UMTS: Technologiepfad zu UMTS

Die weitere Verbreitung von Mobile Commerce hängt entscheidend von der Verfügbarkeit moderner Übertragungstechnologien ab. Das fast 10 Jahre alte GSM Netz mit einer Bandbreite von 9,6 kbit/s zu langsam und mit einer minutenbezogenen Abrechnung zu inflexibel für die neue Welt. Doch nun stehen Sendetechnologien der sogenannten 2. Generation vor der Einführung. Der Übergang vom momentan aktuellen Mobilfunkstandard GSM (Global System for Mobile Communication) zur breitbandigen Übertragungstechnologie UMTS wird in den bei uns bestehenden Mobilfunknetzen fliessend und in zwei ineinandergreifenden Schritten erfolgen. Während HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) bereits eingeführt ist, nimmt GPRS (General Packet Radio Services) in diesen Tagen seinen Dienst auf und soll als letzter Brückenschlag zu UMTS dienen.

1. Leitungssorientierte Übertragung
Der Begriff leitungsorientierte Übertragungstechnik bedeutet, dass zwischen den beiden an einer Datenübermittlung beteiligten Terminals eine Leitung exklusiv für diese Verbindung reserviert wird und diese anderen Nutzern auch während Übertragungspausen nicht zur Verfügung steht.

1.1. GSM
Das Global System for Mobile Communication (GSM) ist mit inzwischen 285 Millionen Teilnehmern die weltweit am meisten genutzte Mobilfunktechnologie und stellt die Grundlage für alle heute gängigen Mobile Commerce Aktivitäten dar. Auf der Basis von GSM können Mobiltelefonbenutzer in ganz Europa und darüber hinaus einheitlich auf den Frequenzen 900 MHz (D-Netze), 1800 MHz (E-Netze) und 1900 MHz (US-GSM-Netze) nutzen. GSM wurde ursprünglich als Medium zur Übertragung von Sprache konzipiert. Die heutige GSM-Technik erlaubt bei einer Bandbreite von 200 kHz lediglich eine maximale Übertragungskapazität von 9,6 kbit/s und beschränkt den Einsatz eines Handys im wesentlichen auf Sprache, Faxe oder kurzen Textbotschaften (SMS, Short Message Service). Für Multimediale Anwendungsmöglichkeiten ist die GSM-Technologie aber zu langsam und zu teuer. Aus diesem Grund ist es nachvollziehbar, dass momentan nur etwa 2 % der GSM-Nutzer ihre Endgeräte in einer drahtlosen Datenübertragungs-Umgebung einsetzen.

1.2. HSCSD
HSCSD ist in Deutschland bereits seit Ende 1999 im E-Plus-Netz und seit Sommer 2000 im D2-Netz verfügbar und soll den ersten Schritt zur Erweiterung der bestehenden GSM-Netze darstellen. Die Abkürzung HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) steht für die Bündelung von Funkkanälen im GSM-Netz. Durch die Bündelung von mehreren GSM-Sprachkanälen ‑ falls diese gerade in einer Funkzelle ungenutzt sind ‑ kann eine maximale Datenübertragungsrate von 38,4 kbit/s erreicht werden, was der Geschwindigkeit eines Modems im Festnetz entspricht. Herkömmliche Handys unterstützen diesen Standard nicht. Benötigt wird stattdessen eine spezielle HSCSD Hardware, wie das Nokia 6210 oder das Nokia Cardphone 2.0. Aufgrund der parallelen Belegung mehrerer „Leitungen“, die eine Anwendung von HSCSD teuer und unwirtschaftlich gestaltet, haben sich bis heute lediglich 20.000 Kunden für diesen Standard entschieden.

