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LTE ist die Abkürzung für "Long Term Evolution" und ist der Nachfolger des UMTS-Mobilfunkstandards. Man spricht auch von Mobilfunk-Generation und bezeichnet diese daher mit einem "G".
Folgende Mobilfunk-Generationen sind derzeit entwickelt worden:

Mobilfunknetz der 1. Generation (1G):

Die erste Generation bei den (Mobil) Funk-Telefonen wurde 1958 mit dem A-Netz von der Deutschen Bundespost eingeführt. Dieses bediente sich der analogen Übertragungstechnik und war damit zwar für Sprache gut geeignet, hatte aber nur eine sehr begrenzte Netzkapazität. Auch an Datenübertragung war zu dieser Zeit nicht denken. Der Empfangsbereich war zu dieser Zeit auch sehr gering. Um ein Gespräch aufzubauen, musste man eine Vermittlungsstelle anrufen, die einen dann verbunden hat ("das Fräulein vom Amt"). Das A-Netz wurde ende der 60er Jahre immer mehr beansprucht und kam bald an seine Grenzen.
1972 wurde dann das B-Netz eingeführt. Es nutzte auch die analoge Übertragungstechnik, hatte aber deutlich mehr Netzkapazität. Auch war es beim B-Netz nun möglich einen Gesprächspartner selber, also ohne Vermittlungsstelle anzurufen. Allerdings musste man noch immer wissen, wo sich die angerufene Person gerade aufhält und an ein telefonieren beim Autofahren war nicht zu denken. Verließ man eine Funkzelle war das Gespräch beendet. Mitte der 80er Jahre war auch das B-Netz ausgelastet.
1986 hat das C-Netz den Betrieb aufgenommen. Auch dieses Netz lag noch in der Verantwortung der Deutschen Bundespost. Im C-Netz war es nun endlich möglich, einen Teilnehmer überall zu erreichen. Auch konnte sich ein Teilnehmer z.B. im Auto bewegen, ohne dass das Telefongespräch abgebrochen ist. Allerdings basierte auch das C-Netz noch auf der analogen Übertragungstechnik.

Mobilfunknetz der 2. Generation (2G):

Bereits 1989 begannen die Vorbereitungen für das "neue" Mobilfunknetz. Dieses sollte nun die digitale Übertragungsnorm nutzen und somit auch für die Datenübertragung geeignet sein. Außerdem wurde gleich an ein "Massenprodukt" gedacht, also ein Mobilfunknetz für sehr viele Teilnehmer. Auch bekam mit der Vergabe der D-Netz Lizenzen die Deutsche Bundespost erstmals Konkurrenz von der Firma Mannesmann (heute Vodafone). Beide bekamen eine Lizenz um ein digitales D-Netz in Deutschland aufzubauen.
1991 sind dann die GSM-900 Netze D1 (Deutsche Bundespost) und D2 (Mannesmann) in Betrieb gegangen.
1993 kam ein weiterer Konkurrent ins Spiel. Es wurde eine weitere Mobilfunklizenz vergeben, die auf ähnlicher (GSM) Technik, allerdings im GSM-1800 Band arbeitet, das E-Netz. Die Firma E-Plus, die damals unter anderem aus den Firmen Veba und Thyssen bestand ging 1994 mit ihrem Netz in Betrieb. Das E-Netz ist besonders für seine kleineren Handys mit weniger Stromverbrauch und einer besseren Sprachqualität bekannt geworden. 1995 wurde die Telekom AG gegründet, die ab dann das D1-Netz von der Deutschen Bundespost übernahm.
1998 erwarb ein weiterer Mobilfunkbetreiber, die Firma Viag Interkom eine E-Netz Lizenz und nahm seinen Betrieb auf. Heute heißt Viag Intercom "O2".
2001 startete im dritten Quartal ein weiterer Mobilfunkanbieter, die Firma Quam. Quam war ein Zusammenschluss der so genannten Group 3G, welche aus der finnischen Firma Sonera und der spanischen Firma Telefónica Móviles bestand. Quam baute kein eigenes Funknetz auf sie nutzten das E-Netz mit. Allerdings benutzte auch Quam eigene Telefonnummern und Vorwahlen. Quam plante erst später ein eigenes UMTS-Netz aufzubauen, schließlich hatte man für über 8 Milliarden Euro eine Lizenz gekauft. Allerdings musste das Unternehmen nach nur einem Jahr bereits im Juli 2002 seine Dienste wieder einstellen. Im November 2002 wurden dann alle Quam Rufnummern abgeschaltet. An den UMTS-Plänen hielt das Unternehmen weiter fest, da die erworbenen UMTS-Lizenzen auch nicht verkauft werden durften. Allerdings ist nie etwas daraus geworden.

