Vom Phony zu G4, eine kleine Geschichte des mobilen Telefonierens.
Text: Clara Völker aus De:Bug 105


50 Jahre Unabhängigkeit
Die Emanzipation vom Festnetz

Mobilfunknetze sind eigentlich etwas, über das man lieber nicht spricht. Denn als technischer Laie hat man kaum einen Überblick darüber, wie der Akronym-Dschungel, der mobile Kommunikation ermöglicht, eigentlich ausbuchstabiert wird, geschweige darüber, wie er funktioniert. GSM, GPRS, UTMS, EGDE, WCDMA, P-CSCF, ETSI-TISPAN, BBNGN, BAN, WIBRO, IEEE – das sind die Fachtermini, die man wohl draufhaben sollte, wenn man etwas Profunderes als “ich schick’ dir mal den Ringtone per Bluetooth” über Handys sagen möchte.

Momentan klopft die vierte Generation der mobilen Kommunikation an unsere Pforte. Eigentlich war diese – die selbstredend noch schneller, günstiger, besser, kompatibler, schlicht: toller ist – zwar erst für das nächste Jahrzehnt vorgesehen, aber da die 3. Generation (“3G”) bisher ein ziemlicher Flop ist und man zudem vorplanen muss, steht die 4. Generation, zumindest in Japan, schon fast in der Stube. 4G wird natürlich vor allem flotter als die vorhergehenden Generationen, klar – aber wie und was gab es davor noch gleich?

ANALOGE AUTOKÄSTEN
Die erste Generation der Mobiltelefonie war bekanntlich analog. Daher war sie zu nicht viel mehr als zum Telefonieren zu gebrauchen. Damals – vor über 50 Jahren – waren “Handys” bzw. “Phonys” riesig, wurden per Auto transportiert, und die Verbindungen waren äußerst beschränkt. So richtig mobil oder ortsungebunden war Kommunikation noch nicht: Um jemanden in seinem Auto anzurufen zu können, musste man zunächst wissen, ob er sich gerade beispielsweise eher bei Frankfurt oder bei Berlin befand. Die Gespräche wurden auf den insgesamt 15 Kanälen per Handvermittlung hergestellt. 1952 wurde das so genannte A-Netz oder auch der “Öffentliche mobile Landfunk” in Deutschland eingeführt und hielt sich bis in die späten 70er Jahre mit einer Kapazität von bis zu 10.000 Geräten, was angesichts der Einwohnerzahl dieses Landes nicht besonders viel ist.

Anfang der 1970er wurde in Deutschland dann das B-Netz eingeführt. Es war vollautomatisch, das heißt dass sich das “Fräulein vom Amt” nicht mehr zwischenschalten musste, um eine Verbindung herzustellen. Dennoch war es noch immer notwendig, dass der Anrufer wusste, wo sich der Angerufene befand, um per Vorwahl die richtige der insgesamt 150 Funkstationen anzuwählen. Wechselte der Mobiltelefonierende den Sende-/Empfangsbereich der Funkstation, brach das Gespräch ab. Statt 15 gab es nun 38 Kanäle, im B2-Netz dann 75. 1994 wurde das B-Netz, das bis zu circa 25.000 Teilnehmer hatte, eingestellt.

Nach dem B- gab es 1986 logischerweise das C-Netz und damit das letzte analoge Netz in Deutschland. Es hatte eine Kapazität von bis zu 800.000 Teilnehmern und war erstmals zum “Handover” fähig, das heißt, dass das Telefonat nicht abbrach, wenn die Funkzone gewechselt wurde. Das deutsche C-Netz war das erste Netz, in dem nicht das Gerät die Identifizierungsquelle war, sondern eine Magnetkarte, die in das Handy gesteckt wurde, die Vorläuferin der heutigen SIM-Karte (Subscriber Identity Module). Die Telefongespräche konnten jedoch noch immer mühelos durch das Einklinken in die entsprechende Frequenz bzw. einen der insgesamt 222 Kanäle von Externen mitgehört werden. Neu war allerdings, dass man nun erstmalig nicht mehr wissen musste, wo sich der Handybesitzer befand, sondern die mittlerweile nicht mehr nur im Rucksack transportierbaren Handys durch die einheitliche Vorwahl “0161” erreichen konnte. Noch heute wird das C-Netz beispielsweise von Zügen verwendet, da es relativ kompliziert ist, bei hohen Geschwindigkeiten der Bewegung im Raum eine stabile digitale Datenübertragung zu gewährleisten.

