Mobilfunkproblematik!

LTE

Die neue Mobilfunkausbaustufe!

Was Sie darüber wissen sollten!

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Grüne Klosterneuburg

 

 

 


2011-01-21

Long Term Evolution, kurz LTE, ist die erste weltweit gültige Mobilfunktechnik für Nordamerika, Europa und Asien. LTE ist eine Weiterentwicklung von UMTS und HSPA. Der damit einhergehende Entwicklungssprung ist mit dem von GSM auf UMTS vergleichbar. LTE wird als natürlicher Entwicklungsschritt nach UMTS gesehen.

LTE wird die bisherigen GSM-, UMTS- und HSPA-Mobilfunknetze nicht ersetzen, sondern ergänzen. Es wird ein nahtloser Übergang von der UMTS-Technik zu LTE geben. Durch die weite Verbreitung von UMTS- und HSPA-Endgeräten werden beide Techniken mehrere Jahre koexistieren. Mit LTE entwickelt sich der Mobilfunk zunehmend zu einer Alternative zur Überbrückung der letzten Meile und damit als Alternative zu Kabelmodemtechnik und DSL.

Warum LTE?
Die Einführung innovativer und benutzerfreundlicher Mobiltelefone, wie z. B. das iPhone oder der Android-Smartphones, haben gezeigt, dass damit die Nutzung des mobilen Internets stark ansteigt. Aufgrund der Steigerungsrate der mobilen Datenübertragung ist für die Netzbetreiber absehbar, dass die Kapazitätsgrenzen ihrer HSPA-Netze spätestens 2012 erreicht sind. Die Erweiterung der Netzkapazität ist dann nur noch durch Zellteilung möglich. Dabei wird eine Zelle mit einer Basisstation in zwei Basisstationen aufgeteilt, was die Anzahl der Basisstationen erhöht aber auch sehr kostspielig ist.

Eine Alternative ist, das bereits existierende Netz mit einer Mobilfunktechnik aufzurüsten, die die Netzkapazität deutlich erhöht. LTE ist diese Mobilfunktechnik. LTE erhöht die Kapazität gegenüber HSPA um Faktor 3,5 (im gleichen Frequenzspektrum) und gegenüber HSPA+ um den Faktor 2,5 (im gleichen Frequenzspektrum). Da die Kosten für eine neue Basisstation um das zehnfache einer Aufrüstung von LTE übersteigt, ist LTE für die Netzbetreiber um einiges attraktiver.

Eine neue Technik ist auch aus anderen Gründen notwendig. Tests mit Mobilfunknutzern haben gezeigt, dass die Reaktionszeit des Netzes mit 60 ms als "langsam" empfunden wird. LTE mit 10 ms Reaktionszeit soll das Warten auf Daten reduzieren, so dass es für die iPhone-Generation akzeptabel ist. Denn was für den Mobiltelefonierer die Sprachqualität ist, das ist für den mobilen Internet-Surfer die Reaktionszeit auf Datenanforderungen. Zum Beispiel der Abruf von E-Mails oder Webseiten.

Doch LTE wird nicht nur aufgrund der höheren Übertragungskapazität eingeführt, sondern auch weil der Betrieb um bis zu 70% geringere Kosten verspricht. Schon aus diesem Grund ist LTE für die Mobilfunknetzbetreiber attraktiver als zum Beispiel WiMAX.

Übertragungsrate
LTE steht vor allem für höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und kürze Verbindungszeiten. Beides sind die Hauptkritikpunkte an GSM, UMTS und auch HSPA. Erreicht werden soll das durch bessere Modulationsverfahren, flexiblere Frequenznutzung und größere Kanalbandbreiten.
LTE erreicht laut Spezifikation pro 20-MHz-Band bis zu 300 MBit/s im Downlink und 75 MBit/s im Uplink. Der Mobilfunkhersteller Ericsson führte bereits LTE mit 144 MBit/s vor. In Deutschland sind die Frequenzen leider nicht besonders großzügig verteilt. Die Netzbetreiber verfügen nur über 10-MHz-Blöcke (jeweils für Up- und Downlink) im 800-MHz-Band und erreichen damit nur bis zu 150 MBit/s im Downlink.
Zu beeindruckenden Übertragungsraten von über 1 GBit/s kommt man, indem man vier 20-MHz-Kanäle gleichzeitig nutzt (Multi-Carrier-Technik) und ein 4x4-MIMO-System (Multiple Input Multiple Output) einsetzt. In der Praxis sind nur wenige Netzbetreiber in der Lage mehrere Kanäle zu bündeln. Die nutzbaren Frequenzbereiche sind ein knappes Gut und auf mehrere Netzbetreiber verteilt.
Die Realität sieht so aus, dass die Netzbetreiber pro Sektor einer Basisstation rund 50 bis 75 MBit/s bereitstellen (Stand 2010). Später ist bis zu 100 MBit/s im Downlink und bis zu 50 MBit/s im Uplink geplant. In der Praxis liegt die Übertragungsrate weit darunter. Je mehr Nutzer die Bandbreite gleichzeitig nutzen, desto geringer fällt die Übertragungsrate pro Teilnehmer aus. Es ist davon auszugehen, dass mehr als 2 bis 3 MBit/s pro Teilnehmer kaum möglich ist.

