Deze en volgende week besteedt Innovation Origins aandacht aan de toenemende invloed van draadloze communicatie in de samenleving door middel van dataverkeer via elektromagnetische golven met steeds hogere frequenties zoals 5G.
Draadloos communiceren is eigenlijk een hele vreemde term. Want mensen – en dieren- communiceren al vanaf de oertijd draadloos met elkaar. En dan gaat het niet om het verbranden van hout om rooksignalen die indianen naar een stam op een andere locatie sturen, of het maken van tam tam geluiden door op trommels te slaan die de ene Afrikaanse stam maakt om de andere een bericht te sturen. Nee, draadloos communiceren is wat mensen altijd al deden als ze met elkaar praten. Er zit immers geen draad tussen twee gezichten op korte afstand van elkaar. Je kunt elkaar zo ook wel verstaan. Ook als er zoals gebruikelijk in tijden van corona zo’n anderhalve meter afstand tussen jou en die ander zit.
Wat we tegenwoordig bedoelen met draadloze communicatie, is dat we met elkaar kunnen praten via talloze onzichtbare elektromagnetische golven die zich door de lucht voortplanten van een zender in een basisstation naar een ontvanger, in de vorm van een mobiele telefoon of een ander apparaat dat het signaal kan ontvangen en omzetten in informatie.
Oneindig
Tegenwoordig zijn we er aan gewend dat we alles van huis uit kunnen regelen. Vanaf de computer, de mobiel of iPad kunnen we videobellen, films afspelen, berichten versturen, gratis via Whatsapp van Nederland of Duitsland naar Australië bellen, ga zo maar door. De mogelijkheden die de digitalisering ons heeft gebracht lijken oneindig te zijn. En misschien zijn ze dat ook.
De techniek echter die elke generatie mobiele telefonie gebruikt – en die in toenemende mate overgaat in mobiele datacommunicatie – kent wel een grens. Zo loopt het spectrum voor de radiofrequenties die we gebruiken voor de vierde generatie draadloze communicatie vol. De technologie die hiervoor gebruikt wordt heet – niet heel verrassend – 4G. Er maken zoveel mensen en machines gebruik van die frequenties van 4G dat er verstoppingen in het netwerk ontstaan waardoor de signalen vertraagd of verzwakt bij de ontvangers komen.
Om die reden is er een volgende generatie in de maak, die 5G heet, en die ons de komende jaren in staat zal stellen nog meer data te communiceren via nog hogere radiofrequenties. En als de grenzen daarvan bereikt zijn, krijgen we 6G, dat gebruik zal maken van nog hogere frequenties en zelfs zichtbaar licht dat ons in staat zal stellen te internetten via een lamp waar we dan onder moeten gaan zitten.
Morsetekens via de oceaan
De ontwikkelingen gaan zo snel, dat we ons eigenlijk nauwelijks realiseren waar we vandaan komen. Laten we daar nog eens naar terug gaan. De eerste draadloze communicatie die echt heel ver reikte, werd uitgevonden in de negentiende eeuw door Marconi. Het lukte hem een radiogolf van een zeer lage frequentie (minder dan 50 kilohertz) te sturen van Engeland naar de Verenigde Staten. Hij schoot de golf voorbij de horizon tot aan de ionosfeer, die de golf door reflectie terugketste naar beneden, waarna het wateroppervlak van de zee hem weer omhoog stuurde, enzovoorts. De berichten die hij daarmee kon sturen waren in morse, en die moesten afgeluisterd worden door iemand die aan de andere kant van de lijn zat en de berichten opschreef en decodeerde. De manier waarop dat toen ging zouden we, gezien de faciliteiten waaraan we nu gewend zijn, als primitief bestempelen.
Het duurde daarna nog een hele tijd voor we mobiele telefonie kregen, zoals we die nu kennen. In de jaren ’80 van de vorige eeuw kregen we voor het eerst mobiele telefonie door autotelefoons. Dat systeem wordt gezien als ‘1G’, de eerste generatie voor draadloze communicatie.
Maar het bereik daarvan was beperkt. Alleen mensen die zich zo’n autotelefoon konden veroorloven of beroepshalve nodig hadden, beschikten erover.
