Mobilfunkstandard

Technologie für mobile Kommunikation

Mobilfunkstandard ist ein übergeordneter Begriff für verschiedene Techniken und Technologien der mobilen Kommunikation. Historisch entstanden Mobilfunknetze zunächst mit Fokus auf Telefonie und Kurznachrichten (SMS). Heute dienen die Mobilfunkstandard vornehmlich zur Übertragung mobiler Daten (mobiles Internet).

Dies erscheint vor dem Hintergrund plausibel, dass immer mehr Smartphones und Tablets im Einsatz sind, die Zugriff auf Mobilfunknetzwerke für die Datenübertragung suchen. Im Laufe der Zeit sind die Mobilfunkstandards zu immer höheren Übertragungsgeschwindigkeiten fähig. Für die Unterstützung eines Mobilfunkstandards muss im mobilen Endgerät entsprechende Hardware verbaut sein, zum Beispiel ein LTE-Modem.

Mobilfunkstandard-Generationen

Eingeteilt werden die Mobilfunkstandards in mehrere Generationen, wobei die erste Generation noch zu den analogen Mobilfunktechniken zählte. Ab der zweiten Generation (2G) sind die Mobilfunkstandards ausschließlich digital. Hier die Übersicht.

Analoger Mobilfunk (1G)

• A-Netz (1958-1977), Landfunkstellen mit Vermittlung
• B-Netz (1972-1994), Selbstwählverbindungen von Funknetz ins Telefonnetz und vice versa
• C-Netz (1985-2000), zellulares Mobilfunknetz basierend auf dem Standard C-450

GSM (2G)

GSM steht für „Global System for Mobile Communications“. Dieser zweite Mobilfunkstandard 2G wurde 1990 eingeführt und ist weltweit verbreitet. Neben der Sprachübertragung mittels verschiedener Audio-Codecs können auch Datenpakete übermittelt werden.

Übertragungsrate: 9,6 Kbit/s

GPRS (2,5G)

Der „Global Packet Radio Service“ (GPRS) ist eine 2001 eingeführte verbesserte Technologie zur Paketdatenübertragung innerhalb des GSM-Netzes.

Übertragungsrate: 53,6 kbit/s

EDGE (2,75G)

EDGE ist die Abkürzung „Enhanced Data Rates for GSM Evolution“. Wie der Name bereits sagt, handelt es sich hier um eine Technik zur Erhöhung der Übertragungsrate im GSM-Netz. Der Standard wurde 2006 in Deutschland eingeführt und erreicht bei der Übertragung bis zu 220 kbit/s.

UMTS (3G)

Mit dem „Universal Mobile Telecommunications System““(UMTS) wurde im Jahr 2000 die dritte Mobilfunk-Generation 3G in Deutschland eingeführt. Die Versteigerung der Frequenzen brachte der BRD knapp 100 Milliarden DM ein.

Übertragungsrate: 384 kbit/s

HSPA (3,5G)

Eine Erweiterung des UMTS-Bands ist „High Speed Packet Access“ (HSPA). Hier wurden erstmalig 3G-Übertragungsraten von mehr als einem Megabit (Mbit) pro Sekunde erreicht. In der Spitze beträgt die HSPA-Übertragungsrate 7,2 Mbit im Downstream.

HSPA+

Eine weiterer verbesserter UMTS-Mobilfunkstandard ist HSPA+ (seit 2010). Unter Laborbedingungen werden damit Übertragungsraten von bis zu 42 Mbit/s erreicht.

LTE (3,9G)

Auch LTE („Long Term Evolution“) gehört noch zur dritten Generation der Mobilfunkstandards, auch wenn das aus Werbegründen oft anders dargestellt wird. LTE basiert aber noch auf der UMTS-Infrastruktur, allerdings mit weit höheren Übertragungsraten: Bis zu 300 Mbit/s werden mit LTE unter optimalem Bedingungen erreicht. Damit wird vor allem in ländlichen Regionen LTE zu einer echten Alternative zu herkömmlichen DSL-Internetanschlüssen.

LTE-Advanced (4G)

„Long Term Evolution Advanced“, auch LTE-A oder LTE+, findet seit 2014 Verbreitung. Die vierte Generation (4G) der Mobilfunkstandards bietet natürlich auch wieder erhöhte Übertragungsraten, nämlich sagenhafte 1.000 Megabit pro Sekunde (1 Gbit/s).

5G

5G ist der neueste Mobilfunkstandard, der seit 2018 zugelassen ist. Neben der Verzehnfachung der LTE-Advanced-Übertragungsrate auf etwa 10 Gbit/s hat 5G noch einen weiteren Vorteil, nämlich eine extrem kurze Latenzzeit. Das soll nicht nur für das mobile Internet vorteilhaft sein, sondern auch für das sogenannte „Internet of Things“.

Aktuelle (2023) Premium-Smartphones sind standardmäßig bereits 5G-fähige Varianten. Apple stellte im Oktober 2020 mit den Modellen der iPhone-12-Reihe erstmalig Smartphones mit 5G-Modem vor: neben dem iPhone 12 Pro Max und 12 Pro auch das iPhone 12 sowie das iPhone 12 mini.

6G

Ab etwa 2030 soll das 6G-Netz in Deutschland in Betrieb gehen. Ziel sind Transferraten von bis zu 400 Gbit/s. Die technischen Umsetzungsmöglichkeiten werden aktuell weltweit erforscht.

Internationale Koordination über 3GPP-Arbeitsgruppe

Wichtig für die international standardisierte und koordinierte Entwicklung ist die Arbeitsgruppe 3GPP (3rd Generation Partnership Project), die aus einem Zusammenschluss internationaler Normierungsbehörden wie dem Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) sowie japanischen, chinesischen, amerikanischen und koreanischen Instituten seit 1998 besteht. Das 3GPP koordiniert weltweit die Standardisierung von GSM, UMTS, LTE und NGN (5G).