Bij mobiele telecom gaat het vaak over de frequenties. Neem 700MHz of 3,5GHz als voorbeelden, of de mmWave-band die ooit ook nog een rol moet spelen. Extra frequentiebanden zorgen voor meer capaciteit, waardoor meerdere gebruikers tegelijk hogere snelheden kunnen gebruiken. Daarbij zijn die frequentiebanden het belangrijkste middel voor providers om extra capaciteit mogelijk te maken op een netwerk.
Mobiele telecom is echter meer dan alleen frequenties. De branche werkt ook aan allerlei andere technieken die voor hogere snelheden, extra capaciteit of lager energieverbruik moeten zorgen. Odido zit nu midden in een netwerkupgrade, waarin het bedrijf de nieuwste technieken wil toepassen op vrijwel alle locaties. Dit artikel gaat over die netwerkupgrade, de nieuwe technieken die nu voor klanten mogelijk worden en wat zij eraan hebben. KPN en Vodafone passen deze technieken op sommige locaties ook toe, maar geven vooralsnog minder details over hun precieze plannen.
3,5GHz?
Deze zomer veilt de Nederlandse overheid eindelijk de 3,5GHz-frequenties. Providers kunnen met die frequentieband extra capaciteit aanbieden, wat vooral van pas moet komen op drukke locaties. Zo moeten abonnees bij bijvoorbeeld evenementen of op drukke treinstations hogere snelheden kunnen gebruiken dan nu. RDI, voorheen Agentschap Telecom, is verantwoordelijk voor die frequentieveiling en heeft hier regels voor opgesteld. Onder die regels mogen providers niet zeggen wat hun plannen zijn met de 3,5GHz-veiling en wat ze met die frequenties willen doen. Daarom gaat het in dit artikel niet over 3,5GHz. Providers zijn echter al wel bezig met het plaatsen van zendmasten die geschikt zijn voor 3,5GHz, blijkt uit gegevens van Antennekaart.nl.
Odido upgradet drie belangrijke delen van het netwerk: de zendmasten, het corenetwerk en de verbindingen tussen deze twee in. De veranderingen bij de zendmasten zijn op dit moment het interessantst, dus beginnen we daarmee. De provider is namelijk sinds vorig jaar zomer op vrijwel alle 5000 zendmastlocaties de antennes en andere apparatuur aan het verwijderen, om hier nieuwe apparatuur op te hangen. Daarbij past de provider op grote schaal massive mimo toe, dat gebaseerd is op twee technieken die tot voor kort nauwelijks in 5G-netwerken werden gebruikt: mu-mimo en beamforming.
Tientallen kleinere antennes
Bij voorgaande generaties van mobiele telecom waren antennes vrij eenvoudig. Ze stralen over een heel gebied uit en doen dat vrij binair: of ze stralen alles, of ze stralen niets. De nieuwe antennes bestaan uit tientallen kleinere antennes, die de 5G-signalen gericht stralen naar de smartphone of andere apparaten die met de mast zijn verbonden, ofwel: beamforming.
Nederlandse providers gebruiken hierbij tot 64x64-antennes. Die 'x' is geen 'keer', maar wil zeggen dat de antenne zowel 64 verzendende als 64 ontvangende antennes heeft, in bijvoorbeeld 8 rijen van 8 antennes. Een 64x64-antenne kan de straal dus opsplitsen in tientallen kleinere stralen. Per zendmast heb je over het algemeen 3 antennekasten, dus kom je uit op bijna 200 kleinere stralen die naar klanten gaan. Kleinere opstellingen, zoals 8x8 of 32x32, zijn ook mogelijk, maar Odido wil de 64x64-variant op de meeste zendmasten gebruiken.

Het gebruik van die losse antennestralen betekent dat de zendmast voor de beste straal voor één specifieke klant kan zorgen, in plaats van de beste straal voor een grote groep klanten. Daardoor kan een zendmast met beamforming bijvoorbeeld verder weg stralen dan een passieve antenne en heb je als klant die verder weg van een mast is, een betere verbinding.
Beamforming helpt ook bij het voorkomen van verstoringen bij overlappende netwerken. Zendmasten stralen immers kilometers weg en providers kunnen die masten niet altijd op de perfecte locatie neerzetten. Soms moet een zendmast iets te dicht bij een andere zendmast worden neergezet, waardoor de netwerken overlappen en er zo een verstoring ontstaat. Door het gebruik van actieve antennes kunnen providers de stralen beter africhten en kunnen ze de zendmast aangeven een bepaald deel niet te bestralen, waardoor er geen overlap meer is in netwerken. Dit heet cell-shaping. Bij beamforming kunnen stralen die niet gebruikt worden, ook uitgeschakeld worden, waardoor providers het stroomverbruik kunnen verminderen. Het gebruik van één gefocuste straal voor wanneer er één klant actief is, is bovendien energiezuiniger dan het aanlaten van een gehele passieve antenne voor diezelfde klant.
