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UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
UMTS steht für den Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G), mit dem deutlich höhere Datenübertragungsraten als mit dem GSM-Standard möglich sind. Die rasche Datenübertragung und die Unabhängigkeit durch Mobilität sind die Eckpfeiler der dritten Generation. Die konkreten Vorteile liegen in den gänzlich neuen Anwendungsmöglichkeiten.
UMTS - Standardisierung
UMTS wurde von der ITU für IMT-2000 ausgewählt und ist somit einer der Standards der dritten Generation für Mobilfunk. Ursprünglich wurde UMTS vom
ETSI standardisiert und wird heute von 3GPP (3rd Generation Partnership Project) weiter gepflegt. Der Standard wird ständig erweitert, so wurde beispielsweise die maximal mögliche Datenrate im Downlink durch HSDPA erhöht, für die Upload-Datenrate ist mit HSUPA eine vergleichbare Technik verfügbar.
UMTS - Dienste
UMTS umfasst erweiterte multimediale Dienste sowie satelliten- und erdgestützte Sendeanlagen. Folgende Dienste können über UMTS angeboten werden:
Zwischenmenschliche Kommunikation (Audio- und Videotelefonie)
Nachrichtendienste (Unified Messaging, Video-Sprach-Mail, Chat)
Informationsverteilung (Internetzugang ->z.B.World Wide Web browsing, Informationsdienste, öffentliche Dienste)
Standortbezogene Dienste (persönliche Navigation, Fahrerunterstützung)
Geschäftsdienste (Prozessmanagement, Mobilität in geschlossenen Räumen)
Massendienste (Bankdienste, e-Commerce, Überwachung, Beratungsdienste)
Rückkanal für mobiles interaktives Fernsehen, IP-Datacast, DVB-H
Verbreitung von UMTS
Momentan beanspruchen die breitbandigen Mobilfunknetze der dritten Generation nur einen Bruchteil der Mobilfunkkunden für sich. Im Oktober 2004 gab es weltweit 82 3G-Netze. Ende August 2005 gab es weltweit 32 Mio., im April 2006 47 Mio. 3G-Mobilfunkbenutzer. Im Dezember zählte die BITKOM rund 47,3 Mio. Benutzer, davon macht Japan mit 47% bzw. 22.4 Mio Benutzern den weitaus größten Teil aus. In Europa ist Italien am stärksten mit UMTS-Endgeräten ausgerüstet (9 Mio. Nutzer), Deutschland nimmt weltweit Platz 4 mit 2,3 Mio Benutzern hinter Großbritannien mit 4,8 Mio. Nutzern[1] ein. Zusammen mit Frankreich entsprechen diese fünf Länder rund 84% der weltweiten UMTS-Teilnehmer. Dennoch ist der Gebrauch im Vergleich zu den 2 Milliarden GSM-Kunden verschwindend klein, jedoch rechnet man bis Ende 2006 mit 100 Mio. verkauften UMTS-Geräten. Bis 2010 erwartet man in Westeuropa einen Marktanteil von 60 Prozent. In Russland werden im April 2007 die ersten UMTS-Lizenzen vergeben.
UMTS - Netzabdeckung
Die Netzabdeckung ist in Deutschland von der Fläche her gering: Vodafone, T-Mobile, E-Plus
Geschichte von UMTS
Durch die Versteigerung der UMTS-Lizenzen im Juli/August 2000 nahm die Bundesrepublik Deutschland ca. 50 Milliarden DM (ca. 25,5 Milliarden Euro) ein. Dies veranlasste den damaligen Finanzminister Hans Eichel sogar zum Ausspruch UMTS stehe für "Unerwartete Mehreinnahmen zur Tilgung von Schulden". Es wurden sechs Lizenzen zu je ca. acht Milliarden DM an die folgenden Mobilfunkanbieter vergeben: T-Mobile Deutschland GmbH, Vodafone D2 GmbH, MobilCom Multimedia GmbH, Auditorium Investments Germany S.à.r.l. (ursprünglich ein Konsortium aus E-Plus und Hutchison, später umfirmiert in E-plus 3G Luxemburg S.à.r.l.), O2 (Germany) GmbH & Co. oHG und Group 3G (ein Konsortium aus der spanischen Telefónica und der finnischen Sonera). Die Lizenzen wurden am 6. Oktober 2000 erteilt. Die MobilCom Multimedia GmbH hat Ende 2003 freiwillig ihre Lizenz an die RegTP zurückgegeben und auf die Ausübung der Lizenz- und Frequenznutzungsrechte verzichtet. Die mit den hohen Lizenzgebühren begründeten hohen Kosten für den Endkunden waren einer der Hauptgründe für den schleppenden Durchbruch von UMTS im Massenmarkt. Die Kosten für die ersteigerten Lizenzen in Deutschland lagen mit jeweils 4,27 Milliarden Euro weltweit an der Spitze. Die Mobilfunkbetreiber müssen rein rechnerisch Lizenzkosten in Höhe von 614 Euro pro Einwohner amortisieren. Zum Vergleich: In Spanien wurden die Lizenzen für 13 Euro pro Einwohner vergeben.
