Inleiding
Het kwam er al jaren aan en toch was het een verrassing: eind april kondigde Vodafone aan dat het 5g zou gaan aanzetten ... en wel dezelfde avond. En dat gebeurde ook; de eerste tweakers meldden die avond dat ze voor het eerst een 5g-symbool boven in beeld hadden gezien bij hun telefoon.
Het was wel weer tijd voor goed nieuws over 5g. In de weken ervoor ging het vaak over de branden in zendmasten - waar toen nog helemaal geen 5g op draaide. Die brandstichting ziet de overheid als een aanval op vitale infrastructuur, daarom kunnen de daders hoge straffen tegemoet zien. De agressie jegens zendmasten komt voort uit indianenverhalen over 5g, vaak gebaseerd op gebrek aan kennis en begrip, slecht uitgevoerde wetenschap, en de neiging van sommige mensen om achter elke calamiteit een complot te zien.
Nu 5g aanstaat, zien we voor het eerst hoe het echt is: een andere netwerktechniek op dezelfde frequentie. Later komen daar andere frequenties bij, maar die waren al in gebruik voor digitale tv, dus zijn ze niet echt nieuw. Voorlopig gaat het om nieuwe wijn in oude zakken, maar nu kunnen we wel voor het eerst aan de slag met het mobiele netwerk van de volgende generatie. Vodafone heeft ons een testsimkaart opgestuurd en vol goede moed gingen wij op zoek naar een 5g-signaal.
De gebruikte Samsung Galaxy S20 Ultra in dit verhaal hebben we geleend van Belsimpel, waarvoor dank.
:strip_exif()/i/2003594000.jpeg?f=imagenormal)
Wat het precies is en doet
De provider die 5g heeft aangezet is Vodafone, maar in theorie kunnen T-Mobile en KPN dat ook doen. 5g-telefoons werken op frequenties die alle providers al hebben: 800, 1800, 2100 en 2600MHz. Daardoor kan 5g nu al aan: er zijn geen nieuwe frequenties voor nodig.
Bij het gebruik van deze frequenties staat dynamic spectrum sharing (dss) centraal. De korte uitleg van die term is dat Vodafone spectrum in de 1800MHz-band deelt tussen 4g en 5g. Als je een 4g-telefoon hebt, gebruik je 4g en als je telefoon 5g ondersteunt, kunnen het netwerk en je telefoon naar 5g overschakelen.
:strip_exif()/i/2002874806.jpeg?f=imagenormal)
Dat klinkt simpel, maar de schijn bedriegt. Sterker nog, die techniek is zo nieuw dat Vodafone hem pas in december vorig jaar werkend had in een lab. Er zijn ook nog niet veel landen waar hij wordt toegepast. Proximus doet in België iets vergelijkbaars.
In de praktijk werkt dss als volgt. Vodafone heeft frequentieblokken in de 800- en 1800MHz-band die op veel plekken in gebruik zijn voor alleen 4g. Nu zou Vodafone simpelweg een deel van die blokken op kunnen offeren voor 5g, maar dat heeft een nadeel: geen enkele 4g-telefoon kan dan meer gebruik maken van het betreffende deel. Die blokken gaan vaak per 5MHz; samen zijn ze dan 10 of 20MHz.
Met dss vindt die verdeling plaats op basis van de vraag van telefoons. Via signalling, dat gaat via 4g, komt een zendmast erachter dat een telefoon 5g ondersteunt. Vervolgens kan de zendmast op een klein deel van het 20MHz-blok, bijvoorbeeld 0,16MHz, 5g activeren. Signalling blijft via 4g verlopen, want het gaat om een non-standalone-netwerk: 5g kan niet functioneren zonder 4g, als het een nsa-netwerk is.
Update, vrijdag 29 mei: Vodafone heeft laten weten dat ook upload via 5g verloopt. De tekst is hierop aangepast.
Gaat de 5g-telefoon weer weg? Dan kan het 5g-signaal ook weg en is de volle 20MHz weer voor 4g. Dss is overigens geen verplichting. Als het druk is, kan de software er ook voor kiezen om het niet toe te passen.
