Mobile Datenübertragung

Einleitung

Mobiltelefone sind vielseitig einsetzbar. In der Regel nur zum Telefonieren eingesetzt, ahnt man vielleicht schon beim Versenden von Kurzmitteilungen (SMS), daß das kleine teuere Ding noch ein paar Sachen mehr kann.

Sofern man sich vom reinen Telefonieren entfernt, beginnt die Sache allerdings oft etwas verwirrend zu werden, wozu die Mobiltelefonhersteller einen großen Teil beitragen. Was soll man sich den unter einem GSM-Modem, einem GSM-Softmodem, einem AT-Befehl oder gar WAP, HSCSD und GPRS vorstellen?

Telefonausstattung

Fangen wir erstmal beim Mobiltelefon an. Nicht jedes Gerät ist für die Datenübertragung vorbereitet. Folgende Grafik bietet eine Übersicht über die möglichen Ausstattungsvarianten.

Übersicht möglicher Ausstattungsvarianten für die mobile Datenübertragung

GSM-Modem

Ist das Mobiltelefon mit einem GSM-Modem ausgestattet (Bild oben links), kann eine Verbindung mit einem Computer über ein Spezialkabel hergestellt werden, was in der Regel gar nicht so speziell ist, da es lediglich ein serielles Schnittstellenkabel (RS232) mit einem herstellerspezifischen Stecker an der Handyseite und evtl. noch einem Pegelkonverter in diesem Stecker ist. Über dieses Kabel werden dann vom Computer die vom heimischen Modem bekannten AT-Befehle übertragen. Diese wurden übrigends erstmals von der Firma Hayes für ihre Modems eingeführt und heißen so, weil sie immer mit AT beginnen, was die Kurzform für "Attention!" (Achtung!) darstellt. Eines der ersten Beispiele hierfür war das Ericsson SH888

Softmodem

Ist das Mobiltelefon für die Datenübertragung vorbereitet, aber ohne eingebautes Modem, spricht man von einem Softmodem (Bild unten links). Die Verbindung zwischen Mobiltelefon und Computer wird über ein spezielles Kabel hergestellt und eine herstellereigene, meist teuere Software, im Computer ersetzt das Modem. Leider ist man hierbei völlig dem Hersteller ausgeliefert, was die Qualität, den Preis und insbesondere die unterstützten Computer angeht. Während ein Windows98 Rechner mit Pentium Prozessor in der Regel unterstützt wird, sieht es bei älteren PCs der 386er Generation oder sonst hierfür bestens ausgestatteten Computern, wie Apple Macintosh, Amiga oder PDAs (Personal Digital Assistant = Datenbankrechner) wie WinCE oder Palm schlecht aus. Schade, denn gerade letztere eignen sich besonders für den mobilen Einsatz, da sie aufgrund ihrer geringen Ausmaße immer in Griffnähe sind.

Softmodem mit Infrarot

Von einem Softmodem mit Infrarot spricht man, wenn zu obiger Lösung noch eine IrDA Schnittstelle hinzukommt (Bild unten rechts). Hierbei wird dann das Kabel durch eine Übertragung durch Infrarot ersetzt wird. Der Rest ist identisch. Da über die Infrarotschnittstelle leider nicht die standardisierten AT- Befehle übermittelt werden, sonderen ein herstellereigenes Protokoll, ist selbst bei vorhandener IrDA Schnittstelle keine Datenübertragung möglich, wenn der Mobiltelefonhersteller keine Software für den jeweiligen Computer anbietet. Berühmt berüchtigtes Beispiel hierfür waren Nokias Telefone 6110, 6130 & 6150.

GSM-Modem mit Infrarotschnittstelle

Ein Handy mit GSM-Modem und Infrarotschnittstelle nach dem IrDA Standard (Bild oben rechts) ist der heutige Stand der Technik und die einzig empfehlenswerte Variante. Hierbei kann mit allen Geräten, die eine IrDA Schnittstelle oder eine serielle Schnittstelle (RS232) besitzen eine Datenverbindung aufgebaut und hierbei Standardsoftware eingesetzt werden. In der Regel kann statt der Infrarotschnittstelle auch ein einfaches Kabel benutzt werden, wenn längere Datenübertragungen sicher ausgeführt werden sollen. Eine Infrarotübertragung im Auto oder im Zug kann sonst beim Bremsen ein unerwartetes Ende haben. Beispiele für ein Mobiltelfon mit GSM-Modem und Infrarotschnitstelle ist z.B. NOKIA's 8810 bzw. 8850, wobei dies aber keine Anschlußmöglichkeit für ein Kabel bietet. In dieser Hinsicht optimal ausgestattet sind das SIEMENS S25, Ericsson T28s und NOKIA 7110.
>Angaben zur Datenfähigkeit aller Mobiltelefone finden sich in der Übersicht von GSM & UMTS Mobiltelefonen

Computer, PDAs & Co.

