Technologie und Anwendungspotentiale von UMTS

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. UMTS – Universal Mobile Telecommunications System
2.1 Was ist UMTS?
2.2 Die Entwicklung von UMTS
2.3 Wie funktioniert UMTS? – Die Technik
2.4 Nachteile und Probleme von UMTS
2.5 Alternativen zu UMTS
2.5.1 HSCSD - High Speed Circuit-Switched Data
2.5.2 GPRS -General Packet Radio Service
2.5.3 EDGE - Enhanced Data for Global Evolutions
2.5.4 Fazit
2.6 UMTS-Zeitplan
2.7 UMTS-Ausblick

3. Lokalisierungs- und Servicetechnologien
3.1 Lokalisierungstechnologien – Location Based Services
3.2 Servicetechnologien
3.2.1 Short Message Service (SMS)
3.2.2 Multimedia Messaging Service (MMS)
3.2.3 WAP - Wireless Application Protocol
3.2.4 I-Mode

4. Anwendungsgebiete
4.1 Business to Customer (B2C)
4.1.1 Mobile Finanzdienstleistungen
4.1.2 Mobiles Einkaufen
4.1.3 Mobile Werbung
4.1.4 Mobiles Informationsmanagement
4.1.5 Mobile Unterhaltung
4.1.6 Mobile Telematik - Dienste
4.2 Business to Business (B2B)
4.2.1 Supply Chain Integration
4.2.2 Telemetrie
4.2.3 Job Dispatch - Koordination von Außendienstmitarbeitern
4.2.4 Flottenmanagement

5. Ausblick

Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Anhang I: Designstudien

1. Einleitung

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Sie kommen abends aus dem Büro nach Hause und werden von Ihrer Lieblingsmusik begrüßt. Der Fernseher weist auf interessante Sendungen am Abend hin; auf dem Fernsehbildschirm blinken Nachrichten: „Amazon liefert das bestellte Buch schon morgen; Ihr Aktienfonds ist heute um 2 % gestiegen.“ Dann kommt eine Videobotschaft via Handy des Tennispartners herein: „Lust auf ein Spiel am Abend?" Auf dem Weg zum Tennisplatz meldet das Display im Auto „Claudia hat eine Mail geschickt. Jetzt vorlesen?" Nach dem Sport ein Bier - bezahlt mit einem Tastendruck auf dem Mobiltelefon. Dann zeigt das Handy an, dass sich gerade zwei gute Freunde der Kneipe nähern. Also lieber noch bleiben. Das verpasste Fußballspiel lässt sich auf Knopfdruck jederzeit später anschauen und per Multimedia-Nachricht auf das Handy wird sowieso jedes Tor sofort angezeigt.^[1]

Was auf den ersten Blick aussieht wie ein Ausschnitt aus einem Science-Fiction-Film, ist teilweise heute schon realisierbar und wird vor allen Dingen durch die Einführung von UMTS in naher Zukunft selbstverständlich werden – so wie heute SMS-Nachrichten per Handy zu verschicken. „Universal Mobile Telecommunications System“ (kurz: UMTS) soll dies u.a. durch schnellere Datenübertragungen auf unterschiedliche mobile Endgeräte, wie z. B. das Mobiltelefon oder den Bordcomputer im Auto möglich machen.

Mit UMTS werden bereits bekannte und bewährte mobile Anwendungen für den Handybenutzer schneller, komfortabler, effizienter und kostengünstiger, z. B. wird die Entwicklung vom derzeitigen Internetzugang per Wap bis hin zu neuen UMTS-Anwendungstechniken für den mobilen Internetzugang meiner Meinung nach vergleichbar sein mit der Entwicklung vom Commodore C64 zum Personalcomputer mit Windows-Oberfläche.

Durch UMTS werden sich aber auch neue Anwendungsmöglichkeiten über das Mobilfunknetz erschließen, wie z. B. schnelle Bild- und Audioübertragungen,

E-Mail-Empfang und -Versand, E-Banking, E-Shopping, Fernseh- und Rundfunknutzung sowie die Übertragung von Videofilmen. Der mobile Zugang zum Internet wird permanent an jedem Ort und zu jeder Zeit möglich sein, wodurch der Benutzer ebenfalls jederzeit und überall Dienste in Anspruch nehmen kann, die gezielt auf sein Profil und seinen Standort zugeschnitten sind.

