Hoe een gesprek je mobiel bereikt
Een mobiel netwerk is een lappendeken van cellen, en elke cel is het gebied dat één zendmast met radio bedekt. Om je mobiel te bereiken, zoekt de operator op in welke groep cellen je telefoon het laatst is gezien. Hij laat elke mast in die groep naar je telefoon roepen en verbindt het gesprek via de mast waarop je telefoon antwoordt. Vandaag gaat je stem in kleine datapakketjes door de lucht, over 4G en 5G, en de oudere 2G- en 3G-netwerken gaan dicht.
Paars: het gesprek en de delen die het gebruiktLegenda
- Paars: het gesprek en de delen die het gebruikt
- Stippellijn: radioverbinding door de lucht
- Eén tegel: het gebied van één mast
Je mobiel staat aan · het register zag hem het laatst in zone B
Druk op een knop, of klik op je telefoon om iemand je mobiel te laten bellen.Druk op een knop, of tik op je telefoon om iemand je mobiel te laten bellen.
In allebei dezelfde stappen. Je telefoon en de weg van je stem door de lucht zijn veranderd.
Anatomie van een gesprek naar een mobiel: het huis van een beller, de centrale en het register van de mobiele operator, en een stad als een bord met tegels, één tegel per zendmast. Tegel A hoort bij zone A, tegels B1 en B2 bij zone B. De schakelaar toont hetzelfde netwerk in de jaren 90. De tekening is niet op schaal.
-
Volg één gesprek
Druk op Gesprek afspelen en kijk mee, of scrol naar beneden: de tekening volgt je stap voor stap. Met Zelf proberen, onder de tekening, voer je je eigen gesprek.Druk op Gesprek afspelen en kijk mee, of ga met Volgende stap voor stap verder. Met Zelf proberen, onder de tekening, voer je je eigen gesprek.
-
Stap 1 van 5
Iemand belt je mobiele nummer
Een vriend pakt thuis de vaste telefoon en kiest je mobiele nummer. Aan dat nummer ziet zijn telefoonmaatschappij bij welke mobiele operator je hoort, dus geeft ze het gesprek aan die operator door. Het gesprek komt aan bij de centrale van je operator, de computer die zijn gesprekken verbindt. Niets in je nummer zegt waar je bent.
Waarom gaat het gesprek eerst naar je operator, en niet naar een mast bij jou in de buurt?
Omdat alleen je operator weet waar je telefoon is. De standaard voor een gesprek naar een mobiel noemt de centrale die het als eerste ontvangt de gateway. Het eerste wat de gateway doet, is het register van je operator vragen hoe je te bereiken bent.
Het register vraagt het deel van het netwerk dat jouw zone bedient om een tijdelijk nummer, het roamingnummer, en geeft dat terug. Met dat nummer stuurt de gateway het gesprek door naar de centrale bij jou in de buurt.
Bronnen: ETSI TS 123 018: basic call handling in mobile networks (2022)
-
Stap 2 van 5
Het register weet in welke zone je bent
De centrale vraagt het aan het register, een database met een record voor elke telefoon die de operator bedient. Jouw record noemt niet de mast waar je in de buurt bent. Het noemt de zone waar je telefoon het laatst is gezien, een groep naburige cellen die de standaard een location area noemt. In de tekening is dat zone B, twee tegels van het bord.
Hoe weet het register waar je telefoon is?
Je telefoon vertelt het. Elke mast hoort bij een zone, en komt je telefoon in een nieuwe zone, dan stuurt hij het netwerk een kort bericht om dat te melden. De standaard noemt dat een location update, en het register van je telefoon het home location register.
Binnen één zone houdt je telefoon zich stil, hoeveel masten hij ook passeert. Staat hij stil, dan meldt hij zich ook op vaste tijden. Zo kan het netwerk een telefoon die nog aanstaat onderscheiden van een die niets meer laat horen.
Bronnen: ETSI TS 123 012: location management in mobile networks (2022)
-
Stap 3 van 5
Elke mast in die zone roept naar je telefoon
Het register zegt zone B, niet welke mast. Dus vraagt de centrale elke mast in zone B om je telefoon op te roepen, en allebei zenden ze een kort radiobericht uit met de identiteit van je telefoon erin. Technici noemen dat paging. De mast op tegel A blijft stil, want je telefoon is niet in zijn zone.
