Mobiltelefonie

I. Zukunft braucht Herkunft

Der Zeitpunkt: Anfang 1907. In der staatlichen Funkanlage in Nauen wird eine

Schellackplatte aufs Grammophon gelegt. Wenig später erklingt die Stimme Enrico Carusos in der guten Stube des Kaiserpaares in Berlin. Die erste Sprachübertragung per Funk in Deutschland ist gelungen. Schon damals lautete die Vision: Jedermann sollte an jedem Ort die Informationen empfangen und weitergeben können, die gerade benötigt werden. Aller Anfang ist schwer Es dauert jedoch noch 19 Jahre, bis 1926 erstmals Reisende auf der Zuglinie Berlin

- Hamburg ,,mobil" telefonieren können. Der Andrang hält sich in Grenzen: Pro Tag werden durchschnittlich 37 Gespräche vermittelt. 1958 dann ein erster Quantensprung:

Das A-Netz der Bundespost geht in Betrieb, das erste nahezu flächendeckende Mobilfunknetz der Welt entsteht. Mobiles Telefonieren ist jedoch noch ein teurer Spaß: Ein Standardgerät kostet rund 8 000 Mark. Zum Vergleich: Ein VW-Käfer ist für 5 000 Mark zu haben, ein Facharbeiter verdient etwa 7 000 Mark im Jahr. Mobilfunk für alle 1972 eröffnet das B-Netz neue Möglichkeiten: Jetzt kann jeder selbst wählen, um seinen Gesprächspartner zu erreichen

- vorausgesetzt, man weiß, in welcher Region er oder sie sich befindet. 13 Jahre später steigt der Komfort deutlich: Im C-Netz ist der Kunde überall in Deutschland in Sekundenschnelle erreichbar. 1989 gibt es die ersten Handgeräte, auch Faxe können übertragen werden. Dank sinkender Preise wird mobiles Telefonieren für immer mehr Menschen erschwinglich. Was mobile Kommunikation auf breiter Basis bewirken kann, zeigt sich nach dem Fall der Mauer: Weite Teile der ehemaligen DDR wären ohne den raschen Ausbau des C-Netzes vom Telefonverkehr ausgeschlossen gewesen. So aber kaufen sich viele neue Bundesbürger ein Mobilfunkgerät. Sogar Supermarktketten haben damals C-Netz-Telefone und Faxgeräte gekauft, um damit ihren Geschäftsverkehr aus den neuen Bundesländern abzuwickeln. 1992 schließlich beginnt mit dem Start der D-Netze die digitale Evolution. Basis ist der inzwischen weltumspannende GSM-Standard. Die Kundenzahlen steigen rasant, mobiles Telefonieren wird zum selbstverständlichen Bestandteil des Alltags. Lösungen für individuelle Bedürfnisse.

Ob sie beruflich oder privat genutzt werden - Handys sind aus dem modernen Leben einfach nicht mehr wegzudenken. So vielfältig wie die Anforderungen der Kunden sind auch die Leistungen - vom maßgeschneiderten Firmenangebot bis hin zur Guthabenkarte. Der Mobilfunk, der in Deutschland im Dienst des Kaisers begann, ist als internationales Massengeschäft ins neue Jahrtausend gegangen - diesmal im Dienste des Kunden. Fest- und Mobilfunknetze wachsen mehr und mehr zusammen. Und auch das mobile Surfen im Internet ist Realität geworden.

II. Der heutige Stand der Technik (Die zweite Generation) GSM (Global System for Mobile Communication)

In Europa entwickelter und weit verbreiteter Standard für den digitalen Mobilfunk. Während die D-Netze im 900 MHz Frequenzbereich senden, liegt dieser in den E-Netzen bei 1800 MHz und in Amerika oft bei 1900 MHz.

Damit sich die einzelnen Mobilfunknetze nicht gegenseitig behindern, werden ihnen unterschiedliche Frequenzen zugeteilt

Wie funktioniert Mobilfunk?

Ohne elektromagnetische Felder kann Mobilfunk nicht funktionieren. Diese Felder sind sozusagen der Autobus, in dem Informationen, z.B. Sprache, zwischen dem Handy und der Basisstation transportiert werden. Die Frequenzen sorgen für Ordnung und bestimmen die Nummer der Autobahn also den Funkkanal auf dem sich der Autobus bewegt. Moderne Mobilfunknetze setzen sich aus Funkzellen zusammen. Eine Basisstation verbindet das Handy mit Hilfe der elektromagnetischen Felder mit dem Telefonnetz. Jede Basisstation sorgt für Funkverbindung in einem Bereich zwischen 200 Metern und mehreren Kilometern um diese Station. Diesen Bereich nennt man Funkzelle. Je mehr Kunden mit dem Handy telefonieren, um so mehr Stationen werden benötigt. Das T-D1 Netz z.B. besteht derzeit aus ca. 10.000 Sendestationen.

