Op weg naar 5G: de technologie van morgen, vandaag

 
We praten al jaren over 5G, maar op de eigenlijke uitrol van de standaard is het nog wachten tot ongeveer 2021. Dat wil niet zeggen dat onderzoek naar de technologie vandaag nog geen vruchten afwerpt. ZTE verklapte pas in samenwerking met Telenet een succesvolle test met Massive MIMO uitgevoerd te hebben. Die technologie zal centraal staan bij de implementatie van 5G en kan al veel eerder een belangrijke rol spelen.
 
“Massive MIMO is één van de belangrijkste innovaties in de telecomindustrie”, weet Summer Chen. De director of wireless solutions bij ZTE noemt de technologie zonder aarzelen disruptief, en denkt dat ze grote gevolgen zal hebben op de vorming van de 5G-standaard en de bijhorende netwerkinfrastructuur.
 

Meer en beter

MIMO, wat staat voor multiple-input-multiple-output, is een techniek waarbij meerdere antennes samenwerken om stabiele verbinding met hoge capaciteit tot stand te brengen tussen zendmast en gebruiker. MIMO is standaard voor 4G LTE-netwerken maar de hoeveelheid gebruikte antennes blijft relatief beperkt. Bij de implementatie van Massive MIMO zijn honderden antenne-elementen en radio-units geïntegreerd in één enkele, efficiënte en samenwerkende box. Door de kanaal-reciprociteit is massieve MIMO gemakkelijker te implementeren in time division duplexing (TDD).
 
ZTE beschikt over uitgebreide ervaring met TDD Massive MIMO en heeft ook veel gegevens verworven door commerciële toepassingen van Massive MIMO. Op basis van deze ervaringen slaagde het bedrijf er einde 2016 in om frequency division duplexing (FDD) Massive MIMO te lanceren. Vergeleken met 2X2 MIMO LTE biedt Massive MIMO een extreme capaciteitstoename.
 
[related_article id=”172980″]  
“Bovendien werkt het netwerk een stuk efficiënter”, aldus Chen. “Vroeger werden radiogolven weinig gericht via zendmasten verstuurd. Vandaag gebeurt dat al een stuk gerichter. Met massieve MIMO kan het basisstation zijn bundelvormend vermogen gebruiken en gerichte bundelsignalen uitzenden naar alleen de locaties waar gebruikers zich bevinden. Dit is goed nieuws voor degenen die de effecten van straling nogal wantrouwen: de nieuwe technologie maakt een einde aan nutteloze signalen ”
 
De Pre-5G FDD Massive MIMO-oplossing maakt gebruik van 5G-technologie, terwijl deze oplossing ook compatibel is met de huidige 4G-terminals. “Ze kan de capaciteitsproblemen van operatoren vandaag oplossen”, weet Chen. “De implementatie van FDD massive MIMO in een bestaand 4G LTE-netwerk is relatief eenvoudig. Ze kan de netwerk-throughput enorm verhogen en is relatief kostenvriendelijk, zeker in vergelijking met de aankoop van een licentie voor een nieuwe frequentieband.”
 

Vandaag al relevant

Voor een praktisch nut van de technologie vandaag is het niet ver zoeken. Denk aan massa-evenementen zoals muziekfestivals, waar enorm veel toestellen samen enorm veel bandbreedte vereisen, terwijl een operator maar beperkte frequenties ter beschikking heeft. Door FDD massive MIMO te installeren rond zo’n locatie, krijgen festivalgangers met hun bestaande 4G-toestellen plots toegang tot een netwerk met een drastisch hogere capaciteit. Heel concreet stelde ZTE tijdens de test met Telenet vast dat de capaciteit van het 4G-netwerk met 3,3 keer de hoogte in ging dankzij Massive MIMO.
 
In afwachting van 5G kunnen operatoren vandaag dus al zogenaamde pré-5G-technologieën uitrollen. Massive MIMO is daar een belangrijk voorbeeld van, net als technologieën zoals carrier aggregation die je vandaag al bij de meeste operatoren terugvindt. Als 5G R&D vandaag al zijn vruchten afwerpt, waar is de nieuwe standaard dan nog voor nodig?
 