Soweit zu den Mobiltelefonen, aber was kommt nun?

Zur mobilen Datenübertragung gehört in der Regel noch ein Computer. Hierbei wird man in der Regel ein Notebook oder einen PDA benutzen. Notebooks haben etwa die Größe eines DIN A4 Blocks und sind heutzutage auch nicht wesentlich dicker. Zur Standardausstattung gehören mehrere PCCARD Steckplätze, die früher auf PCMCIA genannt wurden, eine IrDA Infrarotschnittstelle, die normale serielle Schnittstelle gemäß RS232 Standard und heutzutage noch ein bis zwei USB (Universal Serial Bus) Schnittstellen. Der Computer kann hierbei unter Windows, MacOS, oder Linux laufen. Neben diesen existieren noch PDAs, die unter Windows Mobile, SymbianOS oder PalmOS laufen. Wer wirklich so arbeiten will, wie zuhause, wird nicht umhin kommen, sich ein Notebook zuzulegen und dieses halt auch mitzuschleppen. Sollen unterwegs aber nur E-Mails empfangen und ab und zu versandt werden sowie ab und zu im Internet Informationen abgerufen werden und in seltenen Fällen ein Fax versandt oder empfangen werden, bieten sich PDAs an.

PCCARDS

Eine kompakte und praktische Alternative zu der Verbindung per Datenkabel oder IrDA stellt der Einsatz einer PCCARD mit eingebautem Mobiltelefon dar. Diese wird in den PCCARD Steckplatz eines Notebooks oder Palmtops gesteckt und übernimmt die Datenübertragung. Voraussetzung ist die Unterstützung der Karte durch die Software des eingesetzten Gerätes, was bei Windows Computern kein Problem ist, aber bei anderen Computern zu Schwierigkeiten führen kann. Vor dem Kauf unbedingt die Softwareunterstützung auf dem eingesetzten Computer erfragen.

Smartphones

Kreuzungen aus PDAs und Mobiltelefon kommen immer mehr in Mode, da es einfach praktischer ist, statt zweier Geräte nur noch eines dabei zu haben. Die ersten praktischen Geräte dieser Gattung waren die Communicator der Firma Nokia, die unter SymbianOS laufen. Mittlerweile gibt es neben diesen auch Geräte, die unter Windows Mobile und PalmOS laufen.

Bluetooth

Eine weitere Alternative zur Anbindung per IrDA ist ein Standard, der maßgeblich von Ericsson vorangetrieben wurde und sich mittlerweile etabliert hat. Sein Name ist Bluetooth. Bis zu acht Geräte lassen sich im Kleinstnetzwerk miteinander per Funk verbinden. Der Standard arbeitet per Funk im lizenzfreien 2,4 GHz Band und benötigt daher im Gegensatz zu Infrarot keine Sichtverbindung zwischen den Geräten. Die notwendige Hardware ist sehr kompakt und braucht wenig Strom, ideale Voraussetzungen also für PDAs und Handys. Aber auch andere Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik wird in Zukunft diesen Standard unterstützen. Der Kühlschrank meldet dann z.B. dem PDA, daß die Milch alle ist. Die Übertragung erfolgt auf einem Sprach- und einem Datenkanal. Der Sprachkanal verfügt mit 64 Kbit/s über ISDN Niveau und der Datenkanal empfängt mit maximal 721 Kbit/s und sendet mit bis zu 56,6Kbit/s. Das Mobiltelefon kann also beim Gebrauch in der Jackentasche oder im Aktenkoffer bleiben.

Aufgrund ihrer Leistung werden Bluetoothgeräte in folgende Klassen eingeteilt:

  • Class 1
    • 20 dBm
    • 100 mW
    • Reichweite ca. 100 Meter

  • Class 2
    • 4 dBm
    • 2,5 mW
    • Reichweite ca. 50 Meter

  • Class 3
    • 0 dBm
    • 1 mW
    • Reichweite ca. 10 Meter

Damit sich Bluetoothgeräte untereinander verstehen, müssen sie das gleiche Profil unterstützen. Eine >Übersicht aller Bluetoothprofile befindet sich hier.

Namensgeber für die neue Technologie war übrigens König Harald Blåtand, der im 10. Jahrhundert Dänemark, Schweden und Norwegen einte. Wie er soll auch Bluetooth mehrere Geräte verbinden.

Geschwindigkeit

Die anfangs in den GSM Netzen vorherrschende Übertragungsgeschwindigkeit von 9,6 Kbit/s riß einen allerdings nicht gerade vom Hocker. Neuere Standards haben sich daher etabliert.