Kleinere blokjes frequentiespectrum
Met die losse, individuele stralen is ook mu-mimo mogelijk. Dit staat voor multi-user multiple input, multiple output, een techniek die we al kennen van wifi. Mu-mimo laat providers delen van het frequentiespectrum gebruiken door meerdere gebruikers tegelijk. Neem het 700MHz-spectrum, waarin providers per bedrijf blokken van 20MHz wonnen. Die blokken van het frequentiespectrum bestaan weer uit honderden kleinere stukjes spectrum, ofwel physical resource blocks.
Bij passieve antennes krijgt elke gebruiker een 'eigen' prb, waarbij een andere klant op dat moment binnen die antennestraal de prb niet kan gebruiken. Omdat er honderden prb's zitten in het spectrum, is dat bij rustige locaties geen probleem. Op drukke plekken kan dat er echter wel voor zorgen dat klanten moeten wachten tot er een prb vrij is. Dat wachten hoeft niet meer dan een paar (milli)seconden te zijn, maar het zorgt wel voor langzamere verbindingen dan de gebruiker gewend is.
:strip_exif()/i/2006665120.png?f=imagemedium)
Omdat moderne 5G-antennes beamforming gebruiken, zijn er tientallen tot honderden stralen bij een antennekast, waardoor die prb's ook door meerdere klanten bij dezelfde antennekast tegelijk gebruikt worden. Dit is mu-mimo. De nieuwe antennes laten providers het bestaande spectrum dus efficiënter inzetten, wat betekent dat meer klanten tegelijk van het netwerk gebruik kunnen maken. Het vergroot dus de capaciteit van het netwerk.
Het vergroten van de capaciteit is belangrijk voor providers, omdat ze hier gewoonlijk maar twee opties voor hebben: extra zendmasten en extra frequentieruimte. Frequentieruimte is schaars en daardoor duur, zo niet onmogelijk, om extra te kopen. Extra zendmasten plaatsen kan ook lang niet altijd, omdat grond ook schaars is. Het zoeken van een nieuwe locatie, ervoor zorgen dat je daar een mast kan plaatsen en het daadwerkelijk plaatsen van één nieuwe mast, kost daardoor al snel maanden tot meer dan een jaar, als het überhaupt al lukt.
Glasvezel en straalverbindingen
Je hebt echter niets aan een vergrote netwerkcapaciteit bij de zendmast als de verbinding tussen mast en corenetwerk die verhoogde capaciteit niet aankan. Odido upgradet daarom ook de huidige 1Gbit/s-glasvezelaansluiting tussen de mast en het corenetwerk naar 10Gbit/s of 20Gbit/s. Indien nodig kan dit uiteindelijk opgeschaald worden naar 50 tot 100Gbit/s, zegt de provider.
Niet alle zendmasten hebben een glasvezelaansluiting, omdat ze bijvoorbeeld op een locatie staan waar geen glasvezelkabel in de buurt ligt. Providers gebruiken bij die masten straalverbindingen om mee te liften op de glasvezelverbinding van een naburige zendmast. Op dit moment heeft 30 procent van Odido's zendmasten geen eigen glasvezelaansluiting. De provider wil dit richting de 0 procent brengen, met de kanttekening dat dit niet altijd mogelijk is. Waar dat niet kan, wil de provider de straalverbinding upgraden naar 10Gbit/s tot 20Gbit/s.
Die 10Gbit/s-verbinding klinkt misschien als weinig, als je je bedenkt dat Odido inmiddels abonnementen met snelheden tot 1Gbit/s aanbiedt. Aan een zendmast kunnen duizenden klanten verbonden worden, in theorie zouden tien 1Gbit/s-klanten de verbindingen dus plat kunnen leggen door tegelijk een grote download op te starten.
In de praktijk komt dat echter niet voor, zegt Odido's chief network officer Johan van den Branden. "Die maximale snelheid per gebruiker hangt van ms tot ms af en het komt echt niet vaak voor dat één klant die volledige 1Gbit/s benut, laat staan meerdere abonnees tegelijk. Het gemiddelde verbruik per zendmast zit nu nog in de honderden Mbit/s; de 1Gbit/s tikt de gemiddelde zendmast nog lang niet aan, behalve op grotere evenementen. De glasvezelaansluitingen zijn dus geen belemmeringen voor ons netwerk."