Ich kann mir vorstellen, dass das Mobilfunktelefon in Zukunft für uns fast unersetzlich werden wird z. B. auch durch die Integration und Konzentration ganz banaler Anwendungen wie z. B. die Wohnungstemperatur steuern, die Standheizung im Auto aktivieren oder das Garagentor öffnen.

Die Liste möglicher Anwendungen durch die Einführung von UMTS lässt sich beliebig lange fortsetzen. Einige Beispiele werde ich in dieser Seminararbeit ansprechen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: So sehen verschiedene Hersteller die Zukunft der Mobiltelefone^[2]

Zunächst möchte ich aber in Kapitel 2 dieser Seminararbeit die Technologie UMTS vorstellen, mit deren Hilfe das oben erwähnte Szenario Wirklichkeit werden kann. Bei der Erklärung gehe ich auf die Entwicklung und die Technik ein, aber auch auf Probleme und Nachteile sowie eventuell vorhandene Alternativen zu UMTS. Den Abschluß dieses Kapitels bildet ein Ausblick auf die künftige Entwicklung. Mit diesem ersten Hauptteil der Seminararbeit möchte ich einen groben Überblick geben und eine gemeinsame Wissensgrundlage schaffen (auch auf die Gefahr hin, bereits „Bekanntes“ noch einmal zu wiederholen), um dadurch den Grundstein für ein besseres Verständnis der in Kapitel 4 folgenden Anwendungsmöglichkeiten von UMTS zu legen. Bei meinen Erklärungen habe ich an vielen Stellen bewusst auf weitere technische Details verzichtet. Für detailliertere, technischere Ausführungen zu den Technologien empfehle ich die Lektüre einiger Internetseiten, deren Links ich im Quellenverzeichnis gesondert aufgeführt habe.

Das Kapitel 3 – Lokalisierungs- und Servicetechnologien baut auf den Übertragungstechnologien aus Kapitel 2 auf und bildet die Überleitung zu den Anwendungsmöglichkeiten von UMTS. Auch diese Grundlagen habe ich zum besseren Verständnis noch einmal kurz wiederholt, da viele mögliche Anwendungsgebiete von UMTS von diesen Lokalisierungstechnologien Gebrauch machen.

Mit Kapitel 4 komme ich zum zweiten Hauptteil der Seminararbeit, in dem ich einen Überblick über die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten von UMTS gebe. Dabei habe ich versucht, möglichst viele Anwendungsbereiche aufzuzeigen und durch Beispiele zu veranschaulichen. Einige davon sind bereits im Ansatz realisiert, andere sind noch „Zukunftsmusik“.

Abschließend bleibt die Frage offen, was denn nun „die“ sogenannte „Killer-Applikation“ von UMTS werden wird und ob diese Anwendungen überhaupt technisch machbar sowie sinnvoll und erfolgversprechend sein werden. Diese Fragen werde ich in einem Fazit kritisch beleuchten.

2. UMTS – Universal Mobile Telecommunications System

2.1 Was ist UMTS?

UMTS ist die Abkürzung für Universal Mobile Telecommunication System und soll der Mobilfunkstandard der Zukunft werden. Mit Hilfe von UMTS soll es möglich sein

- Sprache,
- Texte,
- Bilder,
- Videos
- und Internetseiten

drahtlos mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen.^[3] Hohe Geschwindigkeit bedeutet bei UMTS: bis zu 2 Mbit/s. Dies würde z. B. bedeuten: ungefähr 30 mal schneller als ISDN (64 kbit/s) und bis zu 200 Mal schneller als heutige Handys (mit GSM-Standard 9,6 kbit/s, vgl. dazu auch Abbildung 8: Netzleistungen ).^[4] Damit könnte man z. B. ein gerade geschossenes Urlaubsfoto in weniger als drei Sekunden per E-mail an einen Freund verschicken – und das per Handy! Diese Geschwindigkeit wird aber nicht flächendeckend realisiert werden können, sondern nur in manchen Gebäuden und sog. Hotspots (Funk-Basisstationen) wie Flughäfen, Bahnhöfen, Einkaufszentren, etc. Tatsächlich erwartet werden 384 Kbit/s (ca. sechsmal schneller als ISDN). Hierdurch wäre aber bereits eine Übertragung von Videos und Videokonferenzen in mittlerer bis hoher Qualität gewährleistet.^[5]

