Next Generation Mobile Networks

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Logo des NGMN-Projekts

Next Generation Mobile Networks (NGMN) ist ein - u.a. mit dem Standard LTE-Advanced - laufendes Projekt von Mobilfunkfirmen und Mobilfunkausrüstern zur Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration. Die derzeitig umgesetzte Generation wird auch als „4G“ (vierte Generation) bezeichnet.

Einführung[Bearbeiten]

NGMN soll auf den bisherigen UMTS-Infrastrukturen aufsetzen und daher eine rasche und kostengünstige Erweiterung der bestehenden 3G-Mobilfunknetze darstellen. Einer der Vorteile gegenüber den bestehenden Netzen mit High Speed Packet Access (HSPA) ist die mit bis zu 100 Megabit pro Sekunde wesentlich höhere Geschwindigkeit. Weiterhin sollen die verwendeten Endgeräte permanent mit dem Internet verbunden sein können („always on“). Dies soll durch eine effizientere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzspektrums möglich werden, was ebenfalls eine einfachere Netzwerkarchitektur ermöglichen und zu Latenzzeiten von ungefähr 10 Millisekunden führen soll. Die Netzwerkreichweite soll sich nicht verändern.

NGMN basiert wie die Funktechniken WiMAX und Flash-OFDM auf OFDM. Im Unterschied zu den genannten Verfahren werden die Frequenzen bei NGMN jedoch adaptiv vergeben, also dem Nutzer im Abstand von bis zu 0,5 Millisekunden jeweils die Netzwerkressourcen zugewiesen, die dieser benötigt. Dadurch wird ein besseres Verzögerungsverhalten ermöglicht als in anderen OFDM-Systemen.

Seit Anfang 2005 läuft die Standardisierung von NGMN durch das Standardisierungsgremium Third Generation Partnership Project (3GPP). Kommerziell einsetzbar soll die von dem Projekt vorangetriebene Technik im Jahre 2010 sein. Seit dem Jahr 2011 bieten die ersten Netzbetreiber entsprechende 4G-/LTE-Tarife an, zunächst jedoch nur auf dem Land, wo die so genannten „weißen Flecken“ (DSL Versorgungslücken) abgedeckt werden müssen. Vodafone und die Deutsche Telekom veröffentlichen seit April 2011 Informationen über die mit LTE versorgten Gebiete in 4G-Netzabdeckungskarten.[1]

4G „Fourth Generation“[Bearbeiten]

4G[Bearbeiten]

Unter 4G versteht man die Nachfolgegeneration des Mobilfunkstandards 3G. Die „Next Generation Mobile Networks“ (NGMN) ist ein Projekt aus Mobilfunkausrüstern und Mobilfunkbetreibern zur Entwicklung der nächsten Generation, die auch unter dem Namen Long Term Evolution (LTE) bekannt ist. Der aktuelle Mobilfunkstandard ist der 3G-Standard, welcher auf den 2G-, den 1G- und den 0G-Standard aufbaut. Der 0G- bis 2G-Standard führt von der Wurzel der Mobilkommunikation bis hin zum GSM-Standard, also den in Deutschland bekannten D- und E-Netzen. 3G sorgte um die Jahrtausendwende für viel Aufsehen in Deutschland, als durch die Versteigerung der UMTS-Lizenzen durch den Bund mehr als 50 Mrd. € eingenommen werden konnten. UMTS bietet die Möglichkeit, unter optimalen Bedingungen Daten mit bis zu 384 Kilobit pro Sekunde herunterzuladen. Interferenzen und Fehlerkorrekturen schmälern diese Geschwindigkeit zwar, jedoch sind inzwischen dank mehrerer Erweiterungen des Standards (HSDPA) weitaus höhere Geschwindigkeiten möglich. Eine hohe Datenrate ist für Dienste wie Videotelefonie und mobile Internetnutzung wichtig. Mit der Nachfolgegeneration 4G werden noch einmal deutlich höhere Datenraten zur Verfügung stehen.

