Nieuwe IT-technologie heeft over het algemeen een lange aanloop nodig. Dat geldt zeker voor de evolutie van draadloze mobiele netwerken. Tussen 2.5G (GPRS) en 3G (UMTS) zat drie jaar. Tussen 4G (LTE) en 5G zat negen jaar, en in Nederland zijn de frequenties voor 5G eindelijk uitgedeeld via de veiling van de 3,5 GHz-band. Bij de veiling waren er uitzonderingen voor twee smalle banden van 50 megahertz binnen dit spectrum. Die zijn bedoeld voor private 5G-netwerken.
Private mobiele netwerken, dat kennen we al. In afwachting van de uitrol van 5G maken veel bedrijven al gebruik van Private LTE, op de 4G-frequenties. De behoefte aan snelle mobiele verbindingen is zo groot dat er niet kon worden gewacht. Toegegeven, het heeft met 5G ook wel erg lang geduurd allemaal. Maar waarom was de behoefte aan een private 4G-verbinding zo groot? Het heeft te maken met latentie, de tijd die het kost tussen het verzenden van gegevens en het ontvangen aan de andere kant.
Latentie beperkende factor
Mobiele netwerktechnologie is essentieel voor sommige bedrijfstakken. Een bekend voorbeeld is de havensector. De mobiele verbindingen worden gebruikt om containers, vrachtwagens en schepen te tracken. Dat is vooral vanwege de uitgestrektheid van de haven een uitdaging. Bovendien is bijvoorbeeld de Rotterdamse haven uitgerust met allerlei ‘Smart Port’-functionaliteit, die op termijn moet uitgroeien tot een echte digital twin.
Gek genoeg is de snelheid van de mobiele verbinding niet de beperkende factor bij deze toepassingen. De genoemde vertraging in de vorm van latentie is dat wel. Om een real-time beeld te hebben van het havensysteem, is real-time informatie nodig. Hoe langer het duurt om informatie van sensoren en camera’s centraal te krijgen, hoe groter het verschil tussen de twin en de werkelijkheid, en daarmee de kans op problemen (zie kader).
De latentie bij Private LTE bedraagt gemiddeld 10-20 milliseconden. In ideale omstandigheden kan dit dalen tot 5 ms. Voor (Private) 5G is dat gemiddeld 1-10 ms, met minder dan 1 ms in ideale omstandigheden. Ter vergelijking: voor augmented reality is een latentie nodig van 20 ms of minder. Dat kan dus prima met LTE. Voor zelfrijdende auto’s is minder dan 10 ms vereist, en voor robotisering minder dan 5 ms om nauwkeurige besturing mogelijk te maken. Het is duidelijk dat de laatste twee toepassingen Private 5G vereisen.
Snelheid niet onbelangrijk
Is de snelheid dan helemaal niet belangrijk? Zeker wel. IoT-toepassingen bijvoorbeeld genereren een continue stroom aan data. Private LTE haalt een gemiddelde doorvoer van 500 megabit per seconde, 5G haalt gemiddeld 10 gigabit per seconde, een factor 20 groter dus.
Hoe hebben we dan in de tussentijd toepassingen kunnen hebben met Private LTE? Private LTE gaat vaak gepaard met ‘edge computing’, dus de verwerking van data op de plek waar het ook gegenereerd wordt. Dat betekent dat het niet nodig is om grote hoeveelheden data naar een centrale plek te sturen, en dat ook vertraging nauwelijks uitmaakt. Maar dat kan niet met alle toepassingen, daarvoor is Private 5G nodig.
Voor nog grotere snelheden en lagere latentie is het wachten op 6G. Deze technologie bevindt zich nog in de ontwikkelfase, en de doelstelling is een doorvoersnelheid van 1 terabit per seconde (100 keer sneller dan 5G en 1000 keer 4G) en een latentie van minder dan 1 milliseconde (10 keer lager dan 5G en 100 keer lager dan 4G). Maar dat kan nog wel even duren, de eerste producten worden niet voor 2030 verwacht.
Zo kan latentie de werking van de haven beïnvloeden
Een containerterminal bedient grote schepen, elk met duizenden containers. Kraanoperators gebruiken geavanceerde systemen om containers te laden en te lossen, waarbij real-time coördinatie en nauwkeurige positionering cruciaal zijn. Vertraging in de dataverbinding tussen de kranen, de controlesystemen en de havenbeheersoftware kan grote gevolgen hebben:
• Inefficiënte bewegingen: De kraanoperator krijgt verouderde data over de locatie van de container. Dit betekent onnodige bewegingen en verspilling van tijd.
• Schade aan containers: Vertraagde feedback van sensoren kan botsingen veroorzaken of onjuiste positionering. Het gevolg is schade aan containers (en dure reparaties).
• Veiligheidsrisico’s: Vertraagde waarschuwingen voor potentiële gevaren kunnen leiden tot ongevallen met kranen, containers of havenpersoneel.
• Vertragingen: Vertraagde data-uitwisseling tussen havensystemen kan leiden tot vertragingen bij het laden en lossen van schepen. Dit betekent langere wachttijden en hogere kosten.