Mobilfunknetz der 3. Generation (3G):

Im Zeitalter der Datenübertragung, auch größerer Mengen, kam selbst das GSM-Netz auch an seine Grenzen. Das zeichnete sich bereits im Jahr 2000 ab, als die UMTS-Lizenzen "versteigert" wurden. Sechs Mobilfunkfirmen wollten eine Scheibe dieses lukrativen zukünftigen Standards abbekommen und boten einen riesigen Geldbetrag dafür. Im Jahr 2000 war der "Neue Markt" auf seinem Höhepunkt. Den Firmen in der Technikbranche gingen es sehr gut und alle prophezeiten UMTS als "die Technik der Zukunft". 6 Mobilfunkunternehmen (Vodafone, T-Mobile, ein Zusammenschluss aus E-Plus und Hutchison, Viag Interkom (O2), Mobilcom und Quam (3G)) kauften für je 16,45 Milliarden DM also ca. 8,5 Milliarden Euro eine UMTS-Lizenz.
Danach ging es aber mit dem "Neuen Markt" steil bergab und die Ausgaben für die UMTS-Lizenz riss ein großes Loch in die Taschen der Firmen. Bei diesen Ausgaben blieb es ja auch nicht. Die Bundesregierung gab mit der Abgabe der Lizenz auch gleich eine Strenge Auflage weiter in der die Mobilfunkfirmen verpflichtet wurden ein funktionierendes UMTS-Netz in bestimmter Zeit aufzubauen.
Die Firma Quam (3G), die erst 2001 in Deutschland in das GSM-Geschäft eingestiegen ist, musste bereits ein Jahr später wieder aufgeben. Den UMTS-Aufbau hat Quam nie begonnen, hielt aber bis 2004 an den UMTS-Lizenzen fest. 2004 wurden Quam die Lizenzen und die damit verbundenen Frequenzzuteilungen, nach einer Prüfung durch die Bundesnetzagentur, dann gerichtlich entzogen. Quam klagte die 8,5 Milliarden Euro ein, wurde aber abgewiesen.
Die Firma Mobilcom stand nach dem Kauf der Lizenz kurz vor dem Konkurs. Durch Umstrukturierungen konnte dieses Unternehmen zwar gerettet werden, die UMTS-Lizenzen hat das Unternehmen aber bereits ende 2003 freiwillig zurückgegeben, da finanziell nicht an einem Aufbau eines eigenen Netzes zu denken war.
2003 gingen bei den verbliebenen 4 Mobilfunkfirmen die ersten Probeläufe mit UMTS los. Seit 2004 ist nun UMTS bei uns in Betrieb.

Mobilfunknetz der 4. Generation (4G):

Theoretisch sollte man hier jetzt LTE erwarten. Das ist aber nur teilweise richtig. LTE erfüllt in der heutigen Version der "Telecommunication Standardization Sector (ITU-T)" die Spezifikation (4G) nur teilweise. Daher bezeichnet man LTE, so wie der Standard derzeit (2011) verfügbar ist mit 3.9G. Der eigentliche 4G Standard befindet sich aber bereits im "Standardisierungs-Prozess" und wird offiziell dann mit der Bezeichnung "IMT-Advanced 4G Mobilfunkstandard" mit dem Namen "LTE-Advanced" geführt werden.

Warum ist LTE (3.9G) entwickelt worden?

