Samenwerkingsverband TU/e gaat 30GHz-antennes ontwikkelen voor 5g-netwerken

Een samenwerkingsverband onder leiding van de Technische Universiteit Eindhoven gaat werken aan basisstations voor mobiele netwerken die opstellingen van honderden tot duizenden antennes mogelijk moeten maken.

Die antennes kunnen signalen verwerken van 30GHz, veel hoger dan de frequenties voor 4g. De vele antennes in het basisstation voor 5g moeten een grote variatie in signalen mogelijk maken, schrijft de TU/e. Door veel antennes in het basisstation te zetten kan het station op veel frequenties tegelijk actief zijn en in combinatie met bijvoorbeeld smartphones die dat ondersteunen zijn daardoor hogere snelheden mogelijk.

Het gaat om een Europees samenwerkingsverband onder leiding van de TU/e, maar waarin ook bedrijven zitten als netwerkbedrijf Ericsson en Philips-spin-off NXP, bekend van onder meer de nfc-chips in telefoons en de ov-chipkaart.

Het consortium krijgt een subsidie van ruim drie miljoen euro vanwege het onderzoeksprogramma Horizon 2020, van waaruit Europa subsidies verstrekt voor onderzoeksprojecten. Het is onbekend wanneer de basisstations klaar moeten zijn.

Huidige basisstations bevatten al meerdere antennes voor verschillende frequenties. De huidige 4g-netwerken functioneren op frequenties tussen 800MHz en 2,6GHz, veel lager dan de 30GHz die TU/e noemt.

Reacties (40)

[Stefanic]

Wat ik altijd begrepen heb is hoe hoger de frequentie hoe minder de penetratie door muren en dergelijke is.
Benieuwd hoe ze dat gaan oplossen..

[kiang]

Dat is inderdaad het probleem maar ook het voordeel: door het krotere bereik zijn ze ideaal voor drukke plaatsen zoals de binnenstad: daar wil je er sowieso meerdere neerzetten (stel je hebt 1 mast die de hele stad kan dekken, voor een paar honderduizend gebruikers, dan heb je een bottleneck in je vaste verbinding waarlangs je zendmast het internet op gaat), en met hogere frequenties gaan de meerdere masten minder vaak met elkaar interfereren.

Datzelfde voordeel/nadeel heb je met 5GHz WiFi, dat werkt sneller om 3 redenen:

• Er zijn meer kanalen, waardoor er meerdere aparte verbindingen kunnen lopen, of 1 verbinding meerdere kanalen kan bundelen voor een hogere bandbreedte
• De hogere frequentie laat ook een hogere bandbreedte datasnelheid per kanaal toe
• Door de hogere frequentie is de penetratie lager, waardoor jij geen interferentie hebt van de overbuurman zijn netwerk.

[Reactie gewijzigd door kiang op 22 juli 2024 21:22]

[Ge Someone]

Bottleneck in de land-lijn kun je oplossen, ook met meer masten moet je de bandbreedte ergens vandaan halen. Het gaat inderdaad om de andere punten die je noemt: meer mobiele bandbreedte.

[Jaco69]

Het voordeel van hoge frequenties is vooral dat je (met dezelfde interferentie) meer masten kwijt kan per vierkante kilometer.
Stel 1 5G band kan 1000 mensen aan. Komt de mast 30 km ver dan kan je 1000 mensen bedienen binnen een straal van 30 km. Komt de mast 1 km ver dan kan je 1000 mensen bedienen binnen een straal van 1km, dat zijn toch veel meer mensen per vierkante kilometer.

Het nadeel is dat je ook meer masten nodig heb voor dekking alleen. Dus het is alleen een voordeel in drukke gebieden waar meer masten nodig zijn voor bandbreedte..

[Verwijderd]

Puntje twee is niet juist, voor een kanaal van 10 of 20 MHz maakt het niet uit of er 2.4 GHZ of 5 GHZ wordt gebruikt de bandbreedte zal in beide gevallen 10 of 20 MHz zijn.

