Mobilfunkstandards: LTE (4G), UMTS (3G), EDGE, GPRS, GSM (2G), LTE, 5G

GSM

Als erster digitaler Mobilfunkstandard löste GSM (Global System for Mobile Communications) die analogen Netze A, B und C ab und wird daher als die zweite Generation der Mobilfunktechnologie (2G) bezeichnet. Mit der GSM-Technologie wurde auch die SIM-Karte eingeführt, mit der sich Nutzer gegenüber der Basisstation identifizieren und ins Mobilfunknetz einwählen können. GSM ist weltweit der am stärksten verbreitete Mobilfunkstandard, der allerdings erst im Zuge von Erweiterungen und Weiterentwicklungen in Form von GPRS und EDGE sowie UMTS und HSPA eine ausreichend schnelle Nutzung des mobilen Internets möglich machte. Die Datenrate im GSM-Netz beträgt maximal 14,4 Kbit/s, was gemessen an den zahlreichen multimedialen Anwendungen im Netz heutzutage bei weitem nicht ausreicht. Genutzt wird die GSM-Technologie allerdings nach wie vor, vor allem dann wenn kein UMTS bzw. 3G zur Verfügung steht.

GPRS

Wenn von GPRS (General Packet Radio Service) die Rede ist, handelt es sich nicht um einen neuen Mobilfunkstandard, sondern um eine Mobilfunktechnologie zur Erweiterung der GSM-Netze. Dabei ermöglicht GPRS eine wesentlich schnellere Datenübertragung, so werden mit einer Übertragungsgeschwindigkeit bis 50 Kbit/s deutlich höhere Übertragungsraten erreicht als es zuvor in GSM-Netzen möglich. Mit der Einführung von GPRS war die Nutzung des mobilen Internets zunächst also keine so zähe Angelegenheit mehr. Im Zuge der Entwicklung von modernen Mobilfunkstandards wie UMTS oder LTE hat die GPRS-Technologie jedoch an Bedeutung verloren und tritt in der Regel in Erscheinung, wenn das mobile Datenvolumen aufgebraucht ist und die Surf-Geschwindigkeit vom Anbieter gedrosselt wird.

Wie der Name bereits vermuten lässt, handelt es sich bei GPRS um eine paketorientierten Dienst zur Vermittlung von Daten. Soll heißen: Daten werden vor der Übertragung beim Sender zunächst in Pakete umgewandelt, um anschließend beim Empfänger wieder zusammengesetzt zu werden. Dabei wird der Funkraum erst besetzt, wenn auch wirklich Daten übertragen werden. Die Abrechnung erfolgt deshalb auf Grundlage der übermittelten Daten und nicht der Verbindungszeit, wie es in der Vergangenheit üblich war. Die Technologie ermöglichte es erstmals ständig online sein, was letztendlich die Instant-Messaging-Dienste aus dem Internet auf die mobilen Geräte brachte. Mittlerweile wird die Technik standardmäßig von Smartphones und Handys unterstützt.

EDGE

Bei EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) handelt es sich wie bei GPRS um eine GSM-Erweiterung mit dem Unterschied, dass die EDGE-Technologie eine viermal schnellere Datenübertragung ermöglicht als bei einer GPRS-Verbindung. So lassen sich mit EDGE Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 150 bis 200 Kbit/s erreichen, theoretisch sind sogar bis zu 473 Kbit/s möglich. Ein Vorteil von EDGE liegt zudem darin, dass der Standard keine neuen Netze benötigt, da er auf den vorhandenen GSM- und GPRS-Netzen aufbaut.

Auch bei EDGE werden Daten paketorientiert, jedoch können im Vergleich zu GPRS dank eines besseren Modulationsverfahrens im gleichen Zeitraum mehr Daten versendet und empfangen werden, was höhere Down- und Upstreams zur Folge hat. Im Zuge des Ausbaus der UMTS- und LTE-Netze hat auch EDGE an Bedeutung verloren. Dennoch ist der Standard aufgrund seiner nahezu flächendeckenden Verfügbar nach wie vor wichtig. Dank EDGE hat man auch in ländliche Gebiete, in denen kein UMTS vorhanden ist die Möglichkeit das mobile Internet zu nutzen.

UMTS

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist ein Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G), welcher als Nachfolger von GSM eine noch schnellere Übertragung großer Datenmengen und damit zahlreiche multimediale Anwendungen wie das Schauen von Online-Videos oder das Laden von Spielen und Songs im mobilen Internet ermöglicht. Mit UMTS kann eine Datenübertragungsrate von bis zu 384 Kbit/s erreicht werden. Dabei gilt allerdings: je weiter der Abstand zum Funkmast und je höher die Anzahl der Nutzer in der Funkzelle desto geringer die Übertragungsrate. Dennoch ist UMTS um ein vielfaches schneller als vorangegangene Technologien wie GPRS und EDGE.

