A technológia régi motorosainak még első kézből lehet ismerős a “GSM-készülék” fogalma, ám sok helyen (például a mobiltelefon-szaküzletek nevében) még ma is gyakran találkozunk a GSM kifejezéssel.

Azt viszont kevesebben tudják, hogy a GSM (vagyis Global System for Mobile Communications) valójában a 2G mobilhálózatok sztenderdje – míg ma már javában zajlik az 5G kiépítése. Mik is ezek a G-k, milyen köztes lépések vezettek ide, és merre tart a mobilhálózatok fejlődése?

Manapság természetes, hogy futtában átküldünk egy fotót barátainknak, megnyitjuk a térképet, vagy megnézünk egy videót a telefonunkon. A gyors technológiai fejlődés kézzelfogható bizonyítéka mindannyiunk számára maga az okostelefon, melyet legtöbben pár évente lecserélünk. Ritkábban gondolunk azonban a telefonok működését a háttérből szolgáló mobilhálózatokra – ezek fejlődése nélkül ugyanis nem is álmodhatnánk a fentiekhez hasonló szolgáltatásokról.

Mobilhálózati architektúra a gyakorlatban

Hogy megértsük a mobilhálózatokat, barátkozzunk meg először is a cellaalapú rádiós hálózat (cellular network) fogalmával!

A mindennapi mobilhasználatunk alapját adó rendszer lényegében a következőképpen működik: a lefedendő területet cellákra osztják, a vezeték nélküli hálózatot pedig minden cellában egy bázisállomás szolgáltatja. A telefonunk automatikusan mindig a hozzánk legközelebb eső cella bázisállomásához csatlakozik, a bázisállomásokat nagy sávszélességű, szupergyors vezetékes hálózat kapcsolja egymáshoz. A Telenor Magyarország mobil hálózata közel 4000 bázisállomásból áll, amit további több ezer helyi lefedettséget javító megoldás egészít ki.

A bázisállomásokon bonyolított adatforgalom az elmúlt 3 évben közel megháromszorozódott és a trend várhatóan a jövőben is hasonló marad. A fejlesztés tehát elkerülhetetlen, viszont nem kis feladat, hiszen nem elég egy központi rendszer fejlesztését elvégezni: az újabb és újabb mobilhálózati fejlesztéseket minden bázisállomáson implementálni kell.

Hálózatok 1G-től 5G-ig

A legelső mobil-, illetve akkoriban inkább még rádiótelefon-hálózatok, a második világháború után váltak elérhetőve. A nulladik generációs rendszerként ismert technológia még korlátozott funkcionalitással bírt: az alapszintű hangátvitelt szolgálta, és semmi egyebet. Az 1980-as évek elején megérkező 1G egy analóg rendszer volt, ami korlátozott számú előfizetőt volt képes hanghívások céljára kiszolgálni. A szűkös kapacitás mellett, ami Magyarországon kb. 100 ezer ügyfelet érintett, a technológiából adódóan biztonsági problémák is akadtak vele.

A következő evolúciós lépcsőfok hatalmas előrelépést jelentett: az 1991-ben megjelenő, már említett 2G-t ma is több, mint 2 milliárd ember használja. A második generációs hálózatok már lehetővé tették az SMS (vagyis rövid szöveges üzenetek) és MMS (multimédiás üzenetek) továbbítását is, ráadásul a hangminőség jelentős javulását is elhozták. A 2G továbbfejlesztésének tekinthetőek a GPRS és az EDGE szabványok is, amik jelentősen gyorsították az adatátvitelt, de mai szemmel nézve ez alacsony sebességet jelent (~100kbps), így már nem alkalmasak egy átlagfelhasználó igényeinek kiszolgálására, és jellemzően M2M megoldásokhoz használják.

 Az 1990-es évek végére világossá vált, hogy a két világ, a telekommunikáció és az internet előbb-utóbb összeér – ez végül a 3G technológiával történt meg. Az UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) szabványra épülő 3G  kezdetben 384 kbps letöltési, és 128 kbps feltöltési sebességet tett lehetővé, vagyis több, mint másfélszer gyorsabb volt az EDGE-nél is. Ezt követte rögtön a 3G továbbfejlesztése a HSPA (High Speed Packet Access, 3,5G) szabvány, ami már alkalmas volt Mbps adatátvitelre. Ezt értjük ma is a 3G alatt. A második és harmadik generációs mobilhálózatok jelenleg is használatban vannak, például a Telenor hálózata több technológia kombinációjával biztosítja az országos lefedettséget.

Ma azonban már általános a mobilhálózatok következő generációjának, a 4G-nek (vagyis az LTE (Long Term Evolution) technológián alapuló hálózatoknak) a használata. A 4G újabb óriási ugrást jelentett, hiszen lehetővé tette az országosan elérhető mobilinternet-szolgáltatás biztosítását. Mi több, 2019-ben bevezetésre került a VoLTE, vagyis a 4G hangszolgáltatás is, ami sokkal jobb hangminőséget nyújt, illetve a hang és a nagysebességű adat egyidejű használatát is lehetővé teszi. Felhasználóként ebből azt tapasztalhatjuk, hogy ma már gond nélkül meg tudunk hallgatni egy dalt, vagy részt vehetünk egy videokonferencián a telefonunk segítségével.

Mielőtt rátérünk az ultramodern 5G tárgyalására, emlékezzünk meg a technológiai elavulás folyamatáról is. Bár a 2G még legalább 2027-2028-ig velünk lesz, a 3G kivezetése már napirenden van, a Telenornál várhatóan 2023 végéig be is fejeződik. Az érintett frekvenciasávok ezentúl a 4G majd 5G biztosítását szolgálják majd.

5G: Ipar 4.0, a Dolgok Internete és hipergyors kapcsolat

A mobilhálózatok következő generációja a ma még ultramodernnek számító (de már kiépítés alatt álló) 5G. Az ötödik generáció fontos előnye a megnövekedett adatsebesség (az új hálózat akár 1-10 Gbps-re lesz képes, ami 10-100-szor gyorsabb, mint a jelenlegi 4G hálózatok). De talán még fontosabb az elérési idő a hálózat okozta késleltetés minimalizálása. 5G-hálózaton az adatátvitel gyakorlatilag valós időben, minimális látenciával (1-10ms) történik majd amennyiben az alkalmazás során ez szükséges. Ennek jelentősége ma még nehezen megfogható, de a Dolgok Internete (IoT, Internet of Things) jó példákkal szolgál.

A Dolgok Internete teszi lehetővé például az önvezető technológiák alkalmazását: egy baleset elkerülésében minden tizedmásodperc sokat számíthat, így az egymással is valós időben kommunikáló önvezető autók létezésének fontos előfeltétele a megbízható 5G-hálózat létezése. Az Ipar 4.0, vagyis a negyedik ipari forradalomként hivatkozott folyamat a gyártás teljeskörű digitalizációját jelenti – ehhez szintén kulcsfontosságú az 5G.

Fogyasztóként az 5G minden eddiginél gyorsabb internetet jelent majd, és olyan új szolgáltatások megjelenését, amiről ma még álmodni sem merünk. Nem véletlen, hogy a Telenornál is gőzerővel folyik a mobilhálózati architektúra modernizálása, a háttérinfrastruktúra fejlesztése. Ma még kevés 5G-képes készülék van a piacon, de minden jel szerint a technológia fejlődése újabb ugrásszerű változást fog hozni a mobilhasználatunkban!