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03.01.1997 - 

Mobile Kommunikation

Weniger Vielfalt und mehr Digitaltechnik

Die öffentlichen zellularen Funktelefonnetze stellen in Deutschland mit über fünf Millionen Teilnehmern und einem monatlichen Neuzuwachs von durchschnittlich 180000 mit Abstand die größte Netzgruppe dar. Sie besteht aus zur Zeit vier flächendeckenden Netzen, dem analogen Netz C der Telekom-Tochter DeTeMobil und den drei digitalen Netzen D1 (DeTeMobil), D2 (Mannesmann Mobilfunk) und E1 (E-Plus Mobilfunk). Das vierte digitale Netz, E2, ist zur Zeit in der Lizenzierungsphase. Wer großen Wert auf beste, landesweit flächendeckende Verfügbarkeit des Dienstes legt, ist mit dem Netz C am besten bedient, allerdings nur in Deutschland.

Für international Reisende empfiehlt sich dagegen eines der D-Netze, da diese Netztechnik in ganz Europa, in Asien und Australien eingeführt ist und über Roaming-Verträge international genutzt werden kann. Für die E-Netze gilt das zur Zeit noch mit starken Einschränkungen, da die E-Netz-Technik in vielen Ländern noch nicht verfügbar ist.

Die wachsenden Anforderungen in Sachen Fax- und Datenübertragung werden in den digitalen Netzen immer stärker berücksichtigt. Anfangs gab es nur den Short Message Service (SMS), der wegen der eingeschränkten Texteingabemöglichkeiten keine große Bedeutung hat. Inzwischen sind in den digitalen Netzen Fax- und Datendienst eingeführt. Damit ist jetzt eine vollwertige Datenkommunikation zwischen handelsüblichen Datenendgeräten mit Übertragungsraten von bis zu 9,6 Kbit/s möglich. Der potentielle "Datenfunker" ist allerdings gut beraten, wenn er eine Komplettlösung erwirbt, da die Zusammenschaltung beliebiger Einzelkomponenten Probleme macht. Die Zukunft bringt noch weitere Verbesserungen der Datendienste. Mit Standardisierungen der GSM-Phase 2+ wird es die Dienste General Packet Radio Service (GPRS) mit einer Transferrate von bis zu 115 Kbit/s und Highspeed Circuit Switched Data (HSCSD) mit einem Tempo von 64 Kbit/s geben.

Die zweite große Netzgruppe mit etwa 1,3 Millionen Teilnehmern und einer monatlichen Zuwachsrate von 50000 sind die öffentlichen Funkruf- oder Paging-Netze. Hierzu zählen Eurosignal, Cityruf und Scall (DeTeMobil), Quix (Miniruf), Telmi (DFR) sowie Omniport (DeTex). Eurosignal ist ein auslaufender Dienst, der allerdings zur Zeit als einziger europaweit verfügbar ist. Er bietet nur vier vorab vereinbarte Signale, die mit Tonruftechnik übertragen werden. Eurosignal wird abgelöst durch die Ermes-Netze, die zur Zeit im Aufbau sind. National verfügbar sind Cityruf, Scall, Quix und Telmi, die zur Übertragung ein digitales Signal (Pocsag) benutzen und damit alphanumerische Nachrichten zum mobilen Teilnehmer übertragen.

Die Armbanduhr als Mailbox

Da die Leistungsmerkmale dieser drei Funkrufnetze sehr ähnlich sind, werden die örtliche Verfügbarkeit und der Preis des Dienstes über ihren Erfolg beim Kunden entscheiden. Einen speziellen Weg geht Omniport. Er nutzt die Rundfunksender des UKW-Bands und sendet über das Radio Data System (RDS) alphanumerische Nachrichten an die mobilen Empfänger. Seine Reichweite umfaßt ganz Deutschland und die Grenzgebiete.

Die mobilen Empfänger gibt es in vielen Varianten - von der Größe einer Armbanduhr bis hin zum Taschengerät mit mehrzeiligem Großdisplay. Der Funkrufdienst ist die billigste Variante zur flächendeckenden Erreichbarkeit von Personen, allerdings mit der Einschränkung der "Einbahnstraße". Rückfragen und Antworten sind nicht möglich.

