Mobil.se tema LTE/4G del 2:

Kartläggning: Allt du behöver veta om 4G

När 3G kom för snart tio år sedan var det ett stort steg, men när 4g nu gör entré på allvar ändrar det förutsättningarna för mycket av det vi känner till om mobiler, hastigheter och tillgängliga tjänster. Frekvenser och ny teknik ställer nya krav. Vi förklarar – här är allt du behöver veta om 4g.

Publicerad:

30 okt 2012 - 16:17

Uppdaterad:

27 nov 2013 - 11:04

Klivet från första till andra generationens mobilnät var stort och tydligt. Med 2g blev allt digitalt. Vi fick simkort, sms och datatjänster. Möjligheten att avlyssna andras samtal med en vanlig radiomottagare försvann. När 3g rullades ut var de tekniska skillnaderna lite mer svårgreppade, men det hände desto mer på marknaden. Vi fick en ny operatör i Sverige och Telia blev till en början utan nät, men den riktiga nyheten var högre datahastigheter jämfört med 2g-teknikerna gprs och edge. 3g möjliggjorde också en helt ny tjänst i mobilnäten – videosamtal. Just nu pågår utbyggnaden av 4g för fullt. Det är fortfarande samma uppsättning operatörer som slåss om kunderna, men tekniken öppnar för många nya tjänster i mobilnäten.

Med 4g blir mobiluppkopplingen ett skarpt alternativ till trådbundna bredband – även för dig som ställer riktigt höga krav. Turbo-3g räcker långt och levererar hastigheter som tål att jämföras med de flesta adsl-tjänster, men det finns en viktig skillnad – det som kallas latency eller pingtider. Ordet ping är lånat från ubåtarnas avståndsmätare, men istället för att skicka iväg en ljudpuls handlar ping i datanät om att mäta tiden som krävs för ett datapaket att nå en server och återvända. Om du laddar ned en stor fil, tittar på Youtubeklipp eller skickar mejl spelar pingtiden inte så stor roll, men för många spel och för ip-telefoni – med eller utan video – är det ett måste för upplevelsen att databitarna når fram i en jämn ström med minimala fördröjningar. 

Klicka på frekvenskartan för att se den i full storlek

Pingtiden mäts i millisekunder (ms) – tusendelar av en sekund. Med samma uppkoppling kan tiden variera beroende på vilken server du »pingar«, men när man talar om anslutningens pingtid menar man ofta tiden som krävs mellan ­mobilen och den första datorn i operatörens nät. Data färdas med ljusets hastighet genom luft, sladdar och optisk fiber. Men signalbehandling, felkorrigering och varje hopp mellan olika system – mediakonverterare, brandväggar, routrar, switchar och andra typer av utrustning som bygger upp internet – ökar fördröjningen. Att skicka data genom luften är svårare än att skicka dem genom en fysisk nätverkskabel. Tjocka väggar, nätdelar, strömsladdar och andra prylar i närheten med radiosändare stör överföringen och gör att data ibland måste skickas flera gånger innan de når fram i felfritt skick. Som användare märker man inte så mycket av detta. Felkorrektionen sker helt automatiskt och det krävs mycket störningar för att det ska bli ett riktigt avbrott i förbindelsen. Varje extra datapaket som måste skickas gör dock att fördröjningen blir längre – pingtiden ökar. En fiberoptisk länk – även om den knyter ihop stora avstånd – ger en fördröjning på i storleksordningen 1 ms. Med adsl får man räkna med minst 5–10 ms. Med 3g är det inte ovanligt att pingtiderna blir mellan 100–300 ms – alltså några tiondelar av en sekund. Det är tillräckligt för att fördröjningen ska märkas i ip-samtal – även om alla andra länkar i kedjan fungerar perfekt.

Även om både turbo-3g och 4g är digitala förbindelser med stöd för paketdata har tekniken förfinats ordentligt. Som näten fungerar idag kan du få runt fem gånger bättre överföringshastighet genom att uppgradera till 4g, men det är alltså pingtiderna som får det stora lyftet. På platser med perfekt täckning ger 4g samma prestanda som adsl – ned till cirka 10 ms, men man kan grovt räkna med att 4g är 10 gånger bättre än 3g när det gäller fördröjningarna.

