in 2022 zal ook daar op drukke plekken gebruik worden gemaakt van beamforming technologie.

Slot

Ik hoop hiermee een aantal vaakvoorkomende vragen over 4G en 5G te hebben beantwoord. Heb je na aanleiding van dit artikel vragen of opmerkingen? Neem gerust contact op. Bij voorkeur op Twitter, maar e-mail is ook een optie. Ik zal dan mijn best doen om je vraag te beantwoorden. 5G is een mooie techniek die doorbouwt op de basis van 4G. De uitrol ervan zal jaren gaan duren en de echte grote voordelen van 5G zullen we in Nederland in de komende jaren zeker niet gaan zien.

Reageer