Vodafone werkt samen met Ericsson en de techniek werkt dus ook op apparatuur van die leverancier. Hij kan werken op alle Base Station Controllers van Ericsson die sinds 2015 zijn geleverd. Providers kunnen dit aanzetten met een software-update op afstand, waardoor het aanbieden van landelijke dekking zo snel kan worden gerealiseerd.
Ericsson is niet de enige partij die hiermee bezig is. Huawei heeft de techniek ook al klaar en gaat hem aanbieden als Hybrid DSS. Daarmee komt de techniek vermoedelijk ook binnen bereik van T-Mobile. KPN gebruikt apparatuur van Huawei en Ericsson, en zal het wellicht dus ook kunnen gaan gebruiken. Desondanks hebben KPN en T-Mobile gezegd dss niet op korte termijn in te zetten om 5g aan te bieden. Beide wachten op een 'eigen' frequentie voor 5g, de 700MHz-band.
Deze oplossing is weliswaar 5g, maar is deels gelijk aan 4g of 3g. Het werkt niet alleen op dezelfde frequenties als 4g, maar het maakt ook gebruik van 4g voor signalling, upload en het corenetwerk van 4g. Alleen de radiotechniek is nieuw. Dat zorgt ervoor dat de snelheidswinst gering is.
Vodafone heeft dss nu aangezet en wij hebben het in testen alleen zien werken op de 800MHz-band, maar het ligt voor de hand dat het in de toekomst een normale functie van mobiele netwerken zal zijn. Afhankelijk van de vraag van telefoons kunnen zendmasten dan op allerlei frequenties schakelen tussen de diverse netwerktechnieken.
Dss staat nu aan op ongeveer tweeduizend van de drieduizend zendmastlocaties van de provider. Daarom is er nog geen landelijke dekking, hoewel het op veel plekken al wel werkt. Hoe de dekking nu is, kun je hier zien.
:strip_exif()/i/2002336395.jpeg?f=imagenormal)
Testen
Het was gewoon midden in een woonwijk. Natuurlijk wist ik dat het zou gaan gebeuren - ik was hier speciaal naartoe gereden omdat de dekkingskaart had gemeld dat er 5g-bereik is. Bij de basisschool was er nog niets te zien, maar toen ik moest wachten voor een zebrapad verscheen het daar ineens voor het eerst, rechts bovenin beeld: een 5g-logo.
Eerlijk is eerlijk: 5g is al jaren aanwezig in testopstellingen op beurzen, en ook op telefoons heb ik het al veel vaker kunnen zien en uitproberen. Maar het is toch anders als je alleen in een auto zit en midden in een woonwijk uit de jaren tachtig van de vorige eeuw de meest besproken mobiele technologie van dit moment in beeld ziet verschijnen.
Samsung had er ook wel wat aan gedaan om het te laten opvallen; het 4g-logo heeft witte karakters op een zwarte achtergrond, maar bij 5g krijg je een wit blokje met zwarte letters te zien. Een subtiele manier om de aandacht te trekken.
Op de parkeerplaats van een supermarkt was het tijd om te testen op de eerste testlocatie. CellMapper, een app die info geeft over verbonden zendmasten en gebruikte frequenties, gaf aan dat de smartphone was verbonden op de 800MHz-band. Het bereik was met -58dBm uitstekend.
Bij verschillende testen bleek de verbinding via 5g sneller te zijn. Voor de ping maakt het allemaal niet veel uit en dat is misschien wel logisch: alleen het laatste stukje van het netwerk is 5g, maar zo veel tijd verlies je niet tussen zendmast en telefoon. De ping via 4g kwam gemiddeld uit op 21ms, via 5g was dat gemiddeld 18ms.
In de dagen erna heb ik op diverse locaties getest met 5g en 4g - steeds op dezelfde plek - en de resultaten zie je hieronder. Waar het op neerkomt is dit: in downloadsnelheid variëren de resultaten enorm, maar de uploadsnelheid was op 5g steeds hoger en de ping was consequent lager.
Ook heb ik rondgefietst in gebied waar op diverse plaatsen bereik zou zijn. De dekkingskaart klopt aardig, maar Vodafone overschat hier en daar wel wanneer een telefoon signaal kan oppikken. Het zijn geen grote verschillen, maar ze zijn er wel.