Angestrebt wird eine Latenzzeit von unter 10 ms. In der Praxis ist von einer Latenzzeit unter 30 ms die Rede. Eine kurze Latenzzeit ist eine notwendige Voraussetzung für die Virtualisierung mobiler Anwendungen. Das bedeutet, mobile Endgeräte holen und speichern ihre Daten im Netz.

Übertragungstechnik und Funkschnittstelle

Die LTE-Übertragungstechnik ist für den Frequenzbereich von 700 bis 2700 MHz ausgelegt (0,7 bis 2,7 GHz). Der Frequenzbereich kann flexibel zwischen 1,25 bis 20 MHz variieren. Dadurch ist eine leichtere Anpassung an die weltweit verschiedenen Frequenzbereiche möglich. Das bedeutet, dass die Endgeräte multifrequenzfähig sein müssen, damit ein internationales Roaming möglich ist.

LTE ist nur sekundär für Handys gedacht. Die Entwickler haben vielmehr Notebooks, Netbooks, eBooks, Digitalkameras und Videokameras im Sinn. Auch die M2M-Kommunikation mit Smart-Metering und Smart-Grids und in der Automobil- und Transportindustrie steht im Fokus. Das bedeutet, LTE ist ein reines mobiles Datennetz. Sprache wird per VoIP übertragen.

Sprachverbindungen über LTE
LTE ist vollständig auf die Übertragung von Daten ausgerichtet. Erst später soll eine Migration der Sprachübertragung per Voice over IP (VoIP) erfolgen. Das bedeutet, dass die Daten im LTE-Mobilfunknetz mit dem Internet-Protokoll (IP) übertragen werden. Schon im UMTS-Kernnetz sollten Sprachverbindungen mit Voice over IP übertragen werden. Und auch für LTE-Netze sollte IMS (IP Multimedia Subsystem) zum Einsatz kommen. Doch die Netzbetreiber wollen auf leitungsorientierte Sprachverbindungen nicht verzichten. Es geht darum, Sprache und SMS für LTE-Endgeräte nutzbar zu machen. Probleme bereitet insbesondere die nahtlose Übergabe von Gesprächen zwischen LTE-, GSM- und UMTS-Netzen Ein Ausweg stellt Voice over LTE via Genric Access (VoLGA) dar. VoLGA soll kompatibel zu IMS sein. An einem Standard wird noch gearbeitet.

LTE- Netzarchitektur
Was sich bei HSPA+ bereits angedeutet hat, soll nun mit LTE umgesetzt werden: Die Erhöhung der Übertragungskapazität durch Einsparung des Informationsaustauschs zwischen Basisstation und dem Kernnetz. Angestrebt wird eine einfache Integration in das bestehende Mobilfunknetz und eine einfache Architektur mit sich selbst konfigurierenden Basisstationen.

LTE ist vollständig auf die Übertragung von Daten ausgerichtet. Zur Einführung werden Sprachdienste keine Rolle spielen. Dafür sind GSM und UMTS technisch voll ausreichend. Erst später soll eine Migration der Sprachübertragung per VoIP erfolgen. Deshalb gibt es für LTE spezielle Datentarife.
Während GSM und UMTS zuerst in Ballungsräumen zum Einsatz kam und nach und nach die Netzabdeckung auch auf dem geringer besiedelten Land ausgeweitet wurde, startet LTE in ländlichen Gebieten mit Ortschaften unter 5000 Einwohnern. Es handelt sich dabei um eine Vorgabe der Bundesnetzagentur, die bereits bei der Versteigerung der LTE-Frequenzbereiche festgelegt war. Damit erhofft sich die Politik vom LTE-Netzausbau eine schnelle Versorgung der Breitband-unterversorgten Gebiete.



