Sinds de introductie en massale adoptie van smartphones is mobiel internet voor veel mensen een vanzelfsprekendheid geworden. We zijn er inmiddels aan gewend dat we altijd en overal toegang tot het internet hebben en internettoegang wordt vandaag de dag door veel Nederlanders zelfs al als basisbehoefte bestempeld.

Toch is het helemaal nog niet zo lang geleden dat mobiel internet in Nederland werd geïntroduceerd en een groot succes was het in eerste instantie niet. In 1999 verschenen de eerste WAP-diensten in Nederland, maar door een lage snelheid van het GSM-netwerk en trage mobiele telefoons met kleine schermpjes die eigenlijk totaal niet geschikt waren voor het weergeven van grote hoeveelheden tekst was de internetervaring op geen enkele manier te vergelijken met die van tegenwoordig. Een erg grote verrassing was het initiële uitblijven van succes dan ook niet.

Door de jaren heen werden er echter in rap tempo nieuwe standaarden en communicatietechnieken voor mobiel internet ontwikkeld en dat heeft er, in combinatie met steeds snellere en betere mobiele telefoons, uiteindelijk voor gezorgd dat mobiel internet uiteindelijk toch een enorm succes is geworden.

Vier generaties

De verschillende standaarden en communicatietechnieken die worden gebruikt bij mobiele telefonie worden doorgaans ingedeeld in generaties die elk fundamentele veranderingen met zich mee brachten. Het verhaal van mobiel internet begint bij de tweede generatie van mobiel internet (2G) en leidt tot dusverre tot de vierde en huidige generatie. Hieronder een korte samenvatting.

1. 2G – 1991 – GSM, GPRS, EDGE

De tweede generatie van mobiele telefonie werd geïntroduceerd in 1991 met de GSM-standaard en het was de eerste generatie waarbij mobiel internet een rol zou gaan spelen. Bij de introductie van 2G was mobiel internet echter nog redelijk ver weg. Het was in eerste instantie alleen mogelijk om sms-berichten te versturen, terwijl in 1998 de mogelijkheid om mms-berichten te versturen volgde. De introductie van mobiel internet kwam in 1999 toen het met behulp van WAP voor het eerst mogelijk om mobiel te surfen. Erg handig in gebruik was mobiel internet nog niet, GSM was met een snelheid van minder dan 10 kbps erg traag en bovendien duur omdat je handmatig moest inbellen om verbinding te maken met het internet en elke minuut werd afgerekend. Toepassingen als instant messaging en pushmail waren door het ontbreken van een permanente verbinding vrijwel onmogelijk.

Iets later werd GPRS geïntroduceerd. Hiermee konden wat hogere snelheden worden bereikt, was inbellen niet langer nodig en kon er in plaats van per minuut worden afgerekend op de hoeveelheid data die werd verbruikt. Hoewel de maximumsnelheid slechts marginaal hoger was, was vooral het feit dat je niet langer hoefde in te bellen en dus eigenlijk altijd online was een enorm voordeel van GPRS. Tegen het einde van de tweede generatie werd ook nog EDGE, dat met maximumsnelheden van 384 kbps wél significant sneller was, geïntroduceerd, maar doordat de introductie van 3G aanstaande was, werd het in Europa nooit heel erg populair.

2. 3G – 2003 – UMTS, HSDPA, HSUPA, HSDPA+

De derde generatie mobiele telefonie is gebaseerd op de IMT-2000-standaard en door het toepassen van deze standaard moesten providers beginnen met de uitrol van nieuwe infrastructuur. Het was een grote investering, maar doordat 3G hogere snelheden beloofde en zeker op lange termijn het oude 2G-netwerk zou doen vergeten, was het voor providers toch de moeite waard. In 2004 was het Vodafone dat het eerst het UMTS aanbood aan zijn klanten. Het netwerk bood een maximale snelheid van 384 kbps en was daarmee ruim sneller dan GPRS dat tot op dat moment de snelste communicatietechniek in Nederland was.

