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16.07.2018
von Jan-Dirk
in IT-Talents

Wie funktioniert das mobile Internet?

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Die Entwicklung des Mobilfunknetzes

Seit dem ersten Handy-Telefonat haben wir einen langen Weg zurückgelegt, aber viele Menschen machen sich nur selten bewusst, welche technischen Geheimnisse hinter der langen Reise bis zum heutigen Standard bei der mobilen Übertragung von Daten stecken. Die meisten von uns werden kaum in der Lage sein sich zu erinnern, wie das Leben war, bevor wir in unseren sozialen Netzwerken nachsehen konnten, ein Doodle in Draw Something kreierten oder unsere E-Mails von fast überall aus abrufen konnten. Hier erfährst Du, wie es funktioniert!

Lesezeit: ca. 8 Min.

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Der mobile Datenzugriff - die Möglichkeit, von unserem Telefon aus mit dem Internet verbunden zu sein - hat unser Leben auf eine ziemlich tiefgründige Art und Weise verändert, so dass der Weg, auf dem wir hierher gekommen sind, eine Beschreibung wert ist. Zumal wir jetzt kurz davor stehen, die Grenzen der mobilen Datenübertragung abermals ein ordentliches Stück zu verschieben.

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Entwicklung des Mobilfunknetzes

In den kurzen, flüchtigen Augenblicken, in denen wir unsere Augen von unseren bezaubernden Telefonen abwenden, haben wir Branchenmeilensteine zusammengefasst, um unsere mobile Datenreise abzubilden - vom einfachen Telefonanruf bis hin zur Veröffentlichung von Statusupdates im Bus. Fangen wir am Anfang des Anfangs an. Und damit meinen wir den ersten Handy-Anruf, der sich seinen Weg durch den Äther bahnte. Dieser Anruf fand 1985 statt. Die erste Generation der drahtlosen Mobiltechnologie (1G) wurde in den frühen 1980er Jahren eingeführt. Dieses Netzwerk war analog und sprachgesteuert. 1G-Telefone neigten dazu, eine ziemlich schlechte Batterielebensdauer aufzuweisen und manchmal Anrufe vollständig fallenzulassen.

Die erste SMS-Übertragung

Die ersten SMS-Übetragungen im Jahr 1992 waren der nächste bedeutende Meilenstein. Die Nachricht wurde über eine GSM-Verbindung, die zweite Generation der mobilen Datenübetragung, gesendet. Aber die ganze Geschichte der Telefondaten beginnt ein bisschen davor. Als 2G in den 1990er Jahren auf den Markt kam, wurden Telefone von analog auf digital umgestellt. Anruf- und Textverschlüsselung sowie grundlegende Datendienste wie SMS, Bildmitteilungen und MMS wurden eingeführt. 1998 folgte 3G, womit eine neue Ära der (Video-)telefonie und des mobilen Internets eingeläutet wurde. Dann kam 4G in 2008 und unterstützte Funktionen, die sogar höhere Geschwindigkeiten als mobiles Fernsehen in HD, Gaming-Dienste und Videokonferenzen verlangen - dort sind wir heute.

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1G - Der aus heutiger Sicht bescheidene Start von mobilen Daten

Der erste Typ des Standards für mobile Konnektivität entstand in den 1970er Jahren und hielt sich bis in die frühen 90er Jahre. Zu diesem Zeitpunkt gab es weltweit rund 20 Millionen Teilnehmer mobiler Kommunikationsnetzwerke. Der englische Begriff für "Handy", Cellular Phone, hat seine Wurzeln in der analogen 1G-Technologie, da "zellulär" die Art und Weise beschreibt, in der das Signal gesendet wurde. 1G Radiowellen wurden in Wabenzellen unterteilt, die alle die gleiche Frequenz wiederverwenden können, wodurch die Netzwerkkapazität verbessert wird. Während die GSM (Global System for Mobile) -Technologie, die 1G ersetzte, zur Standardtechnologie für das kommende Jahrzehnt wurde, durchlief 1G während seiner Zeit mehrere Iterationen von Akronymen. Dazu gehörten das Advanced Mobile Phone System (AMPS), das Total Access Communication System (TACS) und das Nordic Mobile Telephone (NMT). Seine Fähigkeiten beschränkten sich allerdings auf Telefonanrufe, die als Datenpakete zwischen Funktürmen übertragen wurden.

