Van die afschakeling zul jij niet zo snel iets merken. Waarschijnlijk bel en surf je al jaren via 4G of 5G. Maar als jij een slimme energiemeter thuis hebt, dan draait die waarschijnlijk wel op 2G. Voor die apparaten is de overstap geen software-update. Het betekent nieuwe hardware, nieuwe installaties, soms nieuwe contracten. En het vraagt om een alternatief dat even goedkoop, even betrouwbaar en even energiezuinig is als 2G ooit was.
Goedkoop maar niet efficiënt
2G was ooit een revolutie. Bellen, sms'en, een beetje data: het werkte wereldwijd en daarna werden de chips goedkoop genoeg voor elk apparaat. Energiemeters, alarmsystemen, liften, sluizen: apparaten die weinig data versturen en vooral betrouwbaar moeten zijn, bleven er jarenlang op draaien. Maar goedkoop is niet hetzelfde als efficiënt.
Draadloze communicatie loopt via het frequentiespectrum en dat is een schaars goed. Er is maar een beperkt aantal frequenties beschikbaar, verdeeld over alles wat draadloos communiceert. Stel je het frequentiespectrum voor als een snelweg met een vast aantal rijstroken. 2G vervoert maximaal 2,4 bits per seconde per rijstrook. 4G vervoert bijna het dubbele. De weg is even breed; het verkeer stroomt alleen veel efficiënter. Door 2G af te schakelen kunnen providers datzelfde spectrum inzetten voor snellere netwerken met meer capaciteit.
Het netwerk van de toekomst
Bij de vakgroep Integrated Circuit Design van de Universiteit Twente werken Twan Birnie en Erwin Hardeveld aan de bouwstenen van toekomstige mobiele netwerken. Ze doen dat vanuit twee verschillende hoeken, maar het probleem dat ze proberen op te lossen is hetzelfde: hoe maak je draadloze communicatie sneller, zuiniger en slimmer?
Erwin werkt aan de netwerkkant. Zijn onderzoek richt zich op 6G, de zesde generatie mobiele communicatie waarvan de standaard nog wordt ontwikkeld. Een mobiel netwerk bestaat uit tientallen tot honderden zendmasten die signaal uitzenden. Die moeten precies op elkaar zijn afgestemd om goed samen te werken. Tot op honderd nanoseconden, minder dan een miljoenste van een seconde. "Een zendmast heeft nu een glasvezelaansluiting nodig om zijn klok te synchroniseren met de rest van het netwerk", zegt Erwin. "Wij onderzoeken of dat ook draadloos kan. Dat maakt het veel eenvoudiger en goedkoper om netwerkcapaciteit lokaal uit te breiden."
Twan werkt aan de ontvangstkant van de verbinding. In Nederland alleen al zijn er tientallen miljoenen sensoren, meters en monitoren die draadloos data versturen en ontvangen. Al die apparaten hebben een chip nodig en al die chips hebben energie nodig. "2G was populair omdat het simpel en goedkoop was", zegt Twan. "Wij onderzoeken hoe je met moderne technieken die apparaten zo zuinig en betaalbaar mogelijk kunt maken."
Hoe ziet 6G eruit?
6G bestaat nog niet. Er is geen officiële standaard, geen uitroldatum en geen toestel dat je kunt kopen. Maar hoe het eruit gaat zien wordt langzaam zichtbaar in onder andere het werk van Twan en Erwin. Een van de veelbelovende richtingen is het gebruik van centimetergolven, radiogolven rond de 15 gigahertz. Dat is een frequentieband die nu nog niet voor draadloze communicatie wordt gebruikt, maar die veel meer ruimte biedt voor datacapaciteit dan de huidige 4G- en 5G-frequenties.
"Ze dringen ook beter door obstakels heen dan de millimetergolven die in 5G worden ingezet", vertelt Twan. Die millimetergolven, geïntroduceerd met 5G, klinken indrukwekkend op papier, maar vereisen zulke dure en energieverslindende apparatuur dat ze in de praktijk nauwelijks worden gebruikt.
6G belooft ook slimmer te worden dan alleen communicatie. Toekomstige netwerken kunnen niet alleen data versturen, maar ook de omgeving meten. Denk aan temperatuur, beweging of radar. Dezelfde infrastructuur die je telefoon verbindt, kan straks ook een zelfrijdende auto helpen navigeren. "We zijn eigenlijk bezig met twee fronten tegelijk”, zegt Twan. “Aan de ene kant verbeteren we de prestaties: hogere snelheden, lagere latentie, minder energie en stabielere verbindingen. Maar aan de andere kant ontwikkelen we ook compleet nieuwe functionaliteiten voor de toekomst."
Een netwerk dat niemand meer ziet
2G werd een succes, omdat het gewoon werkte. Dertig jaar lang in miljoenen apparaten. Dat is precies het soort succes dat Twan en Erwin voor 6G voor ogen hebben. Sensoren die meten en apparaten die communiceren terwijl jij iets anders doet. Het netwerk dat het mogelijk maakt bestaat nog niet, maar wordt nu al wel gebouwd.
