Det er en god sjanse for at du først de siste par årene har begynt å bruke 4G-nettet på mobiltelefonene din. Det gjør at du kan laste ned apper på få sekunder og se på TV når du er på farten.

Men blant de som bygger mobilnettverk, er 4G allerede en gammel teknologi. De har for lengst begynte å jobbe med den femte generasjonen: 5G.

Målet er å legge til rette for det såkalte Internet of Things. «Tingenes internett» er allerede i gang: All verden gjenstander blir koblet på nettet.

• Les mer: Hva skjer når alle tingene dine kobles til internett?

– 5G handler om kommunikasjon mellom mennesker, akkurat som 2G, 3G og 4G. Dessuten handler det om kommunikasjon mellom apparater som gjør ting på vegne av mennesker. Det kan være alt fra små apparater som styrer elektrisitet eller varme i hjemmet, helt til ting så store som biler.

Det sier Rahim Tafazolli, som er professor og direktør for Institute of Communication Systems ved University of Surrey i England.

– Det gjør at hjem, fabrikker, biler, sykehus blir mer forbundet, og dermed samfunnet som helhet, sier han. 

Mer effektivt

Rahim Tafazolli mener at 5G kan gjøre oss mer effektive og produktive.

– Du kommer til å bruke tiden din bedre. Jeg bruker to timer om dagen i bilen. Den kommunikasjonen jeg har på kontoret eller hjemme, vil jeg også kunne ha i bilen. Hvis du arbeider på en fabrikk og gjør det samme dag ut og inn dag, vil roboter og maskiner kunne ta over arbeidet, fordi de blir forbundet trådløst. Så kan du bruke tiden på viktigere ting, sier Tafazolli.

Tafazolli var nylig ordstyrer for en paneldebatt ved konferansen 5G Huddle i Industriens Hus i København, hvor forskere, industrifolk og andre interesserte fra hele verden møttes for å diskutere hva 5G skal kunne gjøre når det blir tilgjengelig fra år 2020.

Paraplyen lyser når regnet er på vei

I takt med utbredelsen av Internet of Things vil en rekke nye muligheter oppstå. Den utviklingen vil bli styrket når 5G-nettverket blir lansert.

– Det vil bli utviklet smarte hjem og smarte byer. Du vil kunne bruke mobiltelefonen til å se når bussen kommer, hvilke interessante filmer det er på kino, og hvor det er åpent, sier Knud Erik Skouby, som er professor ved institutt for elektroniske systemer ved Aalborg Universitet.

I bygninger koblet til nettet er det allerede mulig å fjernstyre og automatisere en lang rekke funksjoner, slik at man blant annet sparer strøm og får et bedre inneklima.

Varmen kan for eksempel slås av når man er ute på reise, og når man er på vei hjem, kan man skru opp varmen via mobilen. Et annet eksempel er smarte vinduer. De kan lukkes og åpnes ved hjelp av mobiltelefonen.

Vi mennesker vil også bli mer og mer forbundet med sensorer i for eksempel klokker eller klær. De kan overvåke geografisk posisjon, aktivitet, puls, pust og søvnmønster. I Sverige har et telefonselskap testet en helsepakke som gjør det mulig å måle alt fra blodtrykk til lungekapasitet. Deretter kan man velge å sende informasjon til legen eller andre.

Dessuten vil et hav av vanlige gjenstander få nytt liv ved å bli forbundet til internett. Et klassisk eksempel er en paraply som selv sjekker værvarselet. Så kan håndtaket blinke hvis det blir regn, slik at du husker å ta den med på vei ut av døren.

Biler skal snakke sammen

Noen av de nye apparatene setter krav til at fremtidens 5G-nettverk kan levere informasjon med en forsinkelse på under et millisekund. Til sammenligning er svartiden på 4G-nettverket typisk over 100 millisekunder, og man skal være heldig for å oppleve svartider på ned til 25 millisekunder.

Den lille forsinkelsen vil bli viktig for augmented reality-briller, som kan legge inn et lag av informasjon over det man ser på. Hvis man for eksempel snur hodet mot en butikk, kan tekst om utvalg og åpningstidene dukke opp i brillen.

– Med slike briller kreves utrolig lave svartider for at det skal bli komfortablet, sier Preben Mogensen, som er professor ved institutt for elektroniske systemer ved Aalborg universitet og en del av Nokias forskningsavdeling.

Selvkjørende biler vil også kreve lave svartider, og forbindelsen må være ekstremt pålitelig. Bilene vil trenge å kunne kommunisere med hverandre, med trafikklys, skilt og selve veien – i tillegg til kameraer og radar.

