Een goede internetverbinding tijdens treinreizen is nog helemaal niet zo vanzelfsprekend. Het werken met een laptop of kijken naar de laatste aflevering van je favoriete tv-show tijdens het pendelen, gaat vaak lang niet zo goed als thuis. Hoewel moderne treinen zijn uitgerust met wifi-repeaters, blijft de coating op de ruiten van de wagons de draadloze communicatie storen. Die coating is nodig voor warmte-isolatie. De Zwitserse onderneming nu glass heeft een laserbehandeling ontwikkeld, waarmee ze op het station treinramen kunnen bewerken, zodat signalen van mobiele telefoons er beter doorheen kunnen. Nu glass is een spin-off van de technische hogeschool in Lausanne, Zwitserland.
De oplossing slaat twee vliegen in één klap. Enerzijds wordt vermeden dat spoorwegmaatschappijen steeds andere repeaters moeten installeren zodra er weer een nieuwe communicatienorm van kracht wordt. Anderzijds blijft de warmte-isolatie van de wagons onaangetast. Aangezien het systeem het glas van al geïnstalleerde ramen kan aanpassen, hoeven deze niet te worden vervangen.
Na een eerste test beoordeelde Swisscom – het belangrijkste communicatiebedrijf van Zwitserland – de prestaties van het signaal positief.
“Het signaal dat je binnen hebt, is hetzelfde als buiten. Het verschilt een beetje door het glas, maar dat is te verwaarlozen,” zegt Luc Burnier, CEO en oprichter van nu glass. Bovendien kan de technologie ook al bij de glasproductie worden gebruikt. Op die manier profiteren de treinen van de toekomst vanaf dag één van de technologie.
Superdunne lijnen
Het draagbare systeem werkt rechtstreeks op de ruit, waarop de laser superdunne lijnen graveert – dunner dan 25 micron – die de golflengten doorlaten. De beglazing is in ongeveer 15 minuten behandeld. De ruit hoeft niet te worden gedemonteerd, het apparaat werkt rechtstreeks op de trein, want de laser kan zich ook richten op gebogen oppervlakken. “In het begin begon ik lijnen in het glas te krassen met niets meer dan een liniaal. Als je superdunne lijnen met een hoge resolutie wilt tekenen, is lasertechnologie de optie bij uitstek”, legt Burnier uit.
Het idee voor een dergelijke behandeling is voortgekomen uit een ander soort onderzoek. Negen jaar geleden maakte Burnier deel uit van een team van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne – EPFL – dat werkte aan de verbetering van de isolatie van treinen.
Burnier: “Verwarmings- en koelsystemen zijn goed voor een derde van het stroomverbruik in treinen. Daarom hebben we een beglazingsconcept ontworpen dat de isolatieprestaties zou verdubbelen. Desondanks opperde de spoorwegpartner met wie we samenwerkten dat onze beglazing geen gsm-signalen doorlaat. Samen met Dr. Andreas Schueler – een natuurkundige en mijn baas in die tijd – bedachten we een manier om golven door te laten. En toen ben ik begonnen met het tekenen van lijnen op glazen.”
Simpel maar doeltreffend
Het principe achter het idee is zo eenvoudig en toch zo doeltreffend dat het verbazingwekkend was dat niemand eraan gedacht had. “Het boek Elektromagnetica presenteert frequentieselectieve oppervlakken in de allereerste pagina’s. Het is zo fundamenteel, dat het niet zo eenvoudig was om erover na te denken,” voegt de ingenieur eraan toe.
Metalen lagen reflecteren elektromagnetische golven. Om deze door te laten, moet het geleidingsvermogen van de coatings worden onderbroken. De ruimte tussen de openingen moet 10 of 20 keer kleiner zijn dan de golflengte die men wil laten passeren. Daarom moet in de coating een raster worden gegrafeerd dat frequenties doorlaat. En dat is precies wat Burnier heeft ontwikkeld.
“Je kunt niet te veel van de coating verwijderen, omdat anders zouden de isolatiewaarden afnemen,” legt Burnier uit. “Het ging erom een evenwicht te vinden tussen het doorlaten van frequenties en het onaangetast laten van de isolatie-eigenschappen.”
Ook interessant: ‘Glasvezel door de lucht’ gaat de spoorwegen in Europa helpen aan draadloze wissels en seinen
Geld besparen
Naast het behoud van de isolatie van de wagons is de afschaffing van signaalversterkers op de treinen een ander cruciaal aspect van de oplossing van nu glass. Aangezien de spoorwegmaatschappij overschakelt op 5G-verbindingen, zouden eigenlijk alle signaalversterkers op treinen moeten worden geüpgraded.
“Een repeater kost ongeveer 50.000 euro. Waarschijnlijk moet die over een paar jaar ook weer worden vervangen door een beter exemplaar. Bovendien is het niet eenvoudig om honderden mensen snel internettoegang te bieden terwijl de trein rijdt. Het is echt gevoelige elektronica,” onderstreept Burnier.
In geval van een storing moeten speciale technici de signaalversterkers controleren. In vijf jaar tijd loopt dat onderhoud – en de kosten van de signaalversterkers – op tot zo’n honderd miljoen euro, voor een land zo groot als Zwitserland.
Nu glass is nu op zoek naar investeerders om het systeem verder te ontwikkelen. “Sommige investeerders hebben interesse getoond in onze technologie. We kijken ernaar uit om het bedrijf daadwerkelijk op te richten, de eerste contracten te tekenen en uit te breiden over heel Europa,” zegt Burnier. Het bedrijf telt nu vier medewerkers. Tegen het einde van dit jaar verwacht Burnier meer medewerkers te kunnen aanstellen.
Een tweede test vindt aankomende maand plaats, waarbij nu glass de laserbehandeling gaat uitproberen op een ander type treinwagon. Behalve de Schweizerische Bundesbahnen (SBB) hebben ook al andere spoorwegmaatschappijen in Europa laten weten het systeem te willen testen. Aangezien de infrastructuur van mobiele netwerken de komende jaren steeds beter wordt, zal ook de netwerkconnectiviteit in treinen daar baat bij hebben.
Lees ook: De zeecontainer kan straks gewoon met de tram mee voor die ‘last mile’