[kiang]

Met bandbreedte bedoel ik datasnelheid: op 5GHz kan je theoretisch ongeveer de dubbele datasnelheid halen die je op 2.4GHz theoretisch kan halen.

[un1ty]

Je stelling "Door de hogere frequentie is de penetratie lager" klopt volgens mij niet!
In het gebied van ~1Mhz tot 1GHz weet ik in ieder geval zeker dat het penetratie niveau van de signaal toeneemt naar mate de frequentie hoger wordt. Echter is de demping per meter (verlies in signaal sterkte) ook hoger, wat als gevolg heeft dat een signaal minder ver draagt.
(hoe het met hogere frequenties exact zit weet ik niet, daar kunnen ook andere EM effecten bij mee spelen).

Er zijn ook een aantal specifieke frequenties die vooral binnen steden gebruikt worden omdat deze 'reflecteren' op steen-achtige materialen. Dit heeft als gevolg dat een signaal (imaginair) om muur kan buigen.

Zeer lage frequenties (1~8MHz) kunnen zelfs letterlijk van richting veranderen. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld de grondgolf, hierbij volgt het signaal het aardoppervlak (mits deze enigszins geleidend is).

Het gebied van 1~30MHz wordt onder andere ook gebruikt voor communicatie via de ionosfeer (ruimtegolf). Een signaal weerkaatst dan via de geïoniseerde luchtlagen terug naar het aardoppervlak. Dit kan omdat het penetratie niveau van deze frequenties zeer laag is! Bewijs hiervan zijn de (inmiddels) ouderwetse AM wereldzenders.

[Reactie gewijzigd door un1ty op 22 juli 2024 21:22]

[analog_]

Nee, dit komt omdat alles onder 30MHz door de D en E lagen in de ionosfeer worden gebounced (of beter, ze worden langzaam afgebogen vanwege overgang naar een ijlere lucht, net zoals de breking in je visueel beeld tussen lucht en water; je hebt scheve benen in een zwembad).

[un1ty]

"Nee, dit komt omdat alles onder 30MHz door de D en E lagen in de ionosfeer worden gebounced "
Dit zeg ik toch ook?

"Het gebied van 1~30MHz wordt onder andere ook gebruikt voor communicatie via de ionosfeer (ruimtegolf). Een signaal weerkaatst dan via de geïoniseerde luchtlagen"

Ik specificeer echter niet de exacte luchtlagen (slechts de groep waaronder deze luchtlagen vallen). Hoe sterker de ionisatie van de luchtlagen hoe hoger het 'reflecterende' vermogen ervan. En of je het nou afbuigen, reflecteren of bouncen noemt. Het waargenomen effect hier op de aarde is hetzelfde.

[analog_]

ook geen hogere datasnelheid omdat die wordt beperkt door je symbol-rate welke losstaat van je draaggolf frequentie.

[Reactie gewijzigd door analog_ op 22 juli 2024 21:22]

[--Andre--]

Het signaal dat je op een draaggolf kunt moduleren is wel afhankelijk van de frequentie van deze draaggolf. De bandbreedte kan nooit hoger zijn dan de helft van de draaggolf, anders krijg je aliasing. Dus theoretisch gezien klopt dit wel. Je kan op een 2,4 GHz draaggolf een signaal (bandbreedte) van 1,2 GHz moduleren. Maar in de praktijk moduleren we hier kanalen van 20 of 40 MHz op, zodat we niet het hele spectrum met één signaal in beslag nemen. Maar puur theoretisch, verdubbel de frequentie van de draaggolf, verdubbel de bandbreedte van het signaal dat erop gemoduleerd kan worden.

[Verwijderd]

Ik denk dat dit soort antennes dienst zal doen voor drukke plaatsen. Daar zijn hogere frequenties wel goed voor.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 21:22]

[Mraedis]

Dit soort netwerkopstellingen dient om ingebouwd te worden in veelvoorkomende structuren of op plaatsen waar zo'n extreem lokale dekking te halen valt. Lees dus: bvb in steden op veelvoorkomende structuren zoals straatlampen, elektriciteitskasten en van die dingen.

