Netzwerk - TecChannel

3. Netzwerk-Grundlagen
3.4 So funktionieren UMTS und HSPA
Netzbetreiber und Gerätehersteller überschlagen sich regelrecht mit der Ankündigung
immer höherer Downlink- und Uplink-Geschwindigkeiten im UMTS-Netz.
Was aber steckt eigentlich genau hinter den dazu eingesetzten Übertragungsstandards
HSDPA und HSUPA?
„Per Mobilfunk höhere Datenraten als DSL“ – so oder ähnlich bewerben die Netzbetreiber
ihre mobilen Breitbandzugänge mit den Übertragungsverfahren HSD-
PA und HSUPA. Tatsächlich bietet die Technologie „High Speed Downlink Packet
Access“ oder kurz HSDPA in der Übertragungsrichtung vom Mobilfunknetz
zum Teilnehmer heute Geschwindigkeiten von bis zu 7,2 Mbit/s. In weiteren Ausbauschritten
sollen bis zu 14,4 Mbit/s möglich werden. Und das komplementäre
Upload-Verfahren „High Speed Uplink Packet Access“ (HSUPA) erreicht heute
schon bis zu 1,44 Mbit/s, ein Ausbau auf 2,88 Mbit/s und mehr ist ebenfalls bereits
geplant. Beide Varianten im Verbund werden auch als „HSPA“ bezeichnet – „High
Speed Packet Access“. Die Bezeichnung beschreibt einen Protokollzusatz für das
Mobilfunknetz UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), mit dem
sich die Datenraten, aber auch Latenzzeiten und Fehlerkorrekturverfahren mobiler
Datenübertragungen spürbar tunen lassen. Im Folgenden lesen Sie, wie diese
Standards im Detail funktionieren und was die Zukunft bringt.
3.4.1 Unterschiede der Funktechnik zwischen
UMTS und GPRS/GSM/EDGE
Der 1992 eingeführte Mobilfunkstandard GSM (ursprünglich „Groupe Spéciale
Mobile“, später international als „Global System for Mobile Communications“
umgenannt) war in seiner Architektur ganz auf die Übermittlung von Sprache
ausgelegt. Jedem Teilnehmer steht ein eigener, dezidierter Kanal zur Verfügung.
Um die raren Mobilfunkfrequenzen effi zienter nutzen zu können, wurde ein Zeitschlitzverfahren
eingeführt (TDMA – „Time Division Multiple Access“, übersetzt
etwa: zeitbasierter Mehrfachzugriff). Bis zu acht Verbindungen lassen sich gleichzeitig
auf derselben Funkfrequenz übertragen. Mit sogenannten Half-Rate-Codecs
waren später sogar bis zu 16 Gespräche pro GSM-Trägerfrequenz möglich.
Die Datenmodi des GSM-Netzes waren zunächst auch auf leitungsvermittelte
Verbindungen ausgelegt. Per „GSM-Modem“ ließen sich 9,6 Kbit/s, später durch
effi zientere Codierung 14,4 Kbit/s übertragen. Mit wachsendem Bedarf an Übertragungsbandbreite
wurde das Kanalbündelungsverfahren HSCSD („High Speed
Circuit-Switched Data“) eingeführt. Es erlaubte die Kombination von bis zu vier
14,4-Kbit/s-„Kanälen“ und somit Datenraten von bis zu 57,6 Kbit/s. Doch ein
HSCSD-Nutzer belegte vier oder gar fünf (mit einem zusätzlichem Uplink-Kanal)
der knappen und teuren GSM-Zeitschlitze. Die Entwicklung unterstrich jedoch
die zunehmende Bedeutung von Datenverbindungen (insbesondere per IP für
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