DATENNETZE - Datennetze / Mobilfunknetze

UMTS (Universal Mobile Telecommunication Service)

Seit 1999 wird an den technischen Spezifikationen für das Mobilfunknetz der dritten Generation gearbeitet. Dazu haben sich ETSI (European Telecommunications Standards Institute), ARIB (Japan) und T1P1 (Nordamerika) zur Projektgruppe "3GPP" zusammengefunden. Zu einem gänzlich einheitlichen Standard haben sie es trotzdem nicht gebracht - zu groß war das jeweilige Interesse, UMTS zur technischen Erweiterung des in der jeweiligen Heimatregion üblichen Mobilfunkstandards der zweiten Generation zu machen. Somit wird auch UMTS trotz weitergehender Vereinheitlichung ein weltweites Roaming voraussichtlich nur mit speziellen, aufwendigen und damit teuren Endgeräten ermöglichen. Auch bei der Bezeichnung herrscht keine vollständige Einigkeit: In Nordamerika wird das Mobilnetz der dritten Generation als "IMT-2000" bezeichnet.

Lizenzen, Frequenzen und Telefonnummern:
Bei den Vergabeverfahren für die UMTS-Lizenzen wurden auch die dafür vorgesehenen Frequenzbereiche verteilt. International wurden von der ITU für UMTS die Frequenzen 1900 - 2025 MHz und 2110 - 2200 MHz vorgesehen. Davon sind allerdings die Frequenzen 1980 - 2010 MHz und 2170 - 2200 MHz für Satellitenanwendungen ausgenommen. In Deutschland waren 6 Firmen bei der Auktion erfolgreich. Damit ergibt sich für den Frequenzraum folgendes Bild:

Es gibt also zwei Frequenzbereiche à 60 MHz, die einen Abstand von 190 MHz haben. Dort wird ein UMTS-Kanal immer ein Frequenzpaar mit 5 MHz Bandbreite belegen, d.h. zu dem Frequenzbereich 1920 - 1925 MHz gehört der Bereich 2110 - 2115 MHz. Im unteren Bereich senden die Mobilgeräte zur Basisstation, im oberen Bereich umgekehrt. Zusätzlich haben 5 der Anbieter einen ungepaarten Frequenzbereich von je 5 MHz erworben. Dort müssen Basis- und Mobilstation abwechselnd senden.

Die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post hat den Lizenzinhabern zudem folgende Vorwahlen zugewiesen, innerhalb derer jeweils 100.000.000 Nummern vergeben werden können:

0150	Group 3G
0151	T-Mobil
0152	d2 Vodaphone
0155	E-Plus Mobilfunk
0156	MobilCom Multimedia
0157	E-Plus Mobilfunk
0159	Viag Interkom

Netzstruktur:
Das UMTS-Netz ähnelt sehr stark dem GSM-Netz. Das UMTS-Kernnetz entspricht weitgehend dem Verbund der Vermittlungsstellen (SSS) im GSM. Die Besonderheit ist allerdings, dass es sich dabei um ein paketvermittelndes Kernnetz auf Basis des IP-Protokolls handelt. Die Basisstationssteuerungen heißen im UMTS "UTRAN RNC" (UMTS Terrestrial Radio Access Network / Radio Network Controller), die Basisstationen werden "UTRAN Node B" genannt.

Übertragungstechnik:
Der Medienzugriff im UMTS basiert auf einer Frequenzbandspreizung namens "WCDMA" (Wideband Code Division Multiple Access), bei der die zu übertragenden Daten mit einer höherfrequenten, pseudozufälligen Bitfolge überlagert werden. Dadurch können benachbarte Zellen die gleichen Frequenzen verwenden - durch die Bandspreizung kann ein Endgerät aus den Empfangsdaten durch Demodulation mit der richtigen Bitfolge die Ausgangsdaten wieder herstellen. Die maximale Übertragungsrate auf einem Kanal beträgt 2 Mbit/s, allerdings nur solange ein Teilnehmer ihn für sich alleine hat, solange er sich nicht schneller als 6 km/h bewegt und nicht weiter als 500m von der nächsten Basisstation entfernt ist. Ansonsten sinkt die Übertragungsrate auf maximal 384 kBit/s, 144 kBit/s werden vom Netzbetreiber garantiert.

Ähnlich wie bei GPRS teilt man sich die vorhandene Übertragungskapazität mit den übrigen Teilnehmern, die sich in derselben Zelle aufhalten. Die Aufteilung wird nach Serviceklassen erfolgen, d.h. durch einen höheren Tarif kann man sich Prioritäten im Netz einkaufen. Ebenfalls genau wie bei GPRS ist die Tatsache, dass ein UTMS-Endgerät nach dem Einbuchen im Netz erreichbar ist und jederzeit z.B. E-Mails empfangen kann.

Da alle Zellen mit den gleichen Frequenzen arbeiten, kann die Netzkapazität einfach durch Hinzufügen weiterer Basisstationen erhöht werden. Die umliegenden Zellen verkleinern dann automatisch ihren Reichweitenbereich. Man spricht daher von "atmenden" Zellen. Dies wird vor allem beim Netzaufbau genutzt: Zunächst werden wenige Basisstationen in großen Abständen platziert, die jeweils einen großen Bereich abdecken. In Ballungsräumen werden dann sukzessive weitere Basisstationen ergänzt um mit der steigenden Anzahl von Nutzern mithalten zu können und möglichst große Gebiete mit der höchsten Übertragungsrate versorgen zu können.

Mit der Inbetriebnahme der ersten UMTS-Netze wird um 2003 gerechnet. Diese werden zunächst hauptsächlich Geschäftskunden ansprechen, mit einem Durchbruch im Consumergeschäft ist kaum vor 2010 zu rechnen.