Mobile Datenübertragung

Mobile Kommunikation wäre ohne Telefonie und Datenübertragung im Mobilfunknetz nicht denkbar. Smartphones, Handys und Tablets nutzen beispielsweise diese Grundlage, um auf das Internet zuzugreifen. Dabei hängt die Geschwindigkeit der Datenübertragung maßgeblich von der Art des Mobilfunkstandards ab. Die aktuellen Standards sind GSM, UMTS und LTE. Umgangssprachlich spricht mal von DSL über GMS.

Datenübertragung per GSM

Internet überall mit mobiler Datenübertragung

GSM steht für Global System for Mobile Communication. Dieser weltweite Standard ist auch als 2G bekannt. Die Datenübertragung bei GSM liegt bei maximal 14,4 kBit/s. Mit technischen Standarderweiterungen wird dieser verbessert. Per HSCSD sind bereits maximal 43,2 kBit/s möglich, mit GPRS 115 kBit/s. EDGE bringt sogar eine Downloadgeschwindigkeit von bis zu 260 KBit/s.

GSM ist in ganz Deutschland verfügbar. Sofern es die Endgeräte und das jeweilige Mobilfunknetz der Anbieter zulassen, sind mit UMTS und LTE aber deutlich bessere Datenübertragungsraten erreichbar.

Datenübertragung per UMTS

Der Mobilfunkstandard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) wird 3G genannt, da er die dritte Generation der Standards abbildet. UMTS erlaubt deutlich verbesserte Datentransferraten von bis zu 21 MBit/s. Mit der Erweiterung HSPA+ wird diese sogar auf 42 MBit/s verdoppelt. Die Geschwindigkeit ist der wesentliche Vorteil von UMTS für die mobile Kommunikation. Denn durch diesen Standard können erstmals ressourcenhungrige Internetanwendungen befriedigend umgesetzt werden. Möglich sind neben dem Telefonieren zum Beispiel der Empfang von E-Mails, das Abrufen von Videos, das Spielen von Online-Games und schnelles Surfen. UMTS ist außerdem Basis für die rasche Verbreitung leistungsstarker Apps.

LTE – Mobiles Internet der vierten Generation

Ein schneller Internetzugang wird immer mehr zu einer Selbstverständlichkeit. Mit der Selbstverständlichkeit steigt aber auch die Überlastung der Netze. In Ballungsgebieten versagen regelmäßig die mobilen UMTS-Netze, in Altbauvierteln wird teilweise nicht nachgerüstet und heimischer Internetzugang via DSL-Leitung ist noch lange nicht überall garantiert. Um die sogenannten „weißen Flecken“ auf Deuschlands Landkarte zu schließen und die Wettbewerbsfähigkeit in puncto Kommunikationsinfrastruktur des Industriestandortes Deutschland flächendeckend zu stärken, muss also eine neue Technologie her.

Bereits 2010 nahm die Deutsche Telekom die ersten LTE-Sendemäste in Betrieb und begann so auch auf dem Land Breitbandinternet zu ermöglichen. LTE steht für Long-Term Evolution und wird nicht nur das ländliche sondern auch städtische mobile Surfen revolutionieren. Der UMTS-Nachfolger verspricht nicht nur highspeed Internet für Unterwegs, er bietet auch eine adäquate Lösung für heimisches Surfen.

Doch damit nicht genug. LTE ist noch nicht einmal wenige Jahre auf dem Markt, da wird bereits am Nachfolger gearbeitet. „LTE-Advanced“ bietet mit theoretisch bis zu 4GB Downloadrate nicht nur einen adäquaten DSL-Ersatz, er schlägt es auch noch um Längen.

Hintergrund

LTE in der mobilen Datenübertragung

Die LTE-Technologie wurde auf politischen Druck eingeführt um auch in ländlichen Gegenden ohne DSL-Anschluss einen schnellen Internetzugriff zu gewähren. Mai 2010 sicherte sich die Deutsche Telekom per Frequenz-Auktion ein 800-MHz-Spektrum und baut dieses seit dem nach und nach aus („LTE800“). Pro Sendemast ist es so möglich ein Gebiet mit dem Durchmesser von 20 km abzudecken. In städtischen Gegenden funken die LTE-Masten dabei auf einer Frequenz von 1.800 MHz bzw. 2.600 MHz, wobei hier zwar die Reichweite eingeschränkt, dafür aber die Kapazität und damit die Downloadgeschwindigkeit erhöht wird.

