De toekomst van mobiele netwerken: is 6G al relevant?

De afgelopen decennia kregen we vrijwel elke tien jaar een nieuwe generatie mobiele netwerktechnologie. In de jaren 90 maakte 2G mobiele telefonie toegankelijk voor iedereen. Met 3G werden smartphones en apps geïntroduceerd. Toen de netwerken overbelast raakten, kwam 4G en kreeg iedereen een smartphone. Sinds 2020 hebben we in Nederland 5G. En nu lonkt 6G aan de horizon, met een verwachte introductie in 2030. Maar gaat nu alles weer op de schop? Wat gaat er écht veranderen?

Mobiele netwerken zijn kritieke infrastructuur geworden

Mobiele netwerken zijn vooral gebouwd voor consumenten, die onderweg allerlei apps gebruiken en veel video kijken. Op festivals en in stadions blijkt dat de capaciteit van mobiele netwerken eindig is, vooral als iedereen videobeelden wil delen met de rest van de wereld. Mobiele netwerken worden vooral met allerlei dataverbindingen steeds meer zakelijk toegepast, bijvoorbeeld in logistieke processen, ambulante zorg en ook bij allerlei hulpdiensten. Als er een storing is, heeft dat gelijk grote impact. Zowel zakelijk als privé zijn onze smartphones niet meer weg te denken; eigenlijk kunnen we niet meer zonder.

5G: veel potentie, nog weinig praktijk

De huidige mobiele netwerken zijn voornamelijk nog 4G gebaseerd, met een sausje 5G eroverheen. 5G is nu nog vooral Non-Stand Alone (NSA), waarbij alle communicatie primair via 4G plaatsvindt en 5G alleen wordt gebruikt als er veel data wordt verstuurd. De belofte van 5G, met nieuwe mogelijkheden zoals prioriteitsdiensten en extreem weinig vertraging, is op dit moment nog niet breed beschikbaar. Daarvoor is 5G-Stand Alone (SA) nodig.

Dat we 5G-SA nog niet hebben, is mede te danken aan Amerikaanse mobiele operators. In de intense concurrentie op hun markt wilden zij niet een jaar wachten tot de 5G-standaard compleet was. Daarom werd in 2019 5G-NSA gelanceerd, een standaard met 5G-radio, maar nog zonder een 5G-core. Maar juist die core is noodzakelijk voor het aanbieden van nieuwe diensten.

6G: een Bugatti in de spits?

De afgelopen jaren is gebleken dat de overstap van 5G-NSA naar 5G-SA uitdagend is voor mobiele operators. Een belangrijk knelpunt is dat de 5G-radiodekking minstens even goed moet zijn opgebouwd als bij 4G, en dat vraagt om forse investeringen. Als die dekking tekortschiet, ervaren gebruikers een slechtere verbinding dan ze gewend zijn met 4G. En dat is iets wat je als organisatie nooit aan je klanten kunt uitleggen.

In Nederland hebben we eigenlijk pas sinds 2024 echte 5G-netwerken, dankzij de veiling van de 3,5 GHz-band. Hierdoor is de capaciteit van 5G eindelijk beter dan die van 4G. Toch zijn er nog maar weinig volwaardige 5G-diensten gelanceerd. Operators in veel landen worstelen met het terugverdienen van de grote investeringen die nodig zijn voor 5G-SA. Dat heeft grote impact op hoe er naar de komst van 6G wordt gekeken.

Wetenschappers en ingenieurs denken al langer na over 6G, want het ontwikkelen van een nieuwe standaard duurt meer dan vijf jaar. Ook in Nederland wordt binnen het Future Network Services consortium al geruime tijd gewerkt aan onderzoek naar onder andere 6G-toepassingen en 6G-radiotechnologie.