Noch im Jahr 2000 zählte UMTS als "die" Revolution im Mobilfunkbereich. Alles sollte schneller und besser werden. Im Prinzip war das auch richtig, zumindest im Vergleich zum 2G Standard GSM. Die Entwicklungen im Mobilfunkbereich sind allerdings in den letzten Jahren auch explodiert. Heute werden überwiegend Smartphones (Computerhandys) verkauft, die oft sogar auf eine ständige Internetverbindung setzen. Außerdem haben die Mobilfunkfirmen, um die geforderten Auflagen zu erfüllen, UMTS vor allem in den Ballungsräumen aufgebaut. Das hat zur Folge, dass gerade Randgebiete und ländliche Bereiche auf ein schnelles Mobilfunknetz bis heute verzichten müssen. In den Ballungsräumen dagegen gibt es inzwischen so viele UMTS Nutzer, dass auch dort teilweise die Geschwindigkeit im UMTS-Netz stark einbricht und oft nicht mehr den großen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber GSM bietet. Ist UMTS nicht verfügbar, wird sowieso auf GSM umgeschaltet.
Erste Verbesserungen im UMTS-Netz wurden mit den Techniken "HSDPA" und "HSUPA" (High Speed Downlink / Uplink Packet Access) eingeführt, womit bereits eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung gegenüber dem Standard UMTS erzielt werden konnte. Aber auch mit diesen Techniken erreichte man die gewünschten und angestrebten Übertragungsgeschwindigkeiten nicht. Gerade auch die so genannte PING-Zeit, ist bei UMTS sehr hoch. Die PING-Zeit ist die Zeit die verstreicht, bis ein in das Internet gesendeter Befehl ausgeführt wird. Diese Zeit liegt bei UMTS zwar auch noch im Millisekundenbereich aber ist teilweise 10 bis 20 mal so hoch wie z.B. bei DSL. Das macht sich besonders bei Anwendungen stark bemerkbar, die eine schnelle Reaktion verlangen. Hier sind an erster Stelle Onlinespiele genannt. Diese sind über eine UMTS Verbindung kaum vernünftig spielbar.
Die UMTS Technik bietet zwar noch ein paar Verbesserungsmöglichkeiten, aber im Großen und Ganzen lässt sich über lange Sicht nicht mehr so viel Mehrleistung aus dieser Technik herausholen.
Daher suchte man eine Alternative, die für heutige Anwendungen besser geeignet ist und entwickelte LTE (Long Term Evolution).

Was bedeutet in diesem Zusammenhang 3GPP?

Man hört im Zusammenhang mit Mobilfunk immer wieder von der "3GPP". Doch was ist die "3GPP"? Die "3GPP" ist die "3rd Generation Partnership Project", also ein Zusammenschluss von Standardisierungsgremien im Mobilfunkbereich. Die 3GPP arbeitet Weltweit und verabschiedet die Standards im Mobilfunkbereich. Neben den offiziellen Partnern:

  • ARIB (Association of Radio Industries and Businesses aus Japan)
  • ETSI (European Telecommunication Standards Institute aus Europa)
  • ATIS (ehem. T1) (Alliance for Telecommunications Industry Solutions aus USA)
  • TTA (Telecommunications Technology Association aus Korea)
  • TTC (Telecommunications Technology Committee aus Japan)
  • CCSA (China Communications Standards Association aus China)

sind weitgehend alle Mobilfunkfirmen (Betreiber und Hersteller) an die 3GPP angeschlossen.

Welche Frequenzen benutzt LTE?