Waarom houdt het netwerk niet gewoon de precieze mast bij?
Dan zou je telefoon zich moeten melden telkens als hij van de ene cel naar de volgende ging. Elke melding kost batterij en radiotijd, op elke telefoon die beweegt.
Zones zijn het compromis. Je telefoon meldt zich alleen als hij een nieuwe zone binnenkomt, en in ruil roept het netwerk hem op in elke cel van die zone als er een gesprek binnenkomt. 4G en 5G werken net zo, met tracking areas. Het netwerk roept je telefoon op in elke cel van de tracking areas waarin hij is aangemeld.
Bronnen: ETSI TS 123 012: location management in mobile networks (2022); ETSI TS 123 401: the 4G network and its paging (2023)
-
Stap 4 van 5
Je telefoon antwoordt via de dichtstbijzijnde mast, en gaat over
Je telefoon hoort zijn identiteit en antwoordt via de mast die hij het best ontvangt, hier die op je eigen tegel. Nu kent het netwerk je cel. Het verbindt het gesprek van je vriend via die mast, en je telefoon gaat over. Je neemt op. Je stem gaat door de lucht naar de mast en loopt dan via kabels terug door de centrale naar de vaste telefoon van je vriend. In de jaren 90 verstuurde je telefoon je stem in één van de acht tijdsloten van een radiokanaal. Vandaag gaat je stem in kleine pakketjes de lucht in, zoals bij een gesprek over het internet.
Kijk erin Radioverbinding
- 1Je stem, in pakketjes
- 2De stem die terugkomt
- 3Radioverbinding
50 pakketjes per seconde dragen je stem in elke richting, met 20 ms geluid in elk pakketje.
- 1Jouw tijdslot
- 2Zeven andere gesprekken
- 3Eén frame, 4,6 ms
- 4Het radiokanaal
8 gesprekken delen één GSM-radiokanaal van 200 kHz breed, elk in een eigen tijdslot.
Hoe ver mag je telefoon van de mast zijn?
Bij GSM, de 2G-standaard, ongeveer 35 km. Je telefoon praat in korte stoten, elk in een eigen tijdslot, en rond de eerste stoot die hij verstuurt zit extra speling. De standaard rekent die speling uit voor een telefoon tot 35 km van de mast.
In een stad staan de masten veel dichter bij elkaar. Elke mast kan maar een beperkt aantal gesprekken tegelijk dragen, dus een drukke plek krijgt kleinere cellen, elk met een eigen mast, en dezelfde radiokanalen komen een paar cellen verder terug. Ingenieurs van Bell Labs noemden die twee ideeën cell splitting en frequency reuse: cellen opsplitsen en frequenties hergebruiken.
Bronnen: ETSI TS 145 001: the GSM radio path (2022); Bell System Technical Journal: the cellular concept (1979)
-
Stap 5 van 5
Je loopt door, en het gesprek verhuist naar de volgende mast
Terwijl je praat, meet je telefoon voortdurend hoe goed hij zijn eigen mast en de masten eromheen hoort, en stuurt hij die cijfers naar het netwerk. Als je de volgende tegel op loopt, wordt de mast op het dak van het flatgebouw de sterkste. Het netwerk zet het gesprek via die mast op en laat je telefoon overschakelen. Het gesprek loopt door. Technici noemen dat een handover.
Wie beslist wanneer je van mast wisselt, je telefoon of het netwerk?
Het netwerk. Je telefoon meet, en geeft dat voortdurend door. Bij GSM kiezen de base station controller en de centrale het nieuwe kanaal, op basis van wat de telefoon meet over zijn eigen mast en de masten ernaast.
Kijk erin: de radioverbinding in de jaren 90 en vandaag
Hoe een gesprek je vindt, is niet veranderd: het register, de oproep in je zone, de dichtstbijzijnde mast. Wat wel veranderde, zijn je telefoon en de manier waarop je stem door de lucht gaat.
De lucht tussen je telefoon en de mast, uitgezet als een spoor. In de jaren 90 had je gesprek een eigen tijdslot. Vandaag verstuurt het pakketjes. Wijs een onderdeel aan, of tik erop, om te zien wat het doet.
Jaren 90, 2G
Vandaag, 4G en 5G
Radioverbinding
- 1Jouw tijdslot
- 2Zeven andere gesprekken
- 3Eén frame, 4,6 ms
- 4Het radiokanaal
8 gesprekken delen één GSM-radiokanaal van 200 kHz breed, elk in een eigen tijdslot.
