5G is meer dan 4G + 1

5G, de nieuwe generatie mobiele netwerken, komt eraan. Leuk hoor, dan laden de internetpagina’s op onze smartphones nóg sneller. Wie dat denkt, mist enkele bijzondere eigenschappen van deze nieuwe generatie netwerken. De eerste versie van 5G in Nederland werkt naar verwachting in 2020. In de jaren die volgen zal het een breed scala aan toepassingen mogelijk maken. Vier voorbeelden ter illustratie.

Écht goede droombrillen

Het is zo’n beetje de ultieme versmelting van realiteit en digitaal: brillen die digitale voorwerpen in de werkelijkheid projecteren. Met deze augmented reality (verrijkte realiteit) laat je productinformatie zweven naast een supermarktschap of projecteer je een gesprekspartner uit Australië in de stoel voor je neus. Zulke brillen zijn nog exclusieve speeltjes met prijzen van duizenden euro’s, maar worden steeds handzamer en goedkoper.

Maar wil augmented reality écht van de grond komen, dan is 5G nodig, zegt Pim den Uyl, vicepresident businessontwikkeling van telecomfabrikant Ericsson. Dat zit hem in de zogeheten latency (vertraging). Wat de grootte van het bestandje dat je verstuurt ook is, er is altijd een standaardvertraging. Bij 4G is dit enkele tientallen milliseconden, bij 5G slechts één.

Dat maakt bij zo’n bril uit wanneer er een directe verbinding is met een ander, al helemaal als er interactie bij komt kijken. Voor prettig gebruik moet de bril acties van jezelf of een ander direct verwerken, zonder storende vertragingen.

Als ultieme demonstratie van de lage vertraging van 5G liet Ericsson een Zuid-Koreaanse rockband een nummer spelen terwijl de leden honderden kilometers van elkaar waren verwijderd. Eén stapje verder en je projecteert ontbrekende bandleden met augmented reality op een podium, terwijl de band samenspeelt alsof ze pal naast elkaar staan.

Zelfrijdende auto’s

Van automatisch fileparkeren tot zelfstandig afstand houden op de snelweg, auto’s nemen steeds meer taken van hun bestuurders over. Wil dit op een dag zelfs leiden tot volledig autonoom rijdende voertuigen, dan wordt het 5G-netwerk ‘allesbepalend’, volgens Bart Smolders, hoogleraar telecommunicatie aan de TU Eindhoven.

‘Auto’s kunnen al om zich heen kijken. Maar dat is lang niet veilig genoeg. Met 5G is het de bedoeling dat ook informatie van andere auto’s in de omgeving en van sensoren langs de weg altijd beschikbaar is.’ En moet de auto remmen omdat de voorganger plots tot stilstand komt of er een hert oversteekt, dan kan de zeer korte vertraging van 5G van levensbelang zijn.

Bovendien is dataverkeer via 5G beter te versleutelen dan bij 4G, legt Smolders uit. Fijn, want stel je de chaos voor als iemand het netwerk hackt waarmee auto’s bepalen waar obstakels zich bevinden. ‘Het probleem met versleutelen is dat het capaciteit kost. Je effectieve datasnelheid gaat erdoor omlaag. Omdat 5G zoveel sneller is dan 4G, kun je het je veroorloven om veel meer capaciteit te gebruiken om data te versleutelen.’

Superboerderijen

Een bedrijf dat zich al met de praktische toepassingen van 5G bezighoudt, is telecombedrijf KPN. ‘Mijn vraag is: als die technologie er is, welke bedrijfsprocessen van klanten kan het werkelijk verbeteren?’, zegt Jacob Groote, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van 5G-diensten bij KPN. Om die reden test het bedrijf een aantal toepassingen in verschillende ‘veldlaboratoria’.

Een van die testlocaties is een aardappelakker op proefboerderij ’t Kompas in Valthermond, Drenthe. Begin oktober werkte het bedrijf hier mee aan een test met drones die samenwerken met landbouwmachinerie.

Een voertuig met 36 meter lange armen vol spuitmondjes was verbonden met een drone die vanuit de lucht detailfoto’s van de akker maakte. De machine spoot chemicaliën die het loof van aardappelplanten laat afsterven, zodat er meer energie naar de aardappelen gaat en deze beter en groter worden. De drone gaf door waar loof stond, de spuitmachine paste hierop onmiddellijk zijn sproeigedrag aan. Het bespaarde sproeimiddelen en tijd. ‘We brachten het sproeiproces terug van twee dagen naar twee uur’, aldus Groote.

De rol van 5G? Die zit hem vooral in het uploaden en verwerken van de beelden van de drone, zegt hij. ‘Dat lukt alleen zo snel met de hoge datasnelheden van 5G.’

Het project toont volgens hem de verknoping van verschillende sectoren die 5G teweeg zal brengen. ‘KPN is geen boerenbedrijf. Voorheen leverden we alleen diensten: hier is uw internet, succes ermee. Nu werken we samen met de Universiteit Wageningen en een tractorleverancier om diensten te verbeteren.’

Sensoren zonder batterij

Inmiddels zijn echt niet alleen telefoons en computers meer online. Ook broodroosters en wasmachines staan tegenwoordig in verbinding met internet. Het idee is dat dit uitmondt in een ‘internet der dingen’, waarin apparaten met elkaar communiceren. Ooit kan de diepvries misschien zelfstandig stroom kopen van de zonnepanelen van de buurvrouw. Maar er wordt ook meer meetbaar. Er zijn al proeven geweest met chips in koeienmagen, zodat de boer precies weet hoe het met de gezondheid van zijn vee is gesteld.

In zo’n systeem moeten er heel veel computerchips online kunnen. En iedereen die weleens op een druk festival heeft gestaan weet: heel veel apparaten op één netwerk, dat is niet bevorderlijk voor de internetsnelheid. 5G kan probleemloos tien tot honderd keer meer aangesloten apparaten aan dan 4G, legt hoogleraar Bart Smolders uit. Dat zullen we zelf merken tijdens de eerdergenoemde festivals, maar maakt ook het internet der dingen een aannemelijker scenario.

Maar een veel grotere uitdaging van al die chips en sensoren, denkt hij, is hoe je data uitleest met een zo laag mogelijk energieverbruik. Dit is vooral een probleem bij chips die niet in een elektrisch apparaat zitten en dus leeg raken. Denk aan fietsen, huissleutels of de eerder genoemde koeien. Ook hier helpt 5G: het netwerk is zo ingericht dat het minder vaak updates van chips vraagt. ‘Daarnaast wordt informatie veel sneller verzonden. Daardoor hoeft de chip maar heel kort aan, dat bespaart energie’, aldus Smolders.

‘Uiteindelijk wil je zelfs sensoren zonder batterijen. Dat is nog een beetje een ideaalbeeld, maar onderzoekers op onze faculteit werken daaraan. Als ze extreem weinig energie nodig hebben, zouden ze voldoende energie kunnen halen uit beweging of omgevingswarmte.’

De werkelijke toepassingen van 5G zullen we over tien jaar pas kennen, zegt hij. ‘Misschien zijn er tegen die tijd toepassingen die we helemaal niet voorzien. Tien jaar geleden hadden we geen idee dat streamen via Spotify of Netflix via 4G zo groot zou worden als het is.’