Wi-Fi is niet meer weg te denken: bijna iedereen heeft thuis een draadloos netwerk en als je buitenshuis bent maak je gebruik van hotspots in koffiebars, op scholen en op je werk. Omdat het erg druk is geworden op de 2,4 GHz-frequentie voor Wi-Fi wijken veel mensen uit naar de 5 GHz-band waar het nu nog lekker rustig is. Maar de rust wordt binnenkort verstoord, omdat telecomproviders het vrij beschikbare 5 GHz-spectrum willen gebruiken voor hun 4G-netwerken.

Update 11 maart 2016: T-Mobile heeft aangekondigd dat ze 4G op de 5GHz Wi-Fi-band willen gaan gebruiken.

Drukte op de 2,4 GHz-frequentie

Een paar jaar geleden maakten we voor Wi-Fi allemaal gebruik van de 2,4 GHz-frequentie. Deze band is vrij beschikbaar en vereist geen licentie. Het is bedoeld voor toepassingen in ‘Industry, Science & Medical’ (ISM), oorspronkelijk met het idee dat organisaties er vrij mee konden experimenteren.

Het heeft ertoe geleid dat 2,4 GHz Wi-Fi-netwerken bijna niet meer vooruit te branden zijn: het bereik is slecht, de doorvoer van data is traag en de verbinding valt regelmatig weg. Zeker als je allerlei connected accessoires in huis hebt die met Bluetooth, Zigbee en andere draadloze technologieën werken, is het druk op de 2,4 GHz-band. In het artikel ‘Why Everything Wireless is 2.4 GHz’ legde Wired zes jaar geleden al uit waarom magnetrons, babyfoons, routers, draadloze telefoons, Bluetooth-headsets en sensoren voor de garagedeur allemaal gebruik maken van diezelfde 2,4 GHz-band. Het komt omdat de ISM-band tussen 2,400 en 2,4835 MHz vrij te gebruiken is, terwijl fabrikanten voor andere frequenties toestemming moeten aanvragen of licenties moeten afsluiten. Door huisautomatisering zijn er nog veel meer apparaten bijgekomen die ook 2,4 GHz gebruiken, zoals slimme lampen en thermostaten die we zes jaar geleden nog niet hadden.

De huidige ISM-standaarden werden vastgelegd in 1985, op een moment dat we nog niet konden voorzien hoe druk het zou worden met allerlei (slimme) huisapparatuur dat we met afstandsbedieningen en apps bedienen. Er ontstaat interferentie en voor je het weet is je 2,4 GHz Wi-Fi-netwerk vrijwel onbruikbaar geworden.

"Magnetrons, babyfoons, draadloze telefoons, slimme lampen en sensoren voor je garagedeur zitten allemaal op 2,4 GHz."

Hipster met baard en moeilijk bereik (shutterstock_264401531).

5 GHz is de oplossing, maar hoe lang nog?

Gelukkig is er een oplossing als je thuisnetwerk traag en onbetrouwbaar is: maak via je router een extra netwerk aan op de 5 GHz-frequentie. De snelheid is hoog en terwijl de buren met hun verouderde router nog aanmodderen op 2,4 GHz trek jij moeiteloos Netflix-films in HD-kwaliteit binnen. Maar dat gaat veranderen.

Afkortingen
3GPP: 3rd Generation Partnership Project, samenwerkingsverband van telecomreuzen.
LTE: Long-Term Evolution, wordt in marketingmateriaal 4G genoemd.
LTE-A: LTE-Advanced, uitbreiding op LTE dat in marketingmateriaal ook wel 4G+ wordt genoemd.
LTE-U: LTE Unlicensed, gebruik van LTE op niet-gelicenseerde frequentiebanden zoals 2,4 GHz en 5 GHz. Zie ook Wikipedia. Deze standaard wordt gebruikt in de VS.
LAA: License Assisted Access, een soortgelijke standaard die in Europa en Japan zal worden gebruikt. Met LAA wil de 3GPP het gebruik van LTE op Wi-Fi-frequenties standaardiseren. Het verschil is dat LAA ondersteuning biedt voor LBT (listen-before-talk) en dat is bij LTE-U niet het geval.
LBT: Listen Before Talk, een mechanisme dat wordt gebruikt om de toegang te regelen tot een medium dat door meerdere personen of toepassingen wordt gebruikt.

