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Unterschiede zwischen UMTS und GPRS/GSM/EDGE

16.09.2011 | 11:02 Uhr |

Der 1992 eingeführte Mobilfunkstandard GSM (ursprünglich "Groupe Spéciale Mobile", später international in "Global System for Mobile Communications" umbenannt) war in seiner Architektur ganz auf die Übermittlung von Sprache ausgelegt. Jedem Teilnehmer steht ein eigener, dezidierter Kanal zur Verfügung. Um die raren Mobilfunkfrequenzen effizienter nutzen zu können, wurde ein Zeitschlitzverfahren eingeführt (englisch 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 effizientere 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 den mobilen Zugriff aufs Internet).

Die Lösung war die Einführung von GPRS, dem "General Packet Radio Service". Der wichtige Entwicklungsschritt war die Abkehr von leitungsorientierten Einwahlverbindungen hin zu paketvermittelten "Always On"-Verbindungen. Zwar nutzt auch GPRS die GSM-Zeitschlitze, stellt diese jedoch mehreren (Daten-)Teilnehmern einer Mobilfunkzelle gleichzeitig zur Verfügung. Je nach eingesetzter Kanalcodierung erlaubt GPRS theoretisch Datenraten bis zu 171,2 Kbit/s. In der Praxis sind Netze und Endgeräte heute auf 53,6 Kbit/s beschränkt. Der geplante Ausbau auf mehr Zeitschlitze oder verbesserte Codierungsschemata wurde von anderen Technologien überholt - etwa dem Datenmodus EDGE ("Enhanced Data Rates for GSM Evolution"), der durch eine modernisierte Netzarchitektur und Kanalcodierung Datenraten theoretisch bis zu 470 Kbit/s, in der Praxis bis 236,8 Kbit/s übertragen kann. Im Uplink liegt die maximale Datenrate bei 118,4 Kbit/s.

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