Vi har alle været der. Telefonen viser masser af “streger” på signal-indikatoren i displayet på éns mobil, men det tager en krig for at downloade materialet, streame afsnittet af yndlingsserien, uploade et indlæg på sociale medier eller bare at planlægge en rute på telefonen. Nogle gange undres vi hvorfor og andre gange står i på stadion, på festivallen eller i anden anledning med tusindvis af andre der oplever lignende problematikker. Det er spørgsmål der ikke nødvendigvis besvares let eller forklares simpelt, men jeg vil gøre et forsøg.
Plads til signaler
Selve fundamentet for mobilkommunikation er radiobølger. Frekvenserne i luften er en naturressource, ligesom vand eller jord. Da der kun findes et bestemt antal frekvensbånd, som kan bære data effektivt over lange afstande, er “pladsen” i luften begrænset.
Regeringen (via Digitaliseringsstyrelsen i Danmark) udlejer specifikke dele af frekvensspektret til teleselskaber (som TDC, Norlys/Telenor og 3). Det sikrer, at selskaberne ikke sender på de samme frekvenser og forstyrrer hinandens signaler.
Kapacitet – Hvor meget data kan flyttes?
Når du er forbundet til en mobilmast sidder en række sendere kaldet for celler. På en given celle, deler du mastens samlede båndbredde med alle andre i det samme område. Det betyder for det første at hvis cellen kan kan leveres maksmalt 10GBit/1Gbit forbindelse og du sidder selv på cellen så vil du have den fulde båndbredde tilgængelig, sidder i 10 på masten, jamen så har du 1Gbit/100Mbit tilgængelig og så fremdeles. Den ekstra krølle på halen er så at hvis forbindelsen til masten (typisk en fiber forbindelse) ikke har kapacitet til at dække cellens kapacitet, så er man nødt til at tage ovenstående regnestykke og dele med fiberens hastighed i stedet.
- Tid,frekvens og støj: For at alle kan være på samtidig, bruger systemet avancerede teknikker til at opdele ressourcen:
- Tidsdeling: Du og din nabo sender data i ultrakorte skift (millisekunder), så det føles som om, I er på samtidig.
- Frekvensdeling: Forskellige brugere tildeles små, forskellige under-kanaler.
- Støj: En delt ressource på den måde, at vi kan “støje” for hinanden. Hvis to enheder sender for kraftigt på samme frekvens tæt på hinanden, opstår der interferens.
- Forhandling: Mobilnetværket skal hele tiden styre styrken på din telefons signal, så den taler “højt nok” til at masten kan høre den, men “lavt nok” til ikke at overdøve andre brugere i nabocelle
Flaskehals-effekten: Hvis 50.000 mennesker er samlet til en koncert eller landskamp, forsøger de alle at trække på den samme mast. Fordi ressourcen er delt, bliver der mindre “kage” til hver person, hvilket forklarer, hvorfor nettet bliver langsomt eller helt står af.