Telecomproviders staan te popelen om de 5 GHz-frequentie te gebruiken voor LTE-U (in de Verenigde Staten) en LAA (in Europa). Op die manier kunnen ze op meer frequentiebanden opereren, zodat het 4G-netwerk sneller wordt. In Nederland heeft Vodafone in november 2015 een test uitgevoerd waarbij ze de 5 GHz-band gebruikten om meer capaciteit aan te bieden op drukke plekken.

Aanhangers van Wi-Fi zoals de Wi-Fi Alliance lobbyen tegen het gebruik van de nu nog rustige 5 GHz-band, maar de verwachting is dat providers er snel gebruik van gaan maken, zodra het kan. De Wi-Fi Alliance zoekt momenteel nog naar mogelijkheden om te zorgen dat meerdere technologieën naast elkaar gebruikt kunnen worden, zonder dat er interferentie optreedt.

Tele2 koos er vorig jaar bij de introductie van 4G+ voor om het 5 GHz-spectrum niet te gebruiken. Technisch directeur François Mairey betoogde, dat het niet goed gaat werken in Nederland:

Nederland is een land met veel Wi-Fi-netwerken, ook op diezelfde 5 GHz. Als wij dat zouden gebruiken voor ons 4G-netwerk, is dat denk ik te druk.

Tele2 gebruikte daarom de frequenties 800 MHz en 2600 MHz. Vodafone koos voor de test die ze uitvoerden juist wél voor de vrije spectrumruimte van de 5 GHz-band in combinatie met de gelicenseerde frequentie op 1800 MHz. Ze hopen in de toekomst de 5 GHz-band daadwerkelijk te kunnen gebruiken. Wat hen vorig jaar nog tegenhield, is dat LAA nog niet was opgenomen in de 3GPP-standaard. Dit staat gepland voor maart 2016, als de 3GPP ‘Release 13’ invoert.

T-Mobile gaat rond de jaarwisseling 2016/2017 starten met gebruik van 4G op de 5GHz-frequentie, maar belooft dat dit geen storing gaat veroorzaken. Wat KPN van plan is, is nog niet bekend. KPN doet wel ‘iets’ op de 5 GHz-band, maar dat is om het bestaande Wi-Fi-netwerk van klanten te versterken en heeft niets te maken met 4G.

"“Het is in Nederland al te druk op 5 GHz."

3GPP geeft in maart groen licht

Het 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is een samenwerkingsverband van organisaties die zich met telecomstandaarden bezighoudt. Zij willen een deel van de 2,4 GHz- en 5 GHz-frequentie gaan gebruiken om LTE verder uit te breiden. De telecomoperators kunnen op die manier voldoen aan de toenemende vraag naar brandbreedte onder mobiele gebruikers. Het is aantrekkelijk om dat te doen, omdat het gebruik van LTE-U en LAA geen extra kosten en vergunningen met zich meebrengt. Voor de licenties voor andere frequenties hebben de telecomproviders forse bedragen moeten betalen (zie onze berichten over de Telecomveiling van 2012).

Meer data via 5 GHz, hoe erg is dat?

De gevolgen voor Wi-Fi zijn niet alleen slechter bereik, maar ook andere ongemakken zoals meer interferentie. Batterijen van connected accessoires zoals brandmelders en thermostaten gaan bijvoorbeeld sneller leeg, merkte Todd Mensch, medeoprichter van XCellAir. Bij klanten van XCellAir gaf daardoor het brandalarm vaker valse meldingen, waardoor de interferentie ook gevaarlijk kan zijn. Apparaten verbruiken meer energie omdat ze steeds naar het netwerk moeten ‘zoeken’. Het kan ook gebeuren dat je geen essentiële notificaties op je iPhone krijgt (bijvoorbeeld van je beveiligingscamera) omdat er even geen verbinding mogelijk is. Interferentie is daardoor niet alleen hinderlijk (het duurt langer om een film te downloaden), maar ook potentieel schadelijk.