Je bereik is inderdaad bijna nihil maar door de stedelijke omgeving heb je extreme scattering & path loss waardoor juist extreem lokale netwerken aantrekkelijk zijn om te maken.

[Verwijderd]

Meer (en kleinere) antennes. Net zoals nu al bestaat. Zoek maar eens op Ericsson Radio Dot (anderen hebben ook zoiets).

[flippy]

30ghz heeft toch maar een bereik van lik-mn-vestje in vergelijking met de huidige frequenties? Hoe willen ze dit practisch maken dan? 30ghz komt niet eens fatsoenlijk door de muur van een warenhuis, laat staan een stadscentrum of je moet aan elke lantaarnpaal zon ding hangen....

[Coffee]

Dat is inderdaad precies de bedoeling, ze willen meer goedkope antennas plaatsen om zo beter aan load balancing te kunnen doen en de beschikbare bandbreedte per oppervlakte te verhogen. Eventueel kan dit gedaan worden in combinatie met 4g (of 5g met lagere frequenties) om tóch binnenshuis dekking te maximaliseren.

[Accretion]

Altijd als ik zeg: "Ja, ik kijk uit naar het moment dat ze glasvezel gaan aanleggen." zegt er wel iemand: "Binnen 10 jaar gaat toch alles draadloos."
Dan vraag ik me altijd af. Kan een techniek als 4G (5G, 6G etc) nu echt sneller worden dan glasvezel (licht)?
Kan de bandbreedte hoger worden (alle mogelijke kleuren door glasvezel heen)?

Ik zie niet binnen een redelijke tijd een techniek (anders dan quantum-techniek) opkomen die sneller is dan het licht. Wellicht dat het opschalen van antennes makkelijker is dan een extra "koppelpunt" toevoegen bij glasvezel, wanneer ergens een bottleneck is.

Iemand interessante discussie of leesmateriaal over de toekomst van draadloos internet tegenover glasvezel?

[mikesmit]

Natuurlijk kan dat niet, want de latency blijft altijd hoger. Ook gaan radiogolven altijd langzamer dan het licht. Zoals het er nu uit ziet zal geen enkele draadloze verbinding ooit een vaste lijn kunnen vervangen, zelfs koper niet. Al is het alleen al door de latency

[BoozeWooz]

lol, al die deskundigen hier die zo zelfverzekerd de grootste onzin uitkramen. Radiogolven "altijd langzamer" dan licht?

Radiogolf = https://nl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_straling
Dus zelfde snelheid als licht.

[Reactie gewijzigd door BoozeWooz op 22 juli 2024 21:22]

[Accretion]

Dus zelfde snelheid als licht.

In een vacuum?
Zelf gaf ik aan; "niet sneller dan het licht".

[analog_]

Radiogolf is sneller dan stroom over een kopergeleider...

[Accretion]

Ik snap niet waarom dit een reactie op mijn reactie is?

Die radiogolf is namelijk nogsteeds niet sneller dan licht?

Mikesmit was de persoon die over koper begon
Maar dat is natuurlijk geen vergelijking.

[Jaco69]

Ook gaan radiogolven altijd langzamer dan het licht.

Radiogolven gaan in vacuum precies even snel als licht (de 'lichtsnelheid')
Licht in glas ging dacht ik langzamer dan radiogolven in lucht.

[batjes]

Radio gaat zo goed als met de snelheid van het licht door de atmosfeer, licht door glas gaat met ~70% van de snelheid van het licht.

[sympa]

Licht en radiogolven zijn hetzelfde, alleen hebben ze een heel andere frequentie.

In vacuum gaan ze even snel. In lucht scheelt het maar heel weinig. En in vaste of vloeibare stoffen is het de brekingsindex of dielectrische constante (is dezelfde grootheid) die de snelheid bepaalt.