Das mobile Breitbandinternet der vierten Generation (daher auch „4G“ bzw. „3,9G“) ist der direkte Nachfolger des UMTS-Netzes (Universal Mobile Telecommunications System). Bot die HSDPA+ (High Speed Packet Access) als Erweiterung des UMTS-Standards zwar die Möglichkeit maximal 168 Mbit/s Downstream-Geschwindigkeit, so erreicht die neue LTE-Technologie bis zu 300 Mbit/s. Erst durch die Anwendung einer neuen Modulation ist es möglich ein derartiges Datenvolumen pro Sekunde zu transportieren. Vereinfacht gesagt wird ein weitaus komplexeres Signal übertragen, als es bisher der Fall war. Im Unterschied zur UMTS-Übertragungstechnik, baut das LTE-Signal auf mehreren Trägern auf. Die Teildatenströme werden mittels Orthogonal Frequency Division Multiplexing Signale (OFDM) moduliert und demoduliert. Durch die Verwendung von OFDM-Signalen können mehrere Datenströme gleichzeitig transportier werden, ohne dass dieses sich gegenseitig beeinflussen. Ähnlich werden auch DVB-T-Signale moduliert.

Besonders hervorzuheben sind die geringen Latenzzeiten. Gemeint ist damit die Verzögerungszeit, die der Server benötigt um Daten zu übermitteln. Je geringer diese ist, desto schneller arbeitet das Netz. Pingzeiten von bis zu 5 Millisekunden sind möglich und setzen so die Grundvoraussetzungen für Internettelefonie und Onlinespielen.

LTE bietet viele Nutzungsmöglichkeiten

Soviel Technologie sich auch hinter LTE verbergen mag, soviel mehr Anwendungsmöglichkeiten bieten sich auch für den User. LTE bietet die derzeit wirtschaftlichste Antwort auf die Frage wie Daten kabellos transportiert werden können. Besonders berufsbedingte Vielreisende profitieren von einem leistungsstarken Internet auch im Zug und auf der Autobahn.

Das Nutzerspektrum ist potenziell riesig. „Weiße Flecken“ auf der DSL-Landkarte können erschlossen werden und in Ballungsgebieten wird ein schnelleres Produkt als DSL an zu bieten sein. Kunde ist demzufolge jeder, der schnelles Internet nutzt oder nutzen möchte – und zwar überall. Denn vom schnellen LTE-Netz kann nicht nur mobil profitiert werden. Auch das heimische WLAN kann kabellos aus dem 4G-Netz bezogen werden.

Wird der Anteil der Sprachübertragung im Datentransfer zwar immer geringer, so sorgt die LTE-Technologie doch auch hier für mehr Qualität. Ähnlich wie bei Voice over IP gibt es ebenfalls Verfahren, die das „Voice over LTE (VoLET)“ ermöglichen. Für den Nutzer ergeben sich hier schnellere Verbindung und flüssigere Gespräche trotz parallelem Datenaustausch oder HD-Videostream. Skype-Gespräche bekommen so eine völlig neue Qualität.

Auch das Arbeiten mit und in Clouds wird durch leistungsstarke LTE-Netze unkomplizierter. Bei hinreichender Netzabdeckung ist die Cloud permanent und überall. Der lokale Speicher zu Hause wird durch einen virtuellen, im Internet verfügbaren Speicher ersetzt. So sind Musikdateien, Videos, Gruppenprojekte und wichtige Dokumente stets verfügbar. Dank schneller Datenübertragung der vierten Generation sind auch Spielfilme und ganze Musikbibliotheken auf dem Smartphone, Tablet oder Laptop erreichbar.

Auch der Konsum medialer Inhalte aller Art erlebt besonders bei der mobilen Datenübertragung eine neue Ära. HDTV, HD-Radio und ähnlicher Content werden problemlos, ruckelfrei und ohne Zeitverzögerung auf dem Smartphone abspielbar sein.