Immer mehr Menschen nutzen in Deutschland den Mobilfunk.

Bis zum Jahr 2003 werden es 50 Millionen sein. Mobilfunk gehört heute zum Alltag wie das Fernsehen, die Mikrowelle und der CD-Player.

Mobil telefonieren besitzt alle Vorteile des herkömmlichen Telefonierens mit einem kleinen, aber entscheidenden Unterschied: Es ist nun von überall her möglich. In Deutschland und in nahezu 100 Ländern - fast weltweit - kann mit einem Handy telefoniert werden. Natürlich ist man auch - wenn gewünscht - immer und überall erreichbar.

Gegenwärtig verschmelzen Festnetz und Mobilnetz miteinander zu einem Telefonnetz. Das Telefon von zu Hause ist dann auch das für unterwegs.

Und alles wird einfacher: Wo immer man sich aufhält -man ist unter der gleichen Rufnummer erreichbar.

WAP (Wireless Application Protocol) Die Welt in einer Hand.

Auf dem Weg zum Flughafen nachsehen, ob der Flieger verspätet ist. Beim Shopping prüfen, ob der Kontostand noch ein Paar Schuhe aushält. Jederzeit in der Lage sein, aktuelle Börsenkurse zu erfahren.

Das sind nur einige der vielen neuen Möglichkeiten, die WAP bietet. Mit einem WAP-Handy kann man überall und jederzeit schnell auf wichtige Informationen und Dienste zugreifen: Aktienkurse oder Fahrpläne, Hotelreservierungen oder Kinotipps, News oder E-Mail.

WAP ist die Abkürzung für Wireless Application Protocol. Mit Hilfe von WML, eine dem HTML sehr ähnlicher Sprache, wird es möglich das WWW und eine Menge ähnliche Anwendungen und Dienste mittels eines Micro-Browsers auch auf Handys zu realisieren. Definiert wurde WAP von den Firmen Unwired Planet, Ericsson, Motorola und Nokia. Es ist dabei nicht an einen bestimmten Mobilfunk-Standard gebunden und kann unter GSM, DECT und allen zukünftigen Standards genutzt werden. Das Handy kommuniziert nicht direkt mit dem Internet, sondern nutzt einen WAP-Gateway, der die Anforderung des Telefons von Internetseiten entgegennimmt und sie in WML umsetzt. Diese Daten werden dann vor dem Versand über die Funkstrecke stark komprimiert und können dadurch wesentlich schneller übertragen werden. Eine echte Internetfunktionalität ist zwar auch aufgrund des zu kleinen Displays eines Handys nicht gegeben, aber relevante Textinformationen werden dadurch nahezu überall verfügbar.

Die Anzahl der WAP Dienste nimmt ständig zu ob Online Banking, Auktionen, Shopping oder Informationen immer mehr Anbieter bieten ihre Dienstleistungen neben dem Internet jetzt auch über WAP an.

Trotz Kompression sind die größten Hindernisse dieser Technik die Übertragungsraten im GSM Netz von 9,600 bps. Initiiert durch den Gerätehersteller Ericsson hat das Europäische Telekommunikationsnormungsinstitut (ETSI) deshalb einen neuen Standard für den Datenzugang über mobile GSM-Endgeräte definiert: GPRS

GPRS (General Packet Radio Service)

Was ist GPRS?

GPRS ist ein für die Internet-Technologie standardisierter und optimierter Datenfunkdienst auf Basis der heutigen GSM-Netze.

Gerade für das Zusammenwachsen von Mobilfunk und Internet sind Always-on-

Funktionalität, mobile Datenkommunikation auf Hochgeschwindigkeitsniveau und Bandbreite nach Bedarf von alles entscheidender Bedeutung. GPRS schöpft somit auch das Potenzial von WAP besser aus.

Wie funktioniert GPRS?

GPRS baut auf der vorhandenen GSM-Technik auf, nutzt aber zur Übertragung das Internet Protocol (IP). So werden die Daten vor der Übermittlung in Pakete zerlegt und erst beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Die Datenpakete verschiedener Nutzer können dabei gemeinsam über beliebige Funkkanäle übertragen werden. Mit dieser Methode kann die Kapazität des Netzes weitaus effektiver genutzt werden als bisher.