Vanaf dat moment zouden de snelheden door het optimaliseren van de gebruikte techniek vrijwel elk jaar toenemen en in 2006 werd daar nog een schepje bovenop gedaan doordat de grote drie providers in Nederland (KPN, Vodafone en T-Mobile) allen met HSDPA, een uitbreiding op UMTS, kwamen. Hiermee konden al direct snelheden tot 1,4 mbps worden gehaald en deze snelheid zou in 2008 zelfs zijn opgelopen tot 7,2 mbps. Door de enorme populariteit van mobiel internet en het gegeven dat mobiele telefoons inmiddels net als computers over het internet kunnen surfen en geen speciale webpagina’s meer nodig hebben, wordt mobiel internet steeds populairder en blijven providers investeren in de mobiele netwerken. Als gevolg daarvan volgt later ook nog ondersteuning voor HSUPA en HSDPA+, twee uitbreidingen waarmee uploadsnelheden tot 2 mbps en downloadsnelheden tot 28,8 mbps gehaald konden worden.

3. 4G – 2010– LTE, LTE Advanced

De vierde generatie van mobiele telefonie werd officieel in 2010 gelanceerd, maar in Nederland duurde het tot 2013 totdat de eerste 4G-netwerken werden gelanceerd. De vertraging werd voornamelijk veroorzaakt doordat de 4G-frequenties in Nederland pas in 2012 werden geveild en daardoor konden providers niet eerder beginnen met de uitrol van het netwerk. Het 4G-netwerk was na de uitrol met snelheden tot 50 Mbps al direct sneller dan het 3G-netwerk en doordat de initiële communicatietechniek LTE werd uitgebreid met LTE Advanced is het inmiddels mogelijk om snelheden van enkele honderden megabits per seconde te halen.

Het was de bedoeling dat 4G gebaseerd zou worden op de IMT-Advanced-standaard, maar door de strenge eisen van de standaard is dat maar ten dele gelukt. Zowel LTE als LTE Advanced voldoen wel aan de eis dat alle frequenties alleen voor data worden gebruikt, maar schieten op het gebied van snelheid tekort. Volgens de officiële documenten zouden snelheden van 1 Gbps mogelijk moet zijn, maar in praktijk worden deze snelheden nog niet gehaald. Aangezien de vijfde generatie van mobiele telefonie waarschijnlijk binnen enkele jaren zal worden gelanceerd, is de kans groot dat er in de vierde generatie geen technieken zijn die voldoen aan de officiële standaard voor 4G.

4. 5G – 2019

De vijfde generatie dat officieel in 2019 werd gelanceerd zal theoretisch gezien 800 gigabits per seconde (Gb/s) kunnen faciliteren, hoewel in de praktijk uitgegaan wordt van 1 Gb/s (= 0,125 gigabyte per seconde). Voor het 5G-netwerk in Nederland is de frequentieband van 3,5 gigahertz (GHz) benodigd.

Hoe hoger de frequentie, hoe meer capaciteit, dan wel hoe sneller de verbinding, maar hoe minder het bereik van de antenne is. Meer kleine zenders (‘small cells’) in het straatbeeld zullen dus het gevolg zijn, zoals in bushokjes en op lantaarnpalen.

Masthoogten op boomniveau hebben een beperkende factor voor de werking van het 5G-netwerk ten aanzien van het bereik en de betrouwbaarheid: bomen dienen daarom 3 meter lager te zijn dan de hoogte van het basisstation

5G werkt met een lagere latentie (dit is de tijd ofwel de vertragingsduur in de communicatie tussen apparaten) dan bij voorgaande netwerkgeneraties. Bij 5G worden de gegevens in 1 milliseconde verzonden, terwijl dit bij het 4G-netwerk 50 milliseconden duurt. Dit wordt als cruciale verbetering beschouwd.