Så fungerar 5G i mobiltelefoner

I veckans Så fungerar-avsnitt går vi igenom hur mobilnäten har utvecklats genom åren och vilka fördelar som de stundande 5G-näten kommer att ge våra mobiler.

2. Från 1G till 4G

Som det hörs på namnet är 5G den femte generationens mobilnät. Det kommer att byggas ut parallellt med de befintliga 2G-, 3G- och 4G-näten. De gamla 1G-näten, som lanserades i början av 1980-talet i Sverige, är däremot helt nedsläckta sedan år 2007.

1G

I mobilnätssammanhang är låga frekvensband attraktiva eftersom signalen där når långt och inte dämpas lika mycket av byggnation och terräng. De gamla 1G-näten, som använde låga frekvenser kring 450 MHz och 900 MHz, släcktes därför ned för att ge plats åt modernare tekniker. På 1G-nätens gamla frekvensband ligger nu vanliga 2G-, 3G- och 4G-nät (900 MHz) samt glesbygdsoperatören Net1:s speciella 4G-nät (450 MHz).

2G

Till skillnad från 1G-näten lever 2G-näten kvar än idag och används för bland annat telefonsamtal. SweClockers medlemmar som bor långt utanför närmsta tätort har säkert sett att mobilen växlar över till 2G när telefonen ringer (detta indikeras med ett G för GSM eller ett E för Edge som mobilnätsikon).

2G används också än idag för dataöverföring, något som 1G-näten saknade stöd för. Databandbredden är visserligen begränsad med hastigheter som mäts i kilobit per sekund i stället för megabit per sekund. Det är knappast tillräckligt för våra moderna streamingvanor, men det är tillräckligt för simpel kommunikation mellan maskiner, till exempel parkeringsautomater.

3G

När 3G lanserades fick mobiler tillgång till betydligt högre överföringshastigheter. Det var i samband med detta som den första videosamtalsboomen inträffade. Hastigheterna i 3G-nätet höjdes också successivt, från ursprungliga 384 kbit/s till slutliga 42 Mbit/s (marknadsfördes som 32 Mbit/s av de svenska operatörerna).

3G rullades i huvudsak ut på 2100 MHz-bandet, alltså ett högre frekvensband jämfört med de äldre nätteknikerna. 3G-näten ligger kvar där än idag och de ockuperar även utrymme på 900 MHz-bandet.

När det dyker upp ett H (HSPA) som mobilnätsikon tyder det på att mobilen använder en 3G-uppkoppling. Det är en vanlig syn även på dagens 4G-mobiler, eftersom merparten av våra telefonsamtal fortfarande sker över de äldre 3G- och 2G-näten. 4G-näten är nämligen renodlade datanät som har lämnat det gamla telefonsystemet bakom sig.

Tydligt 3G-uppkopplad mobil

4G-mobilen växlar över till ett 3G-nät vid traditionella telefonsamtal.

4G

För att ringa på 4G-näten krävs antingen samtalsappar (t.ex. Signal, Skype och Whatsapp) eller en mobil och operatör med stöd för Volte, Voice over LTE (Long Term Evolution är det tekniska namnet på 4G). Volte-stödet blev vanligt i mobiler runt 2015 och återfinns numera också i samtliga svenska operatörers mobilnät (Tele2, Telenor, Telia och Tre). Trots detta är Volte fortfarande inaktivt som standard, så användare som vill ringa över 4G-näten måste aktivera Volte manuellt i sina mobilers mobilnätsinställningar.

4G-näten möjliggör betydligt högre överföringshastigheter än 3G-näten. När 4G lanserades i Sverige låg den teoretiska nedströmshastigheten på 100 Mbit/s. Hastigheten har sedan dess ökat till 150 Mbit/s, 300 Mbit/s och 450 Mbit/s som bäst.

För att möjliggöra dessa höga hastigheter och samtidigt erbjuda god täckning använder 4G flera olika frekvensband. Ur ett svenskt perspektiv rör det sig i skrivande stund om fyra olika sådana, men internationellt sett används betydligt fler. Detta orsakade stora kompatibilitetsproblem i 4G-teknikens barndom då olika 4G-mobiler stödde olika 4G-mobilnät.

Frekvensöversikt över mobilnäten

Översikt över de olika mobilnäten i Sverige

Fördelarna med de många banden övervägde lyckligtvis nackdelarna: idag har vi god 4G-täckning utanför tätorter tack vare 800 MHz- och 900 MHz-bandet samt hög kapacitet i tätorter tack vare 1800 MHz- och 2600 MHz-bandet.