GESCHWIND MINIATURISIERT

Dann wurde alles digital und das große Schrumpfen begann. Die zweite Generation war da, 2G. 1991 wurde das D-Netz freigeschaltet und damit GSM realisiert. GSM ist die Abkürzung für “Global System for Mobile Communication”, den europäischen Mobilfunkstandard schlechthin. 1982 als “Groupe Spécial Mobile” gegründet, beschloss man einen europäischen Mobilfunkstandard durchzusetzen, der nicht nur problemloser funktionieren, sondern zudem durch beispielsweise innereuropäisches Roaming sowohl politisch wie auch wirtschaftlich gegenüber den USA und Asien Einheit demonstrierten sollte. 1991 wurde GSM, zunächst sehr wackelig, dann aber schnell mit wachsendem, auch außereuropäischem Erfolg eingeführt und zum ersten großen Mobilfunkstandard schlechthin. In den frühen 1990ern war Europa also für eine kurze Weile federführend in Sachen Mobiltechnologie, was unter anderem daran lag, dass beispielsweise in den USA das analoge Netz aufgrund der großen Fläche noch ohne Kapazitätsengpässe funktionierte, man also noch nicht den Bedarf nach einem neuen Standard hatte.

Mitte der 1990er Jahre wurden Handys billiger und neue Features wie LCD-Displays, Touchscreens und T9-Spracherkennung wurden entwickelt. Durch die Digitalisierung der Netze stellte sich ein entscheidender Nebeneffekt ein: Das “Mobiltelefon” war nun kein reines Telefon mehr, sondern ein Kommunikationsmedium, mit dem auch andere Datenformen als Sprache übertragen werden konnten. Die 1993 in Finnland erstmals verschickte SMS wurde schnell zu einer der wichtigsten Nebenerfindungen des Handys.

Die Lizenzen für das D-Netz besaß zunächst die Telekom und Vodafone, später wurde der Markt geöffnet und 02 und E-Plus traten hinzu. TDMA (Time Division Multiple Access) hieß der technologische Standard, auf dem GSM seit 1987 beruhte. Durch TDMA wird das Spektrum in verschiedene Zeit-Slots aufgespalten, so dass mehrere User gleichzeitig dieselbe Frequenz nutzen können, ohne dass die Frequenzunterbrechungen bemerkt werden. Das vorhandene bzw. zugewiesene Spektrum kann somit effizienter genutzt werden. 1994 wurde das E-Netz von E-Plus freigeschaltet.

DIE ENKELGENERATION

Nach 2G kommt natürlich 3G und damit ist das lateinische Alphabet im Mobilkommunikations-Slang zugunsten des numerischen abgelöst. Noch bevor das erste Telefongespräch über die zweite Generation Mobilfunknetze überhaupt geführt worden war, lancierte man 1986 in Vancouver Pläne für eine dritte Generation. Während die Vision für 3G sehr simpel war, nämlich ein Handy im Taschenformat zu entwickeln, das man überall auf der Welt verwenden kann, war der damalige Name für diese Idee umso umständlicher: “Future Public Land Mobile Telephone System”, abgekürzt FPLMTS. Da sich das natürlich niemand merken konnte, ging man der Einfachheit halber dazu über, von der dritten Generation Mobilfunk zu sprechen, nachdem man sich zwischenzeitlich auf International Mobile Telecommunications 2000 (IMT-2000) geeinigt hatte, worunter so verschiedene Anwendungen wie TDMA, FDMA und CDMA (Time, Frequency und Code Division Multiple Access) zusammengefasst wurden. Eigentlich sollte 3G längst überall und auf breiter Basis funktionieren, noch schleichen wir jedoch um 2.5G und 2,75G herum.