Waarom 5G?

Chen: “Vandaag is het mogelijk om op LTE transfersnelheden van 1 gigabit te verwezenlijken. Zeker in Azië bestaat er echter een vraag naar nog meer bandbreedte. ‘Enhanced mobile broadband’ of eMBB is daar een grote drijfveer voor de ontwikkeling van een nieuwe standaard. In de VS kijken telecomproviders dan weer naar 5G als technologie om snel breedbandinternet naar woonsten in regio’s te brengen waar kabelinternet niet voor de hand ligt.” Snelheid is echter bij lange niet de enige drijfveer voor de ontwikkeling van 5G.
 
“Naast eMBB drijft URLLC het onderzoek naar 5G”, verduidelijkt Chen. URLLC staat voor ultra reliable low latency communcations: een vorm van bliksemsnelle communicatie die een hoge prioriteit heeft. Denk daarbij aan toepassingen zoals zelfrijdende wagens, die snel met elkaar en met een achterliggend netwerk moeten praten om veilig te functioneren in het verkeer van morgen, maar ook aan kritieke controlemechanismen in de industrie en virtual reality dat met een erg lage latency gestreamd moet worden om misselijkheid bij de gebruiker te vermijden. Bovendien moet 5G communicatie van het IoT gaan ondersteunen: steeds meer toestellen en sensoren vereisen toegang tot het internet en daar moet het netwerk van morgen mee om kunnen.
 
[related_article id=”172782″]  
In Europa ziet Chen een grote interesse van operatoren die zich steeds meer willen profileren. Naast de grote voordelen die 5G met zich meebrengt, ziet Chen dat partners willen uitpakken met de nieuwe technologie. “Iedereen wil eerst zijn”, klinkt het.
 

Innoveren zonder standaard

Dat 5G nog steeds niet officieel gestandaardiseerd is, vindt Chen geen probleem. “We werken samen met onze partners en omdat we veel bijdragen aan de 5G-standaard weten wij heel goed wat 5G moet kunnen.” Bovendien werkt de hele industrie samen naar de nieuwe standaard toe. ZTE probeert zich te profileren met de introductie van cruciale 5G-technologieën zoals Massive MIMO.”
 
Is het echter wel de moeite om te investeren in 4G terwijl 5G toch stilaan in zicht komt? Chen denkt alvast van wel. “We zien vandaag dat 3G nog veel gebruikt wordt terwijl LTE populair is. Verschillende regio’s in de wereld innoveren aan verschillende tempo’s, maar ook in Europa blijft oudere technologie nog relevant. Er zijn mensen die ook nu nog genoeg hebben aan het oude 2G-GSM-netwerk.”
 

Wat na 5G?

Na de uitrol van 5G verwacht Chen een gelijkaardig scenario. “4G en 3G zullen nog lang relevant blijven op vele plaatsen in de wereld.” Ze vermoedt dat hetzelfde zal gelden voor 5G. Ook dat netwerk zal na zijn uitrol blijven evolueren, net zoals 4G dat nu doet met de nieuwe pre-5G-technologieën. Concreet ziet ze een evolutie in het belang van technologieën zoals kunstmatige intelligentie en big data. “In eerste instantie zal 5G als telecomnetwerk ingezet worden, maar wie weet wat de toekomst brengt. De evolutie van nieuwe technologie zal de telecom-functie misschien naar de achtergrond doen verdwijnen.” Als meer en meer slimme machines inderdaad met elkaar beginnen praten, en sensordata steeds talrijker en belangrijk wordt, lijkt dat een realistische voorspelling.
 
Voorlopig zit 5G echter nog volop in de ontwikkelingsfase. Tests zoals die van massive MIMO zullen talrijker worden, ook bij ons. Het pas opgezette innovatiecentrum, dat door ZTE en Telenet in Brussel werd gebouwd, dient precies om de nieuwe technologieën verder te ontwikkelen. Het is vooral interessant om te zien hoe 5G nu al zijn stempel drukt op het 4G-LTE-netwerk, en dat met erg voelbare verbeteringen.