Ein weiterer Zusatznutzen von UMTS ist eine „always-online“-Funktion. Durch die im Folgenden näher erklärte paketvermittelnde Datenübertragung (wie auch bei GPRS) ist es möglich, nach einer einmaligen Einwahl in das Mobilfunknetz permanent online zu sein. Abgerechnet wird hier nicht nach Zeit, sondern nach übertragenem Datenvolumen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Datenübertragungsgeschwindigkeiten^[6]

2.2 Die Entwicklung von UMTS

Ende der achtziger Jahre legte die International Telecommunication Union (ITU) Rahmenbedingungen für die Entwicklung der dritten Mobilfunkgeneration fest. Diese sog. „IMT-2000-Spezifikationen“ regeln die technischen Grundlagen wie z. B. den hohen Datendurchsatz (durch paketorientierte Datenübermittlung), verbesserte Sprachqualität und ein weltweiter Standard. ^[7] Die Technologie „UMTS“ (geprägt durch das UMTS-Forum: eine weltweite Organisation aus mittlerweile 240 Mitgliedern in 40 Ländern, siehe dazu auch http://www.umts-forum.org) erfüllt im wesentlichen die genannten Spezifikationen; ein weltweit einheitlicher Standard konnte sich allerdings nicht durchsetzen. Es existieren vielmehr drei UMTS-Normen:

- cdma2000-Mulitcarrier (eine Weiterführung von CDMA für USA)
- WCDMA-FDD (wird in Europa und Japan erwartet) und
- WCDMA-TDD (für Sonderfälle).^[8]

WCDMA (= Wideband Code Division Multiple Access) ist nicht gleichzusetzen mit UMTS, sondern ist ein Teil von UMTS und beschreibt das Übertragungsverfahren. Hierauf wird in Kapitel 2.3 näher eingegangen, ebenso wie auf den Unterschied zwischen WCDMA-FDD und WCDMA-TDD.

UMTS ist der Mobilfunkstandard der 3. Generation. Was bedeutet nun aber „Mobilfunk der dritten Generation“? Dies möchte ich durch eine kurze Darstellung der geschichtlichen Entwicklung veranschaulichen:

Die erste Generation des Mobilfunks reichte vom A-Netz der Bundespost in den Jahren 1957 bis 1977 über das B-Netz (1972 bis 1994) bis zum C-Netz (1985 bis 2000). In dieser ersten Generation wurde die Sprache vor ihrer Funkübertragung nicht digitalisiert (also in Bits umgewandelt), sondern analog übertragen (wie z. B. von einer Schallplatte abgespielt).^[9]

In den Jahren 1992 und 1993 entstand im Zuge der digitalen Evolution die zweite Mobilfunkgeneration – die digitalen D- bzw. E-Netze. Durch die digitalen Signalisierungen wurde es möglich auch zahlreiche Datendienste (z. B. SMS und WAP) zu übertragen sowie Rufumleitungen und Roaming (Zugang in befreundete Netze im Ausland) zu ermöglichen.

Bei der dritten Generation des Mobilfunks sollen nun Sprache und Daten nicht nur digital, sondern auch breitbandig gemeinsam übertragen werden können. UMTS bietet diese Technik.^[10]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Mobilfunkgenerationen^[11]

2.3 Wie funktioniert UMTS? – Die Technik

Die Technologie von UMTS greift selbstverständlich zurück auf die bestehenden Mobilfunksysteme und ergänzt oder verändert sie durch neue technische Entwicklungen. Für „Laien“ ist es deshalb zum besseren Verständnis hilfreich, sich die Entwicklung des Mobilfunks beginnend mit der 1. Generation bis hin zu den heutigen Standards zu vergegenwärtigen. Im Folgenden möchte ich allerdings nicht weiter auf die Mobilfunknetze der Vergangenheit oder Gegenwart eingehen. Vielmehr möchte ich versuchen herauszustellen, was UMTS an technischem Fortschritt mit sich bringt und worin die grundlegenden Unterschiede zu heutigen Mobilfunksystemen bestehen. Dabei ist es mir allerdings wichtiger einen groben Überblick zu geben, als auf Details näher einzugehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: So funktioniert Mobilfunk^[12]

Bei Interesse an weiteren detaillierten Erklärungen verweise ich auf die angegebenen Internetseiten im Quellenverzeichnis.