2. Paketorientierte Übertragung
Technisch gesehen stellt die Paketorientierte Übertragung einen Quantensprung im Vergleich zur digitalen Mobilfunktechnik dar. Paketorientierte Übertragung bedeutet, dass die zu übertragenden Daten, analog zum Internet, in kleinere Datenpakete aufgeteilt werden, um sie zu verschicken, wenn auf einem Funkkanal Ressourcen dazu zur Verfügung stehen. Deshalb ist der Datentransfer im Gegensatz zu GSM nicht zwingend auf eine bestimmte Leitung oder einen Funkkanal festgelegt und die Ressource „Leitung“ wird nicht für einen einzigen Verbraucher „freigehalten“. Eine feste Verbindung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt zwischen Funknetz und Mobiltelefon auf- und wieder abgebaut wird, existiert nicht mehr. Bei der Datenpaketvermittlung besteht die Verbindung ständig, und wie im Internet wird nur dann Leitungskapazität belegt, wenn tatsächlich Daten übertragen werden (Always-on-Betrieb). Dies macht es möglich, dass die Kostenabrechnung nicht mehr nach der Zeit, sondern nach der transferierten Datenmenge erfolgen kann.

2.1. GPRS
GPRS (General Packet Radio Services) wird in diesen Tagen eingeführt und repräsentiert den ersten Schritt auf dem Weg in das neue Mobilfunkzeitalter. Dieser Standard baut auf den bestehenden GSM-Netzen auf, nutzt aber die paketorientierte Übertragung von Daten. GPRS ermöglicht Übertragungsgeschwindigkeiten von derzeit 26,8 kbit/s bis zu (theoretisch möglichen) 171,2 kbit/s, verglichen mit lediglich 9,6 kbit/s, die bisher im Mobilfunkstandard GSM möglich waren. Die sogenannte paketvermittelte Datenübertragung ermöglicht Übertragungsgeschwindigkeiten, die ausreichen, um bei voller Farbdarstellung im Internet zu „surfen“. Die Netzbetreiber werden zudem erstmals in die Lage versetzt, nur nach der wirklich übertragenen Datenmenge und nicht nach Zeit abzurechnen.

Die Einführung von GPRS gilt in mehrerer Hinsicht als Gradmesser für den möglichen Erfolg des künftigen Mobilfunkstandards UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), in den die Netzbetreiber derzeit Milliarden investieren. Es lässt sich erkennen, wie langwierig die Durchdringung bei einer breiten Markteinführung einer neue Handy-Generationen dauert. Ausserdem lässt sich mit GPRS testen, ob Verbraucher tatsächlich daran interessiert sind, den Mobilfunk in größerem Umfang für Datendienste wie Informationsangebote, Unterhaltung, Navigationshilfen oder den E-Mail-Versand zu nutzen.

2.2. UMTS
Die Technologie der sogenannten 3. Mobilfunkgeneration kommt bei der Markteinführung von UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) in etwa zwei Jahren zum Einsatz Der neue Standard UMTS basiert auf der Breitband-CDMA-Technologie (Wideband Code Division Multiple Access) und soll aufgrund offener, standardisierter Schnittstellen einen Zugewinn an Flexibilität für Netzbetreiber und Anwender ermöglichen.

UMTS erlaubt dagegen aufgrund seiner deutlich größeren Bandbreite von fünf MHz und der neuen W-CDMA-Technologie, Datenpakete mit einer Übertragungsrate von nur rein theoretisch möglichen zwei Mbit/s zu transferieren. Bei der Einführung von UMTS im Jahre 2002 kann man realistisch mit einer Übertragungsrate von 40 bis 60 kbit/s rechnen. Nach Abschluss der letzten Ausbaustufe im Jahre 2008 kann eine maximale Bandbreite von ca. 200 kbit/s erwartet werden.

Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit wird jedoch nicht flächendeckend realisiert werden. Die bereits erwähnte maximale Datenübertragung ist derzeit aber nur in der sogenannten Piko-Zelle bei einem "quasistationären Betrieb“ möglich. Bei Tempo 120 auf der Autobahn beträgt die Übertragungsrate nur mehr ca. 20 Prozent der maximalen Rate, bei Tempo 300 im ICE lediglich 7 Prozent, wobei dort praktisch jedoch kein stabiler Empfang mehr möglich ist. Aber sicherlich ist es nur eine Frage der Zeit, bis das Netz einmal nahezu flächendeckend zur Verfügung steht und auch im Zug oder auf der Autobahn ein schnellerer Datenanschluss realisiert werden kann. Bis dahin sollten die Erwartungen an UMTS jedoch etwas gedämpft werden.