Autotelefoon
Er was te weinig ruimte op de frequentieband om heel veel abonnees te werven, zegt Jean-Paul Linnartz, hoogleraar aan de TU/e en gespecialiseerd in signaalverwerkende systemen. „Dus daarom was er ook een tijdje sprake van dat de band voor tv-uitzendingen daarvoor gebruikt zou gaan worden.” De tv zou dan via kabels de huizen in moeten komen, waardoor de antennes van het dak konden. Maar dat is dus niet doorgegaan.
In de tussentijd werd er gewerkt aan 2G, die vanaf de jaren 90 de eerste mobiele telefoons opleverde waarvan gebruik door de massa mogelijk was. Rond 2000 kwam 3G, dat consumenten ook in staat stelde om te gebruiken om te internetten. Tien jaar later kwam 4G dat een ware digitale revolutie ontketende omdat deze bredere snellere frequentieband het gebruik van smartphones mogelijk maakte. Mensen gingen massaal streamen, video’s sturen, maken, en bekijken. Ze belden er nog steeds mee, maar de extra functies namen die van de homecomputer over.
Vanaf dat moment was er geen weg terug voor de digitalisering van de samenleving. We moeten nu wel naar 5G, omdat we tegen de grenzen van 4G aanlopen, zegt Linnartz. Dat dit zo is, kan niemand ontkennen.
Geen weg terug
Niet alleen consumenten van smartphones willen massaal massa’s data sturen en ontvangen. Allerlei apparaten binnenshuis en in de buitenruimte doen dat ook, soms in opdracht van overheden, bedrijven, maar ook burgers. Denk aan de camera die sommige mensen in en op hun huis installeren om dat digitaal te kunnen bekijken en bewaken als ze er niet zijn. Hoe meer mensen, bedrijven en apparaten dat doen, hoe drukker het wordt op de frequentieband voor 4G.
En alsof dat nog niet genoeg is: we communiceren nu ook de hele tijd over zaken waarover we dat vroeger niet deden. Als je vroeger een pakketje bestelde, wist je dat het drie dagen later op het postkantoor zou liggen of bij je bezorgd zou worden. Nu krijg je na een bestelling voortdurend berichten over de locatie van het pakket, dat het verstuurd is, dat het nog een dag duurt voor het er is, dat het nog een uur duurt voordat het er is, en zelfs dat je het na bezorging in ontvangst genomen hebt. Ook dat levert extra dataverkeer op, en dat voor elk pakketje dat verstuurd wordt. En dat ook nog in een tijd dat online bestellen een vlucht genomen heeft. 5G, en na 5G 6G, daar kunnen we dus niet onderuit. Dat kun je op je vingers natellen.
Macht over burgers door data
De vraag is nu: levert de digitale revolutie ons alleen maar voordelen op? Trendwatcher Rob Creemers bijvoorbeeld maakt zich zorgen over de macht die bedrijven en overheden hebben over data die onthullen wat doodgewone burgers als u en ik hele dag zitten te doen. Op welk moment gaat het gemak van deze kennis over in totale controle van de samenleving, zoals in China aan de hand is? Dat is een hele moeilijke vraag waarop het antwoord er nu niet is.
Vrijheden zoals privacy van data die we tot nu toe in Europa in hoog vaandel hadden staan, lijken in rap tempo op de schop te gaan nu ze kunnen helpen met het traceren van besmetting door corona, bijvoorbeeld. Als je geen vaccin ter beschikking hebt, kan digitale technologie inderdaad helpen verspreiding te beperken, zegt Linnartz.
Grenzen aan gebruik?
Datzelfde geldt voor het bestrijden van terrorisme dat prioriteit heeft sinds de aanslag op de Twin Towers in New York op 11 september 2001. Zolang overheden en bedrijven op een verantwoorde manier omgaan met die data, zijn ze een hulp. Maar als een regime dat tot stand gekomen is door democratische verkiezingen er niet verantwoord mee omgaat, is het de vraag wat er gebeurt.
De nieuwe digitale producten en mogelijkheden die ze de wereld bieden moeten we leren kennen. „We moeten leren hoe we hier op een goede manier gebruik van kunnen maken, aldus Linnartz, „maar ook hoe er tegelijkertijd soms ook grenzen aan moeten stellen”.
Lees via deze link ook andere artikelen over 5G.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