Connected home

LAA en LTE-U, hebben we het nodig?

Eigenlijk hebben we LAA en LTE-U niet direct nodig. Momenteel is er namelijk meer gezeur over het bereik van Wi-Fi dan het bereik van 4G-netwerken. Jaren geleden hoorde je nog veel klachten over slechte dekking van mobiele providers en het feit dat mensen in hun huis nauwelijks mobiel bereik hadden, maar dat gemopper is de afgelopen tijd langzamerhand verstomd. Op veel plekken in Nederland is al 4G beschikbaar en op de overige plekken is er 3G (er zijn natuurlijk altijd tragische gevallen van mensen die nog steeds buiten bereik van een mast zitten, maar dat is een ander verhaal, de algemene trend is dat het mobiele bereik voor veel mensen beter is geworden).

Het idee is dat de providers gebruik maken van carrier aggregation waarbij de datapakketjes op verschillende frequenties worden verstuurd. Bij de Nederlandse providers zijn dat de gelicenseerde frequenties 800, 1800 en 2600 MHz en in Belgie op de eveneens gelicenseerde frequenties 800 en 1800 MHz. Daar komen dan de vrije frequenties bij.

Het in 2014 opgerichte LTE-U Forum richt zich vooral op gebruik van de 5 GHz-band in de Verenigde Staten. Het forum is opgericht door de Amerikaanse provider Verizon, samen met Alcatel-Lucent, Ericsson, Qualcomm en Samsung. Ze proberen zich wel in te spannen, om te voorkomen dat LTE-U geen interferentie veroorzaakt, maar hun belang is in eerste instantie offloading. Oftewel: zorgen dat de eigen netwerken minder belast worden.

Toch zijn er op zich wel alternatieven.

Alternatief 1: de 700 MHz-band

Er is een alternatief voor de 5 GHz-band, namelijk op de frequentie van 700 MHz. Het Ministerie van Economische Zaken besloot in 2014 dat ook de 700 MHz-band vrijgemaakt gaat worden voor mobiele communicatie. Maar dat gaat nog wel even duren. De verwachting is dat de veiling voor 2019 plaatsvindt, maar dat duurt nog een paar jaar. Telecomproviders als KPN, Vodafone, T-Mobile en Tele2 kunnen dan de frequenties tussen 694 en 782 MHz in een veiling bemachtigen en gebruiken voor het vergroten van hun netwerkcapaciteit. De providers mogen de frequentieband voor 2G, 3G of 4G gebruiken, maar het is logisch als ze daarbij voor 4G kiezen en niet voor de oudere netwerktechnologieën.

In Europees verband wordt ook de 700 MHz-band vrijgemaakt voor mobiele communicatie. In Nederland wordt de frequentie voornamelijk gebruikt voor Digitenne (digitale televisie via de ether), straalverbindingen van tv-stations en draadloze microfoonsystemen in studio’s.

De 700 MHz-frequentie is aantrekkelijk voor providers. De lage frequentie geeft namelijk een grotere dekking per antenne. Dat is ook de reden waarom KPN en Vodafone sneller klaar waren met hun 4G-netwerk (aanvankelijk 800MHz) dan T-Mobile (1800MHz). De providers gebruiken tegenwoordig meerdere frequenties: KPN en Vodafone zitten op 800, 1800 en 2600 MHz, T-Mobile op 900 en 1800 MHz, Tele2 op 800 en 2600 MHz.

Dat zijn genoeg frequenties om met carrier aggregation snelle 4G+-verbindingen te kunnen aanbieden.