GPRS-Nutzer werden in Zukunft ihre Daten an die nächste Sende- und Empfangsanlage des Netzes schicken. Von dort gelangen diese zu einem Vermittlungsknoten für GPRS - den GSN (GPRS Support Node) - und von dort wiederum an spezielle Übergänge, die sie ins Internet leiten.

Vermittlungsknoten und Gateways sind über ein IP-basiertes Netz verbunden.

Der Aufbau erfordert, neben der Erweiterung um neue Vermittlungsknoten, eine Hard- und Softwareseitige Umrüstung aller Sende- und Empfangsanlagen der vorhandenen Mobilfunknetze. Die gesamten Investitionen betragen für die Jahre 1999 und 2000 zusammen drei Milliarden Mark.

Vorteil 1: Always online

GPRS-Nutzer bleiben ständig im Netzwerk eingewählt. Auf diese Weise erhalten sie jederzeit und ohne zeitraubende Rufaufbauzeiten sofortigen Zugriff auf alle Informationen, die sie benötigen.

Egal ob sie auf eine E-Mail warten, im Intranet Ihres Unternehmens surfen oder ständig mit den neuesten Börsenkursen beliefert werden möchten. Sie sind immer erreichbar und auf dem neuesten Stand.

Mit T-D1 GPRS ist es auch möglich, z.B. WAP zu nutzen und parallel Anrufe zu tätigen oder entgegen zu nehmen. Für die Dauer des Telefonats wird die WAP-Anwendung einfach kurzfristig geparkt. Nach Anrufende kann die WAP-Sitzung bequem wieder aufgenommen werden.

Vorteil 2: Schnellere Datenübertragung

Der paketvermittelte Datentransfer stellt Übertragungsgeschwindigkeiten auf Festnetzniveau zur Verfügung. GPRS übermittelt Daten bis zu fünfmal schneller als mit der heutigen GSMÜbertragungsrate von 9,6 Kbit/s.

So erhalten Unternehmen die Möglichkeit, firmenübergreifende Datenanwendungen sicher und schnell auch auf die mobilen Mitarbeiter auszudehnen.

In der Startphase ist die Übertragungsgeschwindigkeit aufgrund der Performance der Endgeräte nur bis zu doppelt so hoch wie bei bisherigen Datendiensten. Aber bereits im ersten Quartal 2001 planen die Hersteller von Mobiltelefonen eine neue Generation von Endgeräten, die die Möglichkeiten von GPRS voll ausschöpfen wird.

Vorteil 3: Neue Tarifierungsform

Mit GPRS wird sich auch die Abrechnung im Mobilfunk ändern: Anders als bisher, werden die Kunden für Datenübertragungen nicht mehr Minutenpreise bezahlen. Stattdessen entstehen GPRS-Nutzern durch die paketorientierte Versendung primär nur dann Kosten, wenn auch tatsächlich Daten übertragen werden.

Ähnlich wie beim Einkaufen wird nicht die Zeit bezahlt, die man im Kaufhaus verbringt. Berechnet werden nur diejenigen Waren (hier als die Kilobyte), die man anschließend zur Kasse bringt.

Die Tarifierung richtet sich also nach dem tatsächlich übertragenen Datenvolumen und ist unabhängig von der Verbindungszeit.

Endgeräte

Die notwendige Technologie wird in Zukunft in allen Handys eingebaut sein. Mobilfunk Kunden wird damit der Zugang zum mobilen Internet so einfach wie heute bereits die Nutzung von SMS (Short Message System) sein.

Zur Nutzung von WAP via GPRS ist ein GPRS-fähiges Endgerät erforderlich. Nahezu alle Hersteller planen für Anfang 2001 die Einführung von GPRS-Endgeräten, so dass schon bald ein breites Spektrum an GPRS-fähigen Handys zur Verfügung stehen wird. Um Internet-basierte Services via GPRS zu nutzen, ist zusätzlich ein GPRS-kompatibler mobiler Rechner, z.B. ein Notebook oder ein PDA, erforderlich.

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)

High Speed Circuit Switched Data ermöglicht beim Mobilfunk Datenübertragungsraten, die man bisher nur vom Festnetz kannte. Downloads aus dem Internet funktionieren beispielsweise bis zu 4,5 Mal schneller als bisher im GSM-Mobilfunk. Im Gegensatz zu GPRS wird hierbei aber noch nach Zeit und nicht nach Daten-Volumen abgerechnet. Man ist also nicht always online.

