De fijne vergezichten vanaf het strand doen anders vermoeden, maar de Noordzee is een drukbezet gebied. Er is ruimte nodig voor scheepvaart, visserij, militaire oefeningen, recreatie en uiteraard de natuur. Bovendien speelt de Noordzee een grote rol in de transitie naar een duurzame economie. Het is een perfect gebied voor het opwekken van hernieuwbare energie via windmolenparken, drijvende zonneparken en golfslagcentrales. Daarnaast gaan we in de toekomst waarschijnlijk op grotere schaal zeewier en schaal- en schelpdieren kweken voor een duurzamer dieet. Al deze toepassingen en de betrokken bedrijven komen samen op zee. Een goede digitale communicatie is de sleutel tot een succesvolle samenwerking. Alleen dat is nog niet zo makkelijk te realiseren.
Om de mogelijkheden voor digitale communicatie op zee te ontdekken en innovaties te testen, zette Fred Hage samen met Wiebrand Bouwkamp bij Rijkswaterstaat het Connectivity Fieldlab North Sea (CFNS) op. “De digitalisering van de maatschappij, het bedrijfsleven en de overheid gaat heel hard, maar op zee blijft dit achter”, stelt Hage, die nu opereert als programmamanager van het CFNS. Telecomtechniek generaties 4G en 5G zijn op land bijvoorbeeld niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven, maar op zee ligt dat gecompliceerder. Voor 5G zijn namelijk veel masten nodig. Dat is lastig te realiseren op het water. Dat vraagt om andere oplossingen. Voor het digitaliseren van de Noordzee heeft het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (I&W) een groeifondsaanvraag ingediend.
We moeten de ruimte op zee zo efficiënt mogelijk gebruiken. Een goede communicatie is dan onmisbaar
Fred Hage
Van analoog naar digitaal
Op dit moment wordt op zee nog gecommuniceerd door middel van analoge technologie. “Om een beeld te geven; die technologie is zelfs niet toereikend voor SMS”, schetst Hage. Dat systeem voldoet niet meer als het drukker wordt met de komst van andere objecten op zee zoals windmolens en kisten voor het kweken van schaaldieren. De behoefte naar connectiviteit en communicatie tussen dergelijke objecten, bijvoorbeeld door middel van sensoren, groeit daarmee namelijk ook. Dan is een slimmer systeem nodig waarmee die sensoren en andere apparaten die zijn aangesloten op het Internet of Things, ook uitgelezen kunnen worden. “We moeten de ruimte op zee zo efficiënt mogelijk gebruiken. Een goede communicatie is dan onmisbaar”, stelt hij.
En als er goedwerkende, digitale communicatie op zee mogelijk is, dan zijn er nog veel meer toepassingen voor te bedenken. “Je kunt je voorstellen dat er dan meer en andere sensoren vastgemaakt worden aan drijvende zonneparken om ook meteen gegevens over bijvoorbeeld de waterkwaliteit realtime te monitoren”, gaat hij verder. Dat maakt digitale communicatie interessant voor een groot aantal bedrijven en (overheids)organisaties. In het CFNS worden verschillende mogelijke technologieën getest om te kijken wat het beste werkt op zee. Hage: “We kijken daarbij naar nieuwe technologieën, maar ook naar bestaande. Veel bestaande technologieën werken op land namelijk goed, maar zijn op zee nooit getest.”
Testboei
Dit jaar gaat het CFNS verschillende technologieën testen door middel van een boei. “We plaatsen allerlei sensoren op die boei om verschillende communicatietechnologieën in de praktijk te kunnen testen. Het gaat dan met name om de LTE-M en de 450 MHz band”, vertelt Hage daarover. Deze krijgt dan eerst een plek dicht bij de kust om alles goed in de gaten te kunnen houden. Daarna is het de bedoeling om de boei tientallen kilometers uit de kust te leggen om te kijken welke technologie op grote afstand betrouwbaar blijft. Hage: “Een fieldlab zoals we de afgelopen jaren hebben opgebouwd, is een mooie kans voor Rijkswaterstaat om de digitale Noordzee verder te ontwikkelen. Het is een snelle en doelgerichte manier van innoveren en valideren. Hierdoor kan de maatschappij en de economie de komende jaren verder digitaliseren en ontwikkelen.”
Lage frequentie, ver bereik
Zo wordt dit jaar bijvoorbeeld ook gekeken naar de mogelijkheden van communicatie via LEO-satellieten. Daarnaast onderzoekt Rijkswaterstaat of het mogelijk is om in de 12-mijlszone (de eerste +/- 19 km vanaf de kust, red.) een complete dekking te krijgen met de laagste frequentie (700MHz) van 5G. “De businesscase voor providers is natuurlijk voornamelijk gericht op het land, maar we onderzoeken of we dit op een bepaalde manier kunnen uitbreiden naar zee”, vertelt Hage daarover. Voor de communicatie buiten de 12-mijlszone wordt gekeken naar andere technologieën.
Een van de mogelijkheden is gebruik maken van draadloze verbindingen via LTE-M die werkt op een frequentie van 450 MHz. “Met deze lage frequentie is het bereik van een signaal veel groter. Daardoor heb je minder masten nodig. Ook gaat een lagere frequentie makkelijker door gebouwen heen wat relevant is voor toepassingen op land”, vertelt Arjan Olde Damink. Hij is directeur van Utillity Connect, een dochteronderneming van netbeheerders Stedin en Alliander. Het bedrijf benut de 450 MHz frequentie voor het uitlezen van slimme meters en andere devices van de netbeheerders, maar ontwikkelt daarnaast voor de toekomst allerlei innovaties op deze frequentie. LTE-M is de technologie die speciaal ontwikkeld is voor verbindingen tussen apparaten in het Internet of Things.
Verder denken
LTE-M over 450MHz is op zich geen nieuwe technologie. In Amerika en Duitsland wordt dit al gebruikt. “Maar het gebruik van deze technologie op zee is wel nieuw. Dan sta je weer voor hele andere uitdagingen”, stelt Olde Damink. Zo kan de reflectie van het wateroppervlakte invloed hebben op de propagatie (de reikwijdte van het signaal, red.). Daarnaast is de slijtage van de materialen anders door de wind en het zoute water. Bovendien moet het systeem zowel voor het versturen en ontvangen van data als ook voor spraak geschikt zijn. LTE-M werd al langer gebruikt voor het versturen van data, maar nog niet eerder voor gesproken communicatie. Die toepassing gaan de betrokken partijen nu verder onderzoeken.
De verdere ontwikkeling van LTE-M over 450 MHz biedt naast de toepassing op zee ook nog andere mogelijkheden. Zo is het systeem heel geschikt voor het uitlezen van slimme meters in huizen en sensoren langs wegen of in infrastructuurnetwerken.
“Dit soort robuuste netwerken hebben we nodig om de digitalisering bij te houden naast het waarborgen van randvoorwaarden als security”, stelt Olde Damink. Netbeheerders hebben daarin volgens hem een cruciale rol. “Netbeheerders hoeven niet te concurreren met elkaar. Dat is een vrij unieke positie. Daardoor wisselen netbeheerders nationaal en internationaal ervaringen met elkaar uit. Ik geloof echt in de samenwerking. Dat betekent nog niet dat alle innovaties ook daadwerkelijk van de grond komen, maar samen onderzoeken en verkennen brengt ons altijd verder.”
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
