Instructeur: Laten we het hebben over
mobiele telefonie, want de meesten van ons hebben een smartphone op zak
en we gebruiken mobiele telefonie elke dag om verbinding
te maken met het wide area network dat bekend staat als het internet.
Als we het nu over mobiel hebben, dan hebben
we het niet alleen over onze smartphones, maar ook over
onze tablets, speciale mobiele
modi voor bedrijfsnetwerken of draadloze toegangspunten
voor mobiele telefonie die bekend staan als hotspots.
Er is een breed scala aan mobiele technologieën
in gebruik, waaronder 2G, 3G, 4G, LTE en 5G.
Als je iemand hoort praten over G zoals 4G of 5G, dan hebben ze het in feite
over welke generatie van cellulaire
technologie wordt gebruikt door een cellulair modem in die
smartphone of dat andere apparaat.
Om verbinding te kunnen maken met een mobiel netwerk,
moeten deze apparaten
een ingebouwde modem hebben die een of meer
van deze verschillende technologieën en de bijbehorende
frequenties ondersteunt.
De allereerste mobiele netwerken die
we hadden en die we nu 1G noemen,
werden helemaal in de jaren 1980 ontwikkeld.
Deze 1G-telefoons communiceerden met een frequentie
van 30 kilohertz en hadden een bandbreedte
van ongeveer 2 kilobits per seconde of 2.000 bits per seconde.
We verstuurden dus echt veel gegevens
via deze 1G-handsets.
In plaats daarvan waren ze vooral gericht op het leveren
van spraakoproepen.
Naarmate de tijd verstreek,
begonnen mobiele telefoons eind jaren 90
aan hun tweede generatie die bekend staat als 2G.
2G-apparaten communiceren via een GSM-netwerk dat gebruik
maakt van het frequentieverbod van 1.800 megahertz.
Het grote verschil is dat 2G-apparaten via
een digitaal netwerk werkten, multiplexing gebruikten
en daarom naast telefoongesprekken ook gegevens
konden gaan gebruiken.
De gegevens hier waren niet supersnel.
Hier in 2G hebben we het over een snelheid die vergelijkbaar
is met een inbelmodem.
Meestal rond de 14. 4 kilobits per seconde
tot 64 kilobits per seconde, met GPRS, de General
Packet Radio Service.
Toen ik in 1999 mijn allereerste bedrijf startte, had ik zelfs
een 2G Motorola flip-phone die ik gebruikte.
En ik kon mijn laptop aan die telefoon koppelen en inbellen
om verbinding te maken met internet.
En op die manier kon ik facturen e-mailen naar mijn klanten
zodra ik hun kantoor verliet via deze lage-snelheidsverbinding.
Nu gaf 2G ons veel voordelen voor mobiele apparaten, ook
al waren de datasnelheden hier eerder beperkt.
2G-toestellen waren de eerste met sms en tekstberichten, maar ook met
de mogelijkheid om internationaal in te schrijven,
te vergaderen, te internetten terwijl we niet
bij onze computer zijn en andere dingen zoals dit.
De volgende evolutie in 2G
was de introductie van EDGE
of Enhanced Data Rates for GSM Evolution.
Dit bracht onze snelheden op ongeveer 1 megabit per seconde
voor de meeste moderne 2G-apparaten,
zoals de allereerste iPhone die in 2008 werd uitgebracht.
De derde generatie mobiele telefoons bracht 3G
met hogere datasnelheden.
3G-netwerken moeten minimaal 144 kilobits
per seconde ondersteunen om 3G te worden genoemd.
Maar de meeste apparaten waren sneller dan dat.
En ze ondersteunden snelheden rond 384 kilobits per
seconde als je in een auto
rijdt of tot 2 megabit per seconde
als je loopt of stilstaat.
Om deze hogere snelheden te kunnen bieden,
gebruikten 3G-apparaten een bredere frequentieband met frequenties
variërend van 1 tot 5 kHz. 6 gigahertz helemaal
tot 2 gigahertz binnen het 3G-spectrum, afhankelijk
van waar je woonde in de wereld.
Op het gebied van 3G
zijn er drie verschillende technologieën.
WCDMA, HSPA en HSPA-plus.
WCDMA is Wideband Code Division Multiple Access en maakt gebruik van
de UMTS-standaard. Het kan datasnelheden
bereiken tot ongeveer 2 megabit
per seconde.
Dit is de langzaamste van de 3G-technologieën.
Als verbetering op WCDMA was
er HSPA of de High Speed Packet Access Standard.
Deze kan snelheden tot 14 bereiken. 4 megabit per seconde.
Dit wordt ook wel 3 genoemd. 5G door de industrie.
Na verloop van tijd was dat niet snel genoeg.