- UMTS nutzt neue Funkfrequenzen – nämlich von 1920 bis 1980 MHz und von 2110 bis 2170 MHz. ^[13]
- UMTS bedient sich einer neuen Übertragungsart – der breitbandigen Modulation. Die Technologie namens Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) wurde ursprünglich für den militärischen Bereich entwickelt und gilt als sehr abhörsicher. ^[14] Im Vergleich zu WCDMA benutzt der heutige Mobilfunkstandard GSM die Technik TDMA, den Time Division Multiple Access. GSM basiert auf einem Band von 25 MHz Breite, in dem 124 einzelne Kanäle mit je 200 kHz Bandbreite untergebracht sind, über die sämtliche Sprach- und Datenverbindungen laufen. ^[15] Bis zu acht Teilnehmer können gleichzeitig einen solchen Kanal belegen. Möglich wird dies durch die Aufteilung eines Kanals in sogenannte Zeitschlitze. Die Signale der einzelnen Verbindungen werden dabei zeitlich versetzt über einen Kanal verschickt. Jeder Zeitschlitz hat eine nutzbare Datenrate von 9,6 Kbit/s. Anders als das TDMA-Verfahren bei GSM trennt nun WCDMA bei UMTS die Signale, die über einen Kanal laufen, nicht in Zeitschlitze, sondern ausschließlich durch nutzerspezifische Codes. Decodiert werden können die Daten natürlich nur vom richtigen Empfänger. Ein Kanal belegt also nicht eine feste Frequenz, sondern mehrere hundert Kanäle können sich gleichzeitig ein Frequenzband von fünf Megahertz teilen.
- UMTS erlaubt zwei Betriebsraten – nämlich WCDMA-FDD und WCDMA-TDD. Wie bereits in Kapitel 2.2 erwähnt, wird als Norm für Europa und Japan WCDMA-FDD erwartet und WCDMA-TDD soll für Sonderfälle eingesetzt werden. FDD (= Frequency Division Multiplex) bedeutet Senden und Empfangen auf unterschiedlichen Frequenzen, Datentransfergeschwindigkeit bis zu 384 kbit/s, in beiden Richtungen gleicher Durchsatz, geeignet für mobilen Betrieb im Umkreis von mehreren Kilometern um jede Basisstation. TDD (= Time Division Duplex) bedeutet dagegen Senden und Empfangen auf derselben Frequenz, aber zeitlich versetzt. Wegen der kurzen Laufzeit-Toleranz ist dies jedoch nur für den stationären Betrieb im Nahbereich bis etwa 500 m um eine Basisstation geeignet. Die Datenrate bis 2 MBit/s ist allerdings nur für einen Teilnehmer je Basisstation nutzbar.
- Der Übergang von einer Zelle zur nächsten geschieht bei UMTS fließend. Das Netz nutzt das jeweils stärkste Signal vom bewegten Handy bis es dann eindeutig nur in einer Zelle zu empfangen ist.^[16]

