Binnenkort is 5G niet meer een belofte, maar een realiteit. 5G biedt vooral voordelen door gebruik te maken van hogere frequenties. Helaas zijn het juist deze hoge frequenties die heel moeilijk gebouwen binnen komen. Uit onderzoeken blijkt dat minstens 70 procent van het mobiele verkeer door gebruikers in gebouwen en kantoren wordt gegenereerd. Al dit verkeer wordt met 5G dus problematisch. In dit artikel willen we kijken naar mogelijke oplossingen en manieren die nu al worden toegepast.
Verkeersgroei & Augmented Reality
Een grote uitdaging voor mobiele operators is de continue groei van verkeer. Vooral op centrale plekken wordt het mobiele netwerk al zwaar belast. Operators passen daar al regelmatig 4 frequentiebanden toe, maar de grenzen van de groei worden al bereikt. Dat is ook een belangrijke reden voor de komst van 5G: door nieuwe frequentiebanden en nog hogere datasnelheden kan het verkeer verder groeien. Toch ontkomt men er niet aan: om echt hoge 5G-snelheden te halen (tot 20 Gbit/s!) zullen de zendlocaties dichter op elkaar moeten komen. Overigens gaat het er bij de allerhoogste 5G-snelheden niet om dat één gebruiker 20 Gbit/s krijgt, maar dat het netwerk in staat is om 2000 mensen 10 Mbit/s te geven. Op die manier kunnen we zelfs op hele drukke punten altijd onze video’s blijven kijken. De verwachting is dat we zelfs met Augmented Reality (AR) of eXtended Reality (XR) brillen kunnen rondlopen, waarbij het beeld dat we zien continue wordt gevoed door de cloud. De datasnelheid en latency die daarvoor nodig zijn, kunnen alleen door 5G netwerken worden geleverd.
Indoordekking
Mobiele operators hebben een netwerk gebouwd dat voornamelijk gericht is op buitendekking. Dit netwerk bestaat uit veel hoge zendmasten met antennes en basestations (de zendapparatuur). Door het behoorlijk fijnmazige netwerk werkt het ook binnen redelijk goed. Moderne gebouwen hebben vaak energiezuinige beglazing, wat behalve warmte helaas ook radiosignalen heel goed tegenhoudt.
Het grootste probleem met indoor gebruikers, is het feit dat de verbindingen door de moeilijke connnectiviteit veel meer capaciteit vragen van het buitennetwerk. Bij sommige operators wordt maar liefst 90 procent van de radiocapaciteit gebruikt voor verbindingen met gebruikers die binnen zijn. Omdat deze gebruikers vaak een relatief slechte verbinding hebben, moet het netwerk daar extra voor compenseren. Dit vraagt extra capaciteit. Een alternatief is een indoor antennesysteem, wat ook vaak `DAS’ wordt genoemd, de afkorting van Distributed Antenna Systeem.
Wie betaald waarvoor?
Kortom, de groei van het verkeer, de relatief hoge capaciteitsvraag op de zenders van het buitennetwerk en de waarde van goede indoordekking voor de gebruikers, maken indoorsystemen belangrijk voor mobiele operators. In heel veel landen zijn indoorsystemen inderdaad big business: er wordt geen nieuw pand gebouwd zonder indoorvoorziening. Mobiele operators betalen daarbij voor toegang tot het indoor antennesysteem. Daarnaast installeren zij op eigen kosten basestations om het verkeer lokaal te kunnen afhandelen.
Voor tunnels op de snelwegen is zoiets ook geregeld: daarbij leggen operators gezamenlijk een antennesysteem aan en installeren ze hun eigen basestations met zendapparatuur.
Voor private en publieke gebouwen in Nederland liggen de verhoudingen heel anders: er is voor zover bekend maar één plek waar operators meebetalen aan de aanleg van het indoorsysteem, namelijk Schiphol. Daarnaast zijn maar een paar plekken waar operators op eigen kosten basestations plaatsen. De Johan Cruijff ArenA is zo’n plaats. De operators moeten vaak grote investeringen doen, waarbij het maar de vraag is of dit ooit wordt terugverdiend. Voor operators is het belangrijk dat er voldoende netwerkcapaciteit is tijdens grote evenementen voor de vele duizenden gebruikers, dus wordt het toch maar gedaan.