Bis 2015 werden die mobil übertragenen Datenmengen um 10.000% steigen!


"Die ,Webciety', die vernetzte Gesellschaft ist offensichtlich nicht mehr aufzuhalten. Für Wirtschaft, Gesellschaft, Politik und Wissenschaft ergeben sich (heißt schon recht euphorisch) eizigartige Möglichkeiten durch die technischen und inhaltlichen Konvergenzen werden Computer, Fernsehen, Internet und andere Medien mit dem Mobilfunk immer mehr miteinander zu verschmelzen - wobei der Mobilfunk einstmals mit Übertragungsraten von etwa 5 KBit/s begann.

Vor über 50 Jahren startete als erstes öffentliches analoges Mobilfunknetz das A-Netz, welches 1972 durch das B-Netz und 1985 durch das C-Netz abgelöst wurde. Schon beim C-Netz wurde die zellulare Funknetz-Struktur der heutigen digitalen Mobilfunk-Netze verwendet, für das C-Netz mit über 800.000 Nutzern wurden sogar tragbare Funktelefone und analoge Handys wie das Siemens C4 entwickelt, doch die Handy-Telefonie steckte damals noch in den Kinderschuhen. Ein Siemens C4 wog etwa 630 Gramm, die Datenübertragungsrate des C-Netzes lag bei 5,28 KBit/s. Auch in den USA wurde analog zu Europa ein analoges Mobilfunknetz aufgebaut - das AMPS (Analog Mobile Phone Service). Das C-Netz wurde erst gegen Ende des Jahres 2000 abgeschaltet, es war nicht zäh genug gegenüber dem ersten digitalen Mobilfunk-Netz - dem GSM-Netz.

Ab 1982 wurde als erste digitale Mobilfunk-Norm ein globales System für mobile Kommunikation entwickelt, das Global System for Mobile Communications (GSM, 2G), mit dem GSM-Mobilfunk-Protokoll GPRS (2.5G) war es 2005 noch weltweit mit einem Marktanteil von 60 Prozent das verbreiteste Protokoll in den Handy-Netzen (GPRS: General Packet Radio Service). Auch GSM hatte anfangs nur einen Datentransfer von 9,6 KBit/s, für MP3-Cool-Jazz auf das Multimedia-Handy zu wenig. Erst neuere Mobilfunk-Protokolle wie GPRS oder EDGE (2.75G) erlauben Übertragungsraten, welche bei EDGE theoretisch einen MP3-Stream von bis zu 474 KBit/s ermöglichen (EDGE: Enhanced Data Rates for GSM Evolution), die Weiterentwicklungen Evolved EDGE oder EDGE Evolution sollen sogar einen Datentransfer von bis zu 1 MBit/s bieten: Für einen guten MP3-Stream würde es ausreichen, doch gute Video-Streams beginnen da gerade erst.

Mobilfunk-Generation 3G - UMTS: Universal Mobile Telecommunications System war die nächste Generation: Doch auch normales UMTS ist mit 384 KBit/s noch nicht Video- oder IPTV-tauglich (IPTV: Internet Protocol Television, Internet-Fernsehen). Auch hier erlauben erst neuere Protokoll-Standards ruckelfreies Video-Vergnügen. Die Ausbaustufe HSPA (3.5G, Release-8) erlaubt momentan mit HSDPA (3G+) theoretische 14,4 MBit/s beim Herunterladen, dagegen HSUPA etwa 5,7 MBit/s beim Hochladen (HSPA: High-Speed Packet Access; HSDPA: High-Speed Downlink Packet Access; HSUPA: High-Speed Uplink Packet Access). Noch schneller soll HSOPA als Super 3G oder 3.9G mit etwa 100 MBit/s Downstream werden (HSOPA: High Speed OFDM Packet Access). Mit dieser Datenbreite ist es kein weiter Sprung mehr von Generation 3.9 nach 4G.