Voraussetzung hierfür sind natürlich entsprechende LTE-fähige Endgeräte oder Signalwandler.

Endgeräte/ Devices

Ob Surfstick, Handy, Tablet, Laptop oder LTE-Router: das Mobilfunknetz der vierten Generation zwingt den User nicht zum kompletten Neukauf aller mobilen Endgeräte. Natürlich ist noch nicht jedes Endgerät LTE-bereit, aber es gibt bestimmte Möglichkeiten auf zu rüsten. Neue Techniken mit bekanntem Design diffundieren derzeit durch die Märke. Tendenz steigend.

LTE-Router

W-LAN via LTE-Router ermöglicht auch schnelleres Surfen als VDSL. Während man sich bei VDSL mit 50Mbit/s schon zufrieden gibt, verpasst man 300 Mbit/s kabellos aus dem städtischen Mobilfunk. Ein klarer Vorteil zeigt sich bei LTE-Router darin, dass hässlicher Kabelsalat wegfällt. Auch Telefonanschlüsse mittels Internetprotokoll (VoLTE) sind möglich. LTE-Router spannen ein W-LAN-Netz in der eigenen Wohnung auf oder stellen es via LAN-Kabel zur Verfügung. Je mehr Modems oder Router von derselben LTE-Antenne gespeist werden, desto mehr leidet darunter natürlich die Download-/Uploadrate. Um ein „Todnutzen“ der Netze zu vermeiden, werden üblicherweise stark belastete Netze von vornherein gedrosselt, sodass der volle LTE-Speed nicht mehr erreicht werden kann. Dennoch bleibt Internet via LTE häufig die bessere Alternative zur DSL-Leitung.

LTE-fähige Smartphones

Bereits zwei Jahre nach Inbetriebnahme des ersten LTE-Sendemastes in Deutschland brachte Vodafone den ersten LTE-Mobiltelefontarif auf den Markt. Seitdem steigt die Netzabdeckung für LTE-fähige Smartphones beständig. Die ultrakurze Latenzzeit und obendrein immenses Downloadvolumen erhöhen onlinebasierten Spielespaß. Doch Vorsicht, die derzeitigen Tarife beherbergen, wie auch in den UMTS-Netz-Tarifen, eine Datenvolumengrenze. Diese sind zwar wesentlich höher, doch mit Hochgeschwindigkeitsinternet können auch Grenzen von mehr als 30GB sehr beengend wirken.

LTE-Surfsticks

Surfsticks bieten den Vorteil, dass Sie an verschiedenen Computern und auch Desktop-PCs eingesetzt werden können. Die kleinen Handlichen Sticks sind leicht zu transportieren und versprechen so auch mobilen Surfspaß aus dem Hochgeschwindigkeitsnetz.

Bei gutem Empfang erreichen qualitativ hochwertige Sticks die volle im Netz zur Verfügung stehende Down- und Uploadgeschwindigkeit. Einige Modelle lassen sich sogar noch mit einer zusätzlichen Antenne nachrüsten. Dadurch kann der Empfang auch bei schwachem LTE-Signal verbessert werden.

Mittlerweile ist es möglich auf manchen Surfsticks zusätzlich auch Dokumente und Daten zu speichern. Dennoch belegt ein Surfstick stets einen USB-Anschluss – häufig leider einen zu viel.

LTE-fähige Laptops

Ein integriertes 4G-Modem macht jeden Vorteil schnellen Internets auch Mobil und ohne zusätzliche Hardware nutzbar. Aufpreise für LTE-Surfsticks entfallen dadurch komplett. Außerdem spart das unsichtbare Modem den USB-Steckplatz ein, den der Surfstick eingenommen hätte. Sollte aber mal kein LTE-Netz zur Verfügung stehen, greift bei den meisten Modellen das Modem auch auf das langsamere UMTS-Netz zurück.

Zur mobilen Datenübertragung bedarf es dabei lediglich einer Simkarte, wie es bei Surfsticks, Handys der Fall ist. Diese ermöglicht den Zugriff auf das LTE-Netz.