Mobilfunkstandard

GSM und GPRS: die zweite Mobilfunkgeneration

GSM (GPRS bzw. EDGE) startete 1992 und steht für "Global System for Mobile Communications", was mit "globales System für mobile Kommunikation" ins Deutsche übersetzt werden kann. GSM ist weltweit verbreitet: In rund 220 Ländern wird die GSM-Technik zur mobilen Kommunikation verwendet. Als digitaler Nachfolger des alten, analogen Netzes wird GSM auch Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G) genannt. In erster Linie wird GSM zur Sprachübertragung (Telefonie) genutzt, doch auch für Kurzmitteilungen sowie leistungs- und paketvermittelte Datenübertragungen wird das GSM-Netz verwendet.

GPRS steht für "General Packet Radio Service" (auf Deutsch: "Allgemeiner paketorientierter Funkdienst") – dahinter verbirgt sich ein Dienst zur Datenübertragung in GSM-Mobilfunknetzen. GPRS ist also eine Technik, die allein der Datenübermittlung dient.

Handynutzer nutzen GPRS beispielsweise als Datenübertragungsdienst, wenn schnellere Netze nicht zur Verfügung stehen. Die dabei übertragenen Dateien werden vor dem Versenden in mehrere Pakete aufgeteilt und erst beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Aus diesem Grund ist es auch nicht möglich, allein über GPRS Telefonate zu führen. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit von GPRS ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit eines älteren Einwahl-Modems: Die typische Datendurchsatz-Rate liegt zwischen 40 und 54 Kilobyte in der Sekunde – kein Wunder, dass das mobile Internet mit der GPRS-Technik nicht den Durchbruch geschafft hat.

UMTS und HSDPA: die dritte Mobilfunkgeneration

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) heißt der Mobilfunkstandard der 3. Generation (seit 2004), deshalb nennt man diese Technik auch 3G. Mit UMTS sind wesentlich höhere Datenübertragungsraten möglich als mit dem Mobilfunkstandard der zweiten Generation GSM und GPRS – vor allem dank der Ausbaustufe HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Herkömmliches UMTS gestattet eine Datenübertragungsrate von bis zu 3,6 Megabit pro Sekunde (MBit/s). HSDPA ermöglicht eine Übertragungsrate von bis zu 7,2 MBit/s.

Dank dieser schnellen Anbindung ans Internet konnten sich die Smartphones ihren Erfolgsweg bahnen. Erst UMTS konnte Internet- und Multimedia-Anwendungen auf dem Handy einem breiten Markt zugänglich machen und so dem mobilen Internet zum Durchbruch verhelfen.

Die Mobilfunkanbieter investierten Milliarden in das UMTS-Netz. Bei der Versteigerung der UMTS-Lizenzen im Sommer 2000 legten die Anbieter, unter anderem die Deutsche Telekom, Vodafone, O2 und E-Plus, insgesamt rund 50 Milliarden Euro auf den Tisch – eine Investition, die sich lohnte, schaut man sich die Wachstumsraten des mobilen Datenverkehrs in den Folgejahren an: Während Ende 2005 bei insgesamt 80 Millionen Handy-Nutzern in Deutschland nur 2,3 Millionen UMTS-Handys und Notebook-Karten im Einsatz waren, wurden 2010 nahezu zehn Mal so viele, nämlich 21,2 Millionen Nutzer, gezählt. Mittlerweile ist der Datenverbrauch in den Mobilfunknetzen weiter angestiegen. Das alte UMTS-Netz wurde Ende 2021 endgültig abgeschaltet, um für die neueren Mobilfunkstandards LTE und 5G Platz zu machen.

LTE: die vierte Mobilfunkgeneration

Das Mobilfunknetz der vierten Generation seit 2010 heißt LTE (Long Term Evolution). LTE ist der Nachfolger von UMTS und HSDPA und ermöglicht mobile Übertragungsraten, wie man sie sonst nur von Glasfaserleitungen kennt. LTE übertrifft die herkömmlichen Übertragungsraten bei weitem. Bis zu 100 MBit/s im Downlink (also beim Herunterladen) sollen möglich sein und bis zu 50 MBit/s im Uplink. In der Praxis wird die Geschwindigkeit häufig darunter liegen, dennoch können auch bei der mobilen Internetnutzung Geschwindigkeiten erreicht werden, die den modernen Glasfasernetzen in nichts nachstehen.

Die steigenden Bandbreiten durch LTE eröffnen dem mobilen Internet neue Möglichkeiten. Bei einer dreistelligen Mbit-Übertragungsrate sind den Smartphones, Netbooks und anderen mobilen Endgeräten kaum noch Grenzen gesetzt. Auch hinsichtlich der Übertragungsstabilität kann LTE punkten: Eine große Teilnehmerzahl kann in einer Funkzelle gleichzeitig und ohne Störung ins Netz gehen.

Die stabile Übertragungsqualität von LTE bietet auch im Unterhaltungsbereich neue Möglichkeiten: Beispielsweise kann unterwegs auf Video-on-Demand-Angebote zugegriffen werden und auch die Videotelefonie hat durch LTE an Beliebtheit gewonnen. Derzeit arbeiten die Anbieter noch am Ausbau der LTE-Verfügbarkeit. In Deutschland wurde das LTE-Netz zuerst in ländlichen Regionen ausgebaut, da diese bislang häufig von schnellen Internetverbindungen, wie sie in Städten existieren, abgeschnitten sind. Nachdem die LTE-Versorgung auf dem Land abgeschlossen wurde, begannen die Anbieter damit, die schnellen Mobilfunknetze auch in Großstädten auszubauen. Inzwischen ist LTE in den meisten Städten verfügbar, wenngleich nicht unbedingt in jeder Straße. Mobilfunkanbieter wie Vodafone, Telekom und O2 bieten auch spezielle LTE-Tarife für Surftsticks sowie stationäre Internetzugänge an.

Mit LTE Advanced kann der Zugang zum Internet, das Streaming von Videos und der Datentransfer auf Mobiltelefonen besser sein als auf Desktop-Computern. Der Standard nutzt Radiofrequenzen erheblich effizienter und erreicht dadurch höhere Datentransfers bei geringerer Bandbreite. Beispielsweise können Fernsehsendungen in anspruchsvoller HD-Qualität ohne Aussetzer übertragen werden.

5G: die fünfte Mobilfunkgeneration

Das Kürzel 5G steht für 5. Mobilfunkgeneration. 5G ist 100 Mal schneller als es bei einem guten LTE-Download der Fall ist. Damit kann ein Downloadtempo von 10 Gigabit pro Sekunde oder sogar mehr erreicht werden. Auch die sogenannte Latenzzeit, also die Verzögerung bei der Übertragung, verringert sich. Daten werden dann fast in Echtzeit übertragen. 5G spielt beim sogenannten Internet of Things (IoT) und bei der Datenübertragung zwischen Maschinen eine große Rolle.

Die 5G-Frequenzen wurden in Deutschland 2019 versteigert. Aktuell wird der neue Mobilfunkstandard an immer mehr Standorten ausgebaut. Wer 5G nutzen möchte, benötigt ein 5G-fähiges Smartphone und einen passenden Handytarif.