[batjes]

Ja beide zijn elektro magnetische golven. Veranderd er niets aan dat licht en radio in de lucht met bijna lichtsnelheid gaat en in glas de boel met 10% vertraagd wordt, naast dat het licht heen en weer gekaatst wordt in de glasvezel en dus een langere afstand aflegt dan de lengte van de glasvezel zelf, waardoor de totale vetraging zo'n 30% wordt.

[Reactie gewijzigd door batjes op 22 juli 2024 21:22]

[Coffee]

Met koper bedoel je?

Ik kan garanderen dat 4g stabieler en sneller is dan het vreselijk slechte (op oude telefoon kabel werkende) en instabiele vaste internet netwerk van KPN, met uitzondering op hun glasvezel netwerk ofc.

Edit: de snelheid van 4g degradeert niet zo snel als dat van het netwerk van kpn. Bij ons thuis kan kpn geen stabiel internet leveren noch in de buurt komen van geadverteerde snelheden. Door te switchen naar ziggo is mijn download snelheid (letterlijk) met een factor van gemiddeld 240 omhoog gegaan.

Toegegeven, dit is meer een rant op kpn...

[Reactie gewijzigd door Coffee op 22 juli 2024 21:22]

[Verwijderd]

Je stelling dat radiogolven altijd langzamer zijn dan licht is niet juist

Licht in glasvezel is nl langzamer dan radiogolven in vacuüm/atmosfeer.

In de financiële wereld kunnen millisecondes het verschil maken tussen winst of verlies. Een aantal handelaren zijn met microwave apparatuur aangesloten op stock exchanges om een snellere verbinding te hebben dan collega's die met fiber zijn aangesloten.

http://www.bloomberg.com/...ders-speed-of-light-quest

http://articles.latimes.c...gh-speed-trading-20131130

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 21:22]

[Conky]

Hoewel je zeker gelijk kan hebben dat draadloos in de praktijk nooit zo snel als glasvezel kan worden, klopt je argumentatie niet helemaal.

Licht en radiogolven zijn allebei elektromagnetische golven, ze verschillen in welke bandbreedte van het spectrum ze zich bevinden.
De bandbreedte van licht is bovendien niet het volledige spectrum. Een draadloos signaal kan best een breder spectrum dan licht hebben. Een glasvezelkabel kan ook maar een gelimiteerde bandbreedte overbrengen. (Alle kleuren is niet gelijk aan het volledige spectrum.)
Radiogolven hebben verder dezelfde snelheid als licht.

Voordeel van kabels is bijvoorbeeld dat de energie van je signalen in de kabel blijven, en je dus vaak sterkere signalen hebt. Hierdoor haal je hogere snelheden. Ook het feit dat licht hogere frequenties gebruikt maakt het vaak sneller vergeleken met lagere frequenties (radio).

[Wobblier]

Ik zie niet binnen een redelijke tijd een techniek (anders dan quantum-techniek) opkomen die sneller is dan het licht.

De snelheid van (voortplanting) van het licht is niet echt relevant omdat de afstand naar de "internet gateway" relatief kort is. Dat gaat je nauwelijks een paar ms opleveren ten opzichte van draadloos.

De reden waarom glas zoveel beter is dan wireless, maar ook DSL en kabelinternet moduleren en gebruiken timeslotting.

Modulatie is duur; i.e. kost veel energie (bijv wifi AC 3x3 ~15 watt) voor coding/modulatie, foutcorrectie en timeslotting. Dit kost ook tijd. Daarom zit je met je kabelmodem op ~15ms en met glas daar meer dan de helft onder. En glas gebruikt nog geen 10e van de energiebehoefte.

5G gaat meer op glas lijken door meerdere antennes te gebruiken en op 30MHz meer individuele verbindingen op te zetten. Sowieso al minder timeslotting. Minder energiebehoefte en meer bandbreedte (want 30MHz). Super!

Natuurlijk gaat dat niet je glasverbinding naar je huis vervangen, maar dat is bedoeling ook niet. Maar dat het beter "kan" performen dan DLS/Kabel, dat zou best eens kunnen!

[Verwijderd]

Ik hoop dat serverparken toch op kabels blijven

[Iblies]

...
Iemand interessante discussie of leesmateriaal over de toekomst van draadloos internet tegenover glasvezel?