– På en motorvei med seks spor, hvor noen vil passere og skifte fil, er det en utrolig stor kompleksitet i å holde avstand til hverandre, så den minste forsinkelsen i kommunikasjonen gjør at det blir et ustabilt system, forklarer Mogensen.

Når flere og flere biler blir koblet til nettet, vil det også bli mulig å lete etter ledige parkeringsplasser, finne stjålne biler, basere forsikringspremien på kjøremønster og tilkalle hjelp ved en ulykke.

100 ganger raskere 

Nedlastingfarten vil også bli markant bedre med 5G. Utviklerne snakker om hastighet på opp mot 20 Gbit per sekund, noe som svarer til å hente en hel film i HD-format på et par sekunder.

Siden brukerne må dele på båndbredden, vil de i praksis ikke oppleve den farten. Trolig vil brukeren oppleve 100–1000 Mbit per sekund, noe som er 10–100 ganger raskere enn med 4G.

Likevel er det ikke farten den mest merkbare forskjellen.

– Den store opplevelsen vil være at man brer ut tjenesteflaten til en hel masse nye ting, sier Knud Erik Skouby.

Hackere kan komme tett på

Mange av eksemplene på ting som blir koblet til nettet, finnes allerede, og med 5G blir de bare mer utbredt. Men det vil også bli skapt helt nye dingser som ingen tenker på.

– De viktigste applikasjonene er faktisk alt det vi ikke vet om ennå. Jeg tror vi er naive hvis vi tror at vi kan forutsi fremtidens applikasjoner. Da ville vi ha vært i gang med å starte opp en ny bedrift, sier Erik Dahlman, som er seniorekspert hos Ericsson Research.

Til gjengjeld kan utviklerne forutsi at sikkerheten i 5G-nettverket er avgjørende. Siden mange av de forbundne tingene går tett på folks privatliv, og noen av dem kan påvirke oss rent fysisk, kan det gjøre stor skade hvis de blir hacket.

– Jo mer som kommer ut, jo mer vanskelig blir det. Hvis dette skal fungere effektivt, må sikkerhet og privatliv være under kontroll. Det blir en stor utfordring, sier Skouby.

Må bli enige

I det hele tatt må utviklerne av nettverket håndtere en del utfordringer før 5G blir en realitet. Først skal de bli enige om standardene for hva 5G skal kunne gjøre, og så må selve teknikken og infrastrukturen utvikles.

Blant annet må prosessorkraften i hvert apparat økes for å kunne håndtere større datamengder. Strømforbruket må senkes, og mobilselskapenes kjernenettverk må flyttes nærmere brukerne for å gjøre responstiden lavere.

Dessuten må politikerne bestemme hvilke frekvenser 5G skal operere i. Siden det er rift om plassen i det lave frekvensområdet, som blant andre TV- og radiostasjoner bruker, skal 5G ligge i høye frekvensbånd. Det gjør de enklere å levere store mengder data på et lite område, men det gjør det vanskeligere å dekke et stort område og trenge gjennom vegger.

Kappløpet er i gang

Mens det blir forhandlet om spesifikasjoner og frekvenser, er firmaer som Nokia, Ericsson, Samsung og Huawei allerede i gang med et kappløp om å utvikle teknologien som blir ryggraden i 5G-nettverket.

Her i Danmark har Nokia slått seg sammen med Aalborg Universitet, hvor forskerne blant annet undersøker fordeler og ulemper ved å bruke de høye frekvensene, hvor godt signalet er innendørs, hvordan biler i høy fart kan bevare en stabil forbindelse, og hvordan Internet of Things kan håndteres smartere enn på 4G-nettverket.

Gradvis overgang

Nokia har som mål å tilby et 5G-nett i Europa til EM-sluttspillet i juni 2020. Det er noen få uker før sommer-OL i Tokyo, og da vil naturligvis japanerne kunne tilby det samme. Men Sør-Korea har som mål å vise frem teknologien allerede under vinter-OL i Pyeong Chang i 2018.

– Alle sier at 5G vil komme i 2020. Det er bare et spørsmål om hvem som kommer først, sier Skouby.

Det nåværende 4G-nettet bli oppgradert, så man vil ikke oppleve en revolusjon fra den ene dagen til den andre, mener forskerne fra Aalborg Universitet.

– Utviklingen skjer dag for dag og er allerede i gang. Når vi når til 2020, har vi noen nye ting. Men det er bare starten, og da fortsetter bare utviklingen. Se det som en eksponetiell utvikling, hvor du får 30 prosent mer i året, sier Preben Mogensen.

I videoen under kan du se hva deltakerne på konferansen peker på som det viktigste for at 5G-nettverket blir en suksess.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.