Mobilnät

Ett mobilnät är uppbyggt av tre delar: mobiltelefon (mobila enheter), basstation och telefonväxel. Mobiltelefonerna som avsändare eller mottagare och basstationer som trådlöst och trådbundet nätverk i vilken inkluderas telefonväxel.

Föreställ dig att du ringer någon från din mobiltelefon som har en abonnemang från Tele2. Från din mobiltelefon strålas radiosignaler och signalerna fångas upp av den närmaste antennen som är ansluten till en basstation där en autentiseringsprocess startas upp. Information i mobiltelefonens SIM-kortet avgör om signalerna tas emot av basstationen, annars kommer signalerna försöka nå andra nät. Om autentisering godkänds kontaktar basstationen telefonväxeln så att kopplingen med mottagare kan etableras.

  • Basstationen som mobiltelefonen kopplar upp sig till kallas Base Station Controller (BSC).
  • Telefonväxeln som basstationen sedan får kontakt med kallas för Mobile Switching Center (MSC)
Bild 1: Mobilnät infrastruktur

Observera följande:

  • 2G-basstationerna kallas Base Transceiver Station (BTS). Signaler från BTS aggregeras i BSC.
  • 3G-basstationerna kallas NodeB. Signaler från NodeB aggregeras i RNC eller Radio Network Controller.
  • 4G-basstationerna kallas eNodeB eller Evolved NodeB.
  • MSC fungerar som en länk mellan mobiltelefonerna när de ska kopplas samman med varandra för samtal, sms, videosamtal, med mera.

Radiosignaler

För att den trådlösa kommunikationen ska fungera skickas radiosignaler i luften mellan basstationer och mobila enheter, exempelvis mobiltelefoner och surfplattor. Basstationernas antenner installeras på olika lämpliga platser (i master, på hustak, fasader och andra platser) i sammanhängande mobilnät.

Bild 2: Förenklat skiss på en del av den trådlösa kommunikationen

För att den trådlösa kommunikationen ska fungera i hela världen använder det mobila nätet godkända internationella standarder. Dessutom använder alla leverantörer samma språk och termer, vilket underlättar kommunikationen.

Autentisering

I alla autentiseringssystem är identifikationen grunden, till exempel har mobiltelefonen ett identifikationsnummer (15-siffrigt IMEI, International Mobile Equipment Identity) och SIM-kortet ett annat (IMSI, International Mobile Subscriber). Identifikationsuppgifter lagras i leverantörers databaser, till exempel SIM-kortets IMSI finns i databasen Visitor Location Register (VLR). I SIM-kortet finns information om operatören och de tjänsterna som SIM-kortet har rätt till. Informationen verifieras i databasen Home Location Register (HLR) och där finns även det faktiska telefonnumret.

Om SIM-kortet godkänns, går svaret tillbaka till telefonen, som kan visa för användaren att den är ansluten till mobilnätet. Denna procedur görs om då och då, både periodiskt och vid vissa händelser, om man till exempel rör sig i nätet och träffar på en ny cell.

Bild 3: Autentisering

Skulle telefonen inte tillhöra det svenska mobilnätet upptäcker VLR detta. IMSI-numret innehåller en lands- och operatörskod och MSC signalerar till SIM-kortets hemnät, där det också finns ett HLR med exakt samma struktur som den svenska.

Samma infrastruktur och identifiering används för SMS som för samtal, men SMS:et hamnar i ett Short Message Service Centre (SMSC) och lagras där i en databas. Där identifieras mottagaren och SMS:et skickas dit det ska. SMS:et lagras i databasen tills SMSC fått kvittens på att det nått fram.

Mobiloperatörer

I Sverige är det enbart ett fåtal mobiloperatörer som har ett eget nät, övriga mobiloperatörer är så kallade virtuella operatörer eller MVNO (Mobile Virtual Network Operator). De mobiloperatörerna som har egna nät i Sverige är Telia, Telenor, Tele2 samt Tre (Induo inkluderar i listan Net1). Alla andra mobiloperatörer hyr in sig på en eller flera av dessa fyra mobiloperatörers nät för att erbjuda sina egna telekomtjänster.

En kort lista på några virtuella operatörer och mobilnätet de använder:

  • Hallon använder mobilnät från Tre
  • Fello använder mobilnät från Telia
  • Vimla använder mobilnät från Telenor
  • Comviq använder mobilnät från Tele2, Telia, Telenor
  • Halebop använder mobilnät från Telia

Då och dagens mobilnät

Vi är just nu i ett betydande teknikskifte. Operatörerna har krav på sig att alla abonnenter till 2023 ska ha tillgång till stabila mobila tjänster. Den gamla teknik fasas ut och ersätts med nya,  2G och 3G håller på att avvecklas. Det sker inte bara i Sverige utan i hela världen. 4G/5G är säkrare, energisnålare och kostnadseffektivare än annan teknik. Fram till 2023 kommer 3G näten att monteras ned litet i taget, i Sverige.

Skillnaderna mellan 2G, 3G, 4G och 5G?

Bild 4: Mobilnät utveckling
  • 1G stödjer endast röstsamtal. 1G är analog teknik med maximal överföringshastighet 2,4 Kbps.
  • 2G (1991) anses vara den första generationen mobilnät och används mest till samtal, sms och mms. Den maximala teoretiska överföringshastigheten är 384 kbps. 2G utvecklades till 2.5G och 2.75G
  • 3G (1998) Mer data, videosamtal och Internet. 3G utvecklades till mycket snabbare 3.5G och 3.75G med maximal teoretiska överföringshastighet upp till 2 Mbps, annars 384 kbps i fordon i rörelse.
  • 4G (2008) den fjärde generationens nätverk används parallellt med 3G idag. 4G stödjer mobilt bredband och även speltjänster, videokonferenser, 3D TV och andra funktioner som kräver höga överföringshastigheter upp till 100 Mbps och 1 Gbps.
  • 5G är den femte generationens mobilnät som baseras på 4G med ny teknologi som möjliggör högre överföringshastigheter och möjligheter till ännu mer utveckling än någonsin.