Kabels graven is in veel regionen sowieso passé. Continent als Afrika zal daar nooit mee beginnen, zuid-Amerika is ook dusdanig groot maar ook dusdanig chaotisch dat het een onbetaalbare hobby gaat worden,
een land/continent als India is ook onhaalbare kaart. In alle drie de continenten wonen mensen in sloppenwijken zonder fatsoenlijke riolering/water/elektriciteit.

Echter zie je wel dat er de afgelopen decennia een inhaalslag gemaakt is waarbij elkaar bereiken in bereik van iedereen ligt, en hele generaties groeien op met internet.

Velen klagen dat het maar 3G is met datalimiet, alleen begon in het westen het ook met een modem via je gewoon telefoon-lijntje tegen (lokaal) beltarief.


Het is hopen dat de beetje extra info mensen ertoe zal leiden dat ze meer zichzelf kunnen redden, en niet dat het middel gebruikt wordt voor politiek doeleinden.

[PaYnE81]

Betekend dat dan niet dat er extreem veel masten nodig zijn om een landelijke dekking te realiseren?!

Of is dit alleen bedoeld voor stedelijke gebieden?

[Coffee]

Dit is inderdaad alleen bedoelde voor stedelijke gebieden en eventueel langs een spoorlijn (of op een trein?).

Voor landelijke dekking zal gebruik gemaakt worden van lagere frequenties, maar omdat daar ook minder mensen tegelijk gebruik maken kan het bereik omhoog om een vergelijkbaar aantal mensen op de zelfde antenna te krijgen.

Disclaimer: typos op voorbehoud wegens gebruik mobiele site.

Edit: foutje in mijn uitleg.

[Reactie gewijzigd door Coffee op 22 juli 2024 21:22]

[eymey]

Zoals in het draadje boven jou uitgelegd: Vooral het laatste, ja.

Juist in stedelijke gebieden heb je ook veel meer gebruikers. Doordat (door de hogere frequenties) de cellen extreem klein worden, krijg je minder gebruikers per cel, terwijl die cel wel hoge snelheden kan halen. En omdat er in steden toch genoeg lantaarnpalen, electriciteitskasten, etc. zijn, zijn er ook genoeg potentiele opstelpunten.

[Jhinta]

hoe hoger de freq des te minder ver je zult gaan met de zelfde zend vermogen
Het ligt geheel aan de opstelling, en de wet.

En juist stedelijk want daar word het meest bandbreedte gebruikt

[Reactie gewijzigd door Jhinta op 22 juli 2024 21:22]

[Verwijderd]

Hopelijk tegen die tijd zonder datalimiet.

[gba_child]

volgend jaar krijgen we al telefoons(in combinatie met car. agr.) die 1Gb/sec kunnen halen, maar natuurlijk alleen in de steden(waar ik overigens woon) maar wanneer komt er een verbetering voor de rest van nederland, waar alleen 800mhz iets fatsoenlijks doet, desnoods 1800mhz.

En FuaZe heeft een goed punt, naast dat het niet sneller kan, gaat alle 4G en 3G nog steeds met glasvezel naar de grote basis stations, die zullen ze dan ook moeten upgraden.

[EvertSchut]

Ik ben wel benieuwd hoe de trade of tussen bandbreedte en bereik uitvalt. Als reflecties gebruikt kunnen worden, meerdere eNB's / basisstations tegelijk luisteren zou er met slimmigheid misschien best een groter bereik kunnen zijn dan je op grond van de hogere f zou verwachten. Tig jaar geleden was 2GHz voorbehouden aan schotels voor straalverbindingen en kijk nu dan :-)

[Henk Poley]

Voor wat wetenschappelijke achtergrond van een al draaiend Europese project voor 5G mobiele datadiensten dat MIMO met zeer veel antenne's (MaMi) wil gaan gebruiken:

• https://mammoet-project.eu
• https://massivemimo.eu

[Reactie gewijzigd door Henk Poley op 22 juli 2024 21:22]