Radioverbinding
- 1Je stem, in pakketjes
- 2De stem die terugkomt
- 3Radioverbinding
50 pakketjes per seconde dragen je stem in elke richting, met 20 ms geluid in elk pakketje.
Hoe je stem door de lucht gaatETSI TS 145 001; GSMA IR.92
1 tijdslot op 8
Een stoot van 0,577 ms in elke 4,6 ms, op een kanaal van 200 kHz breed
Pakketjes
Bellen over 4G, VoLTE genoemd, verstuurt je stem als internetpakketjes
Hoe vaak je stem wordt gemetenETSI TS 146 010; ETSI TS 126 171; GSMA IR.92
8.000 keer per seconde
De spraakcodec van GSM op volle snelheid: 13.000 bits per seconde
16.000 keer per seconde
De breedbandcodec voor spraak die elke telefoon voor 4G-gesprekken moet ondersteunen
Waar het netwerk naar je telefoon roeptETSI TS 123 018; ETSI TS 123 401
Location area
Elke cel in de zone die je telefoon het laatst doorgaf
Tracking area
Elke cel in de tracking areas waarin je telefoon is aangemeld
Wanneer 2G en 3G stoppen
Een telefoon die alleen 2G of 3G kan gebruiken, werkt niet meer zodra zijn netwerk sluit. Elk land, en vaak elke operator, kiest een eigen datum.
-
2028
De drie Belgische mobiele operators schakelen hun 2G-netwerken uit in de loop van 2028 en 2029. Hun 3G-netwerken gingen in 2025 dicht.
Belgian Institute for Postal Services and Telecommunications: 2G networks shutdown (2026)
-
2030
In Luxemburg blijven de laatste 2G-netwerken naar verwachting tot ongeveer 2030 draaien. POST rondde de sluiting van zijn 3G-netwerk af in oktober 2022.
Chambre des Députés: answer to parliamentary question 1899 on the 2G and 3G switch-off (2025)
-
2033
In het Verenigd Koninkrijk bieden de mobiele operators uiterlijk na 2033 geen 2G- of 3G-netwerk meer aan.
GOV.UK: joint statement on the sunsetting of 2G and 3G networks (2021)
Hoe het zo gekomen is
- 1946
Een telefoon in de auto
Het Bell System opent in St. Louis een openbare mobiele telefoondienst voor auto's, met drie radiokanalen voor de hele stad.
Bell System Technical Journal: Advanced Mobile Phone Service, introduction and background (1979)
- 1947
Kleine cellen
D. H. Ring van Bell Laboratories beschrijft kleine cellen die dezelfde radiokanalen hergebruiken, zodat veel meer mensen tegelijk kunnen bellen. Het werk blijft ongepubliceerd.
Bell System Technical Journal: Advanced Mobile Phone Service, introduction and background (1979)
- 1968
De telefoon vinden via zijn zone
Kin-ichiro Araki van het Japanse openbare telefoonbedrijf voert kleine cellen in met een locatieregistratie per groot gebied, zodat het netwerk bijhoudt in welke zone elke telefoon zich bevindt.
- 1979
Cellen als zeshoeken
Bell Labs zet het celconcept volledig uiteen. Het tekent cellen als zeshoeken, omdat je met zeshoeken een gebied met minder masten bedekt dan met vierkanten of driehoeken.
- 1991
Het eerste GSM-gesprek
De vroegere Finse premier Harri Holkeri belt de locoburgemeester van Tampere over het nieuwe GSM-netwerk van Radiolinja. Het gesprek duurt iets meer dan drie minuten.
- 2021
3G uit in 29 minuten
Deutsche Telekom schakelt eind juni zijn 3G-netwerk in Duitsland uit, 22.000 antennes in 29 minuten, en zet de frequenties over naar 4G en 5G.
Waar Voxbi in beeld komt
Voxbi is een cloudtelefooncentrale, gehost in de Europese Unie. Belt iemand je kantoornummer, dan kan ook je mobiel overgaan: via de Voxbi-app over mobiele data of wifi, of via een Voxbi-simkaart voor vaste-mobiele convergentie over het mobiele netwerk. De gesprekken die je van je mobiel voert, tonen je zakelijke nummer.
Bekijk het in Voxbi