Zo regel je straks 5G dekking in gebouwen

Sinds kort 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% 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. BTG is erg actief binnen dit onderwerp, onder andere via de Expertgroep Indoordekking. Al in 2017 wezen we uitgebreid op deze problematiek.

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 aan 20 Gbit/s) zullen de zendlokaties dichter op elkaar moeten komen. Overigens gaat het bij de allerhoogste 5G snelheden er niet om dat 1 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 wat 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 tegenhoud.
Het grootste probleem met de indoor gebruikers, is het feit dat de verbindingen door de moeilijke verbindingen veel meer capaciteit vragen van het buitennetwerk. Bij sommige operators wordt 90% 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, gezien de groei van het verkeer, de relatief hoge capaciteitsvraag op de zenders van het buitennetwerk en de belangrijkheid van goede indoordekking voor de gebruikers, zouden indoorsystemen wel belangrijk zijn 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 hun eigen basestations met zendapparatuur.
Voor private en publieke gebouwen in Nederland liggen de verhoudingen heel anders: er is voor zover bekend maar 1 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 geld ooit wordt terugverdiend. Voor operators is het wel 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 is een indooroplossing gewenst is. Om dat te realiseren moeten ze normaal zelf investeren in het DAS. Tevens moet men 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 50-100 projecten per jaar aankunnen. 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 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 10 jaar initiatieven om indoorinstallaties te standaardiseren en de kwaliteitseisen gezamenlijk vast te stellen. Ook de BTG is sinds een paar jaar met alle operators bezig om 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 publieke 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 koppelen, 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
Bij 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 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 licht 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!

BTG: Verbinding, verbreding en verdieping

Branchevereniging ICT en Telecommunicatie Grootgebruikers (BTG) behartigt de belangen van Nederlandse bedrijven en instellingen door kennis over te dragen en ervaringen uit te wisselen o.a. tijdens events

BTG in beeld en geluid

Expertsessies

Magazine

BTG in Business - Voorjaar 2022
Lees de laatste editie

Meld je aan voor onze nieuwsbrief!

Op de hoogte blijven van evenementen en het laatste nieuws? Schrijf je dan nu in voor onze nieuwsbrief.
  • Dit veld is bedoeld voor validatiedoeleinden en moet niet worden gewijzigd.