4G
4G on laajakaistaisen internet-yhteyden käyttöön suunniteltu niin sanottu neljännen sukupolven langaton tiedonsiirtoteknologia, joka toimii myös 900:n ja 1800:n megahertsin taajuista mikroaaltosäteilyä suurienergisemmällä 2600 megahertsin mikroaaltosäteilyllä. Tiedonsiirtolaitteena käytetään tällöin nettikkua tai älypuhelinta, jota kutsutaan myös 4G-puhelimeksi, vaikka se käyttää puheluihin 2- tai 3G-verkkoa.[1].
4G-nimitystä käytetään Suomessa kahdesta eri tekniikasta: LTE ja DC-HSPA. Ajatus neljännen sukupolven verkoista perustuu osittain siihen, että tietoliikenne voi koostua EDGE-, HSDPA- ja WLAN-tekniikoiden yhdistelmästä.
Kansainvälisen televiestintäliiton ITU:n vuonna 2008 julkaiseman määritelmän mukaan 4G:n huippunopeus päätelaitteeseen tulisi olla 1Gbit/s hitaasti liikuttaessa ja 100Mbit/s nopeasti liikuttaessa.[2]
Käytännössä 4G:ksi kutsuttujen verkkojen nopeudet ovat merkittävästi alhaisempia, arviolta 10–100 Mbit/s vastaaonottonopeus ja 5–20Mbit/s lähetysnopeus. NTT DoCoMon testiverkoissa tiedonsiirtonopeus on ollut hetkellisesti 300Mbit/s ja keskiarvolla 135Mbit/s.
Mediassa 4G:llä viitataan usein LTE-teknologiaan. Tiukasti määritellen kyseessä on kuitenkin vielä ”3,9G”, sillä vasta LTE-Advanced on varsinaisesti neljännen sukupolven tekniikka.[3] Esimerkiksi lehdissä kerrottiin TeliaSoneran avanneen Suomen ensimmäisen 4G-verkon koekäyttöön Turussa 2.kesäkuuta 2010.[4] Elisa ilmoitti tämän jälkeen avanneensa vastaavanlaisen verkon Helsinkiin seuraavana päivänä.[5] Molempien verkkojen käyttö oli kokeiluluontoista eikä niitä avattu asiakkaiden käyttöön, eikä sitä hyödyntäviä päätelaitteita ollut kuluttajien saatavilla. TeliaSoneralla oli tuolloin oman ilmoituksensa mukaan Tukholmassa kuluttajien käytettävissä oleva 4G-verkko. Marraskuussa 2010 TeliaSonera ilmoitti avaavansa vuoden loppuun mennessä 4G-verkon kaupalliseen käyttöön Turussa ja Helsingissä, tarkoittaen sillä LTE:tä.[6] TeliaSonera ilmoitti yltäneensä 47,5Mbit/s nopeuteen, todeten että kuluttaja ei tule kokemaan tällaista nopeutta. Elisa on oman ilmoituksena mukaan yltänyt 100Mbit/s tiedonsiirtonopeuteen omassa 4G-verkossaan.
Oli pitkään epäselvää, mitä tekniikkaa voidaan virallisesti kutsua 4G:ksi. Vielä syksyllä 2010 ITU:n näkemys oli, että vain kaksi tekniikkaa, LTE-Advanced ja WirelessMAN-Advanced (IEEE P802.16m), täyttävät 4G:n määritelmän. Teleoperaattoreiden painostuksessa ITU kuitenkin höllensi määritelmää. Joulukuussa 2010 se ilmoitti, että myös LTE, WiMax ja 3G-verkkoon perustuva dual carrier UMTS (= kaksi rinnakkain käytössä olevaa 3G-yhteyttä) luetaan 4G määritelmän piiriin.[7]
Suomeen rakennettiin vuosien 2010-2016 aikana laaja mikroaaltoja lähettävien 4G-mastojen ja -tukiasemien verkosto[8].
Kesäkuussa 2010 Turussa koekäytössä ollut[9] Soneran LTE-tekniikkaan perustuva 4G-mikroaaltoverkko avattiin kuluttajille joulukuussa 2010[10]. Koekäytön aikana saavutettiin noin 47 Mb/s tiedonsiirtonopeuksia, mutta verkon todellinen käyttönopeus jäi ainakin aluksi huomattavasti testiolosuhteissa saavutettua alhaisemmaksi[11].
Elisa Oyj vuonna 2012 suurimpien taajamien 1800MHz:n LTE-verkoissaan suorittamien testien mukaan loppukäyttäjän oli mahdollista saavuttaa jopa 100 Mb/s:n nopeus tiedonsiirtoviiveiden ollessa 30 ms:n luokkaa. Tämä oli moninkertaisesti DC-verkkoihin nähden, joiden tiedonsiirto oli yltänyt hyvässä radiokentässä korkeintaan tasolle 30 Mb/s, vaikka teoreettinen nopeus olikin 42 Mbps.
Vuonna 2013 myytyjen 4g–palvelupakettien nopeuksissa oli vielä suuria eroja. LTE-tekniikkaan pohjautuva mikroaaltoverkko tarjosi parhaimmillaan 100 mbps:n siirtonopeuden, kun 3g-teknologian päälle toteutettu dc-hspa+- päivitys (dual carrier) nosti nopeuden maksimissaankin vain 42 mbps:iin[12]. TeliaSoneran LTE-verkko kattoi vuonna 2016 lähes koko Suomen lukuun ottamatta Lapin erämaa-alueita, harvaan asuttuja seutuja ja vyöhykettä Venäjän vastaisella rajalla.[13] Elisan LTE-verkko kattoi Suomen Oulun korkeudelle saakka harvaan asuttuja seutuja lukuun ottamatta. Lapissa ja Kainuussa Elisan verkko kattaa lähinnä asutuskeskukset ja pääteiden varret.[14] Vuonna 2014 TeliaSonera ja DNA solmivat yhteistyösopimuksen, jonka mukaan niiden yhdessä perustama Suomen Yhteisverkko Oy rakentaa jatkossa näiden käyttämät Pohjois- ja Itä-Suomen 2G-, 3G- ja 4G-verkot. Näin ollen sekä TeliaSoneran että DNA:n peittoalueet tulevat olemaan näillä alueilla yhtenevät.[15][16]
Kehittyneempi LTE-Advanced ylsi jo yhden gigabitin sekuntinopeuteen.
Melkein kaikki suomalaiset olivat 4G-verkon piirissä vuonna 2017.
Euroopassa 4G-verkkojen käyttöön varatut taajuusalueet ovat 1800MHz ja 2600MHz. Suunnitelmissa on ottaa käyttöön myös vastikään muusta käytöstä vapautunut 800MHz:n taajuusalue. DC-UMTS/DC-HSPA -tekniikka käyttää tavanomaisten 3G-päätelaitteiden tavoin 3G-verkkojen taajuuksia. Pohjois-Amerikassa on 4G:n käyttöön varattu 700/800MHz:n ja mahdollisesti 1700/1900MHz:n taajuusalueet, Aasiassa 1800 ja 2600MHz, sekä Australiassa 1800MHz.