Hoe mobiele netwerken werken

Het pad van je mobiele gegevens

Het pad van je mobiele gegevens is heel eenvoudig. Je toestel maakt verbinding met de dichtstbijzijnde zendmast met behulp van radiogolven en begint gegevens te verzenden. De zendmast ontvangt de gegevens en stuurt ze via ondergrondse kabels door naar een datacentrum.

Het datacentrum stuurt die gegevens vervolgens door naar de dienst die je probeert te bereiken en wacht op antwoord. Na ontvangst van een antwoord van de dienst (bijvoorbeeld een website), stuurt het de gegevens via dezelfde ondergrondse kabels terug naar de zendmast en de zendmast zendt die gegevens naar je terug met behulp van radiogolven.

Hoe je toestel omgaat met data

Eerst maakt je toestel verbinding met een van de beschikbare zendmasten door radiogolven uit te zenden. Om deze radiogolven uit te zenden, heeft het toestel een zender en een antenne nodig. De zender zet de gegevens om in radiogolven die via de antenne worden verzonden naar de dichtstbijzijnde zendmast.

Om gegevens van zendmasten te ontvangen, moet het toestel een ontvanger hebben. In plaats van gegevens verzenden door radiogolven te creëren, vangt de ontvanger ze op als ze van de zendmast komen. Meestal zijn de ontvanger en zender gecombineerd in één apparaat - een transceiver.

Als je op dezelfde plaats blijft, dan blijven je apparaat en die mobiele zendmast met elkaar communiceren. De toren zal het apparaat laten weten dat hij het ziet, dat hij er duidelijk mee kan communiceren en dat het apparaat erkent dat het met die toren moet communiceren in plaats van steeds naar een andere toren te zoeken.

Zodra de zendmast merkt dat het steeds moeilijker wordt om het toestel te bereiken, laat hij het toestel weten dat het op zoek moet naar een nieuwe zendmast, dus zendt het toestel radiogolven uit om te zien of er zendmasten zijn die kunnen reageren. Dit proces verloopt heel snel en meestal naadloos. Daarom merk je niet eens dat naar een andere zendmast is overgeschakeld.

Hoe mobiele zendmasten werken

Als je weleens een zendmast voor mobiele telefonie hebt gezien, heb je waarschijnlijk gemerkt dat er allemaal verschillende apparaten op staan. De mast kan dezelfde of verschillende antennes hebben, afhankelijk van de netwerkgeneraties die hij ondersteunt.

Deze antennes ontvangen radiogolven van verschillende apparaten op verschillende banden, afhankelijk van de gebruikte netwerkgeneratie. De masten zijn gewoonlijk via ondergrondse kabels verbonden met een datacentrum. Daardoor kunnen ze gegevens van en naar het datacentrum verzenden en ontvangen. Het verbinden van elke mast met een kabel kan een uitdaging zijn, vooral in landelijke gebieden. Daarom hebben sommige masten grote antennes die gebruik maken van microgolven in plaats van radiogolven.

Zij richten deze antennes op een andere mast die een kabelverbinding heeft. Wanneer dergelijke masten een signaal ontvangen van een apparaat, sturen zij de gegevens via microgolven door naar een andere mast die de gegevens vervolgens via kabels naar het datacentrum stuurt. 

Hoe een datacenter werkt

Zodra je gegevens verstuurt, of dat nu vanaf het internet thuis is of op afstand via een mobiel netwerk, gaan die naar het datacentrum van je internetprovider (ISP). Het datacentrum moet die gegevens dan doorsturen naar de bestemming. Stel dat je in Europa bent en toegang wilt tot data die in de VS worden gehost. Je gegevens moeten dan van het datacentrum van de ISP naar mogelijk een andere grotere ISP zoals Vodafone reizen. Zo'n grotere ISP heeft een onderzeese kabel tussen Europa en de VS. Om te begrijpen hoeveel onderzeese kabels er zijn, kan je deze website bezoeken. 

Kleinere ISP's moeten betalen voor het recht om verbinding te maken met grotere ISP's om hun infrastructuur te gebruiken voor het verzenden en ontvangen van gegevens. Gewoonlijk hebben dergelijke grote bedrijven een nationaal netwerk en hun onderzeese en ondergrondse kabelverbindingen, zodat gegevens met andere landen kunnen worden gedeeld. Zij zullen de kleinere ISP's voor zulke privileges laten betalen.

Telkens wanneer je gegevens verstuurt, kunnen deze, afhankelijk van de bestemming, honderden of zelfs duizenden kilometers afleggen via ondergrondse en onderzeese kabels om hun bestemming te bereiken. Het fascinerende daaraan is dat dit slechts een fractie van een seconde duurt.

Hoe verschillend zijn netwerkgeneraties?

1G - Voor het eerst was het mogelijk op afstand te bellen, maar vanwege de technologie was de spraakkwaliteit slecht en bedroeg de snelheid maximaal 2,4 Kbps.

2G - De tweede generatie mobiele netwerken introduceerde SMS en internetbrowsing met snelheden tot 50 Kbps.

3G - GPS, video's, spraakoproepen. De derde generatie was gericht op het verbeteren van datasnelheden en bood een snelheid van 3Mbps. Dit heeft het gebruik van GPS, het bekijken van online video's en het voeren van telefoongesprekken van goede kwaliteit mogelijk gemaakt. In zekere zin heeft de derde generatie smartphones de mogelijkheid gegeven slim te zijn.

4G - De vierde generatie verhoogde de gegevensoverdrachtsnelheden tot 100Mbps. Hierdoor kon inhoud met hoge resolutie zoals films worden bekeken en konden videogesprekken van hoge kwaliteit in realtime worden gevoerd.

5G - De vijfde generatie is de nieuwste generatie die snelheden van meer dan 10 Gbps en een zeer lage vertraging biedt. Dergelijke snelheden en lage latency maken de weg vrij voor nieuwe technologieën zoals autonoom rijden, slimme steden, en nog veel meer.