HSCSD

High Speed Circuit Switched Data bündelt mehrere herkömmliche Kanäle und ermöglicht somit höhere Datenübertragungsraten, die von der Anzahl der gebündelten Kanäle abhängen. Standard bei HSCSD sind 4 Timeslots mit je 14,4 KBit/s in der Nähe der BTS, bei größerer Entfernung wird die Datenrate auf 9,6 KBit/s gesenkt. Der Netzbetreiber ist jedoch in der Lage, die Anzahl der verfügbaren Timeslots pro BTS zu beschränken. Bei gutem Empfang und 4 Timeslots sind somit 57,6 KBit/s möglich, was dem heutigen analogen Festnetz entspricht. HSCSD wird in Deutschland zur Zeit von Vodafone und e-plus angeboten.
>Mobiltelefone, die HSCSD unterstützen, finden sich in der Übersicht von GSM & UMTS Mobiltelefonen

GPRS

General Packet Radio Service ist die erste Vorstufe zu UMTS. Mit GPRS werden Daten in Pakete zerlegt und getrennt versandt. Beim Empfänger werden sie dann wieder zusammengesetzt. Eine Abrechnung erfolgt hierbei nicht nach der Übertragungsdauer sondern nach der Datenmenge. Weiterhin ist eine gleichzeitige Übertragung von Daten und Sprache möglich. Die Datenübertragungsrate beträgt bis zu 171,2 Kbit/s und ist damit mehr als doppelt so schnell, wie ISDN. Die mögliche Höchstgeschwindigkeit hängt bei Datenverbindungen von der Anzahl der Kanäle ab. Hierbei wird zwischen Uplink- und Downlinkkanälen unterschieden, die jeweils 14,4kbps unterstützen. Je mehr Kanäle ein Telefon bietet, desto schneller funktioniert die Übertragung. GPRS wird in Deutschland von allen Netzbetreibern angeboten. Die möglichen Kombinationen wurden in Klassen eingeteilt, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind:

 

Klasse 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Max. Empfangskanäle 1 2 2 3 2 3 3 4 3 4 4 4 3 4 5
Max. Sendekanäle 1 1 2 1 2 2 3 1 2 2 3 4 3 4 5
Max. Gesamtkanäle 2 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 8 10
 
Klasse 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29  
Max. Empfangskanäle 6 7 8 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8  
Max. Sendekanäle 6 7 8 2 3 4 4 6 2 3 4 4 6 8  
Max. Gesamtkanäle 12 14 16 8 9 10 10 12 10 11 12 12 14 16  

EDGE

Enhanced Data Rates for GSM Evolution (da hat sich aber einer redlich bemüht, eine schöne Abkürzung zu bekommen!) setzt auf GPRS auf und ermöglicht eine Datenübertragungsrate von bis zu 236,8 Kbit/s im Downlink und 118,4 Kbit/s im Uplink. EDGE stellt die letztmögliche Ausbaustufe der GSM Netze dar.

UMTS

Universal Mobile Telecommunications System ist der Nachfolger von GSM. Im Oktober 2000 wurden die UMTS Lizenzen versteigert und seit 2003 laufen die ersten deutschen UMTS Netze. Die Datenübertragungsrate von bis zu 384 Kbit/s im Downlink und bis zu 128 Kbit/s im Uplink ermöglichte erstmals schnelle mobile Multimediaanwendungen.

HSDPA

High Speed Downlink Packet Access setzt auf UMTS auf und beschleunigt dieses von anfangs 3,6 Mbit/s im Endausbau auf bis zu 14,4 MBit/s im Downlink.

HSUPA

High Speed Uplink Packet Access setzt auf UMTS auf und beschleunigt dieses von anfangs 1,45 Mbit/s im Endausbau auf bis zu 5,8 MBit/s im Uplink.

Dienste

Unabhängig von der Übertragungsgeschwindigkeit, aber von den neuen Techniken unterstützt, sind die folgenden angebotenen Dienste.

SMS

Short Message Service benötigt wohl kaum mehr eine Erklärung. Dieser Kurzmitteilungsdienst bietet die Möglichkeit 160 Zeichen Text pro Nachricht zu versenden. Trotz unverhältnismäßig hoher Gebühren für diesen Dienst verdienen die Mobilfunkbetreiber hieran heutzutage fast mehr, als an normalen Telefongesprächen.

EMS

Enhanced Messaging Service wurde von Alcatel, Ericsson, Motorola und Siemens auf der Grundlage von SMS gemeinsam weiterentwickelt. Eine offene Spezifikation soll den Datenaustausch zwischen den Geräten unterschiedlicher Hersteller sicherstellen. EMS soll aber den in der GSM-Spezifikation beschriebenen rein textbasierten Short Message Service auch um neue Funktionen erweitern, nämlich um die bereits seit langem von Nokia-Handys bekannten Bild- und Klingeltonübertragungen. Mit EMS sollen die SMS-Erweiterungen dann herstellerübergreifend funktionieren.

MMS

Multimedia Messaging Service wird durch GPRS in Grundzügen realisiert, aber erst durch UMTS voll genutzt werden können. Hierbei können dann auch kurze Filme, z.B. durch eine an das Mobiltelefon angeschlossene Kamera, übertragen werden.