4.1 Entwicklung der Mobilfunktechnologien
Erste analoge Mobilfunkdienste existierten bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Diese zunächst regionalen Netze wurden in den 1950er Jahren erstmals zu nationalen Netzen zusammengeführt, in der Bundesrepublik Deutschland beispielsweise im Jahre 1958. Aufgrund der hohen Anschaffungs- und Betriebskosten fanden die analogen Netze allerdings nur eine sehr geringe Verbreitung.
Dies änderte sich mit der Einführung der volldigitalen Mobilfunknetze, der so genannten 2. Generation (2G). Die Einigung von Betreibern aus 15 Staaten auf den vom European Telecommunication Standards Institute (ETSI) entwickelten Global System for Mobile Communications (GSM) als Mobilfunk-Standard legte 1987 in Europa den Grundstein für die digitalen Mobilfunknetze. Der prinzipielle Unterschied zu den Netzen der ersten Generation besteht in der Umwandlung und Übertragung der Sprachdaten in digitaler Form in GSM-Netzen. Beibehalten wurde dagegen das Prinzip der Leitungsvermittlung, bei der zwischen den Kommunikationspartnern so lange eine feste Leitung mit einer konstanten Bandbreite geschaltet wird, bis ein Teilnehmer diese beendet. Diese Verfahrensweise ist identisch mit derjenigen im Festnetzbereich und für die Gesprächsübertragung sehr gut geeignet, da für einen störungsfreien Ablauf des Gesprächs eine konstante Übertragungsgeschwindigkeit notwendig ist.42
Mit der rasanten Verbreitung und erhöhten Nutzung des Internets ab Mitte der 1990er Jahre gewann die Datenübertragung auch im Mobilfunkbereich zunehmend an Bedeutung. Aufgrund der begrenzten Kapazitäten der Basisstationen ist die Reservierung eines Kanals wie bei der Leitungsvermittlung für die Datenübertragung allerdings sehr ungünstig, da der Schwerpunkt hierbei auf der Nutzung möglichst großer Bandbreite für einen kurzen Zeitraum liegt. Möchte der Nutzer beispielsweise eine Internetseite über sein Mobiltelefon aufrufen, sollten die Daten möglichst schnell übertragen werden, während er beim Lesen des Inhaltes keine Bandbreite benötigt. Die Leitungsvermittlung hätte eine sehr langsame Übertragung der Daten und eine konstante Blockierung des reservierten Kanals zur Folge. Dies wäre sowohl für den Anwender als auch für die Netzbetreiber eine nicht akzeptable Einschränkung. Aufbauend auf dem GSM-Standard entwickelte das ETSI den General Packet Radio Service (GPRS). Ähnlich dem Datenübertragungsstandard im Internet, dem Hypertext Transfer Protocol (HTTP), basiert GPRS auf der Paketvermittlung, welche eine asynchrone Datenübertragung ermöglicht. Die Daten werden in einzelne Pakete unterteilt, wobei jedes Paket Informationen über die Herkunfts- und Zieldestination enthält. Diese Methode ermöglicht eine optimale Ausnutzung der Netzressourcen, da die Pakete nicht an eine bestehende Leitung wie bei der Leitungsvermittlung gebunden sind, sondern über gerade nicht belegte Kanäle und auch über mehrere Kanäle gleichzeitig gesendet werden können. Somit erreicht GRPS eine maximale theoretische Übertragungsrate von 170 Kbit/s, was eine über 1000%ige Steigerung gegenüber der Übertragungsraten im GSM-Standard (14,4 Kbit/s) bedeutet. Mit EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)43, einer Erweiterung von GPRS, konnten die Übertragungsraten nochmals auf 230 Kbit/s gesteigert werden. Die parallele Einführung der Mobilfunknetze der so genannten 3. Generation (3G) führte jedoch zu einem nur sehr verhaltenen Ausbau der Netze für EDGE.44
Der Universal Mobile Telecommunication Standard (UMTS), entwickelt vom 3rd Generation Partnership Project (3GPP), beinhaltet sowohl die Eigenschaften des leitungsvermittelnden Sprachnetzwerkes als auch des paketvermittelnden Datennetzwerkes und bildet den nächsten Schritt in der Evolution mobiler Kommunikationsnetzwerke, weshalb auch von der 3. Generation (3G) oder 3G-Netzwerken gesprochen wird. Aufgrund der rasanten Steigerung der Rechen- und Speicherkapazitäten in Basisstationen und Endgeräten konnten mit UMTS wesentlich schnellere Übertragungsverfahren realisiert werden. Somit bieten die aktuellsten Weiterentwicklungen HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) und HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) theoretische Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 14 Mbit/s im Downlink45 und 6 Mbit/s im Uplink46. Mit so genannten Dual Mode Endgeräten können die UMTS-Netzwerke zusammen mit den bestehenden GSM-Netzwerken betrieben werden. Aus Sicht der Betreiber ist dies ein wichtiger Faktor, da sie so den Nutzern ein flächendeckendes Netz anbieten können, obgleich das UMTS-Netzwerk nur partiell ausgebaut ist. Andernfalls wäre eine Nutzung der neuen Technologie durch die Kunden unwahrscheinlich.47 Derzeit wird durch das 3GPP der so genannte 4G-Standard entwickelt, welcher 2010 einsetzbar sein soll und Daten-übertragungsraten von bis zu 100 Mbit/s im Downlink und 50 Mbit/s im Uplink ermöglichen soll.48
42 vgl. Sauter, M. (2008), S. 1ff
43 Anm. des Verfassers: Synonym wird auch der Begriff E-GPRS verwendet
44 vgl. Sauter, M. (2008), S. 87ff
45 Anm. des Verfassers: vom Netz zum Endgerät
46 Anm. des Verfassers: vom Endgerät zum Netz
47 vgl. Sauter, M. (2008), S. 149ff
48 vgl. Next Generation Mobile Networks, 09.08.2008
