Jedes Mobilfunknetz ist aus vielen einzelnen Zellen aufgebaut, die jeweils ein bestimmtes Gebiet abdecken und von einer eigenen Basisstation versorgt werden. Jede Zelle verfügt wiederum über eine bestimmte Zahl von Kommunikationskanälen. Damit sich die vielen Telefone in einer Funkzelle nicht gegenseitig stören, müssen sie durch technische Verfahren auseinander gehalten werden. Das einfachste Verfahren ist die so genannte Frequenzmultiplex-Technik. Sie wird beim Rundfunk genutzt: Dort funkt jeder Sender auf einer eigenen Frequenz. Ihr Nachteil: Für jede benutzte Frequenz braucht man eine eigene, darauf abgestimmte Sendeelektronik. Auf den Mobilfunk übertragen würde das bedeuten: Eine Basisstation, die 100 Handys bedienen soll, müsste auch 100 separate Sende- und Empfangsteile besitzen – eine sehr aufwendige und teure Angelegenheit.
Daher erfolgt die Trennung der einzelnen Telefone bei den derzeit in Deutschland genutzten GSM-Mobilfunknetzen (D-Netz und E-Netz) mit einem Trick, der die einzelnen Frequenzen effektiv nutzt: Beim Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA, Time Division Multiple Access) senden auf jeder Frequenz mehrere Geräte abwechselnd nacheinander. Jedes Handy hat dabei zur Übertragung von Sprache oder Daten nur einen kurzen Zeitschlitz zur Verfügung. Überträgt etwa ein Mobilfunksender Daten in Zeitschlitzen von jeweils einer Hundertstel Sekunde Dauer, werden in der ersten Hundertstel Sekunde Daten zum Handy 1 übertragen, in der nächsten Hundertstel Sekunde ist Handy 2 an der Reihe und so weiter. Nach maximal acht angesprochenen Mobiltelefonen beginnt der Zyklus von vorne. Jedes Handy wird so mehrmals pro Sekunde mit Daten versorgt. Die Nutzer merken nichts von der häppchenweisen Übertragung.
Der neue Mobilfunkstandard UMTS basiert dagegen auf dem so genannten WCDMA-Verfahren (Wideband Code Division Multiple Access). Dabei überträgt ein Sender mehrere Gespräche und Daten nicht nur auf derselben Frequenz, sondern auch gleichzeitig, ohne die Telefongespräche in einzelne Häppchen zu zerstückeln. Auseinander gehalten werden die zu verschiedenen Telefonverbindungen gehörenden Daten durch Codes, die von den beteiligten Telefonen zu Beginn einer Verbindung „ausgehandelt” werden und die ein Handy eindeutig kennzeichnen. Die Empfangsstation kann durch diese Codes die Signale der Telefone unterscheiden und voneinander trennen.
Auf diese Weise können sich die Teilnehmer eines UMTS-Netzes die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite teilen, was eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit als mit der GSM-Technologie möglich macht. Zudem kann jedes Handy mehrere verschiedene Datenströme, zum Beispiel Telefongespräche, Faxnachrichten und E-Mails, gleichzeitig durchs Netz schicken. Nachteil der codierten Übertragung: Sie wird umso langsamer, je weiter man vom Funkmast entfernt ist. Da sich alle Nutzer die gesamte verfügbare Übertragungsleistung teilen, verschlechtert sich die Übertragungsrate außerdem, wenn viele Telefonate gleichzeitig innerhalb einer Funkzelle geführt werden. Um das auszugleichen, „ atmen” die Zellen in einem UMTS-Netz: Telefonieren viele Nutzer im Bereich einer Funkzelle oder übertragen Daten, nimmt die Reichweite automatisch ab.
UMTS und GSM unterscheiden sich auch in der Bandbreite der genutzten Frequenzen. In den GSM-Netzen beträgt sie rund 200 Kilohertz, in einem UMTS-Netz dagegen 5 Megahertz – etwa 25-mal soviel. Diese große Bandbreite ermöglicht, zusammen mit der schnellen codierten Übertragungstechnik, eine Übertragungsrate von maximal 2 Megabit pro Sekunde, während die Daten bei einer gewöhnlichen GSM-Verbindung nur mit 9,6 bis maximal 14,4 Kilobit pro Sekunde durchs Netz rauschen. GPRS, eine Technologie zum beschleunigten Datenversand per GSM-Netz, erlaubt jedoch immerhin eine Geschwindigkeit von rund 60 Kilobit pro Sekunde.
Ralf Butscher