Wat 6G precies moet gaan bieden, ligt nog niet vast. Meer capaciteit en snelheid voor de gemiddelde gebruiker zal er natuurlijk onderdeel van zijn. Ontwikkelaars willen een volledige nieuwe radiostandaard ontwikkelen op hoge frequenties (> 100 GHz), waarmee snelheden tot 100 Gbit/s door de lucht mogelijk worden. Voor mij klinkt dat een beetje als het bouwen van een Bugatti die meer dan 400 km/u kan rijden, om er vervolgens in de spits tussen Utrecht en Amsterdam rustig mee te sukkelen. Dan levert snelheid weinig op. De capaciteit vergroten, zodat bijvoorbeeld op drukke momenten tijdens festivals en in stadions iedereen genoeg snelheid heeft, dat is wel zinvol.

De echte grenzen van 6G

Mobiele operators hebben in stedelijke omgevingen een raster van basisstations, met een paar honderd meter tussen de zendmasten. Buiten de bebouwde kom liggen die masten vaak kilometers uit elkaar. Hele hoge frequenties vragen om veel extra zendpunten, zelfs met de nieuwste antennetechnieken. Dat leidde bij de introductie van de 5G-technologie mmWave, een vorm van 5G die gebruikmaakt van extreem hoge frequenties, al tot veel discussie.

In Nederland wordt de 5G-technologie mmWave momenteel nog helemaal niet toegepast, omdat de 26 GHz frequentieband, die nodig is voor deze technologie, nog niet is geveild. Wereldwijd blijkt de noodzaak voor deze band bovendien heel beperkt. Het verder verhogen van de frequenties naar boven de 100 GHz zou de technische uitdagingen alleen maar groter maken. Zulke extreem hoge frequenties hebben namelijk nog korter bereik en vereisen nog meer zendpunten. Omdat operators liever geen extra opstelpunten willen bouwen, lijkt het dan ook niet zinvol om die kant op te gaan. Sterker nog: veel operators hebben aangeven dat een nieuwe 6G-standaard prima is, zolang het een software-update betreft en er geen aanpassingen aan het fysieke radionetwerk nodig zijn. De bereidheid tot grote investering is laag.

6G belooft naast hoge snelheden ook een radionetwerk met hoge betrouwbaarheid en hele goede dekking. Dat klinkt voor ontwikkelaars en gebruikers als muziek in de oren. Tegelijkertijd hebben we te maken met natuurkunde: het bereik van radiogolven is afhankelijk van factoren zoals frequentie, antennehoogte, en zendvermogen, zowel aan de zendmast als smartphone kant. Daarnaast heeft de omgeving, zoals gebouwen en begroeiing grote impact op het bereik. Een groter bereik betekent daarbij bijna altijd een lagere realiseerbare datasnelheid.

Met behulp van 6G kunnen een aantal zaken misschien nog iets verbeterd worden, maar 5G is radio technisch al heel goed. En naast natuurkunde speelt ook economie een rol: operators bouwen hoge capaciteit en snelheid, vooral op plekken waar genoeg gebruikers zijn om de investering terug te verdienen. In het buitengebied zijn er simpelweg minder gebruikers, en dus minder opstelpunten dan in dichtbevolkte steden. Dat zal met 6G niet anders zijn. Dankzij satellietcommunicatie (zoals 5G-NTN) ontstaan er de komende jaren gelukkig wel nieuwe mogelijkheden in afgelegen gebieden.

Wat organisaties nú al kunnen doen

Met 5G zijn al veel oplossingen beschikbaar voor toepassingen zoals IoT, tracking & tracing en mobiele data of video. Daarvoor is het niet nodig om te wachten op 6G. Diverse nieuwe toepassingen kunnen vandaag de dag al getest en uitgerold worden met een 5G-modem, of zelfs een 4G-verbinding.

Pas als veel mensen met een XR-bril buiten gaan rondlopen, wordt de extra capaciteit van 5G-mmWave of 6G echt noodzakelijk. Tot die tijd is er al veel mogelijk. Het is waardevol om nu al te verkennen hoe mobiele communicatie verder geoptimaliseerd kan worden op basis van de bestaande infrastructuur. Er ligt nu een solide basis, laten we die benutten, in plaats van af te wachten tot 6G er is.

Meer weten over de huidige stand van zaken rond 6G? Beluister onze podcastaflevering “6G: hoe staan we ervoor?” of lees mijn artikel in TBM Magazine.

Deze blog is tot stand gekomen in samenwerking met collega Dick Martens.