- UMTS-Gespräche sind durchgehend in Datenpakete verpackt. (Im Kernnetz kann es allerdings auch noch leitungsvermittelten Verkehr geben.) ^[17] Leitungsvermittelter Verkehr bedeutet, dass jedem Gespräch oder Datentransfer eine Leitung (= Kanal) exklusiv für die Dauer des Datenverkehrs zur Verfügung steht. Somit ist die knappe Ressource Frequenz (bzw. Draht im Festnetz) während dieser Zeit blockiert. Die Kostenabrechnung erfolgt hier nach Zeit. Im Gegensatz dazu ist der Datenversand mit Paketen besonders effektiv. Die zu sendenden Daten werden in gleichgroße Pakete zerteilt (ähnlich wie ein Bild in Puzzlestücke) und einzeln verschickt. Erst beim richtigen Empfänger ergeben sie wieder das komplette Bild. Dieses Verfahren hat viele Vorteile: geht z. B. ein Informationspaket verloren, kann eine Kopie nachgesendet werden, ohne dass die komplette Datenmenge noch einmal übertragen werden muß; mit vielen kleinen Paketen lässt sich die Übertragungskapazität besser ausnutzen durch volle Ausnutzung der Bandbreite; die Pakete können auf verschiedenen Wegen und zu verschiedenen Zeiten ihr Ziel erreichen; ^[18] zwischen die Datenpakete eines Teilnehmers lassen sich die Daten anderer Teilnehmer einfügen. UMTS versieht die Datenpakete mit unterschiedlichen Prioritätsstufen. Sprachpakete werden zu festen Terminen durch das Netz geschleust, da es hier besonders auf das Timing ankommt, damit ein Gespräch nicht abgehackt oder verzerrt wirkt. Datenpakete, bei denen es auf eine Millisekunde mehr oder weniger nicht ankommt, werden dagegen zurückgehalten. Das nennt man Dienstgüte (Quality of service, QoS).^[19] Somit wird es möglich die Kostenabrechnung nach der übertragenen Datenmenge und Dienstgüte auszurichten.
- Wie schon bei GPRS wird auch UMTS am Internetprotokoll (IP) ausgerichtet sein, was eine uneingeschränkte Nutzung von Internetdiensten und einer Vielzahl anderer Datenquellen zulässt. Damit wird der Netzbetreiber zum Internet Service Provider (ISP).

2.4 Nachteile und Probleme von UMTS

Die Einführung von UMTS erfordert eine vollständige Erneuerung der bestehenden Mobilfunknetze (parallel zur bestehenden Infrastruktur). Dies wird zunächst in den Ballungsräumen erfolgen und dann sukzessive ausgebaut werden. Die Ballungsräume werden in Piko-, Mikro- und Makrozellen unterteilt werden. Dabei hat eine Pikozelle einen Radius von weniger als 100 Metern.

Darüber hinaus müssen natürlich auch neue Mobilfunkgeräte entwickelt werden. Hier entsteht ein zusätzliches Problem dadurch, dass die vorgesehenen Frequenzen zwischen 1900 und 2200 MHz in manchen Teilen der Erde bereits für andere Funknetze vergeben sind. Deshalb sollten die neuen Endgeräte auch eine Multimode-Funktion beinhalten.^[20]

Die erreichbaren Übertragungsdaten von UMTS hängen von der Geschwindigkeit ab, mit der sich der Empfänger bewegt. Obwohl sich Funkwellen mit 300 Millionen Metern pro Sekunde verbreiten, kann UMTS die höchste Transferrate nicht mehr garantieren, wenn sich der Empfänger mit mehr als 10 Metern pro Sekunde bewegt (entspricht ca. 36 km/h).^[21]

Die folgende Tabelle zeigt die Übertragungsgeschwindigkeiten für verschiedene Anwendungen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Übertragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Fortbewegungsgeschwindigkeit und Standort^[22]

Je mehr Teilnehmer aktiv sind, desto weniger Leistung kann auf den einzelnen entfallen.^[23] Auch dürfte mit zunehmender Entfernung von den ,,Hot Spots" die Datenrate abnehmen.

2.5 Alternativen zu UMTS

Zu Beginn der Einführung von UMTS, die in Europa immer wieder verschoben wird, ist anfänglich – wie bei allen technischen Neuerscheinungen – wohl mit hohen Preise für wenig Leistung zu rechnen. Bis sich UMTS tatsächlich in Europa durchgesetzt haben wird, werden wohl noch viele Jahre vergehen. Darüber hinaus gibt es in der öffentlichen Meinung auch genug Stimmen, die UMTS sehr kritisch gegenüber stehen.

Gibt es auf dem Weg zu UMTS Lösungen, um dem ständig wachsenden Bedürfnis nach immer mehr Daten und schnelleren Übertragungsgeschwindigkeiten gerecht zu werden? Gibt es vielleicht sogar Alternativen zu UMTS? Dies soll im folgenden kurz hinterfragt werden.