Umrüstung[Bearbeiten]

Mobilfunknetze bestehen aus Funkzellen, den sogenannten Zellen, aus denen die Verbindungen aufgebaut werden. Wird ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerät, wie zum Beispiel ein Laptop mit UMTS-Karte, eingeschaltet, so loggt sich dieses Gerät aufgrund der auf der SIM-Karte gespeicherten Daten über die Netzdatenbank in das Mobilfunknetz ein. Das Gerät loggt sich zunächst an einer lokalen Datenbank ein, die auch mehrere „Waben“ umfassen kann. Ändert sich der Standort des Gerätes, so bemerkt dies die Software des mobilen Kommunikationsgerätes und loggt sich automatisch an der nächsten lokalen Vermittlungsstelle ein. Das Signalaufbauschema änderte sich in seinem groben Aufbau auch nicht, als die Netze um die zur „Third Generation“ zählende UMTS-Technologie erweitert wurden. Wenn die bestehenden Netze innerhalb der nächsten zehn Jahre, wie der Handyhersteller Nokia vermutet, auf 4G umgerüstet werden, wird auch hier das Grundschema beibehalten werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Es kann die bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden, die lediglich um die benötigten technischen Komponenten erweitert werden müssen. Das heißt also, dass man – vereinfacht gesprochen – einfach die 4G-Komponenten an die bereits vorhandenen Funkmasten installiert.

NGMN soll auf den aktuell vorherrschenden Infrastrukturen der UMTS-Technologie aufsetzen, um so eine rasche und relativ kostengünstige Erweiterung vom 3G-Standard zum 4G-Standard zu erreichen. Einer der größten Vorteile gegenüber den aktuell bestehenden UMTS-Netzen ist die mit bis zu 100 Megabit pro Sekunde deutlich höhere Downloadrate.

4G-Eigenschaften[Bearbeiten]

  • 100 MBit/s1 Datenrate im Download,
  • Bis zu 1 GBit/s1, wenn sich der User an einem fixen Standort zur nächsten Station (in der Regel ein Funkturm) befindet,
  • Kompatibilität zu bereits vorhandenen Netzwerken (4G-Geräte sind also auch fähig, mit den älteren Technologien zu arbeiten, wie zum Beispiel GSM, UMTS, etc.),
  • 50 MBit/s1 im Uplink,
  • 20 MHz benötigte Frequenzbandbreite,
  • Latenzzeiten von ≈ 10 ms,
  • Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit-Audio, Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, HDTV-Videoinhalte, mobiles Fernsehen, etc.,
  • höhere Spektrumeffizienz (geringere Kosten pro Datenvolumen)
  • Modulation: OFDMA, downlink: QPSK/16QAM/64QAM, uplink: BPSK/QPSK/16QAM
1 unter optimalen Bedingungen

Gegenwärtig ist es bereits möglich, in den Genuss von so genannten Pre-4G-Technologien zu kommen. So bezeichnet man zum Beispiel UMTS Release8 als eine Vorstufe des kommenden 4G-Standards. UMTS Release8 ist eine Weiterentwicklung des bereits vorhandenen UMTS-Netzes inkl. den Release5-HSDPA- und Release6-HSUPA-Erweiterungen. Release8 zielt darauf ab, Kosten zu senken, eine höhere Erreichbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten und die Geschwindigkeit im Netz zu erhöhen.

Literatur[Bearbeiten]

  • N. Döring, C. Dietmar: Medienproduktion für die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften, 2004.
    Vgl. J. Schiller (2003): Mobilkommunikation. München: Pearson Studium, 15-18
  • N. Döring, C. Dietma: Medienproduktion für die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften,2004 S. 14–15.
  • Goran, Galunic: 4. Generation Mobilfunk. Seminararbeit, Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg, 2004.
  • Paul Klimsa, Heidi Krömker: Mobilkommunikation. In: Heidi Krömker, Paul Klimsa (Hrsg.): Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften, 2005
  • 4G (fourth generation). ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Kernnetz. ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • long term evolution. ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • NGMN. ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Erste kommerzielle Testphase für 4G-Mobilfunk gestartet. Golem.de, 13. Dezember 2007
  • Joachim Weiß u. a.: Mobilfunk. In: Die Zeit – Das Lexikon. Zeitverlag, Hamburg 2005.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. 4G Verfügbarkeit: Telekom stellt Karte für LTE-Verfügbarkeit online, 27. April 2011