Hoe dat komt? Uiteraard zijn er logische verklaringen: de provider kent niet alle obstakels voor het signaal of de software schat het niet helemaal goed in. “Dit is het verschil tussen theoretische dekkingsvoorspellingen die onze systemen genereren, en de weerbarstige praktijk van radiogolven: we proberen 3d-clutterdata zo veel mogelijk mee te nemen in die voorspellingen, maar soms is de werkelijkheid qua aanwezigheid of doordringbaarheid van bijvoorbeeld gebouwen en bomen anders. Daardoor kan de voorspelling afwijken van wat in de werkelijkheid wordt ervaren”, luidt de verklaring van Vodafone. Dat kan zo zijn, maar het heeft mogelijk vervelende gevolgen: de dekkingskaart zegt dat je midden in een gebied bent met volop bereik, maar je telefoon geeft niet thuis.
Dan de resultaten. Op elke plek heb ik 4g en 5g afgewisseld om de factor 'tijd' zo veel mogelijk uit te sluiten. Elke test is minstens drie keer uitgevoerd, maar vaker als de resultaten te ver uit elkaar kwamen te liggen. De informatie over verbonden masten en frequenties kwam van CellMapper. Vodafone zal de testen gewaardeerd hebben: de waarschuwing dat 80 procent van de grote databundel er doorheen was, kwam al op de tweede testlocatie.
De testen die werden uitgevoerd zijn deze: een download van 1,84GB van de game Call of Duty: Mobile uit de Play Store, een download van aflevering 1 van The IT Crowd op Netflix, en Ookla Speedtest, liefst met een server van VodafoneZiggo om andere factoren uit te sluiten.
Er waren vier locaties, op verschillende dagen. In de buitenlucht is getest bij een supermarkt in een woonwijk van een middelgrote plaats, in het centrum van een dorp en op een bedrijventerrein aan de rand van een stad. Een vierde test vond binnen plaats, in het filiaal van een supermarkt. Het bereik wisselde enorm tussen deze plekken. Er was nog een vijfde testlocatie, op het platteland aan de rand van het dekkingsgebied, maar de telefoon bleek de tests niet te kunnen voltooien; de verbinding hield er simpelweg mee op.
- Call of Duty - 1,8GB download
- Netflix - 123MB download
- Ookla Speedtest
Deze test is verre van wetenschappelijk, maar als er één trend in de resultaten moet worden aangewezen, is het wel dat je voor de downloadsnelheid niet hoeft over te stappen. Op de eerste locatie lag die snelheid met 5g aanmerkelijk hoger, maar op de andere locaties niet. In alle gevallen gaf de notificatiebalk bij 4g-testen 4g+ aan. Bovendien zei CellMapper dat de telefoon een verbinding had met meerdere zendmasten.
Bij de uploadsnelheid en de ping was wel een duidelijke verbetering merkbaar: de upload was altijd hoger en de ping is altijd iets lager. De verschillen in uploadsnelheid bleken best groot: op sommige locaties was hij twee keer zo hoog. Vooral als de uploadsnelheid bij 4g niet al te geweldig is, zul je het verschil merken. Van 3Mbit/s naar 6Mbit/s is een verademing als je bijvoorbeeld foto's wilt uploaden.
Dat komt volgens Vodafone door de technische mogelijkheden die per telefoon kunnen verschillen. Telefoons kunnen een dual connectivity bevatten in de uplink. "Dan worden de lte-anchorband op 800MHz en de nr-band op 1800MHz gecombineerd. Maar als hij is ingesteld op lte-only kan dit toestel in de uplink geen carrier aggregation doen en gebruikt het slechts één lte-band, bijvoorbeeld de 800MHz."
De verbetering in de ping zit hem in scheduling. De 5g-technologie nr heeft volgens de provider slimmere scheduling-protocollen. "Met name in de uplink levert dat lagere latencies op."
Het vervolg: meer 5g
De vraag is hoe het nu verder zal gaan. De kans bestaat dat andere providers ook al bezig waren met dss en dat ze dus ook snel met 5g zullen beginnen. Anders gebeurt dat pas in de zomer, als de nieuwe 700MHz-frequentie voor mobiel internet beschikbaar komt.