De situatie voor veel gebouweigenaren nu is dat een indooroplossing dringend gewenst is. Om dat te realiseren moeten ze normaliter zelf investeren in het DAS. Tevens moeten ze vaak betalen voor de engineering en installatie van de basestations van de operators. Door operators wordt de gebouwgebonden systemen steeds vaker vergeleken met nutsvoorzieningen als gas, water en licht. Ook die gebouwgebonden infrastructuur moet je normaal zelf regelen als gebouweigenaar, de nutsvoorzieningen sluiten vervolgens daarop aan. Als dit niet volgens de regels is gebouwd (zoals de stroombekabeling of de gasleidingen), kunnen er problemen ontstaan.
Een belangrijk issue is dat er bij de operator maar beperkte capaciteit is om indoorinstallaties te faciliteren. Er zijn vele duizenden gebouwen in Nederland die baat zouden hebben bij een indoorinstallatie, terwijl operators misschien 50 tot 100 projecten per jaar aan kunnen. Er zijn maar een beperkt aantal bedrijven die een indooroplossing kunnen bouwen die voldoet aan de kwaliteitseisen van de operators. Maar dat geeft nog geen garantie dat de indoorinstallatie ook daadwerkelijk door de operators wordt aangesloten.
Ondertussen is er ook een behoorlijke wildgroei ontstaan van illegale repeaters. Het is namelijk mogelijk om een eenvoudig systeem te kopen dat dekkingsproblemen op een kantoor kan verhelpen. Helaas zorgen deze systemen regelmatig voor storingen op het buitennetwerk. Agentschap Telecom is samen met mobiele operators bezig om deze illegale repeaters te deactiveren.
Waarom niet standaardiseren?
Er zijn in Nederland al meer dan tien jaar initiatieven om indoorinstallaties te standaardiseren en de kwaliteitseisen gezamenlijk vast te stellen. Ook de brancheorganisatie BTG is sinds een paar jaar met alle operators bezig om een standaard voor indoor te beschrijven, zodat gebouweigenaren beter weten waar ze aan toe zijn. Dit betreft dan puur een passief ontwerp, waarbij het systeem bestaat uit coax kabels, connectoren en antennes. Het publiekelijk beschikbaar stellen van de kwaliteitseisen (zoals in Engeland wel het geval is) kent veel weerstand van de operators. Daarnaast is het nog maar een eerste stap. In grote gebouwen zijn passieve systeem namelijk niet goed toepasbaar, omdat coax kabels maximaal ongeveer 100 meter lang kunnen zijn. Vaak worden dan hybride oplossingen gebouwd, met een deel actief en alleen op de verdieping een passief deel met de antennes. Hiervoor een standaard uitwerken is nog veel lastiger.
Dit jaar worden door verschillende operators al 2G of 3G netwerken uitgezet, wat ook grote impact heeft op de bestaande indoorinstallaties die meestal voor 2G en/of 3G zijn gebouwd.
Een ander probleem is dat operators geen extra omzet krijgen door meer (indoor)capaciteit te bouwen. Het is daardoor heel lastig om aan het hogere management en aan de aandeelhouders uit te leggen waarom je daarin geld investeert. Wat helaas vaak vergeten wordt, is dat investeren in indoornetwerken veel capaciteit vrijmaakt op de zenders van het buitennetwerk.