Alternatief 2: iedereen op 4G+ en 5G

5g iphoneHet 4G-netwerk werkt momenteel prima en wordt over een paar jaar toch vervangen door 5G, dus waarom zouden we ons druk maken? Misschien gaat Wi-Fi wel helemaal verdwijnen en wordt 5G je thuisverbinding. Een jaar geleden braken Britse onderzoekers een record met snelheden van 1 terabyte per seconde op 5G! Dat is sneller dan Wi-Fi thuis. We moeten er alleen nog even op wachten: 5G zal naar verwachting pas in 2020 breed beschikbaar komen. Providers moeten dan wel zorgen dat de datalimieten veel hoger komen te liggen, zodat je 5G ook kunt gebruiken om Spotify te luisteren en Netflix te kijken.

Als de providers hun zin krijgen en de 5 GHz-band massaal gaan gebruiken, moeten we in de tussentijd maar overstappen op 4G+, want dat is op veel plekken toch al sneller dan de brakke Wi-Fi-netwerken.

Router 802.11ad

Alternatief 3: 802.11ad

Als de providers het probleem niet gaan oplossen, zullen de fabrikanten van routers iets moeten verzinnen. Hiervoor is de 60 GHz-band te gebruiken, die inmiddels als standaard is geregistreerd onder de naam 802.11ad. De eerste routers die dit ondersteunen zijn inmiddels ook verkrijgbaar, bijvoorbeeld die van TP-Link op de foto. Dit was de eerste draadloze router die 802.11ad ondersteunde. Het protocol voegt een extra spectrumband toe tussen 57 en 66 GHz. Welke frequentie exact wordt gekozen is afhankelijk van het werelddeel waar je woont. Huidige routers die 802.11ac ondersteunen gebruiken 2,4 GHz en 5 GHz. Als je een 802.11ad-router hebt komt daar dus nog 60 GHz bij. De verschillen tussen 802.11ac en 802.11ad vind je hier.

Het grote voordeel is snelheid: bij 5 GHz is 1733 Mbps het maximum, terwijl je op de 60 GHz-band wel snelheden van 4600 Mbps kunt halen. Dat kan handig zijn voor 4K-video. De acht antennes op de TP-Link Talon AD7200 Multi-band Wi-Fi Router bevatten krachtige versterkers, zodat je tot in elke hoek van je huis bereik hebt.

Alternatief 4: 802.11ah (Wi-Fi HaLow)

De Wi-Fi Alliance heeft begin 2016 een nieuwe standaard geïntroduceerd, Wi-Fi HaLow. Dit wordt ook wel 802.11ah genoemd en is vooral bedoeld voor het Internet of Things, zoals thermostaten, lampen, sensoren, sloten en beveiligingscamera’s. Dit zijn apparaten die aan een lage bandbreedte voldoende hebben. Wi-Fi HaLow zorgt voor een hoog bereik en laag energieverbruik, waardoor het een concurrent wordt van Bluetooth. De slimme apparaten in huis krijgen door gebruik te maken van HaLow een eigen IP-adres.

Wi-Fi HaLowWi-Fi HaLow is ook interessant voor Apple’s HomeKit. Het werkt op de 900 MHz-band, dezelfde band waar T-Mobile 4G-diensten op aanbiedt. De eerste apparaten met HaLow worden in 2017 verwacht. Het mooie is (net als bij het eerder genoemde 802.11ad) is dat je geen aparte hub nodig hebt want de ondersteuning voor HaLow is gewoon ingebouwd in de Wi-Fi-router die je toch al nodig hebt. De verwachtingen zijn dat veel Internet of Things-apparaten met HaLow zullen werken.

Fotocredits: groep mensen in koffiebar, via Shutterstock.com (Rawpixel.com); man met moeilijk bereik, via Shutterstock (GaudiLab). De alternatieven 3 en 4 zijn toegevoegd met hulp van Nicolas Maton.

Suggestie hoe we dit artikel kunnen verbeteren? Laat het ons weten!

Informatie

Laatst bijgewerkt 11 maart 2016, 18:32
Categorie Achtergrond
Onderwerpen lte, wifi

Reacties zijn gesloten voor dit artikel.