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Mobiles Internet: Von GPRS über 3G bis LTE-Advanced

Das schnellste mobile Internet liefert derzeit der LTE-Advanced-Standard.
Das schnellste mobile Internet liefert derzeit der LTE-Advanced-Standard. (©CC: Flickr/Nicola 2015)

Unterwegs E-Mails checken, Fotos posten und WhatsApp-Nachrichten schreiben – dank der Mobilfunkstandards LTE und UMTS ist das heute selbstverständlich. Doch was steckt eigentlich hinter den vielen Abkürzungen? Wir geben einen Überblick über die Entwicklung der Mobilfunkstandards – von 1G bis 4G.

1G: Analoges Telefonieren per AMPS

Zu Beginn des Handyzeitalters war mobiles Internet noch Zukunftsmusik. Die Sprachübertragung von Mobiltelefon zu Mobiltelefon erfolgte über ein analoges Funknetz – in Deutschland zum Beispiel über das C-Netz, das im 470-MHz-Frequenzband funkte. In den USA wurde der zugrunde liegende Übertragungsstandard als "Advanced Mobile Phone Service" (AMPS) bezeichnet. Er nutzte das 800-MHz-Band und wird heute als erste Generation des Mobilfunks betrachtet (im Nachhinein ist daher zum Teil von 1G die Rede). In Deutschland erfolgte die Ablösung des C-Netzes ab 1991 durch das D-Netz, das erste digitale Mobilfunksystem im 900-MHz-Frequenzband, und später auch die E-Netze.

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Das Motorola DynaTAC war das erste AMPS-fähige Handy. (©CC: Flickr/Fred Benenson 2015)

2G: Digitale Datenübertragung per GSM, GPRS und EDGE

Mit dem Handy unterwegs ins Internet zu gehen war theoretisch bereits mit der Einführung von GSM (Global System for Mobile Communications) möglich. Der digitale Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G) ließ jedoch nur sehr geringe Datenübertragungsraten von 9,6 kbit/s zu. Weil damit nur extrem langsames Surfen möglich war, verbreitete sich das mobile Internet erst mit den Weiterentwicklungen des GSM-Standards. Dazu zählen HSCSD, GPRS und EDGE.

Per HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) konnten mehrere Datenkanäle gebündelt und dadurch höhere Datenübertragungsraten erzielt werden. Allerdings wurde der Mobilfunkstandard nicht von allen Netzanbietern in Deutschland unterstützt. Mehr Bedeutung kam der paketorientierten Datenübertragung per GPRS und EDGE zu. Mit dem General Packet Radio Service ließen sich bereits Surfgeschwindigkeiten ähnlich denen eines Telefonmodems realisieren.

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Einige Mobilgeräte wuren speziell fürs Schreiben von E-Mails und Co. entworfen. (©CC: Flickr/Titanas 2015)

Wer sich hin und wieder über ein "E" neben der Netzanzeige seines Smartphones ärgert, der surft gerade nur mit EDGE-Geschwindigkeit. Hinter den "Enhanced Data Rates for GSM Evolution" verbirgt sich eine Weiterentwicklung des GSM-Standards. In Deutschland begann die Verbreitung ab 2006 – und damit vergleichsweise spät. Mit einer Datenübertragungsrate von maximal 171,2 kbit/s stellte EDGE einen Zwischenschritt von GSM zu UMTS dar und könnte daher auch als 2,75G bezeichnet werden.

3G: HSPA verhalf dem mobilen Internet zum Durchbruch

Den Beginn der dritten Mobilfunkgeneration (3G) markiert die Einführung von UMTS. Die Lizenzen für das Universal Mobile Telecommunications System wurden in Deutschland im Sommer 2000 versteigert, seit 2004 ist UMTS kommerziell verfügbar. Auf dem Massenmarkt etablierte sich der Mobilfunkstandard aufgrund hoher Gebühren aber zunächst nur langsam. Zudem konnten anfangs nur Menschen in Ballungsräumen von den hochfrequenten Diensten mit geringer Reichweite profitieren.

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Das "H" neben der Netzanzeige weist auf das Surfen mit HSPA-Geschwindigkeit hin. (© 2015)

Mit HSPA (High Speed Packet Access) kam wieder eine Erweiterung des Standards hinzu, die höhere Datenübertragungsraten ermöglichte. Erst mit dieser neuen Technik, die sich in HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) für das Herunterladen und HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) für das Hochladen von Daten aufteilt, fand das mobile Internet Verbreitung. HSPA brachte Übertragungsraten vergleichbar mit einem DSL-Anschluss und schaffte die Grundlage für viele mobile Dienste und Smartphone-Apps. Seit 2010 steht HSPA+ zur Verfügung, das Datenübertragungsraten von 28 Mbit/s im Downlink und 11 Mbit/s im Uplink ermöglicht.

4G: Von LTE bis LTE-Advanced

In der Regel wird er bereits zur vierten Mobilfunkgeneration gezählt: Der LTE-Standard ist genau genommen aber ein 3,9G-Standard. Per Long Term Evolution lassen sich bis zu 300 MBit/s downloaden. Die geringeren Latenzzeiten im Vergleich zu UMTS erweitern die Möglichkeiten der Smartphone-Nutzung, beispielsweise um VoIP-Dienste oder Videotelefonie. Darüber hinaus können mehr Geräte gleichzeitig von einem Sendemast bedient werden, sodass Überlastungen in Bahnhöfen, auf Konzerten und Co. die Ausnahme bleiben sollten. Anders als bei UMTS wurde LTE aufgrund staatlicher Auflagen zunächst in ländlichen Regionen ausgebaut – vor allem von Vodafone, der Deutschen Telekom und O2.

In naher Zukunft wird LTE-Advanced (4G) die vorherigen Standards ersetzen. Die Erweiterung ermöglicht noch einmal mehr als dreimal so hohe Spitzendatenraten beim Downlink wie LTE (3,9G) und geringere Latenzzeiten bei gleichzeitig niedriger Netzbelastung. In Deutschland kann LTE-Advanced seit November 2014 gebucht werden – vorerst allerdings nur bei der Deutschen Telekom. 2015 wollen jedoch auch Vodafone sowie E-Plus/O2 entsprechende Tarife anbieten.

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Das Samsung Galaxy Alpha zählt zu den ersten Smartphones mit LTE-Avanced-Unterstützung. (©Samsung Mobile 2014)

Wer bereits jetzt von der größtmöglichen Bandbreite profitieren möchte, muss schon beim Smartphone-Kauf darauf achten, dass das Gerät LTE-A unterstützt. Das ist der Fall, wenn auf LTE Cat. 6 hingewiesen wird, Modelle mit LTE Cat. 4-Unterstützung sind nur für LTE (3,9G) geeignet.

Zusammenfassung

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