2.5.1 HSCSD - High Speed Circuit-Switched Data

HSCSD ist ein Verfahren, das leitungsvermittelt mehr Daten über bestehende GSM-Kanäle überträgt. Bei HSCSD verhält sich das mobile Endgerät einfach so, als führe es mehrere Gespräche gleichzeitig. Dabei werden für den Datenverkehr ein paar Kanäle zusammengeschaltet wie für einen überbreiten Transport auf der Autobahn zwei Spuren oder vergleichbar mit einer 2 Kanal-ISDN-Leitung, die nicht nur doppelt soviel Leitungen beansprucht wie eine einfache, sondern auch doppelt so teuer ist.^[24]

In der Praxis werden maximal vier (von insgesamt 8) GSM-Zeitschlitzen einer Funkfrequenz verwendet, um diese nicht völlig zu blockieren. Das ergibt dann eine Geschwindigkeit von 38,4 kbit/s (4-mal 9,6 kbit/s) bis hin zu 57,6 kbit/s bei Erhöhung der Kapazität. Dies entspricht der Geschwindigkeit guter Modems im Festnetz. Downloads aus dem Internet funktionieren beispielsweise bis zu 4 mal schneller als bisher im GSM-Mobilfunk.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Das HSCSD Konzept durch Kanalbündelung^[25]

Die Kanalbündelung hat jedoch den Nachteil, dass ihr die Verkehrskanäle exklusiv zugeordnet und somit abgerechnet werden, auch wenn keine Daten zur Übertragung anstehen, da es sich hierbei um eine leitungsvermittelte Datenübertragung (Circuit Switched Data) handelt.^[26] Deshalb ist ein „always-on“ Betrieb (Dauerverbindung ins Netz) bei HSCSD nicht möglich. Ein weiterer Nachteil durch die Exklusivbelegung der Kanäle stellt die schnelle Auslastung des gesamten Mobilfunknetzes dar. Würden viele Mobilfunknutzer HSCSD anwenden, wäre die Situation vergleichbar mit Großveranstaltungen oder Silvester, da im Netz quasi viermal so viele Handys telefonieren als bei „normalem“ Betrieb.

In der Netzwerk-Infrastruktur muß zur Einführung von HSCSD theoretisch nur wenig verändert werden, bei oben beschriebener Situation müsste das Netz meiner Meinung nach aber ausgebaut werden. Für den Benutzer wird allerdings der Einsatz neuer moderner Endgeräte notwendig.^[27]

In Deutschland bietet nach E-Plus und D2 Vodafone Quam als dritter Netzbetreiber HSCSD an.^[28] D1 und Viag Interkom planen in diesem Bereich keine Investitionen. Auch sind die Endgeräte bisher begrenzt: Bisher gibt es die Ericsson-Handys R 520m, T 39m und T 68, das Nokia 6210, 6310, 8310, das Nokia 9210 Communicator sowie das Nokia Card Phone 2.0 und das Siemens S 40.^[29]

2.5.2 GPRS -General Packet Radio Service

GPRS ist seit April 2001 von allen deutschen Mobilfunknetzbetreibern eingeführt und setzt auf den vorhandenen Trägerdiensten von GSM auf, ohne diese zu ersetzen. Hierbei werden die Daten erstmals über GSM nicht leitungsvermittelt, sondern paketweise übertragen. Somit erfolgt eine Abrechnung nicht nach der Zeit, sondern nach der übertragenden Datenmenge und der Dienstgüte (QoS).^[30] Dadurch wird eine Dauerverbindung durch die „always-on“ Funktion ermöglicht, bei der man sich einmal in das Netz einwählt und dann ständig online bleibt und jederzeit Daten empfangen kann.

Ähnlich dem HSCSD nutzt man auch bei GPRS die Bündelung mehrerer Kanäle. Da es sich aber nicht um Leitungen handelt, können das einmal mehr, einmal weniger, oft gar keine Kanäle sein.

