Kundenmeinung: Die Kommunikationstechnik-Fibel ist sehr informativ und verständlich. Genau das habe ich schon seit langem gesucht. Endlich mal ein Buch, das kurz und bündig die moderne Informationstechnik beleuchtet.
Mobilfunksysteme der 1. Generation (1G) sind das A-, B- und das C-450 des C-Netzes gewesen. Alle drei Netze haben die analoge Sprachübertragung auf der Funkschnittstelle zwischen Mobilfunktelefon und Basisstation gemeinsam. Mit GSM wurde erstmals ein digitales Übertragungsverfahren für die Sprachübertragung verwendet. Damit wurde die Kapazität der Funkschnittstelle besser ausgelastet. GSM entspricht deshalb einem Mobilfunksystem der 2. Generation (2G). Auf dem Weg zum Mobilfunksystem der 3. Generation (3G) wurde für die Datenübertragung HSCSD und GPRS eingeführt, die auch unter 2.5G eingeordnet werden, als ein Zwischenschritt zwischen GSM (2G) und UMTS (3G). In vielerlei Dokumentation wird EDGE bereits zur 3. Generation gesehen, wenn auch dieser Datendienst in Verbindung mit GSM nicht an UMTS heranreicht. Eher wäre EDGE unter 2.75G einzuordnen. Hauptbestandteil von Mobilfunksystemen der 3. Generation (3G) sind Datendienste, wie z. B. Videotelefonie und der mobile breitbandige Internet-Zugang.
Bereits die 4. Generation (4G) von Mobilfunksystemen steht vor der Tür. Mit WiMAX und LTE sind noch schnellere Übertragungsraten möglich. Doch davor kommt noch ein Zwischenschritt mit 3.5G. Dazu gehört HSDPA und HSUPA (HSPA und HSPA+).
Generation
Technik
Übertragung
Bandbreite
1G
AMPS
analog, leitungsvermittelt
-
2G
GSM
digital, leitungsvermittelt
9,6 kBit/s
2.5G
HSCSD
digital, leitungsvermittelt
57,6 kBit/s
GPRS
digital, paketvermittelt
115 kBit/s
2.75G
EDGE
digital, paketvermittelt
236 kBit/s
3G
UMTS
digital, paketvermittelt
384 kBit/s
3.5G
HSPA
digital, paketvermittelt
14,4 MBit/s
4G
WiMAX
digital, paketvermittelt
20 MBit/s
LTE
digital, paketvermittelt
100 MBit/s
Mobilfunknetze
Egal welches Mobilfunksystem, alle bestehen aus einigen elementaren Bestandteilen, die alle Systeme gemeinsam haben. Zum einen das Mobilfunktelefon und die Basisstation. In den meisten Fällen ist dieser kleine Teil der Übertragungsstrecke zwischen Mobilfunktelefon und die Basisstation die einzige Funkübertragungsstrecke. Der Rest der Übertragungsstrecke
sind normale Leitungen. Nur in ganz entlegenen Gebieten, wo weit und
breit keine Kabel liegen oder deren Nutzung zu teuer ist, werdein die Gespräche über Richtfunk übertragen.
Im Prinzip ist ein Mobilfunktelefon ein schnurloses Telefon, dessen Basisstation sich nicht in unmittelbarer Nähe befindet, sondern einige Kilometer weiter weg.
Mobilfunkzellen - Struktur der Mobilfunknetze
Ein Mobilfunknetz ist in Zellen aufgeteilt. Der Durchmesser einer Zelle beträgt mehrere Kilometer. In jeder dieser Zellen hat der Mobilfunknetzbetreiber eine oder mehrere Basisstationen aufgebaut.
Bewegt sich ein Handy-Nutzer durch das Mobilfunknetz, dann bewegt er sich durch viele solcher Zellen. Manchmal kommt es vor, dass er sich in einen Bereich einer Zelle bewegt, der sehr schlecht oder gar nicht mit Funkwellen von der Basisstation erreicht wird. Er befindet sich dann in einem Funkloch. Diese Funklöcher kommen sehr häufig vor. Was man in der Regel nicht merkt. Meistens sind diese Funklöcher ganz klein. Manche überziehen ganze Landstriche. Das Handy strahlt seine Funkwellen in alle Richtungen aus. Bei den Basisstationen unterscheidet man zwischen der omnidirektionalen und der sektorisierten Basisstation.