Neutral Host
Om de markt vooruit te helpen, hebben een aantal organisaties voorstellen gedaan om als Neutral Host aan de slag te gaan. Er wordt daarbij bijvoorbeeld een indoorsysteem gebouwd met actieve componenten bedoeld voor alle operators. De Neutral Host partij zorgt voor de verbinding met de operators en ontzorgt zo de gebouweigenaar. De operators zijn echter niet enthousiast om hierop in te haken, omdat ze daarmee de controle op het radionetwerk eigenlijk overdragen aan een andere partij. Operators hebben namelijk allerlei verplichtingen, functionele behoeften en kwaliteitseisen, een ander radionetwerk voldoet daar niet zomaar aan. De eerste plannen voor Neutral Host oplossingen zijn al enkele jaren geleden gelanceerd, maar het blijft een moeilijke weg.
Indoor 5G
Met de komst van 5G wordt de indoorproblematiek alleen maar erger. 5G in Nederland komt waarschijnlijk op de 700 MHz band, de 3500 MHz band en op de 26 GHz band. De 700 MHz band heeft maar een beperkte capaciteit voor 5G verbindingen. De 3500 MHz band wordt door de huidige indoorinstallaties niet ondersteund (die gaan normaal maximaal tot 2700 MHz). De 26 GHz band frequenties liggen zo hoog dat dit signaal niet goed door een coax kan worden getransporteerd. Voor een 5G indoorinstallatie zijn dus actieve componenten nodig, zoals bijvoorbeeld de Huawei Lampsite zenders. Op de foto is een 4G-variant te zien die ongeveer even groot is al een WiFi zender, maar een groter bereik heeft. Er zijn verschillende manieren om actieve netwerken te bouwen, waarbij operators meer of minder eigenaar van de componenten zijn. Actieve componenten van een ander type of leverancier goedkeuren, is voor een operator heel lastig, omdat alle apparatuur moet voldoen aan hoge kwaliteitseisen en veel testprotocollen moet doorlopen.
Op het Mobile World Congres in Barcelona werden ook door grote leveranciers oplossingen gedemonstreerd, waarbij 4G en 5G konden worden gemengd in bestaande frequentiebanden. Hiermee is het niet mogelijk om alle voordelen van 5G te behalen, maar het geeft wel meer mogelijkheden in de integratie met de huidige netwerken of het gebruik van bestaande antennes. Met name passieve indoornetwerken zouden hiermee potentieel in staat zijn om 5G signalen te verspreiden.
Conclusie
De wereld van indooroplossingen is op dit moment volop in beweging. Nieuwe initiatieven volgen elkaar op, bestaande netwerken als 2G (GSM) en 3G (UMTS) worden voor een deel afgeschakeld en door de komst van 5G zijn er weer nieuwe uitdagingen voor gebouweigenaren. De focus van de operators ligt de komende jaren op de uitrol van 5G en verbeteringen in het buitennetwerk. De aandacht ligt daarom maar beperkt op de indoorvoorzieningen die voor veel gebruikers zo belangrijk is. Daarnaast is het realiseren van een goede indoordekking technisch nog steeds uitdagend!
Over de auteur
Eildert van Dijken is tijdens zijn studie al begonnen met (mobiele) telecom, iets wat in 1992 nog lang niet gebruikelijk was. Direct na zijn studie is hij bij Ericsson begonnen, waar via interessante projecten voor KPN en Telfort de stap is gemaakt naar training. Als trainer heeft hij alle aspecten van GSM, GPRS, UMTS en de toepassing daarvan aan technici en managers mogen uitleggen. Als account manager Enterprise heeft hij overheden, zorginstellingen en de industrie bezocht om Ericsson producten en diensten te verkopen. De veranderende markt en technologie stap naar VoIP hebben hem daarbij beziggehouden. Na bijna 12 jaar Ericsson, heeft hij de overstap gemaakt naar Comsys Telecom & Media, een bedrijf dat al 25 jaar gespecialiseerd is in telecom diensten.
Sinds 2010 is hij bij Strict actief in Business Development, met als speerpunten mobiliteit, Het Nieuwe Werken, indoor radiodekking en de integratie van communicatie technologie met bedrijfsprocessen. De ontwikkelingen rondom IoT, LTE, 5G en WiFi volgt hij van dichtbij. Vanuit zijn brede kennis van technologie en marktbewegingen beoordeelt hij nieuwe ontwikkelingen!