Die 700MHz-band is pas het begin. Die is goed om snel landelijke dekking te maken, want dat werkt nu eenmaal het beste op lage frequenties en 700Mhz is de laagste frequentieband die beschikbaar is voor mobiel internet. Het nadeel van lage frequenties is natuurlijk dat de capaciteit en snelheid minder zijn dan op hoge frequenties. Door de golven met lagere frequenties is er minder ruimte om nulletjes en eentjes door de lucht te sturen.
Dat gebeurt dus pas met de hogere frequenties. De eerste daarvan wordt de 3,5Ghz-band, die beschikbaar zal zijn vanaf de veiling in 2022. Die band is zo belangrijk voor 5g, dat het satellietstation in het Friese Burum daarvoor zal moeten wijken. Met dat satellietstation kunnen inlichtingendiensten verkeer afluisteren in bijvoorbeeld het Midden-Oosten, door gebruik te maken van die 3,5GHz-band. Daarom is die band nu nog niet beschikbaar in de noordelijke helft van Nederland.
De laatste stap, waarvan nu nog niet te zeggen is of en in welke mate providers hem gaan zetten, is het gebruik van mmWave-frequenties. Die liggen daar ver boven, zo rond de 26GHz. Het voordeel van die hoge frequenties is dat de bandbreedte enorm is; er is tientallen keren meer capaciteit beschikbaar voor mobiel internet dan er nu is. Dat zorgt voor hogere snelheden of maakt dat veel meer mensen op redelijk hoge snelheid kunnen internetten.
Maar die band heeft wel nadelen. Ten eerste is het bereik beperkt; je moet de zendmast kunnen zien. Een boom of raam verbreekt de verbinding. Dat maakt hem ongeschikt voor dekking op grote schaal. Een plein met terrasjes of een sportstadion dekken gaat prima en met meer masten is een drukke winkelstraat ook nog te doen, maar daar houdt het op.
Daar komt bij dat de antennes relatief groot zijn. Die frequentie ligt zo ver van de rest af, dat er drie of vier aparte antennes nodig zijn in smartphones. Daarom zijn er maar weinig telefoons die dat ondersteunen. Zo heeft Samsung besloten om het niet in te bouwen in zijn S20 5G, maar het zit wel in de S20+ en S20 Ultra - telefoons die groter zijn en dus meer ruimte onder de motorkap hebben.
Daarbij richten we ons vooral op 5g voor mobiel internet. Die toepassing, die providers aanduiden als extended mobile broadband, is echter maar een van de mogelijkheden van 5g. Omdat veel mensen tevreden zijn met de snelheid en het bereik van 4g, is het misschien niet eens de belangrijkste.
Na embb volgen nog twee toepassingen van 5g. Massive machine type communications, mmtc, is bedoeld voor bedrijven, zoals agrarische bedrijven en transportondernemingen. Ook belangrijk wordt ultra reliable low latency communications, urllc. Dat is 5g voor bijvoorbeeld zelfrijdende auto's, medische toepassingen, robotica en bezorgingen via drones. Het is communicatie waarvoor niet veel bandbreedte nodig is, maar die wel bijna in realtime moet plaatsvinden en zelden of nooit mag uitvallen. Bovendien is het daarvoor nodig dat apparaten onderling kunnen communiceren zonder tussenkomst van een zendmast: een soort WiFi Direct dus, maar dan op 5g.
Met je smartphone in de hand heb je niets aan die twee andere toepassingen, maar voor bedrijven zijn ze wel razend interessant. Dat we sneller mobiel internet krijgen met meer capaciteit, is leuk en zeker op termijn nodig, maar providers denken dat het geld is te verdienen met 5g-toepassingen voor bedrijven.