Mit Mobilfunk-Generation 4G - LTE & WiMax, ist derzeit die aktuelle Entwicklungsstufe in der Vorbereitung. In Österreich und Deutschland wird LTE noch getestet, in Oslo und Stockholm, den Hauptstädten Norwegens und Schwedens, laufen seit Ende 2009 die ersten kommerziellen LTE-Netzwerke (LTE (4G): Long Term Evolution): Mit etwa 100 MBit/s im Download erreicht LTE in der ersten Ausbaustufe eine höhere Übertragungsrate als WiMax mit etwa 20 MBit/s (WiMax (4G): Worldwide Interoperability for Microwave Access), doch ist WiMax für stationäre Systeme und LTE Advanced noch weiter ausbaubar - hier können theoretische Übertragungsraten von bis zu 1 GBit/s erreicht werden.

Mit LTE (Long Term Evolution) werden Bandbreiten bis zu 100 Megabit pro Sekunde möglich, also zehnmal mehr als bei UMTS.

Der Ausbau der 3. Mobilfunkgeneration UMTS (der Ausbau begann 2008) und der Ausbau der nächsten Generation, der 4. Mobilfunkgeneration LTE (der Ausbau begann 2010) sind nicht mehr für die flächendeckende Handy Gesprächstelefonversorgung notwendig, sondern dienen fast ausschliesslich der moblilen Datenübertragung.

Längst ist es nicht mehr die Sprachtelefonie, die die Kassen der Mobilfunkanbieter zum Klingen bringt. Die Umsätze der Zukunft liegen im mobilen Datenverkehr - dieser wächst weltweit immerhin zehnmal schneller als der Sprachverkehr. Das behaupten aktuelle Verkehrs-messungen von Ericsson, die auch zeigen, dass sich im letzten Jahr der mobile Datenverkehr auf der Welt fast verdreifacht hat. Nachdem der weltweite Datenverkehr in den Mobilfunknetzen im Dezember 2009 erstmals das Volumen der Sprachübertragungen übertroffen hatte, wächst er weiterhin exponentiell an. Im zweiten Ouartal 2010 erreichte das weltweit übertragene Datenvolumen in Mobilfunknetzen laut Ericsson Untersuchungen fast 225 0O0 TerabYte Pro Monat. (medianet technology 27.8.2010)

 

Downloadfacts

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mit UMTS
Download Geschwindigkeit
mit LTE
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4 sec.
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7,5 MB
7 sec
0,8 sec.
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100 MB
1,4 min.
6 sec.
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11 GB
2,5 h.
10 min.

Kapazitätsvergleich

Youtube Video
7,5 MB
=
500.000 SMS
Spielfilm DVD
11 GB
=
700.000.000 SMS



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Wissenswertes zu Mobilfunkanlagen (Handymasten) und Handys!

Durch Erweiterung der zur Verfügung stehenden Frequenzbereiche und durch technischen Fortschritt ist es heute möglich, flächendeckend Kommunikationssysteme aufzubauen und für Alle zugänglich zu machen. Sowohl zum Betrieb der Antennen als auch der Mobiltelefone ("Handys") sind elektromagnetische Wellen, auch oftmals als "hochfrequente Strahlung" bezeichnet, erforderlich.

Der Funkverkehr funktioniert in der Weise, dass zwischen Handy und Basisstation (Antennenmast oder Dachstation) eine direkte Funkverbindung in beide Richtungen (vom Handy zur Antennenanlage und retour) aufgebaut wird. Die Signale werden in weiterer Folge über Festnetzeinbindung, Lichtwellenleiter oder Richtfunk zur Gesprächspartnerin bzw. zum Gesprächspartner im Fest-, Mobilfunknetz oder im Internet weitergeleitet. Wird ein Handy angerufen, erfolgt die Übermittlung über die Basisstation mit der die Gesprächspartnerin bzw. der Gesprächspartner verbunden ist.

Da sowohl das Handy selbst als auch die nächste Basisstation Signale sendet sowie empfängt, werden technisch- und entfernungsbedingt die eingesetzten Sendeleistungen sowohl des Handys als auch der Antennenanlage laufend auf das erforderliche Mindestmaß angepasst, wobei die Leistungen für ein Gespräch beim Handy und bei der Antennenanlage in etwa in der gleichen Größenordnung liegen. Bei Fernsehsendeanlagen - als Gegensatz - genügt eine einzige Senderichtung, weshalb diese Anlagen weit aus größere Leistungen aufweisen und somit auch größere Gebiete versorgen können.