Het laatste deel van de netwerkupgrade zit in het corenetwerk. Hier is de provider van leverancier geswitcht, van Huawei naar Ericsson en Nokia, net als bij de zendmasten waar ook Ericsson ingezet wordt, en maakt het bedrijf meer gebruik van een eigen cloudbased platform. Odido kan daardoor bij corenetwerkdiensten afschalen en opschalen naar gelang het dataverbruik, wat voor een lager energieverbruik moet zorgen. Deze verandering 'maakt het corenetwerk ook schaalbaarder en toekomstvast voor het groeiende dataverbruik'.
Zendmastupgrade in de praktijk
:fill(white):strip_exif()/i/2006665122.jpeg?f=imagemedium)
Dagelijks werken 9 aannemers met daaronder 60 bouwteams voor Odido, die dagelijks antennes op de 5000 locaties van Odido wisselen. Op dit moment bouwen die teams 60 sites per week om. Die locaties kunnen de klassieke zendmasten zijn, waarbij ze één mast hebben vanwaar ze stralen. Het kan echter ook op het dak van een gebouw staan, bijvoorbeeld een flatgebouw. Dan kan een provider meerdere opstelpunten aan de randen van het dak gebruiken, in plaats van één mast. Als ze namelijk maar één paal in het midden van een dak plaatsen, kan het dak een deel van de golven blokkeren.
De meeste zendlocaties bestaan uit drie sectoren, ofwel antenneopstelpunten, die in een hoek van ongeveer 120 graden stralen. Zo beslaan de drie sectoren samen een gebied van 360 graden om de zendlocatie heen. Per dag vervangt Odido één zo'n sector, waarbij de andere twee sectoren nog wel blijven uitstralen. Klanten worden voor en na de werkzaamheden ingelicht over de upgrade, om te voorkomen dat ze verrast worden door een ontbrekende verbinding. "Mobiel bereik is inmiddels wel een primaire levensbehoefte geworden", zegt chief commercial officer consumer Tisha van Lammeren. "Door er vooraf over te communiceren, kunnen klanten zich erop voorbereiden en bijvoorbeeld die dag niet thuiswerken."
Overigens zegt de provider dat, zeker in stedelijke gebieden, naburige zendmasten de gevolgen van het wegvallen van een sector enigszins kunnen beperken. In rurale gebieden is dit wat lastiger, erkent Odido.
Op dit moment is zestig procent van het netwerk geüpgraded. Naar verwachting is eind dit jaar de upgrade voor het grootste deel klaar: dan moet 99 procent van de zendmasten geüpgraded zijn. Honderd procent gaat niet lukken, zegt Odido, vanwege technische redenen. Zendmasten worden bijvoorbeeld ingetekend op basis van een bepaald gewicht aan apparatuur dat eraan gaat hangen; de nieuwe apparatuur kan te zwaar zijn voor het dak of de zendmast waar Odido het op wil plaatsen. De provider zegt dan naar alternatieven te kijken, zoals kleinere apparatuur met minder zendvermogen of minder actieve antennes. De lange doorlooptijden voor nieuwe aansluitingen op het energienet kan er ook voor zorgen dat masten later worden geüpgraded.
Met het geüpgradede netwerk past Odido nieuwe technieken toe die voor een beter netwerk moeten zorgen. Dat wil niet zeggen dat de provider alle nieuwe 5G-truucjes toepast. Het netwerk is bijvoorbeeld nog steeds non-standalone, wat wil zeggen dat voor een 5G-verbinding de telefoon ook een 4G-ankerband gebruikt. Alles in het netwerk is wel geschikt voor standalone, waardoor er alleen een 5G-band wordt gebruikt. "Daar zullen we over communiceren als het tijd is", wilde de provider daar alleen over delen.
"Met dit verbeterde netwerk, zijn we klaar voor de toekomst", is wat providers vaak zeggen over upgrades. Het klinkt als marketingtaal die we bij Tweakers niet snel zouden gebruiken, maar het geeft precies aan waarom Odido en de andere providers het netwerk nu upgraden. Lang niet alle klanten gaan in het dagelijks leven iets merken van de upgrade: 5G is nu al snel genoeg, zeker als het gaat om pieksnelheden.
Kom je vaak op drukke plekken, zoals forensplekken tijdens de spits, evenementen of sportwedstrijden? Dan zouden de upgrades voor extra ademruimte kunnen zorgen, met stabielere verbindingen tot gevolg. Vergeet ook niet dat het dataverbruik bij mobiele netwerken alsmaar toeneemt en dat Odido ook inzet op onbeperkte abonnementen. De upgrade van vandaag is dus om problemen (lees: klagende klanten) in de toekomst te voorkomen, 'alsook nieuwe usecases zoals AR/VR in de toekomst mogelijk te maken'. Odido denkt met dit netwerk de komende acht tot tien jaar vooruit te kunnen, 'tot 6G'.