Dafür sorgt zum einen ein

neues Kodierungsprinzip: Es erhöht die bisherige GSM- Übertragungsrate um 50 Prozent je Kanal: von 9,6 auf 14,4 Kbit pro Sekunde. Zusätzlich können mit HSCSD vier - statt bisher zwei - Kanäle genutzt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wenn Sie zum Beispiel im Internet surfen, können Sie drei Kanäle zum Empfangen (43,2 Kbit/s) und einen Kanal zum Senden (14,4 Kbit/s) verwenden. Man spricht dann von einer 1+3 -Verbindung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Eine symmetrische 2+2 - Verbindung eignet sich dagegen besonders gut zum Austausch von E-Mails mit dem Mailserver.

Quelle: www.nokia.de

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Neben der Möglichkeit, viele Übertragungen zu beschleunigen, und damit billiger zu machen, eröffnen sich neue Anwendungen, für die GSM bis jetzt nicht schnell genug war:

Datendienste, die in Echtzeit ablaufen sollen, benötigen hohe Datenübertragungsraten und werden durch HSCSD erstmals realisierbar. Mail und Internetzugang mit annehmbaren Geschwindigkeiten sind mit HSCSD kein Problem - auch unterwegs.

HSCSD ist vollständig in GSM integriert, das heißt: alle Möglichkeiten, die der GSMStandard bietet, stehen auch bei HSCSD zur Verfügung - nur schneller.

Mobile-Commerce

M-Commerce ist die mobile Variante des E-Commerce. Geschäfte sollen nun immer und überall abgeschlossen werden. Dienstleistungen sollen stets verfügbar sein. Für M-Commerce gibt es auch heute schon viele Anwendungsbeispiele:

Mobile Banking

Bankdienstleistungen werden mobil angeboten. Aktien ordern, den Kontostand abrufen und Überweisungen tätigen. Alles ohne eine Bankfiliale zu betreten oder den Computer einzuschalten.

Mobile Shopping

Einkaufen während man beim Arzt wartet oder in der Bahn sitzt. Waren und Dienstleistungen können jederzeit und ortsunabhängig bestellt werden.

Regionale Angebote

Man sucht ein Italienisches Restaurant in einer fremden Stadt und auch direkt den kürzesten Weg dorthin. Fahrplanauskünfte, Wetterdienst, Ticketservice alle diese Angebote sind einfach abzurufen.

Bezahlen mit dem Handy

Schon heute kann man das Handy wie eine Kreditkarte nutzen. Der Einkauf wird dann einfach über das Handy aus einer elektronischen Geldbörse abgebucht. Zur Sicherheit muß jede Buchung mit einer PIN Code Eingabe im Handy bestätigt werden. Dieser Service wird zum Beispiel von Paybox angeboten und funktioniert sowohl mit Prepaid als auch Credit Karten.

III. Zukunftsvisionen (Die dritte Generation)

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)

UMTS ist die 3. Mobilfunkgeneration (auch kurz 3G genannt).

Es macht zur Wirklichkeit, was heute noch Vision ist.

Mit UMTS entsteht jetzt erstmalig ein weltweit einheitliches mobiles Kommunikationssystem.

Die Technologien verschmelzen. Bereits im Jahr 2003 sollen UMTS-Kunden auf dem gesamten Globus unter einer Rufnummer mobil erreichbar sein können. Aber UMTS wird noch mehr ermöglichen als nur mobiles Telefonieren oder Surfen und Shoppen im Internet. Es werden Angebote zur Verfügung stehen, die heute selbst im Festnetz kaum vorstellbar erscheinen. Hintergrund: Die so genannten TIMES-Märkte (Telecommunication, Information, Media, Entertainment und Security) wachsen in den nächsten Jahren noch enger zusammen.

Damit verschwinden die Grenzen zwischen Informationsverarbeitung und Telekommunikation, zwischen Diensteangebot im Festnetz und Mobilfunk endgültig. Dabei wird eine wichtige Endgerätelinie von morgen nicht mehr viel mit den heute bekannten gemein haben:

So genannte Handtops - brieftaschengroße Kombinationen aus Handy, Laptop und Bildtelefon

- befinden sich in der Entwicklung.

