De opstap naar 5G

Vorige maand was tijdens het Mobile World Congress in Barcelona de Sony Xperia XZ Premium te zien. Met behulp van een zogenoemde ‘gigabitmodem’ kan de Sony telefoon download snelheden behalen 1 Gbit/sec en ondersteund de telefoon LTE- advance pro, de opstap naar 5G.

De Sony Xperia XZ Premium beschikt over een Qualcomm Snapdragon 835 processor met daarin de Qualcomm Snapdragon X16 LTE modem met piek snelheden van 1 Gb/s down en 150 Mb/s up kan behalen. Deze snelheden zijn te behalen over LTE-advance pro door een combinatie van twee factoren, grotere modulatie en carrier aggregation.

Nieuwe technologieën

De grotere modulatie wordt bereikt door een maximale 256qam met 8-bit multilevel codering in tegenstelling tot de 64qam met 4bit multilevel codering die momenteel meestal gebruikt wordt. Hoe groter deze levels hoe meer data er verstuurd kan worden binnen de bandbreedte.

Carrier aggregation zorgt ervoor dat de telefoon op verschillende frequenties verbinding maakt met de zendmasten. Hoe meer frequenties gebruikt worden hoe hoger de snelheid van de verbinding. Bij de 3GPP realease 14 wordt het met behulp van laa (license assisted acces) mogelijk voor providers om gebruik te maken van de frequenties waar zij geen toegang tot hebben. Onder deze frequenties valt onder andere de 5Ghz-band die tot nu toe alleen in gebruik is voor WiFi. Telecombedrijven willen ook dat de 3.5 Ghz frequentie beschikbaar wordt gesteld. Deze frequentie wordt in de Noordelijke helft van Nederland als afluisterfrequentie gebruikt door de Nederlandse overheid. Deze frequentieband is door de EU aangewezen als de band voor het lanceren van 5G.

Om te voorkomen dat WiFi gebruikers overlast ervaren van het dataverkeer op de 5Ghz-band eist Europa voor het gebruik van de LBT procedure. LBT staat voor Listen before talk of Listen before transmit en maakt gebruik van een CCA (clear channel assessment) om te bepalen of er andere signalen op het kanaal aanwezig zijn. Wanneer er signalen aanwezig zijn op het kanaal dan zal de zender dit kanaal niet gebruiken om te communiceren.

Snelle verbinding met behulp van mmWave

Door gebruik te maken van hogere frequenties kan een nog hoger bandbreedte bereikt worden, hierbij worden frequenties gebruikt van 24Ghz of hoger. Op deze frequenties zijn de radiogolven korter waardoor het makkelijker is om veel data te versturen maar is het bereik ook minder. Tijdens testen door de operator M1 in Singapore zijn op de 73Ghz-band snelheden behaald van 35Gb/s down.

mmWave toepassingen werken door middel van beamtracking waarbij het belangrijk is dat het up- en downloaden op de zelfde frequentie gebeurt omdat dit gaat via een beam. Hierbij wordt er op hoog vermogen gezonden van zender naar apparaat in een geconcentreerde straal, de zender zoekt steeds een contact met de ontvanger waardoor de straal zich kan aanpassen wanneer de ontvanger zich verplaats.

Door het beperkte bereik is het gebruik van mmWave niet logisch in smartphones maar zal het vooral gebruikt worden op drukke plekken en binnen gebouwen. Door de hoge snelheden en de lage latency (onder de 1ms) is het voor gebruikers mogelijk om objecten op afstand in bijna real-time en met feedback te besturen.

5G in Nederland

De Europese Commissie heeft in een actieplan drie pioneer bands voor 5G genoemd, de 700MHz, de eerdergenoemde 3.5 Ghz (3400 – 3800Mhz) en de 26 GHz (24.25 – 27.5 Ghz). Dit worden als leidende frequenties gebruikt voor de uitrol van 5G. De 700MHz band wordt op dit moment gebruikt door KPN voor de levering van Digitenne maar dit zal geen problemen op leveren omdat Digitenne gebruik maakt van de frequenties van 470 – 694MHz en het spectrum tussen 694 – 790MHz gebruikt zal worden voor de 5G verbinding.

De 3.5 Ghz band wordt gezien als de core band voor mobile communicatie en zal lange tijde de enige band in Europa zijn waar ultra hoge snelheden op te halen zijn. In de noordelijke helft van Nederland wordt vanwege het satellietstation in Burum de 3.5Ghz band gebruikt door het Ministerie van Defensie en mag deze niet gebruikt worden door de telecomproviders.

Op 27 januari publiceerde het Ministerie van Economische Zaken de Nota Mobiele Communicatie 2017, hierin werd het beleid uiteen gezet over de verdeling van frequentie die in de aankomende jaren beschikbaar worden. In de consultaties op deze nota reageren de telecombedrijven KPN, Huawei en Ericsson verontwaardigd dat er niet gesproken wordt over het beschikbaar stellen van de 3.5Ghz band.

Is de koppositie van Nederland in gevaar?

Op dit moment loopt Nederland voorop op het gebied van connectivity in Europa en om deze voorsprong te behouden is het belangrijk om een succesvolle uitrol van 5G in Nederland te realiseren. Met de huidige beperkingen op de 3.5Ghz band vrezen de telecombedrijven dat er op termijn onvoldoende spectrum voor 5G beschikbaar is en de uitrol van 5G zal mislukken in Nederland.

Waar de telecombedrijven begrijpen dat de 3.5Ghz band niet in de nabije toekomst vrijgegeven kan worden missen zij een plan van aanpak om deze band zo snel mogelijk beschikbaar te stellen. Ericsson oppert een scenario waarbij het satellietstation in Burum naar een platform-locatie op zee wordt verplaatst wat ruimte zou scheppen op de band en deze benut kan worden al 5G core band.

De reacties van de telecombedrijven worden door het Ministerie van Economische zaken gebruikt om zo een beeld te krijgen of de doelstellingen, uitgangspunten en beleidskeuzes aansluiten bij die van de telecombedrijven.