Versterking van de kennis op gebied van communicatienetwerken is hard nodig wil Nederland straks niet achteroplopen. Aan de horizon gloren technologieën als 6G- en quantum-netwerken, die bijzondere bagage vereisen. De basiskennis is goed, maar de ontwikkelingen gaan zo snel dat Nederland op haar tellen moet passen.
Paul Wijngaard en Pieter Nooren, respectievelijk sector manager telecom en senior consultant bij TNO, waarschuwen daarvoor. Het aantal studenten elektrotechniek houdt niet over. Nooren: ‘Vroeger kozen veel afgestudeerden voor een carrière in de telecom. Dat gold zeker in de tijd dat Nederland nog grote vestigingen van fabrikanten als Lucent had.’ De laatste jaren is dat anders geworden. Bijna alle productie is uit ons land verdwenen. Daar kwam nog bij dat de grote telecom-operators het beheer van netwerken gingen uitbesteden aan landen als India. Deze ontwikkelingen waren niet bevorderlijk voor het behoud van kennis. Ook was sprake van vergrijzing.
Bovendien kwamen er voor afgestudeerden in de elektrotechniek aantrekkelijke alternatieven. Wijngaard: ‘De zuigkracht van artificial intelligence en data-science is heel groot.’
Er doet zich voorzichtig een kentering voor. Onder operators en system integrators ontstaat de neiging weer meer zelf te gaan doen. Het besef groeit dat voor innovatie eigen kennis in huis nodig is. Die vernieuwing betreft de volgende generatie communicatienetwerken. Niet zozeer de consument maar vooral bedrijfsleven en overheid zijn daarmee gebaat. Voor zelfrijdende auto’s, duurzame precisielandbouw en realtime-aansturing van lokale energieopwekking en opslag zijn uiterst betrouwbare netwerken nodig. De vertraging in het netwerk moet minimaal zijn.
Wijngaard: ‘Klassiek bij mobiele netwerken is dat in principe slechts één netwerk wordt gebruikt. Alleen bij langdurige storingen wordt daar bij wijze van uitzondering van afgeweken. Netwerken van concurrerende operators nemen dan elkaars verkeer over. Dat gaat veranderen. Om een maximale betrouwbaarheid te krijgen, is het zinvol applicaties over meerdere netwerken te laten lopen. Meestal zullen dat gelijksoortige netwerken zijn. Maar soms kan het verstandig zijn hiervoor verschillende soorten netwerken te gebruiken. Denk aan wifi, mobiel en satelliet.’
Millimeterband
Uiteraard moet zo’n samenwerking wel binnen de mededingingsregels vallen. Onder voorwaarden zijn delen van het netwerk te delen. Zeker bij de hoge frequenties van 26 GHz (mmWave) die uiterst korte reactietijden bieden, is dit het overwegen waard. Bijvoorbeeld robots kunnen hiervan profiteren. Tegenover de snelheid die de millimeterband biedt, staat een kort bereik. Dit betekent dat veel opstelpunten en basisstations nodig zijn; een reden temeer om op dit gebied samen te werken. Om dat in operationele netwerken goed te kunnen doen, moet je een basis leggen door precompetitief onderzoek naar de best passende samenwerkingsmodellen. Daarnaast zijn er mogelijkheden om de frequenties te delen en zo het schaarse spectrum in Nederland flexibeler in te zetten.
Nooren: ‘Overheden hebben de ontwikkeling van de eerste, minder spectaculaire versies van 5G grotendeels aan de markt overgelaten.’ Bij toekomstige supersnelle versies van 5G en zeker bij 6G zou dit anders moeten. Met het oog hierop hebben de mobiele operators KPN, T-Mobile en VodafoneZiggo daartoe een initiatief opgezet. Ook de drie technische universiteiten en TNO hebben zich aangesloten bij Future Network Services (FNS). Geprobeerd wordt ook allerlei kennisinstituten, de ict, netwerkindustrie en ook de overheid hierbij te betrekken.
Oproep
Onlangs beschreven de initiatiefnemers hun aanpak in het position paper ‘Communicatienetwerken voor en door Nederland’. Daarbij deden zij de oproep een publiek-privaat consortium te vormen voor r&d van de volgende generatie communicatienetwerken. De groep wil de digitalisering in sectoren versnellen zoals energie, landbouw, mobiliteit en industrie. Hun aanpak betekent een trendbreuk met het verleden waarin markt en commercie domineerden.
Naast economische overwegingen krijgen publieke belangen veel meer de nadruk. Geopolitieke verschuivingen hebben de roep naar digitale soevereiniteit vergroot. De EU wil minder afhankelijk worden van Amerikaanse en Chinese bedrijven. Digitalisering moet ook een belangrijke rol spelen bij het duurzamer maken van de economie. De krachtiger netwerken moeten geen energie-slurpers worden. Robots en zelfrijdende auto’s vragen om een grotere betrouwbaarheid van netwerken.
Minder aangewezen
Het consortium moet ook de innovatie in de netwerken zelf bevorderen. Een van de doelen is specifieke Nederlandse sterktes in netwerktechnologie te creëren. Betrokken partijen willen ook minder aangewezen zijn op de leveranciers. In netwerken moeten meer functies worden ingebouwd. Nooren: ‘Netwerken dienen meer te zijn dan louter verbindingen. Vanuit het netwerk komt straks allerlei intelligentie. Denk aan nauwkeurige positiebepaling, rekenkracht en authenticatie.’ Wijngaard: ‘Niet alle data kan in de cloud worden verwerkt. Dit kan het geval zijn bij augmented reality, virtual reality en videobewerking van camera’s.’ Ook aan de randen van het netwerk moet rekencapaciteit beschikbaar zijn. Dit heet edge computing.
Nieuwe toepassingen vereisen een zware digitale infrastructuur waar veel bij komt te kijken. Allerlei netwerkdiensten, netwerk applicaties en extra hardware moeten aan die infrastructuur, straks een combinatie van verschillende soorten netwerken, worden toegevoegd. Wat dat betreft moet nog een hele evolutie plaatsvinden. Daarboven komen nog blockchain, Big Data en artificial intelligence. Voor dit alles is veel kennis nodig.
In diverse sectoren moeten proefprojecten komen. Zie de Rotterdamse haven, waar meerdere dienstverleners op gebied van logistiek en mobiliteit daar kunnen samenwerken in pre-competitieve proeven. Dat klinkt misschien een beetje raar, maar er zijn meer voorbeelden bekend. Neem iDeal. In dit systeem voor online-betalingen werken de Nederlandse banken samen. Maar tegelijkertijd blijven ze met elkaar concurreren.
Wijngaard noemt diverse specifieke terreinen waarop Nederland sterktes in nieuwe netwerktechnologie kan creëren. Chipfabrikanten zoals NXP kunnen bepaalde componenten ontwikkelen. Bovendien kan Nederland een rol spelen bij netwerkstandaarden en opensource. Ook bij de implementatie in hard- en software zijn doorbraken te realiseren.
Tal van onderzoeksonderwerpen zijn denkbaar. Denk aan programmeerbare infrastructuur, vertrouwde internet-architecturen en hoge frequentie draadloos. Ook fotonica en optisch-draadloos convergentie zijn interessant. Verder valt te denken aan ‘massive sensing and control with networked intelligence’ en ‘combines communication and sensing’.
Wijngaard hoopt dat meerdere grote en kleinere ondernemingen zich bij het consortium aansluiten. Met 6G is zijn we hier zeker niet te vroeg. In meerdere landen zijn hiervoor al initiatieven gestart.