Durch die betriebsbedingten relativ geringen Leistungen der Basisstationen und Mobiltelefone müssen - um flächendeckend versorgen zu können, entsprechend viele Anlagen errichtet werden. Die maximale Leistung eines Handys ist mit 2 Watt begrenzt, die Summe der Kanalleistungen von Sendeanlagen liegt im Schnitt bei ca. 100 Watt Ausgangsleistung (zum Vergleich - die Leistungen großer Fernsehsender reichen bis zu 500.000 Watt).

Zur Zeit gibt es in Österreich keine gesetzlich festgelegten Grenzwerte.

Das Telekommunikationsgesetz (TKG) sieht dazu in seinem § 73 vor, dass bei der Errichtung und dem Betrieb von Funkanlagen und Telekommunikationsendeinrichtungen der Schutz des Lebens und der Gesundheit von Menschen gewährleistet sein muss.

Die nach der Judikatur dabei anzuwendenden Techniken sind vor allem die Heranziehung gesicherter wissenschaftlicher Erkenntnisse und die aus solchen Erkenntnissen erfließenden Normen. In Österreich sind mit der ÖVE/ÖNORM E 8850 die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und dem EU-Rat empfohlenen Grenzwerte für elektromagnetische Felder des Mobilfunks Stand der Technik.

Unter Heranziehen der ÖNORM S 1120 (alte Norm) bzw. ÖVE/ÖNORM E 8850 (neue Norm) haben Berechnungen und Messungen gezeigt, dass die Immissionen, von denen die Bevölkerung betroffen ist, weit unterhalb der Grenzwerte dieser Norm liegen (in der Regel um den Faktor 10.000 niedriger). Kritiker bezeichnen diesen Grenzwert und die Festlegung als um ein Vielfaches zu hoch und dass Schädigungen schon um ein Vielfaches unterhalb dieser Norm auftreten können.

Befürorter argumentieren wiederum, dass sich die persönliche Wahrnehmung zudem oft nicht mit objektiven Risiken deckt. So werden zum Beispiel Mobilfunkmasten weit kritischer betrachtet als die Handys als Endgeräte, bzw. auch Schnurlostelefone. Dies liegt dadurch begründet, dass ein freiwillig übernommenes Risiko subjektiv geringer eingeschätzt wird als ein außenbestimmtes. Zu den gesundheitlichen Auswirkungen elektromagnetischer Felder existieren unterschiedliche Auffassungen in der Wissenschaft. Aus diesem Grund gibt es viele Vermutungen, die zur Verunsicherung über dieses Thema beitragen.

2004 wurde bekannt, dass führende Unternehmen der Versicherungsbranche Handys wegen ihrer elektromagnetischen Strahlung als unkalkulierbares Risiko einstufen. Sie weigern sich deshalb in zunehmendem Maße, Hersteller von Mobiltelefonen oder Netzbetreiber gegen mögliche Schadenersatzklagen zu versichern.

Jeder Österreicher hat 1,5 Handys!

Laut aktueller Statistik (2010) der heimischen Regulierungsbehörde RTR ist im 2. Quartal 2010 Jahres die Anzahl der Handygesprächsminuten gegenüber dem Vorquartal um 1,4 Prozent auf 5,54 Milliarden gestiegen. Den Grund für die anhaltende Zunahme der Gesprächsminuten sieht Telekomregulator Georg Serentschy darin, dass in Tarifmodellen immer häufiger Freiminuten bzw. Flatrates enthalten sind. Zusätzlich wurden SMS 1,58 Mrd. SMS verschickt.

Erstmals sind mehr als zwölf Millionen SIM-Karten im Gebrauch - somit besitzt jeder Österreicher, vom Baby bis zum Greis, statistisch gesehen schon fast 1,5 Handys oder andere mobile Endgeräte.
Die Marktdurchdringung mit Handys stieg somit vom 1. Quartal 2010 auf das 2. Quartal um fünf Prozentpunkte auf 145 %. Bei den mobilen Breitband-Internetanschlüssen erreichte die Penetrationsrate im 2. Quartal die 40-Prozent-Marke. Statistisch haben somit vier von zehn Haushalten in Österreich einen mobilen Breitbandanschluss.

Österreich liegt somit im weltweiten Spitzenfeld was die Handynutzung anbelangt.



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