Netzbetreiber schätzen GPRS, weil es die nicht für die Sprache genutzten Kanäle dynamisch zur Datenübertragung verwendet. Die Daten werden neben der Sprachübermittlung übertragen.^[31]

Im Gegensatz zu HSCSD muss für den Betrieb eines GPRS - Netzes auch eine Erweiterung der Hardware erfolgen. Das GSM-Funkverfahren wurde eigens für GPRS um einen Paketdatenkanal (PDCH) und zusätzliche Signalisierungen erweitert.^[32]

Mit GPRS erfolgt der Schritt zu echter Paketdatenübertragung mit dem Internet-Protokoll (IP). Die Netzerweiterungen für GPRS in seinem GSM-Netz lassen sich größtenteils später bei UMTS einsetzen.^[33]

Theoretisch werden bei GPRS Durchsatzgeschwindigkeiten von bis zu 100 kbit/s erreicht. Würde auf jegliche Fehlerkorrektur verzichtet, wären sogar 171,2 kbit/s möglich. In der Praxis sind jedoch maximale Datenraten von bis zu 50 kbit/s realistisch. Je mehr Personen innerhalb einer Zelle GPRS nutzen, desto geringer ist die tatsächliche Übertragungskapazität. Hinzu kommt, dass bei GPRS - Zeitschlitzen die Sprache Vorrang vor den Daten hat.^[34]

Die Eigenschaften beider Techniken im Überblick:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Die Eigenschaften von HSCSD und GPRS im Vergleich^[35]

Auch auf Seiten der Benutzer wird neue Hardware erforderlich.^[36] GPRS-fähige Handy gibt es aber bereits von fast allen Anbietern, wie z. B. das Motorola Timeport 260, das Motorola Accompli 008, Accompli 009, V.-Serie V66 und Motorola Timeport P7389i, das Ericsson R520m (vereinigt GPRS und HSCSD), das Sagem MC850 GPRS, das Nokia 6310 und 8310, das T 68 i von Sony Ericsson oder das P800 von Sony Ericsson, das allerdings erst im 3. Quartal 2002 auf den Markt kommen soll^[37] sowie das SGHS100 von Samsung und T-Mobile, das im Juni 2002 in Deutschland auf dem Markt erscheinen soll.^[38]

2.5.3 EDGE - Enhanced Data for Global Evolutions

Edge ist ein Datenbeschleuniger für GSM und TDMA-Netze. EDGE unterstützt Daten- und Multimedia-Dienste mit bis zu 384 kbit/s und mehr. Mit EDGE wird die Kapazität der Zeitschlitze auf 48 kbit/s erhöht; je Frequenz lassen sich dann 8-mal 48 kbit/s, insgesamt also 384 kbit/s übertragen. Das genügt zum Beispiel für mobile Videokonferenzen mit Bewegtbildern. Im Labor lassen sich sogar 69 kbit/s je Zeitschlitz erreichen, was dann insgesamt 550 kbit/s ergibt. EDGE benötigt wegen der anspruchsvolleren Modulation bessere Funksignale als herkömmliches GSM. Allerdings schaltet das Gerät automatisch auf das GSM-Netz zurück, wenn EDGE nicht arbeitet.^[39]

Die Mobilfunkkonzerne können alle Endkunden mit derselben aufgerüsteten Technologie bedienen, sogar Weiterentwicklungen von HSCSD und GPRS, die auf dem neuen Modulationsverfahren von EDGE basieren, sind vorstellbar.^[40]

2.5.4 Fazit

Nach allen zusammengetragenen Informationen sind meiner Meinung nach GPRS und EDGE tatsächlich Alternativen bzw. Ergänzungen zu UMTS.

„In Regionen, in denen der Aufbau eines gesonderten UMTS-Netzes nicht opportun ist, beispielsweise in Flächenstaaten oder wenig dicht besiedelten Gebieten, aber auch für Netzbetreiber, die keine UMTS-Lizenz haben, bringt EDGE die dritte Mobilfunkgeneration mit ihren hervorragenden Datenkommunikationsmöglichkeiten. EDGE könnte sogar als Ergänzung zu UMTS in Ballungsgebieten eingesetzt werden“.^[41] Ericsson hat bereits vom amerikanischen Mobilfunkbetreiber Voicestream den Auftrag bekommen, die EDGE -Technologie einzuführen. Voicestream gehört zur Gruppe der Deutschen Telekom AG.^[42]

Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der Netzleistungen verschiedenen Übertragungstechnologien. Dabei ist zu erkennen, dass einerseits GPRS und UMTS in der Makrozone sowie andererseits EDGE und UMTS in der Mikrozone annähernd gleiche Leistungen erbringen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Netzleistungen^[43]

HSCSD ist im Vergleich der Übertragungsgeschwindigkeiten weit abgeschlagen. Dennoch mag es eine geeignete Zwischenlösung auf dem Weg zu UMTS darstellen. Meiner Meinung nach ist HSCSD allerdings für den Benutzer zu teuer und auch für die Netzbetreiber auf Dauer zu unwirtschaftlich, um in Zukunft konkurrenzfähig zu sein, insbesondere da auch GPRS längst auf dem Markt ist. Eine Alternative zu UMTS stellt HSCSD in jedem Fall nicht dar.

