31.05.2007 | Redakteur: Ulrike Ostler
Wer kann schon noch alle Kürzel des Mobilfunks auseinanderhalten? – HSDPA, UMTS, CDMA, EV-DO, WiMAX, WiFi, Edge, GSM, GPRS dürften für die meisten unverständliche Akronyme sein. Umso schwerer ist es, zu entscheiden, welche Technik für die Kollegen und den Chef denn nun die richtige ist.
An Edge dürfte in Zukunft keiner mehr vorbeikommen. Denn Edge bezeichnet eine weitere Ausbaustufe des packetvermittelnden Dienstes General Packet Radio Service (GPRS) beziehungsweise einer Erweiterung Verfahrens High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) des Standards Global System for mobile Communication (GSM).
Ein normales Handy in Deutschland telefoniert per GSM. Hinter der Bezeichnung verbitgt sich ein Standard für volldigitale Mobilfunknetze, der hauptsächlich für Telefonie, aber auch für leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragung sowie Kurzmitteilungen (Short Messages) genutzt wird. Es ist der erste Standard der so genannten „zweiten Generation“ („2G“). Die erste Generation bestand in analogen Systemen. GSM ist der weltweit am weitesten verbreitete Mobilfunk-Standard.
Die Übertragungsfrequenzen werden dabei in diverse Kanäle aufgeteilt, wobei ein Telefonat immer nur einen Kanal benutzt. GPRS und HSCSD verwenden mehrere Zeitschlitze, sofern sie nicht für eine Sprachverbindung benötigt werden. Mit Edge erhöht sich die Datenrate innerhalb der Kanäle. Es können pro Kanal dreimal mehr Bits übertragen werden. Die maximal mögliche Datenrate von GPRS liegt bei 59,2 Kilobit pro Sekunde; mit Edge lassen sich theoretisch bis zu 236,8 Kilobit pro Sekunde erreichen.
T-Mobile will bis Ende dieses Jahres Edge flächendeckend unterstützen, Vodafone will vor allem ländliche Gebiete versorgen, um damit die Qualität für Telefonie und Datenverbindungen zu verbessern. Doch beispielsweise für Anwendungen wie VoIP taugt das Verfahren kaum, da die Anwortzeiten mit derzeit 500 Millisekunden schlichtweg zu lang sind.
Edge-fähige Endgeräte dürften aber in vielen Unternehmen bereits vorhanden sein, da etwa T-Mobile nach eigenen Aussagen seit zwei Jahren nur noch Endgeräte ausliefert, die diesen Standard unterstützen.
Sowie GSM, GPRS und Edge zusammengehören bilden UTMS, HSDPA, CDMA und EV-DO innerhalb der Mobilfunkstandards eine Gruppe. Die Abkürzung UMTS steht für Universal Mobile Telecommunication System. Alles, was auf der leitungsvermittelnden, zeitabhängigen Technik des GSM-Netzes beruht wird als zweite Generation im Mobilfunk bezeichnet. Mit UMTS beginnt die dritte Generation, ausgerichtet auf schnelle Datenübertragung.
Die erste Version erlaubt Datenübertragungen von bis zu 384 Kilobit pro Sekunde im Downlink, die auch in der Praxis erreicht werden. Theoretisch wären im absoluten Idealfall sogar bis zu 2 Megabit pro Sekunde möglich. Das zentrale Verfahren ist das „Wideband Code Division Multiple Access“, kurz W-CDMA.
Wie diese Code-Multiplexing funktioniert erläutert Vodafone recht anschaulich:
Eine Funkzelle kann man sich als einen großen Raum voller Menschen vorstellen, die alle gleichzeitig sprechen, wie es etwa auf einer Party der Fall ist. Sofern die verschiedenen Gesprächspartner jeweils unterschiedliche Sprachen verwenden (etwa Deutsch, Englisch und Spanisch) ist das menschliche Gehirn dennoch leicht in der Lage, sich auf sein Gegenüber einzustellen und auf diese Weise das Gesprochene zu „dekodieren“ – trotz des Dauergeraunes der vielen anderen Menschen im Raum.