Die omnidirektionale Basisstation steht im Zentrum einer Funkzelle und strahlt
ihre Funkwellen genau wie das Handy in alle Richtungen (360° Abstrahlwinkel der
Antenne) aus.
Die sektorisierte Basisstation wird zur Erhöhung der Gesprächskapazität eingesetzt. Sie strahlt ihre Funkwellen nur in einem von drei Sektoren einer Funkzelle aus.
Da der Mobilfunkkunde nicht immer innerhalb einer Zelle bleibt, kommt es vor, dass er sich an den Rand einer Funkzelle bewegt. Das Netz erkennt dann, wann es besser ist, eine neue Verbindung zu einer anderen Basisstation aufzunehmen. Das Netz entscheidet dann anhand der Verbindungsqualität, welche Basisstation für eine Verbindung besser geeignet ist.
Die Verbindungsqualität zu den Basisstationen wird ständig geprüft. Bei Bedarf wird die Basisstation gewechselt. Dabei wird die Verbindung zur alten Basisstation erst abgebrochen, wenn die neue Verbindung steht. Der Handynutzer merkt davon nichts. Seine Sprach- und Datenverbindungen werden unterbrechungsfrei fortgeführt.
Netzbetreiber und Service-Provider
Der Netzbetreiber ist derjenige, der das Netz aufbaut, wartet und instand hält. In Deutschland sind das die Firmen T-Mobile, Vodafone, E-Plus und O2.
Den eigentlichen Anschluss an das Mobilfunknetz und den Kartenvertrag erhält man nicht zwangsläufig vom Netzbetreiber. Ein sogenannter Service-Provider kauft von den Netzbetreibern Minuten und Anschlüsse (Rufnummern) ein und schaltet die SIM-Karte frei und verschickt auf die monatliche Gebührenabrechnung.
Durch die Mittler- bzw. Händlerfunktion zwischen Nutzer und Netzbetreiber entstehen sehr viel Tarife und Tarifoptionen, die auf unterschiedliche Kundenbedürfnisse zugeschnitten sind.
Der Kunde kann sich so den für sich günstigsten Tarif heraussuchen. Die Auswahl an Tarifen der unterschiedlichsten Anbieter ist jedoch groß. Jeder Provider bietet seine Leistungen (SMS, WAP, Internet, E-Mail, i-mode) zu unterschiedlichen Preisen an. So kann eine Änderung des Kommunikationsverhaltens zu einer teureren Gebührenrechnung führen als ursprünglich geplant.
SIM-Karte
Die SIM-Karte ist eine Telefonkarte mit einem Chip, auf dem alle wichtigen Daten des Besitzers und seines Handys gespeichert sind (z. B. Telefonbuch). Jede Karte hat eine, auf der Welt, einmalige Kennung.
Auf dem Chip befindet sich auch der vierstellige Sicherheitscode, die Personal Identity Number (PIN). Sie schützt vor unberechtigten Zugriff auf das Handy. Sie hat mit dem Mobilfunknetz jedoch nichts zu tun.
Für das UMTS-Netz gibt es eine spezielle SIM-Karte, die U-SIM. Es ist eine verbesserte SIM-Karte mit mehr Speicherplatz und Funktionen.
MultiSIM ist die Möglichkeit mit einem Mobilfunkvertrag mehrere SIM-Karten zu verwenden. Für alle SIM-Karten gilt der gleiche Vertrag und die gleiche Rufnummer. Mehrere SIM-Karten können in verschiedenen Geräten gleichzeitig genutzt werden. Während man mit dem Handy telefoniert, kann man gleichzeitig mit dem Notebook auf das Internet zugreifen. Oder man hat eine Karte im Handy und eine andere Karte im Autotelefon.