Die Bundesnetzagentur legte für die Verwendung von LTE mehrere Frequenzbereiche fest. So wurden die Bereiche um 800 MHz, die Bereiche um 1,8 GHz und die Bereiche um 2 GHz für LTE reserviert.
Vom 12. April 2010 bis zum 20. Mai 2010 versteigerte die Bundesnetzagentur, wie zuvor im Jahr 2000, die Frequenzen. Dieses mal boten nur die vier großen, bei uns ansässigen, Mobilfunkunternehmen (Vodafone, Deutsche Telekom, O2 und E-plus) mit und erhielten alle LTE Frequenzbereiche zugeteilt. Auch der Preis für die Frequenzen lag deutlich unter den Preisen für die UMTS-Lizenzen im Jahr 2000. Der teuerste Frequenzblock wechselte dieses mal für "nur" 1,212 Milliarden Euro den Besitzer.
Am 30. August 2010 teilte die Bundesnetzagentur dann die genauen Frequenzbereiche ein. So wurden die Bereiche von 791 MHz bis 821 MHz und 832 MHz bis 862 MHz sowie der Bereich von 2,5 GHz bis 2,69 GHz an die Netzbetreiber vergeben.
Der Frequenzbereich um 1,8 GHz blieb bei der Frequenzverteilung erst mal außen vor und steht für spätere Erweiterungen zur Verfügung.
Der Frequenzbereich um 2 GHz war im Jahr 2000 bereits für das UMTS-Netz an die Unternehmen Quam und Mobilcom versteigert worden. Dadurch, dass diese Firmen nie ein Netz aufgebaut haben, waren die Frequenzen noch frei.
Der Frequenzbereich um 800 GHz stößt bei einigen auf Kritik. In diesem Bereich arbeitete das analoge Antennenfernsehen, aber teilweise auch noch das digitale (DVB-T) und vor allem ältere Funktechniken wie z.B. Funkmikrofone. Gerade bei den Funkmikrofonen sind Probleme abzusehen. Diese Frequenzen dürfen offiziell noch bis zum Jahr 2015 genutzt werden. Sobald LTE allerdings flächendeckend startet, sind Störungen auf diesen Frequenzen sicher nicht auszuschließen.
Der Bereich um 1,8 GHz wurde bisher von der Bundeswehr genutzt. Da dieser aber auch für LTE derzeit noch nicht verwendet wird, sind hier keine Probleme zu erwarten.

Wie wurden die Frequenzbereiche für LTE aufgeteilt?

Die vier Netzbetreiber haben alle ein Stück in den einzelnen Frequenzbereichen erworben. Die Frequenzbereiche an sich sind folgendermaßen eingeteilt:

  • 791 MHz bis 821 MHz = Downlink-Bereich mit Frequenzduplex-Verfahren (FDD)
  • 832 MHz bis 862 MHz = Uplink-Bereich mit Frequenzduplex-Verfahren (FDD)
  • 2,5 GHz bis 2,57 GHz = Uplink-Bereich mit Frequenzduplex-Verfahren (FDD)
  • 2,57 GHz bis 2,62 GHz = Up- und Downlink mit Zeitduplex-Verfahren (TDD)
  • 2,62 GHz bis 2,69 GHz = Downlink-Bereich mit Frequenzduplex-Verfahren (FDD)

Wie ist der Netzausbau vorgesehen?

Anders als beim UMTS-Netzausbau hat man bei LTE den Mobilfunkfirmen andere Prioritäten vorgegeben. Mussten beim UMTS Netzausbau die Firmen, innerhalb einer bestimmten Zeit eine möglichst große Verfügbarkeit garantieren, müssen bei LTE nun gerade die Randgebiete und ländlichen Bereiche bevorzugt werden. Das macht in soweit Sinn, da beim UMTS-Ausbau die Firmen natürlich in den Ballungsgebieten begonnen haben. Nur hier war es möglich innerhalb kurzer Zeit und mit möglichst wenig Investition eine möglichst große Personenzahl zu erreichen. Das hatte aber zur Folge, dass Randgebiete noch bis heute auf ein schnelles UMTS-Netz warten. Darüber hinaus werden die Randgebiete und ländlichen Bereiche ja auch beim DSL-Netzausbau vernachlässigt und müssen somit bis heute teilweise noch auf ein vernünftig schnelles Datennetz verzichten.
Bei LTE hat man für den Ausbau des größten 800 MHz Bereichs 4 Prioritätsstufen festgelegt:

  • Priorität 1 = Zuerst müssen Randgebiete und bebaute ländliche Bereiche versorgt werden, bei denen die Einwohnerzahlen unter 5.000 Personen liegen.
  • Priorität 2 = Wenn mindestens 90 % der Gemeinden mit Priorität 1 versorgt sind, dürfen Bereiche zwischen 5.000 und 20.000 Einwohner versorgt werden.
  • Priorität 3 = Wenn mindestens 90 % der Gemeinden mit Priorität 2 versorgt sind, dürfen Bereiche zwischen 20.000 und 50.000 Einwohner versorgt werden.
  • Priorität 4 = Wenn mindestens 90 % der Gemeinden mit Priorität 3 versorgt sind, dürfen Bereiche von mehr als 50.000 Einwohner versorgt werden.