Wenn der Saal voller wird und alle sprechen, steigt der Pegel der Hintergrundgeräusche an. Dies hat zur Folge, dass zwei Gesprächspartner immer lauter miteinander sprechen müssen, was natürlich nur bis zu einem gewissen Grad möglich ist. Irgendwann kann die Sprechlautstärke nicht weiter gesteigert, so dass kein Gespräch mehr möglich ist. Im UMTS-Netz wäre nun die Kapazitätsgrenze erreicht.
Auch der Effekt der dynamischen Anpassung der Datenrate im UMTS-Funknetz lässt sich anhand dieses Beispiels gut veranschaulichen. Wenn zwei Sprecher weit voneinander entfernt sind, rufen sie sich laut etwas zu – wie etwa auf dem Börsenparkett. Je größer der Abstand, desto höher wird die Fehlerrate beim Verstehen.
Entweder müssen Sätze anders formuliert oder deutlicher ausgesprochen werden, damit sie noch richtig beim Gegenüber ankommen. Zur Not sind falschverstandene Aussagen zu wiederholen. Stehen die Leute allerdings näher beieinander, können sie leiser und schneller reden und müssen seltener etwas wiederholen.
Genauso arbeitet die Übertragung bei UMTS: Übertragungskanäle werden kontinuierlich an die sich ändernden Umgebungsbedingungen angepasst. Teilnehmer, die sich in der Nähe einer Basisstation aufhalten, können also mit einer höheren Datenrate versorgt werden als solche, die weiter weg sind. Dies geschieht dynamisch, es findet also eine permanente Anpassung an die Umgebungsbedingungen statt – insbesondere dann, wenn sich die Teilnehmer im Raum bewegen.
High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) erhöht in Makrozellen die Datenraten in einer ersten Entwicklungsstufe auf bis zu 1,8 Megabit pro Sekunde. In Indoor- und Mikrofunkzellen können theoretisch sogar Spitzenwerte (Peaks) von bis zu 14,4 Megabit pro Sekunde erreicht werden. Die tatsächlich nutzbare maximale Datenrate hängt dabei auch vom jeweiligen Endgerät ab.
Vodafone gibt an, dass in seinem HSDPA-Netz derzeit bereits mehr als 2.000 deutsche Städte und Gemeinden mit mobilen Datenübertragungsraten von bis zu 1,8 Megabit pro Sekunde versorgt sind. Damit werden laut Anbieter über 80 Prozent der Bevölkerung erreicht.
Das deutsche Vodafone-Netz soll zudem heute in allen Ballungszentren – insgesamt in mehreren hundert Städten – Übertragungsraten von bis zu 3,6 Megabit pro Sekunde bereitstellen. Die Geschwindigkeit erreicht bereits fast das Zehnfache von UMTS. Konkurrent T-Mobile erreicht in dieser Geschwindigkeit nach eigenen Angaben rund 60 Prozent der Bevölkerung. In Bonn und Berlin sollen noch in diesem Jahr 7,2 Megabit pro Sekunde möglich sein.
HSDPA erhöht laut Vodafone aber nicht nur die Übertragungsraten. Der Datenverkehr innerhalb einer Funkzelle ist besser organisiert. So können mehr Teilnehmer als bisher gleichzeitig mit hohen Datenraten ins Netz gehen.
Dazu wurde das Übertragungsverfahren auf der Funkstrecke von der Sendestation zum Teilnehmer („Downlink“) verbessert. Wer es genauer wissen will: Die Basisstation sendet mit den Modulationsverfahren QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) oder 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation). QPSK ist bereits von UMTS her bekannt, 16QAM wird speziell für HSDPA eingesetzt.
Darüber hinaus agieren die Basisstationen (Fachbegriff Node B) im UMTS Brodband-Netz intelligenter. Sie können fehlerhafte oder gestörte Signale leichter als bisher aus dem Wellensalat herausfischen und das Originalsignal besser rekonstruieren.
Zudem haben neue Endgeräte, die für HSDPA geeignet sind, verbesserte Empfänger. So kommen die gewünschten Signale auch zuverlässiger an. Das wirkt sich letztlich auch positiv auf die Sprachqualität beim „normalen“ Telefonieren aus.
Weltmarktführer für CDMA-Technologie ist Qualcomm. Die Firma besitzt auch die Rechte an den meisten wichtigen CDMA-Patenten.