Alle bisher dargestellten Netze sind öffentlich und stehen jedem Nutzer zur Verfügung - auch Privatleuten.

Im Gegensatz dazu gibt es Netze für geschlossene Anwendergruppen, die ausschließlich gewerblich genutzt werden. Sie firmieren unter dem Sammelbegriff "Betriebsfunk". Die Teilnehmerzahl beträgt in Deutschland konstant etwa 1,2 Millionen. Typische Nutzergruppen sind Polizei, Feuerwehr, öffentlicher Personennahverkehr, Energieversorgungsunternehmen, Taxibetriebe, Flughafenbetreiber, Fuhrunternehmen und Industrie.

Die moderne Form des Betriebsfunks heißt Bündelfunk. Diese Netze sind in der Regel an eine Betreiberlizenz gebunden, die im Gegensatz zum Betriebsfunk das Vermarkten der Dienstleistung und die Zusammenschaltung mit dem öffentlichen Telefonnetz erlaubt. Größter Anbieter von Bündelfunk ist die DeTeMobil mit ihren "Chekker-Netzen", die etwa 70 Prozent der Fläche Deutschlands abdecken. Im Wettbewerb dazu stehen Anbieter wie D.B.F. Bündelfunk, Primus Mobilkommunikation, Quickfunk, Regio- call Mobilfunk, Regiokom, Regiotek Communications, Sprintel Communications, Telesystems Mobilfunk, Terrafon Bündelfunk und Thüringer Mobilfunk. Zusätzlich gibt es zwölf kleinere Betreiber von Bündelfunknetzen.

Klassische Bündelfunknutzer sind Betriebe mit nur regionalem Einsatzbereich. Die Kommunikation wird meist zwischen einer Betriebszentrale und den Außendienstmitarbeitern abgewickelt. Für die Benutzung wird pro Endgerät eine monatliche Pauschalgebühr berechnet, die von der Größe des Einsatzbereichs und der Anzahl der Geräte pro Kunde abhängt. Zur Regulierung der Gesprächsdauer ist eine Gesprächszeitbegrenzung wirksam. Der Übergang in öffentliche Netze wird nach der Nutzungsdauer berechnet. In Bündelfunknetzen ist mit entsprechenden Zusatzgeräten auch Datenübertragung möglich, allerdings nur mit 1,2 Kbit/s. Der Bündelfunk ist in seinem Preis-Leistungs-Verhältnis attraktiver, als es die Anzahl der etwa 200000 Nutzer nahelegt. Der Grund für die niedrigen Zahlen: unprofessionelle Vermarktung.

Dem Bündelfunk steht nun auch die Digitalisierung bevor. Mit dem Verfahren Trans European Trunked Radio (Tetra) kommt eine neue Generation von Bündelfunk mit deutlich verbesserten Leistungsmerkmalen auf den Markt. Wie bei GSM werden Sprach- und Datendienste unterstützt, wobei sogar beide zeitlich parallel verfügbar sind. Die Datenraten liegen zwischen 7,2 und 28,8 Kbit/s. Die ersten größeren Netze werden für 1998 erwartet.

Die Datenfunkvariante des Bündelfunks ist das Modacom-Netz der DeTeMobil, das mit gewissen Einschränkungen flächendeckend aufgebaut ist und etwa 15000 Teilnehmer hat. Ein zweites Datenfunknetz, das Netz der Gesellschaft für Datenfunk (GfD), mußte nach gut einjähriger Betriebsdauer wegen Unwirtschaftlichkeit wieder geschlossen werden. Das Modacom-Netz arbeitet nach dem Prinzip der Paketübertragung und nutzt als Backbone das Datex-P-Netz der Telekom. Es läßt nur reine Datenübertragung zu und erlaubt Transferraten bis zu 9,6 Kbit/s. Über einen Roaming-Vertrag mit der PTT Schweiz ist grenzüberschreitender Verkehr möglich.