:strip_exif()/i/2006665124.jpeg?f=imagenormal)
Plannen van KPN en Vodafone
Het is belangrijk om te benadrukken dat Odido niet de enige provider is die nu zijn netwerk upgradet en met mu-mimo en beamforming aan de slag gaat. Deze provider deelt er echter wel meer over dan de concurrenten. KPN zegt bijvoorbeeld de netwerkuitbreidingen 'op basis van zowel bedekking als capaciteit' te plannen, waarbij er per locatie wordt gekeken welke configuratie het beste past. De provider merkt wel op dat 95 procent van de zendmasten voorzien is van een glasvezelverbinding, wat dus meer is dan Odido.
Antennekaart.nl zegt dat KPN op dit moment vooral 64x64-antennes gebruikt bij drukke locaties, zoals in steden. Het gaat om zo'n 360 van de in totaal 4800 KPN-locaties. De overige sites krijgen op dit moment 8T8R-antennes, die horizontaal een beetje kunnen sturen, maar verticaal niet. Deze antennes kunnen dus minder flexibel beamformen dan de 64x64-antennes. Antennekaart.nl baseert zich op gegevens die providers zelf doorgeven aan het Antenneregister en de RDI, en op fysieke waarnemingen bij zendmasten.
Naast de zendmasten, merkt Antennekaart.nl op dat KPN experimenteert met 5G op de 2100MHz-band. De provider past hier dynamic spectrum sharing toe, waardoor de masten zowel 4G als 5G gebruiken. Een uitzondering hierop is Zuid-Limburg; hier heeft de provider volgens Antennekaart.nl-oprichter Jeffrey Kog dss uitgeschakeld op de band en wordt 2100MHz dus alleen voor 5G gebruikt, net als de 700MHz-band. Antennekaart.nl vermoedt dat dit de landelijke strategie van KPN zal worden. Samen met de 700MHz-5G-band en straks de 3,5GHz-band, is dit genoeg spectrum om landelijk standalone-5G uit te rollen, zegt Kog tegen Tweakers. Kog is op Tweakers actief als jk-5.
Vodafone zegt per locatie 'op basis van klantervaring en gebruik te kijken wat de passendste techniek' is. "Over specifieke uitrol en timing hiervan doen wij geen uitspraken." Kog zegt dat de provider op dit moment 'hier en daar' 32x32-antennes plaatst, maar nog niet op grote schaal groepen sites ombouwt. Antennekaart.nl schat dat Vodafone op dit moment niet meer dan 150 sites van massive-mimo-antennes heeft voorzien.
Deze 32x32-antennes hebben horizontaal net zoveel antennes als de 64x64-varianten van Odido, zegt Antennekaart.nl, waardoor deze horizontaal net zoveel kunnen beamformen als Odido's masten. Alleen verticaal, dus in de afstand van de zendmast tot het einde van het bereik, kunnen Vodafones antennes minder sturen.
Op papier plaatst Odido dus op meer locaties betere hardware, maar je kunt je afvragen of het nodig is om op je gehele netwerk de beste apparatuur te plaatsen. In afgelegen gebieden heb je immers minder capaciteit nodig dan in drukbevolkte gebieden. Odido zegt van wel, omdat het gebruik van het netwerk ook niet iedere dag hetzelfde is. Op weekend- en vakantiedagen trekken meer mensen naar bijvoorbeeld recreatiegebieden of gaan ze naar familie toe, waar dan ook een goede verbinding nodig is, zegt Van Lammeren. Op dagen waarop er minder capaciteit nodig is, kan een 64x64-antenne terugschakelen naar bijvoorbeeld 32x32- of 8x8-configuraties door antennes uit te schakelen. De mast gebruikt daarbij ook minder energie.
De drie providers bieden alle drie 5G aan, bereiden zich voor op winst bij de 3,5GHz-veiling en gaan massive mimo aanbieden op hun netwerken. Toch valt op dat de drie providers hier andere tactieken voor lijken te hanteren. De gevolgen van die verschillende tactieken gaan we vooralsnog nog niet zo merken. De upgrades zijn vooral om in de toekomst capaciteitsproblemen te voorkomen en niet per se om nu bijvoorbeeld hogere snelheden te kunnen aanbieden. Maar over een paar jaar, als we nog meer mobiel internetten dan nu en dus meer eisen van de 5G-netwerken, kunnen de keuzes die providers nu maken toch opeens een rol spelen.
Bannerafbeelding: Qualcomm