Die 2.5te Generation Mobiltechnologie zeichnet sich dadurch aus, dass durch GSM-Erweiterungen wie GPRS (General Packet Radio Service) und HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) Mobilkommunikation erwartungsgemäß tendenziell superlativiert wurde. GPRS ist im Gegensatz zu CSD (Circuit Switched Data) Platz sparend, da es wie das Internet paketbasiert ist und sich daher mehrere User einen Kanal teilen können. HSCSD ist wie CSD und die terrestrische Telefonie leitungsbasiert, jedoch mit bis zu 14,4 kbit/s schneller als CSD und bei Bündelung für gleichmäßige Übertragungsraten besser geeignet, obgleich es nur von E-Plus und Vodafone angeboten wird und schon bald der Vergangenheit angehören wird.

Nach 2.5G kommt erstmal 2.75G, darunter werden Technologien wie EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) und CDMA gefasst. EDGE basiert auf dem anknüpfungsfähigen Standard GSM, man kann also mit den bereits existierenden Funkzellen arbeiten, wenngleich man zur Nutzung ein EGDE-kompatibles Mobile benötigt. CDMA hingegen wurde bereits 1995 eingeführt und als Standard für 3G-Systeme bestimmt. CDMA2000 1xEV-DO for Faster Data gehört beispielsweise bereits zur 3. Generation und erreicht DSL-vergleichbare Down- und Uploadgeschwindigkeiten, das heißt, dass z.B. Videostreams und Musikdownloads damit in komfortabler Weise möglich werden.

1,2,3 – 4

Die Netze der dritten Generation erlauben durch diese Technologien also bereits Dienste, die noch vor zehn Jahren nahezu undenkbar waren. Bis es zu einer 4. Generation kommt, die um 2010 eingeführt werden sollte, muss jedoch noch einiges geschehen. Ziel dieser vierten Generation ist es natürlich, noch geschwindere Verbindungen mit noch weniger Ausfällen gewährleisten zu können und zwar, indem die Daten nur noch Paketweise verschickt werden.

Bevor wir mit unseren 4G-kompatiblen Mobiles Serien ansehen und live Podcasts streamen, muss erst mal die 3.5te und 3.75te Generation überwunden werden. HSDPA und HSUPA lauten die entsprechenden Abkürzungen. HSDPA steht für High-Speed Downlink Packet Access und HSUPA dementsprechend High-Speed Uplink Packet Access. HSDPA prüft die Kanalqualität und codiert die Daten in Intervallen, es ist in Deutschland soeben von der Telekom eingeführt worden und kann theoretisch mit bis zu 14Mbit/s downloaden, de facto sind es allerdings nur ein Drittel davon, und die T-Com verspricht lieber erst mal nur 1,8MBit/s. HSUPA soll bis zu 3.6 Kbit/s Uplink ermöglichen. Beide können im Gegensatz zu UMTS nicht bloß alle zehn, sondern alle zwei Millisekunden ein Datenpaket übermitteln.

4G operiert also komplett paketbasiert und nicht wie 3G teilweise leitungsvermittelt. Es verwendet dazu OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access. Hiermit sollen Download-Geschwindigkeiten von bis zu 100Mbit/s erreicht werden, auch bei einer Bewegung des Mobiles von beispielsweise 20KmH, bei Stillstand dementsprechend noch höher. In ersten Testversuchen, natürlich aus Japan, betrug die Uploadrate an die 20 Mbit/s. Mit solchen Geschwindigkeiten könnte man in einem Augenzwinkern ein Musikfile auf sein Mobile herunterladen. Klar ist, dass Musik zu einem noch kurzweiligeren mobilen Produkt werden kann und wir nach dem hybriden Handys nun einen Zusammenschluss der Funknetze erwarten können, wenn wir dann irgendwann mal in der mobilen Zukunft gestrandet sind.

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Elektronische Lebensaspekte.