Der Einsatz von Modacom empfiehlt sich beispielsweise für Außendienstmitarbeiter, die vom Kunden aus Zugriff auf ihre firmeninternen Dateien oder andere Datenbanken brauchen. Dazu dient ein handelsübliches Datenendgerät (Laptop oder Notebook) mit einem Modacom-Funkmodem. Die Ausgaben für die Modacom-Nutzung setzen sich aus einer monatlichen Grundgebühr und einem Datentarif zusammen. Durch die neuen Datendienste in den GSM-Netzen bekommt Modacom jedoch zunehmend Konkurrenz. Nur bei bestimmten Nutzungsprofilen, zum Beispiel häufigen und kurzen Verbindungen, sind die Kosten momentan noch niedriger.

Für die Luftfahrt wurde ein spezielles System standardisiert, das Terrestrial Flight Telephone System (TFTS), ein bodengestütztes Telekommunikationssystem für Flugzeuge im europäischen Luftraum. In Deutschland vergab das zuständige Ministerium 1994 eine TFTS-Lizenz an die DeTeMobil. Inzwischen wurden in Deutschland fünf Bodenstationen errichtet, die Flugzeuge ab einer Höhe von 4500 Metern vollständig versorgen. Auch an Flughäfen sollen entsprechende Funkanlagen zur Ausleuchtung der Bodenbereiche installiert werden. TFTS wird europaweit aufgebaut und steht ab 1997 nicht nur für Sprachdienste, sondern auch für Daten- und Faxdienste bis 9,6 Kbit/s bereit. Der Verbindungsaufbau geschieht grundsätzlich nur vom Flugzeug aus. Der Übergang in die terrestrischen Festnetze erfolgt über TFTS-Bodenstationen.

Überall an einer unsichtbaren Leine

Die größte Nutzergruppe stellen hier die Passagiere, die während des Flugs und bei Standzeiten auf Flughäfen Verbindungen über öffentliche Netze für Sprach- und Datenkommunikation nutzen. Aber auch das Flugzeugpersonal nutzt TFTS, beispielsweise für Dienstgespräche mit den Airline-Bodenstationen.

Zur Abrundung der terrestrischen Netze soll noch der Grundstücksfunk betrachtet werden. Hier gibt es interessante Neuentwicklungen schnurloser Zugriffstechniken. Unter dem Schlagwort "Mobilisierung der Nebenstellen" kommt Digital European Cordless Telecommunication (Dect), ein digitaler Standard für schnurlose Telekommunikation, immer stärker in die Betriebe.

Mit Dect lassen sich Funk-TK-Anlagen realisieren, die den Teilnehmer grundstücksweit unter seiner Nebenstellennummer kommunizieren lassen. Funkrufempfänger oder Funktelefon werden bei Verlassen des Büros nicht mehr benötigt. Das entlastet die Nutzer und spart Kosten.

Dect läßt auch Datenübertragung zu, und zwar von 32 bis zu 384 Kbit/s. Damit eröffnen sich integrierte Sprach- und Datenfunkanwendungen. Zur Zeit werden Dual-Mode-Geräte entwickelt, die sowohl Dect- als auch GSM-Funktionalität besitzen. Sie schalten beim Verlassen des Grundstücks automatisch vom Dect- auf das GSM-Netz um und umgekehrt. So läßt sich mit einem Gerät innerhalb der Firma die gebührenfreie Nebenstellentechnik und quasi weltweit die GSM-Technik einsetzen.

Rechner werden immer leichter, kleiner und damit mobiler. Die Anwendung kommt nicht mehr zum Rechner, sondern der Rechner zur Anwendung. Ein Hindernis war hier bisher häufig die fehlende Anbindung des PCs vor Ort an das Firmennetz. Mit der Funk-LAN-Technik läßt sich der mobile Rechner nun bei voller Mobilität in das Rechnernetz des Unternehmens einbinden. Funk-LAN ist die schnurlose Rechnervernetzung über Funkfrequenzen im 2-Gigahertz-Bereich es ist das kabellose Gegenstück zum weitverbreiteten Ethernet.

