Wereldwijd worden 4G-technologieën steeds vaker aangevuld door nieuwe 5G-mobiele netwerken vanwege de verbeterde dekking, snelheid en betrouwbaarheid. Deze evolutie is noodzakelijk om de toename van digitale apparaten die internettoegang vereisen te ondersteunen, evenals de groeiende vraag naar bandbreedte en lage latentie, waar 4G in de toekomst niet meer toereikend voor zal zijn.

5G heeft de mogelijkheid om meer apparaten met internet te verbinden dan 4G, waardoor de latentie (internetvertragingstijden) wordt geminimaliseerd en extreem hoge gigabitsnelheden worden geboden.

De verandering die 5G met zich mee zal brengen 

De belangrijkste verandering die 5G met zich mee zal brengen zijn hogere datasnelheden, vanuit het perspectief van een normale abonnee. Het downloaden en streamen van websites, video's en games zal veel sneller zijn en aanzienlijk lagere latenties (wachttijden voor downloaden) hebben. Het zal ook soepelere en realistischere Skype- en FaceTime-gesprekken mogelijk maken, terwijl autonome bediening en afstandsbediening van robotica en andere soorten Internet of Things (IoT)-apparaten mogelijk wordt.

Het zal gebruikers ook in staat stellen om meer apparaten tegelijkertijd met internet te verbinden via hetzelfde netwerkbasisstation zonder de bestaande problemen met bandbreedte te ervaren. De hogere datasnelheden zullen nieuwe technologieën en betere apparaten ondersteunen vanwege de verbeterde prestaties en snelheid. 5G zal de weg vrijmaken voor een naadloze werking van meer technologieën waarvoor glasvezelachtige internetmogelijkheden nodig zijn.

5G versus 4G doorvoer en snelheid

De hoeveelheid gegevens die binnen een bepaald tijdsbestek via een netwerk kan worden overgedragen, wordt de bandbreedte genoemd. Pieksnelheden kunnen worden bereikt als er weinig apparaten of weinig interferentie op een kanaal zijn. De pieksnelheid van 5G is twintig keer sneller dan 4G. Dit betekent dat data met 5G twintig keer sneller kunnen worden geüpload of gedownload dan met 4G.

Er zijn veel factoren die deze ideale bandbreedteomstandigheden kunnen beïnvloeden. Daarom zullen ideale bandbreedtes niet mogelijk zijn en moet er eerder rekening worden gehouden met gemiddelde bandbreedtes. 5G is nog niet op grote schaal geïmplementeerd met herhaalde tests in reële omstandigheden, maar uit meerdere tests is afgeleid dat 5G een minimale gemiddelde downloadsnelheid van een paar honderd Mbps zal hebben. Dit is ongeveer 10 keer sneller dan 4G-netwerken die een gemiddelde snelheid van tientallen Mbps hebben, afhankelijk van het netwerk, de topologie, de beschikbare capaciteit en de huidige verkeersvraag. Hoewel er voor 5G reclame wordt gemaakt voor gigabitsnelheden, is het belangrijk op te merken dat het theoretische technologiemaximum en de praktijkervaring heel anders zijn.

Wanneer wordt 5G verwacht?

5G wordt nog steeds getest en ontwikkeld voor de meeste dienstverleners, dus er zijn nog steeds veel landen en gebieden waar 5G-diensten nog niet beschikbaar zijn. 5G staat nog in de kinderschoenen en de service is momenteel beperkt in de meeste netwerken die hun 5G-adoptie op de markt brengen.

LTE werd vóór 2010 op grote schaal gelanceerd in verschillende internationale netwerken, maar tien jaar later groeit LTE nog steeds en heeft het zijn volwassenheid nog niet bereikt. LTE zal de komende jaren blijven groeien. Op dezelfde manier bevindt 5G zich nog steeds in de hypefase en zal de komende jaren alleen maar een significante introductie krijgen.

Waar past 5G in de mobiele frequentiebanden?

5G-frequentiebanden overlappen de LTE-frequentiebanden. Vaker zullen operators hun bestaande gelicentieerde LTE-spectrum gebruiken of nieuw verworven LTE-spectrum toevoegen (bijvoorbeeld de LTE 3.5GHz-band) om 5G-diensten uit te rollen.

Het 5G-spectrum (frequentiebanden) is op hoog niveau als volgt gecategoriseerd:

5G zal geen specifieke band zijn, maar realistisch gezien een brede spreiding van bestaand en nieuw frequentiespectrum dat door de operator wordt gebruikt.

De verschillende mobiele telefoons en CPE-apparaten zullen geselecteerde frequentiebanden bestrijken binnen deze bredere spreiding van banden en waarschijnlijk nooit alle 5G-banden binnen hetzelfde stuk hardware bestrijken – omdat dit de omvang, de prijs en de impact op de prestaties van de hardware exponentieel zal vergroten. .

Hoewel de 5G hoge band de komende jaren in veel netwerken zal worden ingezet, zullen deze banden doorgaans worden ingezet op gerichte hotspots. Deze millimetergolf, ook wel 'MM-golf' genoemd, zijn de 5G-frequenties van 24GHz en hoger. In de meeste gevallen vereisen ze over het algemeen een zeer korte afstand tussen de gebruikersapparatuur en het basisstation met directe Line-of-Sight (LOS). Deze hoge MM-golffrequenties worden gemakkelijker geabsorbeerd door vegetatie, gebouwen, regen en andere objecten die hun directe gezichtslijnsignalen verdoezelen. 5G-basisstations zullen daarom strategischer moeten worden geplaatst en ingezet in dichte clusters om het gewenste investeringsrendement te kunnen bieden.

Om deze reden wordt het gebruik van het bestaande lage- en middenband LTE-frequentiespectrum praktischer en financieel haalbaarder voor de meeste operators, tenminste voor de komende jaren. Operators gebruiken hun bestaande LTE-banden, en wanneer er naar nieuw spectrum wordt gezocht, kijken ze over het algemeen naar de 3.4 tot 3.8GHz-banden voor hun 5G-uitrol.

Geschreven door: Peter Prince – Onderzoek en ontwikkeling Jr. RF-ingenieur