DATENNETZE - Datennetze / Mobilfunknetze

GSM - HSCSD, GPRS und Edge

HSCSD:
HSCSD steht für High Speed Circuit Switched Data und ermöglicht höhere Übertragungsraten für Daten, indem mehrere GSM-Kanäle zusammengeschaltet werden. Dazu ist auf der Seite des vermittelnden Netzes nur eine Softwareänderung vorzunehmen, hardwareseitig ist alles Nötige schon vorhanden. Anders sieht die Sache bei den Endgeräten aus. Bei Handys ist kein Softwareupdate vorgesehen und so bleibt HSCSD neuen Geräten vorbehalten, die bereits dafür ausgelegt sind. Die ersten HSCSD-fähigen Geräte auf dem deutschen Markt sind das Nokia 6210 und das Nokia Card Phone 2.0.

HSCSD erhöht die Datenrate pro Kanal von 9600 Bit/s auf 14400 Bit/s, indem die Fehlerkorrektur weniger aufwendig ausgelegt wird. Dabei steigt aber das Risiko von Übertragungsfehlern - ist die Verbindung nicht gut genug, muss wieder auf 9600 Bit/s zurückgeschaltet werden.

Theoretisch könnten bei HSCSD alle acht Bursts eines TDMA-Frames belegt werden, was eine Datenrate von 115,2 kBit/s ergäbe. Damit würde aber ein Teilnehmer eine gesamte Trägerfrequenz für sich beanspruchen, was zur Beeinträchtigung der Verfügbarkeit für andere Teilnehmer führen könnte. Daher limitieren die Netzbetreiber die Maximalzahl gleichzeitig belegbarer Kanäle auf 3 oder 4 (43,2 kBit/s oder 57,6 kBit/s). Mehr wäre momentan auch nicht sinnvoll, weil als Gegenstelle im Festnetz momentan nur ein einfacher B-Kanal ohne Kanalbündelung möglich ist, der ja nur 64 kBit/s zur Verfügung stellt.

Die Netzbetreiber konfigurieren ihre Netze normalerweise so, dass nur dann HSCSD-Kanäle bereitgestellt werden, wenn diese nicht für Sprachverbindungen benötigt werden. Man kann deswegen auch bereits zugeteilte Kanäle während der Verbindung wieder entzogen bekommen. Zudem ist auch eine asymmetrische Verbindung möglich. Der Nutzer erhält dann z.B. zwei Kanäle zum Empfang, aber nur einen zum Senden von Daten.

Die Übertragungskosten bemessen sich bei HSCSD nach der Zeit und den belegten Kanälen - bei vier Kanälen zahlt man folglich auch den vierfachen Preis für die Verbindung.

GPRS:
Bei General Packet Radio Services handelt es sich um einen permanenten Internet-Zugang für Mobilgeräte. Man schließt dafür mit dem Netzbetreiber einen Vertrag ab - dieser wird dadurch gleichzeitig zum Internetprovider. Die Daten werden bei GPRS paketweise übertragen, wobei der Netzbetreiber jeweils entscheidet, wie viele Datenkanäle er für die Übertragung erübrigen kann. Unter idealen Voraussetzungen, d.h. wenn die Trägerfrequenz ansonsten unbenutzt ist, kann GPRS alle acht Kanäle belegen. Die Basis-Übertragungsrate kann zudem abhängig von der Güte der Übertragung in vier Stufen variiert werden: Coding Scheme 1 liefert die höchste Übertragungssicherheit bei nur 9,05 kBit/s, Coding Scheme 2 bringt es auf 13,4 kBit/s. Noch nicht implementiert in den deutschen Mobilfunknetzen sind Coding Scheme 3 (15,6 kBit/s) und 4 (21,4 kBit/s), da hier Änderungen an der Datenübertragung zwischen BSC und Basisstation nötig wären. Somit ist momentan die realistische Übertragungsrate 4 x 13,4 kBit/s = 53,6 kBit/s, das Maximum liegt beim doppelten (107,2 kBit/s) und das mit dieser Technik machbare bei 8 x 21,4 kBit/s = 171,2 kBit/s. Letzteres aber nur, wenn es von den Netzbetreibern überhaupt eingeführt wird.

Die Verbindung ist bei GPRS permanent vorhanden, d.h. es findet keine Internet-Einwahl statt, sondern das Gerät ist jederzeit online. Das ermöglicht z.B. die direkte Zustellung von E-Mails auf das Endgerät, ohne dass dieses sich erst zur Abholung einwählen müsste.

Die Bezahlung erfolgt bei GPRS nach der übertragenen Datenmenge, unabhängig von der Übertragungsgeschwindigkeit. In Zukunft wird es jedoch möglich sein, mit dem GPRS-Zugang die gewünschte Leistungsklasse festzulegen. Damit erhält derjenige, der mehr bezahlt auch eine höhere Priorität bei der Übertragung.

Edge:
Edge (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) basiert auf einer Weiterentwicklung des GSM-Standards und würde einen Austausch zumindest eines Teils der Vermittlungstechnik bei den Mobilfunknetzbetreibern erfordern. Angesichts der Investitionen in UMTS ist es fraglich, ob noch ein Betreiber diesen kostspieligen Zwischenschritt machen wird.

Edge ist als Erweiterung von HSCSD und GPRS gleichermaßen geeignet und heißt dann ESCD bzw. EGPRS. Beide behalten dabei ihre grundsätzlichen Charakteristika, stellen aber Datenraten von theoretisch bis zu 473,6 kBit/s zur Verfügung, wobei in der Praxis mit ca. 170 kBit/s gerechnet wird.

Edge würde darüber hinaus auch eine höhere Auslastung der bestehenden Frequenzen mit normalen Gesprächsverbindungen zulassen. So wären mehr Gespräche vermittelbar, ohne die Funkzellen verkleinern und zusätzliche Basisstationen aufstellen zu müssen.

Was wofür?
HSCSD ist sehr gut geeignet, um direkte Datenverbindungen aufzubauen, bei denen es um Geschwindigkeit geht. GPRS dient dagegen eher als Internetzugang mit Always-On-Funktionalität. Das kann einerseits für die Anbindung von Außendienstmitarbeitern an das LAN der Zentrale nützlich sein, erfordert aber eine Absicherung der Verbindung gegen Mithören, z.B. durch den Einsatz eines VPN-Routers an beiden Endstellen. Beiden Varianten gemein ist momentan noch der horrend hohe Preis. Um mit annähernd ISDN-Geschwindigkeit im Internet zu surfen, zahlt man bei HSCSD momentan noch das vierfache dessen, was man für ein Handygespräch zum gleichen Zeitpunkt zahlen müsste. Bei GPRS beträgt die Gebühr ca. 1 pf / kByte - eine einzige durchschnittliche Webseite mit 50 KB schlägt also schon mit 50 Pfennigen zu Buche.

Die Netzbetreiber suchen momentan noch nach Diensten, die GPRS und HSCSD, auch in Verbindung mit dem größtenteils verschmähten WAP interessant machen. Dazu wollen sie z.B. die Ortbarkeit von Handys im GSM-Netz nutzen. Sogenannte Location Based Services können abhängig vom Standort beispielsweise die lokale Wettervorhersage, das Programm des nächsten Kinos oder die Schnäppchen der umliegenden Geschäfte auf das Handydisplay bringen. Dies kann auch durch Push-Dienste erfolgen, d.h. man muss die Informationen nicht abholen, sie werden (wenn man damit einverstanden ist) direkt aufs Handy übertragen.