Waarom werkt 5G beter dan 4G?

13 maart 2020
© mohamed_hassan (via Pixabay.com)
De uitrol van het 5G-netwerk: China is er al mee begonnen en ook de rest van de wereld staat ervoor te popelen. Een film downloaden in enkele seconden en zelfrijdende auto’s zouden misschien sneller dan gedacht realiteit kunnen worden. Maar wat is 5G nu eigenlijk? Steven Latré, computerwetenschapper aan de Universiteit van Antwerpen, legt het uit.

1G stond voor draadloos bellen, met 2G konden we sms’en, een website openen kon vanaf 3G en video’s downloaden is mogelijk met 4G.

5G staat voor de 5de generatie mobiele netwerken, maar wat houdt dat netwerk in?

“Het 5G-netwerk bestaat niet. Het is een verzamelnaam voor allerlei theorieën”, begint Steven Latré. Het is bovendien nog niet afgewerkt. “Wetenschappers en ingenieurs blijven nieuwe dingen uitvinden.”

Een verbetering van 4G

5G is een verbetering van 4G. “Eerst en vooral wordt de technologie efficiënter”, zegt Latré. Wanneer we iets willen versturen moet een digitaal signaal worden omgezet in een elektromagnetische golf, die op zijn beurt naar een zendmast gaat waardoor we met heel de wereld kunnen communiceren. En wetenschappers slagen er steeds beter in dat digitaal signaal om te zetten, waardoor we meer data per golf kunnen versturen en we dus een sneller netwerk krijgen.”

"De frequenties van 4G geraken overvol"

Zo’n golf, wat is dat dan precies? “Heel wat apparaten maken gebruik van radiogolven. Klassieke radio’s zenden hun uitzendingen de wereld in op hele grote golven, maar mobiele apparaten werken op kleinere golven, of hogere frequenties.”

4G maakt gebruik van heel specifieke frequenties, maar daar zitten ondertussen heel wat toestellen op, waardoor die frequenties overvol geraken. “Het gevolg is een trager netwerk”, zegt Latré.

Hoe lossen we dat op? Door smartphones meer frequenties te geven. “Maar we gebruiken die andere frequenties nog niet, omdat onze toestellen die niet aankunnen. Net als de gewone radio kan onze smartphone maar afstemmen op een beperkt aantal frequenties.”

Verschillende soorten netwerken

In plaats van één groot netwerk, zullen we verschillende soorten netwerken krijgen. Zo krijgt elke app zijn specifieke netwerk, om optimaal te kunnen werken.

Voorlopig noemen we al die nieuwtjes samen 5G. “Maar binnen enkele jaren gaat er een compleet nieuwe, heel hoge frequentie open: de 26GHz band, ook wel MMWave band genoemd”, zegt Latré. “We zullen daar heel veel data op kunnen versturen.”

Er steekt wel een groot nadeel de kop op: hoe hoger de frequentie, hoe moeilijker de golven door gebouwen of zelfs regen geraken. Is dat dan wel een goed idee? “Wetenschappers zoeken naar een oplossing en werken aan nog meer nieuwe technologieën."

Nieuwe zendmasten dichter bij elkaar

Latré legt uit dat 4G-zendmasten een signaal over lange afstand uitzenden. Maar bij 5G is het zo dat het signaal niet door een obstakel heen kan. De oplossing hiervoor is het plaatsen van veel meer kleine masten die dichter bij elkaar staan. “Op elke hoek van de straat, of zelfs daartussen.”

Die 5G-zendmasten zullen ook meer antennes hebben en ze zullen tegelijkertijd kunnen versturen en ontvangen. “Dat laatste noemen we MIMO. Multiple imput, multiple output”, legt Latré uit. En door al die extra antennes spreken we over ‘Massive MIMO’.

Weg met brede radiogolven

Meer golven? Dat kan opnieuw meer botsingen betekenen, en zo storingen veroorzaken. Om dat tegen te gaan worden heel gerichte radiogolven verstuurd naar een specifieke smartphone, in plaats van heel brede stralen. “En omdat het één dunne straal is, zal die ook krachtiger zijn. Dat heet beamforming.”

“Dit alles is nog niet voor meteen. De eerste 5G die er komt, zal nog zonder milimeterwave zijn, maar is sowieso een pak sneller.”

Wat zegt de wetenschap over 5G? Bekijk de video:

Lees ook:

Radio 1 Select