Auch der amerikanische 3G-Standard cdma2000 basiert auf CDMA. Es ist ebenfalls ein 3G-Standard der International Telecommunications Union (ITU), aber inkompatibel zu W-CDMA. EV-DO ist eine Erweiterung von cdma2000
Die Firmen Alcatel Shanghai Bell und Datang Mobile haben in Zusammenarbeit mit Siemens zwischen November 2001 und August 2005 einen dritten CDMA-Standard für die mobile Kommunikation der dritten Generation entwickelt, TD-SCDMA, der auf dem chinesischen Markt zum Einsatz kommen soll.
Wireless Fidelity (WiFi) und Wireless Interoperability Microwave Access (WiMAX) schließlich bilden in diesem Reigen die dritte Gruppe. WiFi ist quasi ein Markenname für bestimmte Wireless-LAN-Produkte, wird aber häufig synonym gebracht. IEEE 802.16 (WiMAX) ist gleichsam eine WiFi-Weiterentwicklung.
Im kommenden Jahr sollen bereits 100 Millionen Nutzer auf diese Technik zugreifen können. Interessant ist der Standard vor allem, weil sich damit Richtfunkstrecken bis zu 20 Kilometer aufbauen und Bandbreiten bis zu 70 Megabit pro Sekunde erzielen lassen. Der Abschluss solcher Strecken würde Breitband dort ermöglichen, weil finanzierbar, wo sich ein DSL-Ausbau für die Provider nicht mehr lohnt.
Dennoch hebt der Markt nicht so ab, wie vermutet. Mit Schuld daran scheint ein Patent-Wirrwarr zu sein. Denn von Fujitsu über Samsung bis Qualcomm haben viele WiMAX-Patente gekauft. Nun scheint niemand genau zu wissen, wer welche Patente kontrolliert.
Insbesondere die Rolle von Qualcomm ist eine zweifelhafte. Denn der Mobilfunkausrüster verdient kräftig an seinen CDMA-Patenten. So hat Nokia erst Ostern dieses Jahres sein Patentabkommen mit Qualcomm erneuert und zahlte 20 Millionen Dollar an den Chisatzhersteller für dessen CDMA-Patente. Dabei gelten die Lizenzkosten nur für das zweite Quartal 2007.
Damit könnte das Interesse des Herstellers an WiMAX-Patenten vorzugsweise dazu dienen, sie gegen die Ausweitung dieses Standards zu nutzen, um das CSDMA-Geschäft nicht zu gefährden. Jedenfalls ist nach Ansicht vieler Experten mit einer Sprachtelefonie via WiMAX nicht vor 2009 zu rechnen.
In ihrem „5-Year Forecast Report“ sagen die US-Marktforscher der „Dell‘Oro Group“ voraus, dass das so genannte WCDMA bis zum Jahre 2011 ein sehr hohes Marktwachstum haben wird. WiMAX soll nach diesem Report lediglich einen Marktanteil von gut zehn Prozent erreichen.
Andererseits hat das Marktforschungsunternehmen Abi Research errechnet, dass der Energieverbrauch durch mobile Breitbanddienste wie HSDPA von 43 Milliarden Kilowattstunden im vergangenen Jahr bis 2011 auf gut das Dreifache ansteigen wird. Andere Funkverfahren wie WiMAX und WLAN können bei gleichem Energieaufwand jedoch elfmal soviel Daten übertragen“, sagt Stuart Carlaw, Director of Wireless Research bei dem Beratungshaus.
Um zu entscheiden, welche Mobilfunktechnik tatsächlich die sinnvollste für ein Unternehmen ist, müssen sich Administratoren jedoch unbedingt eigene Checklisten zusammenstellen. Die folgenden Punkte können Anregung geben.
Darüber hinaus aber liegt auch hier der Teufel im Detail. Administratoren sind gut beraten, wenn sie genau parat haben, welche Kriterien eine Mobillösung erfüllen muss. Dazu ein Beispiel zur UMTS-Nutzung:
Laut Erfahrungen mit dem Einsatz im Behördenumfeld sei es nicht ohne weiteres möglich, aus dem Internet eine Verbindung zum UMTS-Gerät aufzubauen, etwa um eine Web-Kamera an das UMTS-Netz hängen. Zudem gebe es für http-Anwendungen einen „Zwangs-Proxy“. Dieser habe den Nachteil, dass Bilder stark komprimiert würden.
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