Außerdem müssen am 01. Januar 2016 in allen Bundesländern mindestens 50% der Bevölkerung LTE nutzen können.
Damit sollte erreicht sein, dass in ein paar Jahren jeder Bundesbürger in der Lage ist, ein schnelles Datennetz zu nutzen.

Wie funktioniert LTE?

LTE ist eine deutliche Weiterentwicklung zur bestehenden UMTS Technik. LTE setzt wie WLAN (802.11) oder WiMAX die "OFDM" (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing) bzw. die "MIMO" (Multiple Input Multiple Output) Antennentechnologie zur Übertragung ein. Dadurch ist über LTE eine d1eutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeit, als über das UMTS-Netz, möglich. Laut Spezifikation soll eine bis zu 10-fache Steigerung der Geschwindigkeit möglich sein. Als Maximalwerte werden für LTE bis 100Mbit/s für den Downlink und bis zu 50Mbit/s für den Uplink angegeben. LTE Endgeräte sind ständig mit der Funkzelle verbunden und müssen sich nicht für jede Aktion neu einwählen, dadurch wird z.B. Fernsehen auf dem Handy erst sinnvoll möglich.
Vor allem aber soll sich die Ping-Zeit gegenüber UMTS deutlich verbessern. LTE soll eine Ping-Zeit von unter 10 ms bieten und ist damit auch für Online-Spiele interessant.
LTE ist speziell für die Datenübertragung entwickelt worden und arbeitet effizienter als z.B. UMTS. Durch die bessere Effizienz können die Frequenzbereiche deutlich besser ausgenutzt werden. Es können mehr Mobilfunkgeräte in einem Frequenzbereich angemeldet sein, wodurch besonders die Übertragungskapazität gesteigert werden kann.
Bei einer Entfernung zum Sendemast von bis zu 5 km soll LTE in voller Geschwindigkeit arbeiten. Bei ungünstigen Verhältnissen soll LTE, allerdings mit reduzierter Leistung, noch bis zu einer Entfernung von 100 km zum Sendemast funktionieren.
LTE soll in erster Linie schnelle Internetanschlüsse in Bereichen zur Verfügung stellen, wo es derzeit keine oder nur sehr begrenzte Internetanbindungen gibt. LTE ist also für reine Handys schon fast überdimensioniert!

Welcher Aufwand ist die Umrüstung für die Netzbetreiber?

LTE arbeitet zwar mit einer neuen Technik, aber im Grundprinzip wie GSM oder UMTS. Auch bei LTE gibt es Funkzellen in denen sich die Endgeräte anmelden. Somit brauchen keine neuen Masten gesetzt werden. Die LTE Technik wird einfach parallel zu den vorhandenen Antennen montiert und kann sogar teilweise die vorhandenen Installationen mit nutzen. Dadurch wird für die Mobilfunkfirmen ein möglichst geringer Installationsaufwand möglich.

Fazit:

LTE kommt nun dem Internet im Festnetzbereich ein ganzes Stück näher. Es ist schneller und effizienter als UMTS. Mit guten Ping-Zeiten und einer Geschwindigkeit mit bis zu 100Mbit/s können mit LTE nun endlich fast alle Onlineangebote, einschließlich Online-Spiele, Videotelefonate, Internetradio und Fernsehen realisiert werden. Der nächste Ausbauschritt zum Standard 4G mit dem Namen "LTE-Advanced" soll dann sogar Übertragungsgeschwindigkeiten mit bis zu 1Gbit/s erreichen.

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Letzte Aktualisierung: 25.02.2017
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