Ein schneller Umweg durch den Orbit

Funk-LAN ist protokolltransparent und fügt sich nahtlos in bestehende Netzstrukturen ein. Der Betrieb ist wie bei Dect anmelde- und gebührenfrei. Die Übertragungsraten liegen bei 1 bis 2 Mbit/s. Diese zellulare Netztechnik erlaubt den unterbrechungsfreien Übergang zwischen den Zellen. Der Versorgungsbereich einer Funk-LAN-Zelle beträgt etwa 15000 Quadratmeter.

Eine neue Generation von Kommunikationssatelliten wird den Markt der satellitengestützten Mobilkommunikation in den nächsten Jahren verändern. Low Earth Orbits (LEO) und Medium Earth Orbits (MEO) umkreisen die Erde in niedrigen Umlaufbahnen und ermöglichen somit den Direktempfang der Funksignale mit speziellen Handies und Fahrzeuggeräten. Während geostationäre Satelliten in einer Höhe von 36000 Kilometern senden und empfangen, sind LEOs und MEOs lediglich 1000 bis 10000 Kilometer von der Oberfläche entfernt.

Per LEO- und MEO-Satelliten verbunden

Zur Zeit wird der satellitengestützte Mobilfunk nur über die geostationären Satelliten des Netzbetreibers Inmarsat abgewickelt. Diensteanbieter in Deutschland ist die DeTeMobil. Der Service Standard C übermittelt nur Daten mit einer Rate von 600 Bit/s mit Hilfe kleiner, ungerichteter Antennen, Standard M eignet sich für Sprach-, Fax- und Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 2,4 Kbit/s. Dazu ist eine Planar-Richtantenne erforderlich. Standard M bietet eine nur eingeschränkte Mobilität, da die Antenne grob auf den Satelliten ausgerichtet werden muß, die Feinarbeit übernimmt eine Elektronachführung.

Gegen Ende des Jahrzehnts werden die LEO- und MEO-Systeme neue Maßstäbe setzen. Abbildung auf Seite 28 zeigt in einer Übersicht die vier aussichtsreichsten Netzbetreiber mit ihren Systemdaten. Der zukünftige Nutzer dieser Netze wird die Auswahl zwischen verschiedenen Endgerätetypen haben.

Vermutlich wird es reine LEO- beziehungsweise MEO-Geräte, Dual-Mode-Lösungen, die zusätzlich den heimischen terrestrischen Standard (zum Beispiel GSM) beherrschen, und Multi-Mode-Produkte geben, die mehrere terrestrische Weltstandards berücksichtigen.

Bild der zukünftigen Mobilkommunikation ist geprägt durch die vollständige Digitalisierung aller Systeme. Die GSM- und DCS-Netze werden sich auch im Datenbereich voll durchsetzen, so daß kein Bedarf an speziellen Datenfunksystemen bleibt. Der Markt für Funkrufdienste reduziert sich auf den Ermes-Standard mit europaweiter Erreichbarkeit. Im Segment Betriebs- und Bündelfunk werden mit dem Tetra-Standard integrierte Sprach- und Datenfunksysteme mit flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten erhältlich sein, was die Kommunikation besonders im Bereich der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben verbessern wird.

Neue Endgeräte in Dual- und Multi-Mode-Technik werden die Erreichbarkeit der Anwender verbessern, die Kosten senken und die Nutzung unterschiedlicher Netze erleichtern. Auch für den Weltreisenden ist in Zukunft die totale Kommunikation über die neuen satellitengestützten LEO- und MEO-Systeme rund um den Globus gesichert, und das unter seiner ganz persönlichen Rufnummer.

ANGEKLICKT

Wer heute vom Mobilfunk spricht, der denkt meistens an Handies und GSM-Netze. Doch um auf Reisen oder von unterwegs Daten zu versenden, sind die sprachoptimierten Netze nicht immer die beste Wahl. Für die meisten Anforderungen gibt es maßgeschneiderte Lösungen wie Paging, Bündelfunk, Datenfunk oder Satellitenübertragung. In diesem vielschichtigen Markt sind jedoch zwei Trends erkennbar: Die Digitalisierung aller Übertragungsformen schreitet voran, und die Handy-Netze drängen in neue Märkte vor.

*Detlef Klostermann ist selbständiger Berater und Geschäftsführer des Unternehmens Funkconsult in Senden bei Ulm.