Die Vorläufer von LTE
Um die Technik, welche hinter dem neuesten Mobilfunkstandard LTE steckt, gut verstehen zu können, bietet es sich an, zunächst einen Blick auf die Vorläufer dieses Standards zu werfen. Dies möchten wir hier tun.Die erste Generation des Mobilfunkstandards in Deutschland bilden die antiquierten B- und C- Netze. Da diese in technischer Hinsicht völlig uninteressant für das Verständnis der aktuellen Mobilfunkstandards sind, können wir sie hier getrost weglassen.
G.SM
Das „Global System for Mobile Communication“ - kurz GSM - bildet die erste technische Ausbaustufe im Rahmen der zweiten Generation des Mobilfunkstandards in Deutschland. Für diesen Standard wurden im Jahr 1990 erstmals die Spezifikationen veröffentlicht.GSM war dabei ein wichtiger Vorläufer und Wegbereiter für alle modernen Mobilfunktechniken, wie wir sie heute kennen. Jedoch ist das GSM-Netz in seiner Technik fast ausschließlich auf die Übertragung von Sprache ausgelegt. Dabei entspricht es in seinen technischen Spezifikationen zu großen Teilen dem analogen Festnetz. Wird eine Verbindung zwischen zwei GSM-Endgeräten hergestellt, so bekommen die beiden Teilnehmer eine eigene Leitung zugewiesen, die über eine feste Bandbreite verfügt. Sprache kann somit optimal übertragen werden. Geht es aber um die Übertragung von Daten, wie sie beispielsweise notwendig ist für den mobilen Zugang ins Internet, bildet diese Technik der Verbindung zwischen zwei Endgeräten deutliche Nachteile. Durch die feste Bandbreite lässt sich die Verbindung nicht an die aktuell geforderte Datenübertragungsmenge anpassen. So kann es einerseits sein, dass der Nutzer das Netz übermäßig belastet, weil er die ihm zur Verfügung gestellte Bandbreite momentan überhaupt nicht benötigt, andererseits ist es aber ebenso möglich, dass die Kapazität für die aktuelle Datenübertragungsmenge einmal nicht ausreicht. In diesem Fall kann die Verbindung nicht flexibel erweitert werden.
Im ersten Fall - wenn der Nutzer also nicht die komplette Bandbreite benötigt - erforderte die GSM-Technik, dass die Leitungen mit so genannten Füllbits ausgelastet wird. Im GSM Standard ist es also nicht möglich, eine Verbindung lediglich nach der übertragenen Datenmenge abzurechnen, da jede einzelne Zelle immer durchgehend ausgelastet ist. Im Umkehrschluss bedeutet das: GSM-Verbindungen können immer nur nach Übertragungszeit abgerechnet werden, was für viele Nutzungsarten einen deutlichen Nachteil darstellt.
GPRS
Die kompletten 90er-Jahre waren durch die GSM-Technik im Mobilfunkbereich bestimmt. Es dauerte schließlich bis zum Jahr 2001, als ein neuer Standard namens GPRS (Kurzform für „General Packet Radio Service“) vorgestellt und auf dem Markt eingeführt werden konnte.Zunächst aber muss angemerkt werden, dass GPRS lediglich als eine Erweiterung für das GSM-Netz zu verstehen ist. GPRS sorgt dafür, dass das GSM-Netz flexibler genutzt werden kann, indem eine einzelne Zelle nicht für einen Nutzer allein zur Verfügung stehen muss, sondern so aufgeteilt werden kann, dass sie mehreren Nutzern zur Verfügung steht. Somit können nicht genutzte Kapazitäten innerhalb einer Mobilfunkzelle fortan anderen Nutzern zur Verfügung gestellt werden und müssen nicht mehr mit den überflüssigen Füllbits belastet werden.
Daten werden mit dieser neuen Technik also nur noch dann übertragen, wenn sie tatsächlich benötigt werden. So war es das erste Mal möglich, Verbindungen mit dem Internet über mobile Endgeräte herzustellen, die nicht nach Nutzungszeit abgerechnet werden, sondern lediglich nach der übertragenen Datenmenge. Ein großer Fortschritt im Mobilfunkbereich.
EDGE
Die EDGE-Technik stellt ebenfalls eine Erweiterung für den GSM-Standard dar und wurde im Jahr 2006 in Betrieb genommen. Mithilfe dieser Technik lässt sich im alten GSM-Netz eine nochmals höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit erzielen. Erreicht wird dies durch ein effizienteres Modulationsverfahren, dessen Einzelheiten nur echte Telekommunikationsexperten interessieren dürften. Fakt ist, dass die Einführung von EDGE relativ günstig vonstatten ging, da zumindest bei modernen Basisstationen lediglich ein Austausch beziehungsweise eine Aktualisierung der Software benötigt wurde. Insgesamt also wenig Aufwand für eine deutlich bessere Datenübertragungsrate. Der Haken dabei ist allerdings, dass die Vorteile von EDGE nur derjenige nutzen konnte, der über ein dafür geeignetes Endgerät verfügte. Bis diese auf dem Markt flächendeckend eingeführt waren, verging noch einmal eine ganze Zeit.UMTS
Kommen wir nun zum aktuellen Mobilfunkstandard und damit zum direkten Vorgänger der neuen LTE-Technik. Die Rede ist von UMTS. Dabei handelt es sich um das erste Mobilfunknetz der neuen, dritten Generation, welches viele Vorzüge der zuvor beschriebenen Techniken in sich vereint und darüber hinaus viele neue Funktionen bietet.Erstmals eingeführt wurde UMTS bereits im Jahr 2001 in Norwegen. Bis die Technik in Deutschland eingeführt werden konnte, vergingen allerdings noch einige Jahre. Größter Vorteil von UMTS ist, dass die so genannten Latenzzeiten bei der Übertragung von Signalen deutlich verringert werden konnten. Damit sind die Zeiten gemeint, welche zwischen dem Senden von Daten und der entsprechenden Antwort des angewendeten Gerätes liegen. Beim Vorgänger GPRS lagen diese Latenzzeiten durchschnittlich zwischen 500 und 700 Millisekunden, im Rahmen der neuen Technik UMTS können sie auf nur noch 100 bis 300 Millisekunden reduziert werden. Die Datenübertragungsgeschwindigkeiten stiegen damit also deutlich an.
Wichtig zu wissen ist, dass UMTS keine Erweiterung für das GSM-Netz ist, sondern ein komplett neues Mobilfunknetz in Deutschland darstellt. Wie vorher für das GSM-Netz auch, gibt es für UMTS inzwischen bereits einige Erweiterungen beziehungsweise neue Ausbaustufen. Eine davon ist HSDPA (Abkürzung für „High Speed Downlink Packet Access“), mit der sich die Downlinkgeschwindigkeiten auf Raten von bis zu 14,4 Mbit pro Sekunde beschleunigen lassen. Analog dazu gibt es für die Erhöhung der Uplinkgeschwindigkeiten auf bis zu 5,67 Mbit pro Sekunde den Erweiterungsstandard HSUPA, welcher ebenfalls im UMTS-Netz zum Einsatz kommt. Mithilfe dieser Zusatztechniken gilt das UMTS-Netz inzwischen als vollständig ausgebaut.