Band |
Naam |
Status in NL |
Uplink |
Downlink |
Duplex |
n1 |
2100MHz |
Nu voor 3g/4g, in veiling Q2 2020 |
192-1980MHz |
2110-2170MHz |
fdd |
n2 |
|
|
1850-1910MHz |
1930-1990MHz |
fdd |
n3 |
1800MHz |
Nu voor 4g, bij Voda ook 5g |
1710-1785MHz |
1805-1880MHz |
fdd |
n5 |
800MHz |
Nu voor 5g |
824-849MHz |
869-894MHz |
fdd |
n7 |
2,6GHz |
Nu voor 4g |
2500-2570MHz |
2620-2690MHz |
fdd |
n8 |
900MHz |
Nu voor 2g/3g/4g |
880-915MHz |
925-960MHz |
fdd |
n20 |
800MHz |
Nu voor 4g |
832-862MHz |
791-821MHz |
fdd |
n28 |
700MHz |
In veiling Q2 2020 |
703-748MHz |
758-803MHz |
fdd |
n38 |
2,6GHz |
Nu voor 4g |
2570-2620MHz |
2570-2620MHz |
tdd |
n41 |
|
|
2496-2690MHz |
2496-2690MHz |
tdd |
n50 |
1400MHz |
In veiling Q2 2020 |
1432-1517MHz |
1432-1517MHz |
tdd |
n51 |
|
|
1427-1432MHz |
1427-1432MHz |
tdd |
n66 |
|
|
1710-1780MHz |
2110-2200MHz |
fdd |
n70 |
|
|
1695-1710MHz |
1995-2020MHz |
fdd |
n71 |
|
|
663-698MHz |
617-652MHz |
fdd |
n74 |
|
|
1427-1470MHz |
1475-1518MHz |
fdd |
n75 |
|
|
- |
1432-1517MHz |
sdl |
n76 |
|
|
- |
1427-1432MHz |
sdl |
n78 |
3,5GHz |
In veiling 2022 |
3300-3800MHz |
3300-3800MHz |
tdd |
n77 |
|
|
3300-4200MHz |
3300-4200MHz |
tdd |
n79 |
|
|
4400-5000MHz |
4400-5000MHz |
tdd |
n80 |
|
|
1710-1785MHz |
- |
sul |
n81 |
|
|
880-915MHz |
- |
sul |
n82 |
|
|
832-862MHz |
- |
sul |
n83 |
|
|
703-748MHz |
- |
sul |
n84 |
|
|
1920-1980MHz |
- |
sul |
n257 |
|
|
26,5-29,5GHz |
26,5-29,5GHz |
tdd |
n258 |
26GHz / mmWave |
Vermoedelijk lokale veilingen |
24,25-27,5GHz |
24,25-27,5GHz |
tdd |
n260 |
|
|
37-40GHz |
37-40GHz |
tdd |
Tot slot
Na jaren praten is het eindelijk zover: mits je het juiste abonnement en de juiste telefoon hebt en op de juiste plek bent, kun je in Nederland 5g gebruiken. En daarbij blijkt direct wat allang duidelijk was voor velen: 5g is helemaal geen onmiddellijke revolutie, het is simpelweg een uitbreiding en uiteindelijk vervanging voor het huidige 4g. Het is nu zelfs nog nauwelijks sneller in downloads; wel is het beduidend sneller bij het uploaden en heeft het een lagere latency.
Dat het nauwelijks sneller is bij downloaden, zal het imago van 5g geen goed doen. Zoals altijd lopen de beloftes van een nieuwe netwerktechniek vooruit op wat providers kunnen leveren. Aan de andere kant: veel mensen zijn dik tevreden met 4g en dan is een hogere snelheid niet echt nodig.
Wat wel echt problematisch kan zijn voor gebruikers, is dat de dekkingskaart van Vodafone net niet helemaal lijkt te kloppen. Op sommige plekken aan de randen van het gebied waar je bereik zou moeten hebben, blijkt geen bereik te zijn, en zelfs midden in het dekkingsgebied blijken er gaten te kunnen liggen. In deze fase is vertrouwen in een nieuwe netwerktechniek heel belangrijk. Vodafone kan daarom wellicht beter wat conservatiever zijn met zijn beloften rond de dekking. Vermoedelijk hebben klanten liever onverwacht wel 5g dan onverwacht geen 5g.
Het dynamisch delen van spectrum tussen 4g en 5g opent nog een deur, namelijk om 4g tot in lengte van jaren te kunnen gebruiken. Gek genoeg haalt dat een argument om een 5g-telefoon te kopen onderuit, want met dss kunnen providers 4g-telefoons blijven ondersteunen op dezelfde frequentiebanden als nu.
Daarmee is de stap van Vodafone enerzijds goed nieuws voor mensen die graag 5g willen, maar anderzijds ook voor mensen die een 4g-telefoon op het oog hebben en twijfelen of ze hem de komende jaren optimaal kunnen blijven gebruiken.