Mit 2G kamen die Textnachrichten

In den frühen 90er Jahren waren AMPS, TACS und NMT alle langsam in die Jahre gekommen, und sie konnten nicht die Art von Diensten bereitstellen, die die Technologie um sie herum anstrebte - die Art von Dingen, die wir alle von einem Mobiltelefon als Standard erwarten. Das European Telecommunications Standards Institute - das erst 1988 gegründet wurde - entwickelte GSM als eine Lösung, die die neue Generation einleitete. Zu Beginn bedeutete das, ein "digitales leitungsvermitteltes Netz für die Vollduplex-Sprachtelefonie" zu schaffen. Im Wesentlichen bedeutet das, dass es ein System geben würde, das mobile Anrufe zuverlässig und mit guter Verbindung abwickelt. GSM und der 2G-Standard läuteten eine Reihe neuer Technologien ein, die entwickelt wurden damit Telefone mehr leisten können. Die größte davon war SMS (1993 kamen die ersten Textnachrichten bei ihren Empfängern an), aber GSM ermöglichte auch die Voicemail- und später die grundlegende Internet-Konnektivität.

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Ganz neue Möglichkeiten mit Internetfunktionalitäten

Diese Internetfähigkeit war die erste Ahnung dessen, was Telefone irgendwann einmal werden würden: mit dem Internet verbundene Mini-Computer und alltägliche Begleiter. Mobile Datenanforderungen zu dieser Zeit wurden vom WAP (Wireless Application Protocol), dem ursprünglichen mobilen Webdienst, verarbeitet. Die ersten WAP-fähigen Handys, die Europa erreichten, taten dies 1999, aber es funktionierte bei weitem noch nicht alles reibungslos. Das Problem mit dem mobilen Internet lag vor allem an der Tatsache, dass, die frühen WAP-Telefone nicht gerade die einfachsten Hilfsmittel waren, mit denen man im Internet navigieren konnte (anständige Touchscreens waren noch eine ganze Weile nicht verfügbar). Und selbst wenn sie es gewesen wären, gab es nicht viel von einem mobilen Web, abgesehen von einigen grundlegenden Nachrichten-, Sport- und Börsenseiten, sowie einfachem E-Mail-Zugang. Es war weit entfernt von der heutigen mobilen Normalität, in der ein großer Teil des Internets standardmäßig in einer für den kleineren Bildschirm angepassten Form verfügbar ist.

Abfällige Formulierungen wie "Wait And Pay" wurden herumgeworfen und wurden von der Tatsache befeuert, dass die Verbindung zu WAP-Diensten nicht in den monatlichen Tarifkosten enthalten war und die Verbindungsgeschwindigkeiten gleichzeitig im Vergleich zu dem was wir heute gewohnt sind überaus langsam waren. Es war demnach offensichtlich an der Zeit, weiterzugehen. WAP machte in den frühen 2000er Jahren Platz für EDGE (Enhanced Data Rates für GSM Evolution), das als "2.5G" angekündigt wurde, aber schließlich war es 3G, das wirklich eine Revolution darstellte.

Flächendeckendes mobiles Internet - 3G ändert alles

Die Chancen stehen gut, dass ein aktuelles Handy (mindestens) über 3G-Fähigkeiten verfügt. Seit seiner Markteinführung im Jahr 2003 ist 3G der De-facto-Standard für mobile Datenübertragung. Die Technologie beruht auf den Fortschritten, die in der mobilen Kommunikation in den vergangenen 30 Jahren erreicht wurden, und die nun zu einem international anerkannten Standard kombiniert wurden. Wie alle anderen Vorgänger wurde die Entscheidung über die Spezifikation von 3G von einer Regierungsorganisation, diesmal der Internationalen Fernmeldeunion, beschlossen. 3G ermöglichte mehr Bandbreite beim Senden von Signalen zwischen Mobilstationen und Masten, und das veränderte die Welt der Mobiltelefone massiv. Die neue Technologie öffnete die mobilen Internet-Scheunentore mit durchschnittlichen Download-Geschwindigkeiten von etwa 2 Mbit / s. Das ist deutlich schneller als alle die Geschwindigkeiten, die 2G jemals erreicht hat, und ist dem Unterschied zwischen den alten 56k-Festnetzmodem-Geschwindigkeiten und der blitzschnellen Breitbandwelt sehr ähnlich.

Diese Art von Konnektivität, von fast jedem Ort aus, hat viel mehr bewirkt als nur die Zeit zu verkürzen, die es braucht, um eine mobile Webseite zu laden und zu betrachten. Mit einer derart zuverlässigen und schnellen Verbindung sind standortbezogene Dienste mit Echtzeit-Mapping und GPS in den Vordergrund gerückt. Der neue Standard ermöglichte nun auch Video-Streaming auf einem Telefon als einen alltäglichen Akt und hat sowohl Video- als auch Sprachanrufe über webbasierte Dienste wie Skype oder Apples FaceTime Teil unserer Realität werden lassen. 3G ist so weit verbreitet, dass es inzwischen schwer ist, einen Tarif zu finden, der kein mobiles Internet enthält. 3G ist zu einem festen Bestandteil unserer mobilen Gewohnheiten geworden - 4G ist das nächste Kapitel.

