Vorläufer der heutigen Mobilfunknetze
Heutzutage (2011) weiß jedes Kind, was Mobilfunk ist, und nur wenige Jugendliche können sich heute vorstellen, dass auch ein Leben ohne Handy, SMS und die unzähligen Mobilfunk–Features möglich ist. Noch vor zwanzig Jahren war das völlig anders: Nur einige wenige wussten von der Existenz solcher Systeme und noch weniger hatten jemals ein solches Gerät in der Hand.
Wichtige Voraussetzung für die Realisierung mobiler Kommunikationssysteme ist die Theorie der elektromagnetischen Wellen, die James C. Maxwell 1864 entwickelt hat und von Heinrich Hertz entscheidend weiterentwickelt wurde. Ein weiterer großartiger Pionier der Funktechnik war Guglielmo M. Marconi, der 1896 die drahtlose Telegrafie erstmals öffentlich demonstrierte und dem 1901 die erste Transatlantik–Funkübertragung gelang. 1909 erhielt er für seine Erfindungen den Nobelpreis.
Da die Marconi–Technik auch in der Transatlantik–Schifffahrt intensive Anwendung fand und deren Nutzung nach dem Untergang der Titanic (1912) sogar vorgeschrieben wurde, kann man die Entstehung mobiler Kommunikationssysteme etwa auf den Beginn des 20. Jahrhunderts datieren.
Das erste Mobilfunknetz in Deutschland war das 1958 in Betrieb genommene und 1977 stillgelegte A–Netz, das im Frequenzbereich von 156 MHz bis 174 MHz mit analoger Frequenzmodulation (FM) arbeitete und bundesweit von bis zu 11000 Teilnehmern (aber sicher nicht gleichzeitig) genutzt wurde. Die Sendetechnik füllte den Kofferraum großer Limousinen.
Auch das von 1972 bis 1994 betriebene B–Netz basierte auf analoger FM um 150 MHz. Dieses wurde zu seiner Blütezeit um 1985 von 27000 Teilnehmern genutzt und stellte 850 Funkkanäle zur Verfügung, wobei die Wiederverwendung gleicher Frequenzen in genügend weit voneinander entfernten Funkzellen berücksichtigt ist. Das Volumen der Sende– und Empfangseinrichtungen war aufgrund der zwischenzeitlichen Fortschritte auf dem Gebiet der Mikroelektronik deutlich kleiner als beim A–Netz.
Als letztes Vorgängermodell der heutigen Systeme ist das noch ebenfalls analog aufgebaute C–Netz in einem Frequenzbereich um 450 MHz zu nennen, das in Deutschland in den Jahren zwischen 1986 und 2000 von der Deutschen Bundespost betrieben wurde. Es hatte 1993 seine maximale Teilnehmerzahl von 850000, bot eine Flächenabdeckung von immerhin 98% und stellte mit „Handover” und „Roaming” auch schon einige Features bereit, die bei den nachfolgenden Mobilfunkgenerationen zum Standard wurden.
Das C–Netz rechnet man zur ersten Mobilfunkgeneration wie auch einige andere nahezu zeitgleich entstandene zellulare Systeme in anderen Ländern:
- AMPS (Advanced Mobile Phone Service), Bell Labs, USA, 1979,
- ACS (Advanced Cellular Sytem), Fa. Comvik, Schweden, 1981,
- NMT (Nordic Mobile Telephone), Schweden–Norwegen–Dänemark, 1981 und 1986,
- TACS (Total Access Communication Standard), Großbritanien, 1985,
- RTMS (Radio Telephone Mobile System), Italien, 1985,
- RC 2000 (Radio Com 2000), Frankreich, 1986.
Mobilfunksysteme der zweiten Generation
Alle vorne genannten Mobilfunksysteme der ersten Generation (1G) waren nationale Lösungen mit folgender Konsequenz:
- Es war nicht möglich, zwischen den einzelnen Systemen zu kommunizieren.
- Die Endgeräte (von „Handy” sollte man noch nicht reden) ließen sich nur im jeweiligen Netz einsetzen, wodurch der Markt sehr eingeschränkt war und der wirtschaftliche Erfolg ausblieb.
Anfang der 1980er Jahre gab es schon erste Bestrebungen zu einer Systemvereinheitlichung. Es entstand die zweite Generation (2G) von Mobilfunksystemen, gekennzeichnet durch
- eine durchgehend digitale Sprachübertragung,
- die Bereitstellung von Datendiensten.
Bei den Mobilfunksystemen der zweiten Generation ist die Sprachübertragung die zentrale Aufgabe und die Datenübertragung eher sekundär, wohingegen ein Kennzeichen der dritten Generation – zum Beispiel von UMTS – das so genannte „mobile Internet” ist.
Der bedeutenste 2G–Mobilfunkstandard ist GSM – Global System for Mobile Communications. Dieses im Kapitel 3.3 vorgestellte System ist nicht nur in Europa weit verbreitet, sondern es haben sich diesem Standard auch viele Regionen weltweit angeschlossen. GSM war und ist die am schnellsten wachsende Kommunikationstechnologie aller Zeiten.
Die derzeit (2011) eingesetzten GSM–Systeme sind
- GSM 900: Frequenzen um 900 MHz (D–Netze; in Deutschland TD1 und Vodafone D2)
, - GSM/DCS 1800: Frequenzbereich um 1.8 GHz (E–Netze; in Deutschland alle Betreiber),
- GSM/PCS 1900: Frequenzbereich um 1.9 GHz (vorwiegend in den USA eingesetzt).
Daneben werden zu den Mobilfunksystemen der zweiten Generation auch gezählt:
- das 1993 in Japan in Betrieb gegangene PDC–Netz (Personal Digital Cellular),
- der „Schnurlos–Standard” DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications),
- die Satellitensystemstandards LEO (Low Earth Orbit) und MEO (Medium Earth Orbit),
- terrestrische Flugfunknetze ⇒ TFTS (Terrestrical Flight Telephone System),
- Versuchsnetze in den USA wie D–AMPS und Qualcomm–CDMA.
Schließlich zählt man zu den 2G–Mobilfunksystemen auch „Drahtlose Teilnehmeranschlüsse” mit sehr begrenzter Mobilität wie WLL (Wireless Local Loop) und RLL (Radio in the Local Loop).