Dus gingen we over op HSPA-plus, High Speed Packet Access Evolution.
Dit brengt ons snelheden tot ongeveer 50 megabit per seconde
en wordt vaak 3 genoemd. 75G.
Daarna kwamen we bij onze vierde generatie.
Dit gaf ons 4G met nog hogere snelheden en de introductie
van het gebruik van MIMO, wat Multiple
Input Multiple Output-technologie is.
Met 4G zouden we snelheden tot 100 megabit
per seconde kunnen halen
tijdens het rijden of tot 1 gigabit per seconde voor vaste
stationaire grootte of modems met een grote antenne.
4G-apparaten gebruikten zelfs een bredere frequentieband dan de
andere, die frequenties van 2 tot 8 gigahertz omvat, afhankelijk
van de implementatie in een bepaald land.
Toen 4G voor het eerst verscheen, werd het vaak 4G LTE of
4G Long-term Evolution genoemd.
Deze apparaten zouden snelheden
tot ongeveer 100 megabit per seconde kunnen bereiken.
Na verloop van tijd is er nu een verbeterde versie
van LTE die bekend staat als LTE-A of LTE Advanced.
Dit is een geavanceerde versie van
LTE die nog meer mogelijkheden en snelheden van 2 tot
3 keer die van gewone LTE toevoegt en onder perfecte omstandigheden
met een stationaire mobiele
modem snelheden tot 1 gigabit per
seconde kan halen.
Onze vijfde generatie mobiele telefonie heet 5G.
En nogmaals, het heeft hogere snelheden en meer mogelijkheden.
5G is eigenlijk relatief nieuw
en is pas in 2019 in gebruik genomen.
5G-apparaten brengen een enorme verbetering ten opzichte
van de vorige generaties apparaten.
Met 5G is het mogelijk om snelheden tot 10 gigabit
per seconde te bereiken door gebruik te maken van high-band 5G-frequenties.
Dit is een van de grootste verschillen tussen
5G en de oudere generaties.
Met 5G hebben we het eigenlijk opgesplitst
in drie verschillende frequentiebanden.
Er zijn lage, midden en hoge frequenties.
Nu liggen de lagebandfrequenties tussen 600 en 850 megahertz
en ze bieden ons snelheden
van 30 tot 250 megabit per seconde.
De voordelen van het gebruik van dit lage frequentiebereik
is dat het een groter bereik heeft
en een gebied kan bestrijken dat vergelijkbaar
is met de oudere 4G-netwerken.
De middenbandfrequenties werken
tussen 2. 5 en 3. 7 gigahertz.
Deze hogere frequentieband gaat hogere
datasnelheden van 100 tot 900 megabit per seconde ondersteunen,
maar elke gsm-mast bestrijkt nu minder gebied
dan de lage band of 4G-masten konden.
Vanaf 2021 worden de meeste 5G-implementaties uitgevoerd
met deze middenfrequentie-masten, omdat deze een goede
balans bieden tussen dekking en die hogere
snelheden.
Het derde frequentiebereik dat we hebben
staat bekend als de hoge-bandfrequenties
en deze werken tussen 25 en 39 gigahertz.
Deze veel hogere frequentieband
gaat extreem hoge snelheden van gigabit
per seconde ondersteunen.
De uitdaging hier is dat deze frequenties
in de millimetergolfband werken
en daardoor is het bereik van deze masten
veel, veel kleiner.
Bovendien wordt het signaal door de kleinere millimetergolfband
gemakkelijk geblokkeerd door muren, ramen en
andere objecten.
Daarom zijn er nog niet veel
implementaties van hoge banden.
Tot nu toe zien we dat ze worden ingezet
in gebieden waar veel mensen in
één klein gebied worden verwacht, zoals sportstadions,
pretparken en congrescentra.
Oké, ik heb je net een heleboel
feiten en cijfers gegeven over mobiele telefonie en alle verschillende
generaties van mobiele technologie, en je vraagt je waarschijnlijk af of je de snelheden
en frequenties van elke generatie uit je hoofd moet
leren.
En het antwoord is nee, dat doe je niet.
In plaats daarvan moet je weten dat hoe hoger de G zoals 4G hoger is dan
3G, dit zou betekenen
dat de nieuwere standaard en het heeft
hogere snelheden.
Het is ook belangrijk om te onthouden dat
5G verkrijgbaar is in drie verschillende
banden: low-band, mid-band en high-band.
Naarmate je hoger in de banden gaat, krijg je hogere snelheden,
maar wordt je dekkingsgebied kleiner.
Daarom zullen de meeste 5G-implementaties gebruikmaken
van de middenbandfrequentie waar ik het over had, wat leidt tot
betere dekking en behoorlijk hoge snelheden.