Idag handlar 4g om högpresterande mobila bredband, men runt hörnet lurar ett stort kliv framåt även för vanliga röstsamtal. För att spara utrymme i kablarna bestämde man redan i den trådbundna telefonens barndom att ett röstsamtal inte behöver klara större omfång än frekvenser mellan 300 och 3 400 hz. 4g har tillräckligt stor bandbredd och tillräckligt låga fördröjningar för att kunna leverera samtal med ett ljud som närmar sig cd-kvalitet. Röstsamtal över 4g – till exempel via volte (Voice Over lte) eller andra ip-telefonitjänster kan ge det första riktiga lyftet för samtalskvaliteten sedan axe-växlarna i fasta telenätet. 

På bilden ser vi Telias Erik Hallberg, som i december 2009 visade upp företagets första 4G-modem.

Vad är egentligen 4G?

I Sverige heter det att 4g bygger på en teknik som heter lte – som i sin tur är en förkortning för 3gpp Long Term Evolution. Precis som med 2g och 3g finns det dock konkurrerande lösningar som bjuder på liknande prestanda. Internationella Teleunionen (itu) – en fn-organisation – har tagit fram standarder som talar om vad som skiljer de olika generationernas mobilnät åt. För 3g hette standarden imt-2000 och rymde mobilsystem som umts och cdma2000. IMT-2000 kräver att nätet ska klara teoretiska datahastigheter på minst 200 kbit/sekund, så också de snabbaste edge-versionerna klarade de formella itu-kraven även om få skulle kalla det 3g.

Standarden för 4g är betydligt tuffare och heter imt Advanced. Den spikades redan 2008 och itu satte upp riktigt höga mål – mobila enheter ska klara 100 Mbit/sekund och med fast monterade antenner ska det vara möjligt att nå hastigheter på 1 Gbit/sekund.

De högsta hastigheterna som svenska operatörer ställer i utsikt är 80 Mbit/s (Telia, Telenor och Tele2) respektive 64 Mbit/s (Tre), så det som säljs som 4g idag ligger faktiskt en bra bit under kraven från itu. Varken itu eller operatörerna kan göra anspråk på att bestämma vad som egentligen är 4g, men även om prestandan ligger i underkant när detta skrivs kan vi räkna med att snart, sannolikt redan under 2013, ha nät som levererar riktig 4g enligt itu.

LTE är den dominerande 4g-tekniken idag, men det var inte självklart att det skulle bli så. När planerna för 4g drogs upp var Wimax den hetaste kandidaten och redan 2006 fanns det modem och netbooks med inbyggd Wimax på marknaden som hade betydligt bättre uppkoppling än jämförbara 3g-produkter med umts eller cdma2000. De första kommersiella Wimax-näten startade i Sydkorea, men standarden är spridd över hela världen och används mest för trådlöst bredband mellan fasta punkter där man behöver lite bättre prestanda än vad mobilnäten erbjuder, men samtidigt längre räckvidd än vad wlan och andra licensfria lösningar ger. Den Wimax-variant som konkurrerar med lte om 4g-operatörernas plånböcker heter Mobile Wimax eller 802.16(e). De snabbaste näten klarar redan idag strax över 100 Mbit/s, men det handlar i första hand om lokala tjänster – inte om mobilnät som täcker hela länder.

När Telia lanserade 4G köade Mobil tillsammans med användare som ville vara först med 4G. Bristen på modem var stor.

Utöver lte och Mobile Wimax finns det en handfull standarder i gränslandet mellan turbo-3g och 4g – till exempel hspa+, Hiperman och Iburst – som klarar att leverera hastigheter mellan 10 och 100 Mbit/s. När vi tar steget till riktig 4g enligt itu är det bara två konkurrenter som fortfarande är med i matchen – Wimax Release 2 och lte Advanced. När det gäller hastighet och frekvensanvändning är skillnaderna inte så stora mellan Wimax Release 2 och lte Advanced. Standarderna går att använda på ungefär samma sätt och ger samma möjligheter, även om det finns tekniska skillnader i hur datapaketen sprider ut sig över tid och frekvensutrymme. LTE-lägret har dock lyckats betydligt bättre när det gäller att attrahera de stora operatörerna. Operatörerna med gsm eller umts i portföljen har i stort sett utan undantag ställt sig bakom lte. Till dem kan vi addera flera stora amerikanska operatörer som idag använder cdma för 2g och 3g, vilket ger lte en andel av världsmarknaden på omkring 80 procent.

.

.

 

.