Da alle SIM-Karten die gleiche Rufnummer haben, klingeln bei einem Anruf alle Geräte gleichzeitig. Bei abgehenden Telefonaten wird die gleiche Rufnummer übermittelt. Alle Geräte können sogar gleichzeitig genutzt werden. Was nicht geht, dass sich die Geräte untereinander gegenseitig anrufen.
Je nach Mobilfunkbetreiber hat die MultiSIM-Karte eine andere Bezeichnung. Bei Bedarf muss man genauer nachfragen.
Reichweite und Bandbreite im Vergleich
Daten- und Sprachübertragung (Telefonie) sind die Hauptanwendungsgebiete der Mobilfunktechnik. Während bei der Telefonie die Anforderungen an die Bandbreite eher gering sind, spielt die Reichweite eine viel größere Rolle. Telefonieren mit Mobilfunktechnik heißt vor allem überall erreichbar sein und selber jederzeit telefonieren zu können. Da sind Abstriche bei der Sprachqualität kein Problem. Es lässt sich auch unter schlechten Empfangsbedingungen durchaus kommunizieren.
Bei der Datenübertragung ist ungünstiger Netzempfang schlecht für die Übertragungsgeschwindigkeit. Ein schlechter Empfang führt zu einer höheren Fehlerrate. Ist die Datenübertragung gestört müssen defekte oder verlorene Daten erneut übertragen werden. Das geht zu Lasten der effektiven Übertragungsgeschwindigkeit. Zum Ausgleich wird die Übertragungsrate reduziert und somit auch die Fehlerrate. Aus diesem Grund schränkt man auch die Reichweite (Funkausbreitung) von Funksystemen für Datendienste ein und erhöht dadurch die Datenrate auf kurze Distanzen.
Die Bandbreite und Reichweite von Mobilfunksystemen hängt unweigerlich zusammen. Will man viel Reichweite muss man die Bandbreite einschränken und aufgrund der Reichweite müssen sich viele Teilnehmer die Bandbreite teilen. Will man viel Bandbreite muss man die Reichweite reduzieren, damit weniger Störungen die Funkschnittstelle belasten und die Anzahl der erreichbaren Teilnehmer klein bleibt.
Sprachqualität im Mobilfunk
Viele unterschiedliche Faktoren haben auf die Sprachqualität im Mobilfunk Einfluss. Die verwendeten Hardwarekomponenten, wie Mikrofon, Hörkapsel, DSP und das Gehäusematerial und Gehäuseform spielen eine entscheidende Rolle. Und auch die Software im Mobilfunktelefon beeinflusst die Sprachqualität.
Betrachtet man die Nutzungsumgebung eines Mobilfunktelefons, so wird es in der Regel in Umgebungen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Geräuschkulissen eingesetzt. Jede Umgebung hat dabei ihr ganz eigenes Geräuschspektrum, das manchmal sehr laute Hintergrundgeräusche erzeugt. Mobilfunktelefone müssen in der Lage sein diese störenden Geräusche auszublenden oder stark zu unterdrücken. Je besser das gelingt, desto besser ist die Verständlichkeit der Sprache.
Gleichzeitig wächst, bei der intensive Nutzung des Mobilfunks, die Forderung nach einer besseren und konstanteren Sprachqualität. Doch bessere Mikrofone und Hörkapseln, sowie die Optimierung des Gehäuses verteuern die Produkte.
Durch die Miniaturisierung entsteht eine immer komplexere Elektronik. Denn die Elektronik muss das leisten, was die Akustik des Gehäuses nicht leisten kann. Das bedeutet, die Rechenleistung und somit auch der Energieverbrauch steigen.
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Kundenmeinung: Die Computertechnik-Fibel ist wirklich verständlich geschrieben, frei von Ballast und ein tolles Nachschlagewerk. Insgesamt ein sehr empfehlenswertes Buch.
Das Handy strahlt seine Funkwellen in alle Richtungen aus. Bei den Basisstationen unterscheidet man zwischen der omnidirektionalen und der sektorisierten Basisstation.
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