200fach schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten. Was heute noch schier unvorstellbar erscheint, gehört morgen schon zum Alltag. Die für den Mobilfunk geradezu revolutionären Übertragungsraten von UMTS machen es möglich. Werden beim GSM-Standard bisher Daten mit einer Rate von 9 600 bit pro Sekunde übertragen und demnächst durch GPRS in ISDN-Geschwindigkeit, so soll das UMTS-Netz auf Abruf sogar bis zu zwei Megabit pro Sekunde verarbeiten. Eine Datei, für deren Übertragung man heute mit T-ISDN eine Minute benötigt ist dann innerhalb von weniger als zwei Sekunden auf dem mobilen Arbeitsplatz verfügbar. Was alles über diese gigantischen Datencontainer durch die Luft rasen kann, da sind der Fantasie kaum Grenzen gesetzt. So kann zum Beispiel der heute noch ortsgebundene Arbeitsplatz an einen beliebigen Ort auf der Welt verlagert werden. Es wird aber auch möglich sein, neben den Inhalten des Internets, auch jegliche Form von Audio- und Videoclips im Handumdrehen zu übertragen. Dabei kann es sich um die Top 10, aber auch um elektronische Postkarten mit aktuellen Fotos oder auch Videoclips aus dem Urlaub handeln.

Spätestens im Jahr 2005 werden die umfangreichen Entertainment-Angebote zur Verfügung stehen. Für die Kunden soll der Übergang zur dritten Mobilfunkgeneration problemlos und vor allem nicht spürbar sein; denn Dienste der heutigen Generation können weiterhin genutzt werden.

Wie funktioniert UMTS?

Der Unterschied zwischen UMTS und dem derzeitigen Mobilfunk-Standard GSM besteht in den Übertragungsverfahren dieser beiden Systeme: GSM benutzt TDMA, den Time Division Multiple Access. UMTS dagegen basiert auf CDMA, dem Code Division Multiple Access. Insgesamt stehen auf dem GSM-Frequenzband 124 einzelne Kanäle zur Verfügung, über die sämtliche Sprach- und Datenverbindungen laufen. 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 Kilobit pro Sekunde.

Anders als das TDMA-Verfahren bei GSM trennt nun CDMA 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.

Wie im Internet und bei GPRS werden auch bei UMTS die Daten paketweise übermittelt. Da bei UMTS aber ein größeres Frequenzspektrum zur Verfügung steht und dieses Spektrum effizienter genutzt wird, können hier Übertragungsraten von bis zu 2 Mbit/s erreicht werden.

Damit rücken selbst gewagte Zukunftsszenarien in greifbare Nähe, und was noch vor wenigen Jahren als Zukunftsmusik abgetan wurde, wird Realität.

Beispiel:

Stellen Sie sich einfach einmal vor Sie wohnen in München und haben einen wichtigen Geschäftstermin in Hamburg. Auf der Hinfahrt stellen Sie im ICE fest, dass Sie Ihre Präsentationsunterlagen im Büro vergessen haben.

Kein Problem: Ein Anruf bei Ihrer Sekretärin genügt - sie drückt auf den Knopf, und Sekunden später ist das 60 Seiten starke Werk in Ihren Handtopübertragen. Den schließen Sie jetzt noch an einen Drucker an, fertig. Die Präsentation ist ein voller Erfolg, Ihr Kunde möchte nur noch das O.K. aus der New Yorker Zentrale haben. In Windeseile sind die Datenüber den Teich geschickt. Kurz darauf klingelt Ihr Handtop: Eine kurze Videokonferenz mit den Managern auf der anderen Seite des Atlantiks klärt alle Fragen.

Geschafft, das Projekt ist verkauft. Jetzt haben Sie sich etwas Entspannung für die Rückreise verdient: Sie lassen sich die Trailer der neuesten Kinofilme auf Ihren Handtopübertragen und genießen die Fahrt mit dem Film Ihrer Wahl.

Wann werden Verbraucher in den Genuss von Mobilfunkgeräten der 3. Generation kommen?

Seitens der Technik steht der "Wireless Information Society" nichts mehr entgegen. Mit der Einführung neuer Endgeräte wird man aber noch individueller auf Kundenbedürfnisse eingehen können, und dies erfordert eine intensivere Abstimmung zwischen Hardware- und Software-Herstellern. In Japan werden erste Geräte voraussichtlich 2001 verfügbar sein. In Europa rechnet man für die Jahre 2002 bzw. 2003 mit der Einführung.

,,Erst in den nächsten Jahren wird sich zeigen, was UMTS alles zu leisten vermag.

Doch eins ist sicher: Es wird noch weit mehr sein, als wir uns heute vorstellen können."

Matthias Schröter, Dritte Mobilfunkgeneration

Quellen:

www.nokia.de www.t-d1.de