Deze week besteedt Innovation Origins evenals vorige week aandacht aan de toenemende invloed van draadloze communicatie in de samenleving door middel van dataverkeer via elektromagnetische golven met steeds hogere frequenties zoals 5G.
Het supersnelle dataverkeer via de 5G-golven op de 26 gigahertzband zijn nog niet eens beschikbaar. Maar ondertussen is het onderzoek naar de volgende generatie voor draadloze communicatie, 6G, via de nog veel snellere 70 tot 120 gigahertzband al gestart. Dat zegt hoogleraar Bart Smolders van de TU/e in Eindhoven.
De eerste week van april vond de eerste bijeenkomst plaats van het onderzoeksprogramma MyWave, dat hij leidt en die over vier jaar en prototype voor de 6G-antenne hoopt te kunnen presenteren.
Nieuwe chiptechnologie
Hoewel Smolders denkt dat het gaat lukken, weet hij wel dat de klus zeer ingewikkeld zal worden. „Het probleem is dat de antenne in een chip geïntegreerd moet worden. Dat betekent dat we niet alleen nieuwe antennetechnologie moeten ontwikkelen, maar ook nieuwe chiptechnologie. Normaal gesproken wordt een chip alleen gebruikt als integrated circuit voor elektronica. Daar komt nu dus de integratie van een antenne bij.”
Om het onderzoek te betalen is een budget van 4 miljoen euro uit het Europese innovatiefonds Horizon beschikbaar. Daarmee heeft Smolders 15 phd-studenten kunnen aantrekken.
Daarbovenop komt een bijdrage in de vorm van testcapaciteit van bedrijven die deelnemen in MyWave, zoals NXP, een fabrikant die halfgeleiders levert aan de autoindustrie en telecombedrijf Ericsson.
1 terabyte per seconde
Als de antennes in de chips, die per stuk kleiner worden dan een vierkante centimeter, klaar zijn moeten ze 1 terabyte per seconde kunnen versturen en ontvangen. Dat is honderd keer zoveel als kan met de antennes voor 5G, en 10.000 keer zo snel als mogelijk is via 4G.
De vraag is: wat moet je met zo’n enorme capaciteit en snelheid om data te versturen? Bijvoorbeeld autonoom rijden mogelijk maken, zegt Smolders. Daar kun je je iets bij voorstellen. Een autonoom rijdende auto moet in zijn eentje al heel veel informatie verwerken, ontvangen en versturen van sensoren in de omgeving en op de auto zelf. Maar dat is niet het enige. Stel dat er in 2030, al 6G in zou moeten gaan, een rijbaan geschikt gemaakt wordt voor autonoom rijdende auto’s, dan moet er capaciteit zijn op het netwerk om alle informatie die al die autonoom rijdende auto’s op de weg samen produceren te verwerken. Daar mag geen vertraging in zitten. Want dan loopt de boel in het honderd. Dat kan alleen als de capaciteit van het netwerk zo groot is dat het al die data kan verwerken en heen en weer kan sturen.
Technologie moet betaalbaar zijn
Een andere optie waarover gepraat wordt is een geavanceerder gebruik van drones, zegt Smolders. Het is nog maar een idee, maar de mogelijkheid bestaat dat er dan drones komen die je boodschappen halen en thuis brengen. Dat kunnen dan dus ook maaltijdbezorgers en pizzakoeriers zijn. Dan heb je dus geen last meer van over de stoep scheurende pedelecs en scooters.
Maar of dat lukt hangt niet alleen af van het natuurkundige brein van Smolders en het team van MyWave. „De technologie moet ook betaalbaar zijn. Dat zal een uitdaging worden.”
Blijven de Chinezen voorop lopen?
Bij de ontwikkeling van de nieuwe chiptechnologie waarin antennes verwerkt moeten worden, zijn de Nederlandse bedrijven NXP en ASML betrokken. Zo zal ASML een machine ontwikkelen die chips nog sneller maakt. De grote vraag is daarbij natuurlijk of China die machine dan wel mag krijgen. Misschien zijn de verhoudingen in de wereld tegen die tijd veranderd en is dat geen probleem. Als het wel een probleem is, moet China die chips elders laten produceren, wil de Aziatische grootmacht deze slag niet te verliezen, in tegenstelling tot die van 5G. In 5G lijkt China juist voor te lopen op Europa omdat het de apparatuur die daarvoor nodig is goedkoper kan produceren dan de Europese telecombedrijven Nokia en Ericsson, de enige bedrijven in Europa die 5G-antennes kunnen maken.
De frequentie die 6G zal gaan gebruiken om data te communiceren loopt van 70 tot 120 gigahertz. Dat is dus veel hoger (en sneller) dan de frequentieband van 5G (waarvan de snelste 26,5 tot 29,5 gigahertz is) en die van 4G (die loopt van 700 megahertz tot 2600 megahertz). Dat betekent dat het bereik van de 6G-golven, wat super new-radio genoemd wordt nog kleiner is dan dat van 5G (dat is tussen 100 en 200 meter) en 4G (ongeveer een kilometer).
Om de 50 meter een 6G-antenne
Volgens Smolders zullen er om de 50 meter basisstations voor 6G-antennes moeten komen in gebieden waar je wilt dat er dekking is. „Die dekking is lang niet overal nodig. Je kunt denken aan steden en snelwegen waar autonoom gereden wordt, bijvoorbeeld.”
Zo bezien komt volledig autonoom rijden ineens toch dichtbij: over tien jaar is het al 2030.
Lees via deze link ook andere artikelen over 5G.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