Durch technische Erweiterungen wie HSDPA (High Speed Downlink Packet Acces), HSPA (High Speed Packet Access) und HSPA+ können sogar noch höhere Datenübertragungsraten erzielt werden. So ermöglicht beispielsweise HSPA bis zu 42,2 Mbit/s im Download und 5,8 Megabit pro Sekunde im Upload. Mobilfunkgeräte, die über eine entsprechende Ausstattung verfügen suchen bevorzugt nach dem schnellen HSPA-Netz. Mittlerweile können nahezu alle Mobiltelefone das UMTS bzw. 3G-Netz nutzen. Die Verfügbarkeit ist dank eines stetigen Ausbaus der UMTS-Netze zwar groß, dennoch kann es vor allem in ländlichen Gebieten passieren, dass kein UMTS vorhanden ist. Wenn dieses nicht verfügbar, wird auf den nächst langsamen Standard, also GPRS oder EDGE zurückgegriffen.

LTE

Als Folgestandard von UMTS und HSPA bringt LTE (Long Term Evolution) – oftmals auch als Mobilfunkstandard der vierten Generation (4G) bezeichnet - Highspeed-Internet auf mobile Endgeräte wie Smartphone und Tablet. Dabei ermöglicht es im Mobilfunk eine besonders schnelle Datenübertragung mit bis zu 100 Megabit pro Sekunde und ist damit um ein Vielfaches schneller als die bisherigen Mobilfunkstandards. Neben den höheren Datenraten profitiert die LTE-Technologie auch von einer niedrigeren Reaktionszeit, was für schnellere Seitenaufrufe beim mobilen Surfen sorgt. Der stetige Ausbau der LTE-Netze seitens der Netzbetreiber hat eine mittlerweile hohe LTE-Verfügbarkeit zur Folge, sodass man vielerorts via LTE ins Internet kommt. Ist einmal kein LTE bzw. 4G-Netz vorhanden, erfolgt die Internetverbindung über den nächst langsamen Standard, sprich UMTS oder GPRS.

Spezielle LTE Tarife gibt es bei den großen Netzbetreibern wie Telekom, Vodafone und o2, die seitjeher den Ausbau der LTE-Netze vorantreiben, aber auch bei Service-Providern und Discountern, die für ihre Leistungen die Netze der großen Anbieter nutzen. Die maximale Geschwindigkeit der LTE-Verbindung wird dabei automatisch gedrosselt, sobald das gebuchte Datenvolumen aufgebraucht ist. Seit einiger Zeit wird auch durch die sogenannte Datenautomatik Highspeed-Volumen automatisch nachgebucht, was in der Regel recht kostspielig ist. In manchen Fällen lässt sich die Datenautomatik auch abstellen, sofern sie nicht bereits fester Vertragsbestandteil ist. Eine Alternative zum Mobilfunkvertrag mit LTE-Option bieten LTE Prepaid Karten, bei denen die Abrechnung pro verbrauchtem MB erfolgt und auf Mindestlaufzeit und Grundgebühr verzichtet wird. Mehr zum Thema LTE findet ihr hier.

LTE Advanced

Bei LTE Advanced handelt es sich wie der Name bereits vermuten lässt um eine Erweiterung der LTE-Technologie. Dank mehrerer neuer Techniken wie der Carrier Aggregation und der Mehrantennentechnik ermöglicht LTE Advanced noch höhere Datenraten als bei LTE. So können theoretisch Übertragungsraten von 1 Gbit/s im Down- und bis zu 500 Mbit/s im Upstream erreicht werden und auch die Latenzzeiten sind noch einmal deutlich niedriger als beim Vorgänger. In der Praxis sieht das allerdings noch anders aus, so sind beispielsweise im Netz von Vodafone in Städten wie Berlin, Hamburg und München Übertragungsraten von bis zu 225 Mbit/s, was dennoch ein vielfaches dessen Beträgt, was unter realistischen Bedingungen mit LTE möglich ist. Die Telekom startete bereits im November 2014 in mehreren Städten LTE-A und bot dabei bis zu 300 Mbit/s. Unterstützt wird LTE Advanced bislang nur von teuren Highend-Smartphones der Kategorie 6 (CAT 6) und auch die Tarife der Netzbetreiber sind alles andere als günstig.

5G

Während 4G-LTE noch im Begriff ist sich in der breiten Masse zu etablieren, wird bereits weltweit an einem Nachfolgestandard geforscht. Mit 5G sind schon jetzt 10 Gbit/s bzw. 10.000 Mbit/s möglich, was einer 100 Mal höheren Downloadrate als bei LTE mit den gängigen 100 Mbit/s entspricht. Hinzu kommt, dass kaum noch Latenzzeiten vorhanden sind, was für blitzschnelle Reaktionen im Netz sorgt. Dabei ist von Reaktionszeiten von unter 1 Millisekunde die Rede. Weitere Vorteile der neuen Mobilfunktechnologie liegen unter anderem in einer rund 1000fach höheren Netzkapazität sowie einem zehnmal geringeren Stromverbrauch als bisher. Darüber hinaus wird eine höhere Netzzuverlässigkeit gewährleistet Von den neuen Möglichkeiten würden vor allem Anwendungen wie Virtual- und Augmented-Reality, autonom fahrende Autos sowie das Internet der Dinge. Derzeit ist davon auszugehen, dass das 5G-Netz schon 2020 ausgerollt wird.

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