Matkapuhelimien käyttö perustuu niille tarkoitettuun tietoliikenneverkkoon, eli matkapuhelinverkkoon. Niissä olevat tukiasemat muodostavat radioyhteyden alueen matkapuhelimiin. Erilaisia matkapuhelinverkkoja toteutetaan eri tekniikoilla, joista yleisimpiä ovat GSM-, CDMA-, WCDMA- sekä LTE-tekniikka. Älypuhelimien myötä niiden käyttäjille ovat tulleet tutuiksi erilaiset kirjainyhdistelmät, jotka ilmestyvät näyttöön. Nämä kertovatkin siitä, millä verkkotekniikalla puhelin on muodostanut yhteyden ja riippuvat myös puhelimen merkistä sekä mallista. Tässä artikkelissa käsitellään eri sukupolvien matkapuhelinverkkoja.

2G-verkko

Tämä toisen sukupolven matkapuhelinverkko on toteutettu yleisimmin GSM-tekniikalla. Merkittävin muutos ensimmäisen sukupolven analogisiin verkkojärjestelmiin oli verkon muuttuminen digitaaliseksi. Tavallisten puheluiden ja tekstiviestin lähettämisen lisäksi verkossa voi käyttää datapalveluja, joskin niiden käyttö on melko hidasta. Yhteyksien suorituskyvyn parantamiseksi kehitettiin myöhemmin 2.5G laajennuksia, kuten EDGE ja EGPRS. Näiden käytöstä matkapuhelimen näytöllä kertovat kirjainlyhenteet G ja E. GSM-verkkoja löytyy kaikilta mantereilta ja lähes kaikista maista. Merkittävin GSM:n kilpailija 2G-puhelimissa oli CDMA, jotka eivät yleensä toimi GSM-verkoissa.

3G-verkko

3G on lyhenne kolmannen sukupolven matkapuhelinverkoille. Suomessa ja muualla Euroopassa 3G-verkot perustuvat UMTS-teknologiaan, joka on lyhenne sanoista Universal Mobile Telecommunications System. Kansainvälinsen televiestintäliiton televiestintäsektori, ITU-T, on luonut määritelmän 3G-matkapuhelinjärjestelmälle. Sen asettamien vaatimusten mukaan 3G:n tulee tukea:

  • suuria bittinopeuksia
  • sallia liikkuvuus eri operaattoreiden hallinnoimien verkkojen sekä eri maiden välillä
  • multimediapalveluita

3G-verkko mahdollistaa puhelimen perustoimintojen lisäksi myös nopean datan käytön. Nopeuden parantamisessa käytetään HSPA-tekniikkaa, minkä vuoksi joissakin matkapuhelin malleissa näytöllä voi 3G:n sijasta lukea H tai H+.

4G-verkko

4G viittaa neljännen sukupolven matkapuhelintekniikoihin. Suomessa nimityksellä viitataan usein LTE-teknologiaan, vaikka todellisuudessa vasta LTE-Advanced lukeutuu varsinaiseksi 4G-tekniikaksi. ITU:n määritelmän mukaan 4G-verkon huippunopeuden tulisi olla 1Gbit/s (hitaassa liikkeessä) ja 100Mbit/s nopeasti liikuttaessa. Käytännössä nopeudet ovat kuitenkin usein huomattavasti hitaampia. 4G-verkon osalta oli pitkään epäselvää se, mitä tekniikoita voidaan virallisesti kutsua 4G:ksi. Teleoperaattoreiden painostuksesta ITU lievensi tiukkoja määritelmiä ja 2010 vuoden lopulta alkaen myös pelkkä LTE on lukeutunut 4G tekniikoihin.

Nykyään operaattoreiden LTE-verkot kattavat käytännössä koko Suomen. Puutteita esiintyy lähinnä harvaan asutuilla seuduilla – etenkin Suomen pohjoisosissa. 4G-verkon suosio on kasvanut lisääntyneen datasiirtotarpeen myötä.

Tulevaisuuden 5G-verkko

Tähän saakka 5G-verkko on toiminut maailmalla vain testikäytössä, eikä kyseistä verkkoa käyttäviä laitteita ole vielä markkinoilla. Ensimmäisten 5G-verkkojen käyttöönotto on suunniteltu alkavaksi vuonna 2018 ja sen on arvioitu leviävän laajempaan käyttöön vuoden 2020 jälkeen.

5G-verkko tarkoittaa suuria muutoksia etenkin tiedonsiirtoon tarjoamalla yhä nopeampia verkkoyhteyksiä. Nykyiseen 4G-verkkoon verrattuna se tulisi mahdollistamaan sata kertaa nopeammat yhteydet sekä viiveen pienenemisen vain muutamaan millisekuntiin. Pieni viive tulee parantamaan reaaliaikaisten, kolmiulotteisten pelien pelaamista ja lisäksi sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi liikenteessä, jolloin autot voivat olla yhteydessä Internettiin. Tämä voi mahdollistaa mm. itseajavat autot.

5G-verkon odotukset ovat korkealla. Tämän päivän haasteita matkapuhelinverkoissa ovat tietoliikennekapasiteeti ja -nopeus, verkkoviiveet, hinta ja käyttökokemuksen jakautuminen epätasalaatuisesti. Oman osansa haasteisiin tuo verkkoon yhdistettyjen laitteiden määrä, joka on jatkuvassa kasvussa. Näitä haasteita nykyinen 4G-teknologia ei ole kyennyt ratkaisemaan tehokkaasti, ja 5G-verkon tulisi vastata ainakin näihin haasteisiin.

Suomella on merkittävä rooli 5G-teknologian kehittelyssä; 5G-testiverkkoa ovat rakentamassa Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Oulun yliopisto. Ensimmäiset palvelut avataan käyttöön Suomessa Helsingin seudulla vuonna 2018.

Kilpailu 5G:n tuomisesta markkinoille on kova. Kaupallisten testiverkkojen osalta amerikkalaiset ja korealaiset ovat kehityksessä pisimmällä. 5G-verkkoa olisi tarkoitus demonstroida ensimmäistä kertaa Etelä-Korean talviolympialaisissa vuonna 2018. Japanilaiset puolestaan ovat jo luvanneet avata 5G-verkon Tokion kesäolympialaisiin vuonna 2020.

Kuluttajan kannalta 5G-verkkoon siirtyminen merkitsee uuden laitteen hankintaa. Tämän hetkiset mallit eivät tue uutta teknologiaa.