Unser heutiger mobiler Alltag basiert auf 4G-Netzen

1G, 2G, 3G ... Unschwer zu erraten, wie sich die als nächstes kommende Entwicklung der mobilen Daten nennen würde. 4G ist die nächste und bis zum heutigen Tag in der alltäglichen Verwendung aktuelle Generation von mobilem Internet und bietet mobile Internet-Geschwindigkeiten, die denen einer Breitband-Internetverbindung, wie man sie in den eigenen 4 Wänden kennt, entsprechen. In der Tat liegt die theoretische Höchstgeschwindigkeit für einen Download über 4G bei erstaunlichen 150-160Mbps.

Das 4G-Netzwerk wurde 2013 eingeführt und ist seitdem an immer mehr Orten verfügbar. Viele Anbieter bieten jetzt 4G als Standard für all ihre monatlichen, mobilen Breitband- und SIM-Pakete an. Einen vergleich aktueller Smartphone-Tarife mit integriertem mobilen Internet kannst Du Dir z.B. hier anschauen. Durch die stark wachsenden Kapazitäten im Mobilfunknetz ist es mittlerweile auch problemlos möglich, den Festnetz-Zugang durch einen mobilen Access-Point über das Mobilfunknetz zu ersetzen. Einige Laptops und Tablets haben ebenfalls direkt einen SIM-Karten-Slot integriert, um mobiles Internet über das Mobilfunknetz bereitzustellen.
Mit der rasanten Verbreitung von datenhungrigen Apps, Augmented Reality, vernetzten Fahrzeugen und dem Internet der Dinge (IoT) werden schnelle, zuverlässige mobile Daten für zahlreicher werdende Endgeräte vom Tablet bis zum Hunde-Halsband immer wichtiger. Heute bietet unser mobiles Netzwerk mehr Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit als je zuvor, aber man arbeitet bereits am Netzwerk von morgen: 5G steht vor der Tür

5G - Höhere Bandbreite und Geschwindigkeit, niedrigere Latenzzeiten

Wahrscheinlich haben die meisten schon einmal den naheliegenden Begriff "5G" gehört. Aber was genau bedeutet dieser? Kurz gesagt, für die fünfte Generation von Mobilfunknetzen (oder drahtlosen Systemen der fünften Generation) ist 5G die fünfte und neueste Version unseres globalen Standards für Mobilfunknetzwerke. Wie die Generationen davor verspricht auch 5G im Vergleich zu dem was die Vorgänger-Generationen ermöglichten noch schnellere Geschwindigkeiten (zwischen 10Mbps und 100Mbps). Aber am wichtigsten ist vielleicht, dass es die Latenzzeiten im Netz deutlich reduziert. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen wie selbstfahrende Autos und VR / AR, die eine sofortige Reaktion in Folge einer sich ändernden Umgebung erfordern. 5G wird zudem auch die Bandbreite erhöhen und eine Vielzahl von Geräten und neuen Technologien auf engem Raum gleichzeitig bedienen können, selbst wenn die Netzlast hoch ist.

Großartige Neuigkeiten also für Smartphone-Nutzer, die gerne Filme herunterladen oder Spiele schneller spielen möchten, aber die wirklichen Vorteile werden möglicherweise in spannenden, neuartige Anwendungen durchscheinen. Dinge wie Remote-Chirurgie in Echtzeit mit Roboterarmen, mehr immersive Unterhaltung, automatisierte Fabriken, Smart Cities oder Augmented Reality Auto Windschutzscheiben, die Fahrer auf mögliche Gefahren aufmerksam machen, könnten mit der mit Hilfe der 5G-Konnektivität (und folgender Generationen) alle Wirklichkeit werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil des 5G-Netzwerks ist seine benutzerzentrierte Natur. Das heutige Traffic-Management konzentriert sich auf das effizienteste und optimale Management von begrenzten Netzwerkressourcen. Allerdings wird 5G viel besser auf die Bedürfnisse der Benutzer abgestimmt sein - ob es sich um einen menschlichen Benutzer handelt oder um Millionen zusammenhängender "Dinge" wie Drohnen, Fitness-Tracker oder den Wasserkocher.

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Mobiles_Internet
https://de.wikipedia.org/wiki/Mobilfunknetz

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