[...]

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^[1] Vgl. Mit dem Handy das Bier bezahlen, http://www.faz.net/IN/INtemplates/faznet/default.asp?tpl=event/content.asp&doc={34B3B040-891D-4FD6-902C-C3A2824D1CDA}&rub={61B09561-8321-4702-9D99-1D1652E0C519, 18.03.02

^[2] Aus Designstudien unter http://www.xonio.com/features/feature_22308.html

^[3] Vgl. So funktioniert UMTS, htttp://www.umts-onlineshop.de,

^[4] Vgl. Stichwort: UMTS – Mobilfunk der dritten Generation, http://www.chip.de/news_stories/news_stories_61936.html, 18.04.00

^[5] Vgl. UMTS, http://www.dafu.de

^[6] Aus Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[7] Vgl. Was ist UMTS, http://www.ericsson.de

^[8] Vgl. Was ist UMTS, http://www.ericsson.de

^[9] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[10] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[11] Aus Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[12] Aus Viag Interkom Broschüre: So funktioniert Mobilfunk

^[13] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[14] Vgl. So funktioniert UMTS, http://www.umts-onlineshop.de

^[15] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[16] Vgl. Infrastruktur Mobilfunknetze, http://www.ericsson.de

^[17] Vgl. Infrastruktur Mobilfunknetze, http://www.ericsson.de

^[18] Vgl. So funktioniert UMTS, http://www.umts-onlineshop.de

^[19] Vgl. So funktioniert UMTS, http://www.umts-onlineshop.de

^[20] Vgl. UMTS in http://www.dafu.de/redir/gprs.html

^[21] Vgl. So funktioniert UMTS, http://www.umts-onlineshop.de

^[22] in Anlehnung an EDGE: Billiger als UMTS aber fast genauso schnell, http://www.chip.de/praxis_wissen/unterseite_praxis_wissen_109250.html

^[23] Vgl. www.ericsson.de, Von GSM zu UMTS, S. 28

^[24] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[25] Aus HSCSD – Das Konzept, www.nokia.de

^[26] Vgl. HSCSD – High Speed Circuit Switched Data, www.dafu.de

^[27] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[28] Vgl. Preise für HSCSD, http://www.xonio.com/features/feature_unterseite_15553.html

^[29] Vgl. HSCSD – Schnell – schneller – am schnellsten, www.xonio.de, 12.11.01

^[30] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[31] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[32] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[33] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[34] Vgl. Von GSM zu UMTS, http://www.ericsson.de

^[35] in Anlehnung an HSCSD und GPRS im Vergleich, http://www.xonio.com/features/feature_unterseite_15983.html

^[36] Vgl. GPRS – General Packet Radio System, http://www.dafu.de/redir/gprs.html

^[37] Vgl. Sony Ericsson mit neuen Modellen, http://www.skywire.de/news/2002/news.php?id=62&wert=1, 11.03.02

^[38] Vgl. T-Mobile bringt Samsung Handy mit Farbdisplay in http://www.skywire.de/news/2002/news.php?id=170&wert=1, 24.05.02

^[39] Vgl. EDGE – eine Variante von 3G, http://www.ericsson.de/technologien/edge/index.html

^[40] in Anlehnung an EDGE: Billiger als UMTS aber fast genauso schnell, http://www.chip.de/praxis_wissen/unterseite_praxis_wissen_109250.html

^[41] Aus EDGE - eine Variante von 3G, http://www.ericsson.de/technologien/edge/index.html

^[42] Vgl. Ericsson erhält Auftrag von Voicestream, www.ericsson.de, 27.09.01

^[43] in Anlehnung an EDGE: Billiger als UMTS aber fast genauso schnell, http://www.chip.de/praxis_wissen/unterseite_praxis_wissen_109250.html