De opkomst van het 5G netwerk is momenteel een groot onderwerp van gesprek. Veel bedrijven (en particulieren) zijn bezig met onderzoeken wat het 5G netwerk voor hen kan gaan betekenen. Om de overstap van 4G naar 5G geleidelijk te laten gaan zullen de meeste providers in eerste instantie het 5G netwerk naast het bestaande 4G netwerk aanbieden om continue verbinding te kunnen garanderen. Hoe de architectuur achter dit netwerk in elkaar steekt, lees je in dit artikel.
5G verbindingen: de architectuur achter het 5G netwerk
Wanneer een 5G verbinding tot stand wordt gebracht, maakt het (mobiele) apparaat verbinding met zowel het 4G netwerk als met het 5G netwerk. Als er in een gebied een beperkte 5G dekking is, worden de gegevens overgedragen op het 4G netwerk. Daardoor heb jij als gebruiker altijd verbinding. In eerste instantie vormt het 5G netwerk dus nog een aanvulling op het bestaande 4G netwerk.
Elk mobiele netwerk bestaat uit het zogenoemde ‘radiotoegangsnetwerk’ en het ‘kernnetwerk’. Verschillende onderdelen van deze twee hoofdcomponenten zijn belangrijke kenmerken van het 5G netwerk.
Wat is het 5G radiotoegangsnetwerk?
Het radiotoegangsnetwerk (RAN) bestaat uit onder andere kleine cellen, torens, zendmasten en speciale ingebouwde systemen voor in gebouwen en huizen. Deze voorzieningen zorgen ervoor dat alle mobiele gebruikers en draadloze apparaten verbinding hebben met het hoofdnetwerk door een groot macro netwerk van zendmasten te verbinden met geclusterde kleinere antennes.
Een cruciaal element van het 5G netwerk zijn small cells. Dit zijn kleine antenne-installaties die de hoge millimeter golffrequenties van noodzakelijk ondersteunend bereik bieden. Deze zijn nodig, omdat de hogere 5G frequenties minder makkelijk door obstakels heen kunnen ten opzichte van de lagere frequenties waarop het huidige 4G netwerk momenteel draait.
Om gebruikers toch een snelle en constante verbinding te bieden worden deze cellen geclusterd in antennes op verschillende plekken zoals op bushokjes, gebouwen en lantaarnpalen. Hierdoor vullen deze kleine cellen een perfecte aanvulling op het macro netwerk van de grotere zendmasten met meer bereik. Dit is ook de reden waarom in de grotere steden zal worden gestart met de ontwikkeling van het 5G netwerk, aangezien hier het overgrote gedeelte van de gebruikers zit.
Wat is massive MIMO, beamforming en full duplex?
Niet overtuigd? Begrijpelijk, de afhankelijkheid van de kleine cellen klinkt in eerste instantie meer als een stap terug. Maar de echte innovaties zitten dan ook in het in het macro netwerk van de 5G zendmasten.
De eerste innovatie in het macro netwerk is de massive MIMO, oftewel massive Multiple Input Multiple Output. Massive MIMO zorgt voor een veel grotere capaciteit van 5G zendmasten. Hierdoor zijn ruim tien keer zoveel antenne poorten beschikbaar in de grotere zendmasten. Dit zorgt voor een mogelijke capaciteitsvergroting van ruim 22 keer.
De tweede innovatie is Beamforming, deze ondersteunt de Massive MIMO. Huidige 4G zendmasten sturen alle signalen tegelijkertijd in elke (willekeurige) richting. Dit kan voor veel problemen, zoals ruis, zorgen.
De beamforming technologie zorgt ervoor dat een signaal vele malen meer geconcentreerd kan worden verstuurd en ontvangen, namelijk van en naar één specifieke gebruiker. Bovendien kan de timing en richting van het ontvangende signaal worden bijgehouden. Hierdoor wordt het via een algoritme mogelijk om deze gebruiker te lokaliseren en de meest efficiënte route terug te sturen naar de gebruiken. Beamforming zorgt dus voor kortere en geconcentreerde signalen die enkel naar de ontvanger worden verzonden. Zo ontstaat er minder ruis, wat zorgt voor een verbeterde efficiëntie van het netwerk. Hierdoor kunnen meerdere signalen gelijktijdig worden verstuurd en ontvangen.
Een derde belangrijke innovatie is full duplex. Full duplex zorgt ervoor dat data op een hogere snelheid kan worden verzonden, omdat data via dezelfde radiogolven gelijktijdig kunnen worden verstuurd en ontvangen.
Wat is het 5G kernnetwerk?
Het 5G kernnetwerk is het overkoepelende mobiele data en uitwisselingsnetwerk dat alle mobiele spraak-, data- en internetverbindingen beheert. Het is een stap boven het macro netwerk dat als het ware de innovatieve 5G applicaties beheert. Dit kernnetwerk wordt voor de komst van het 5G netwerk volledig opnieuw gebouwd. Hierbij spelen network slicing en network function virtualization een belangrijke rol. Deze twee technologieën zorgen samen voor een verbeterde integratie met het internet en cloudgebaseerde services.
Network Slicing
Network Slicing is een (slimme)manier om segmentatie te bieden aan de netwerken van bepaalde branches, bedrijven of applicaties. Zo kunnen hulpdiensten bijvoorbeeld onafhankelijk van andere gebruikers werken op een netwerk-slice. Hierdoor zullen overbelaste netwerken ten tijde van rampen verleden tijd zijn voor de hulpverlening.
Network Function Virtualization
Network Function Virtualization (NVF) is het digitaliseren van bepaalde aparte netwerk functies, zoals een firewall of bepaalde encrypties, die eerder via fysieke apparaten op locatie werden beheerd. Deze netwerkfuncties worden op virtuele servers geupload en kunnen van daaruit veel sneller en makkelijker realtime worden gemanaged mochten er problemen of updates zijn. Daarnaast biedt NVF flexibiliteit om te werk met nieuwe applicaties die 5G mogelijk en beter maken. Het NVF is daarmee een cruciaal onderdeel om de snelheid en te garanderen.
Het 5G kernnetwerk zal door de combinatie van deze twee technologieën erin slagen de latency te verlagen en responstijd te verbeteren.
Meer weten over 5G? Lees dan ook onze artikelen over wat is 5G, 5G dekking en 5G mogelijkheden. Heb je een vraag of een toevoeging? Laat dan hieronder een bericht achter in de comments!
Geef een reactie