Anfang Februar 2007 kündigte die Bundesnetzagentur an, im Jahr 2008 im 2,6-GHz-Bereich weitere UMTS-Frequenzblöcke zu versteigern.
Das weltweit erste UMTS-Netz wurde 2001 durch die Manx Telecom auf der Isle of Man in Betrieb genommen.
Die österreichische Mobilkom Austria startete am 25. September 2002 das erste nationale UMTS-Netz Europas, jedoch noch ohne entsprechende UMTS-Mobiltelefone in größerer Stückzahl für Endkunden anbieten zu können. Der erste Anbieter mobiler Videotelefonie über ein UMTS-Netz im deutschsprachigen Raum, der auch über entsprechende Stückzahlen von geeigneten Mobiltelefonen verfügte, war der österreichische Anbieter Hutchison 3G Austria im Mai 2003.
In Deutschland gab es erste Probeläufe im Jahr 2003. Diese waren jedoch beschränkt auf einige wenige Firmenkunden, die zudem auch nur Datenkarten nutzen konnten. Seit 2004 ist UMTS auch in Deutschland kommerziell verfügbar, daher gibt es nun auch entsprechende Mobiltelefone in ausreichender Stückzahl, die auch Endkunden angeboten werden.
UMTS - Datenübertragungsverfahren
Es gibt mehrere Phasen von UMTS. Die erste Phase (Release 1999, kurz R99) unterscheidet sich vom Vorgängersystem GSM vor allem durch eine neue Funkzugriffstechnik Wideband CDMA, die auf CDMA basiert. Durch diese werden höhere Übertragungsraten möglich. Außerdem kann eine Mobilstation, also das UMTS-fähige Endgerät, mehrere Datenströme gleichzeitig senden, beziehungsweise empfangen. Damit können Benutzer beispielsweise gleichzeitig telefonieren und E-Mails empfangen.
Im FDD-Modus (Frequency Division Duplex) senden Mobil- und Basisstation in zwei verschiedenen Frequenzbereichen: Im Uplink-Kanal sendet das Mobilteil, im Downlink-Kanal die Basisstation. Die beiden Frequenzbereiche haben je eine Breite von 5 MHz. Die einzelnen Übertragungskanäle sind durch reines CDMA realisiert. Derzeit bauen die deutschen UMTS-Netzbetreiber ihre Netze im FDD-Modus auf, die damit erzielbare Datentransferrate liegt bei 384 kbit/s für den Downlink in R99. Das Verfahren ist für die großflächige Funknetzabdeckung gedacht.
Im TDD-Modus (Time Division Duplex) senden Mobil- und Basisstation im gleichen Frequenzband, jedoch zu unterschiedlichen Zeiten. Ein Frequenzträger wird dazu in 15 Timeslots unterteilt, deren Gesamtübertragungsdauer 10 ms beträgt. Jeder Timeslot ist mittels CDMA wiederum in mehrere Funkkanäle unterteilt. Das Verfahren ist technisch aufwendiger, da Timing-Probleme auftreten können, wenn sich der Sender bewegt oder weit von der Basisstation entfernt ist. Mit WCDMA im TDD-Modus soll eine Datentransferrate von bis zu 2 Mbit/s (genauer 1920 kbit/s) für den Downlink erreicht werden können. Diese Technik ist in Deutschland bisher kommerziell nicht verfügbar. In Tschechien hat T-Mobile CZ seit 2005 ein Netz mit UMTS-TDD-Technologie in Betrieb, welches sich derzeit nur auf Prag beschränkt und später auch in anderen, größeren Städten angeboten werden soll.
UMTS - Protokollschichten (Strata)
Man unterscheidet Access-Strata und non-Access-Strata, also eine Zusammenfassung derjenigen Protokollschichten die entweder Nutzen vom UMTS-Kanal machen oder aber auf „alte“ Technologien wie GSM zurückgreifen.
Technische Daten von UMTS
FDD-Modus
Grundlegende Funk-Technik: Wideband CDMA (WCDMA)
Nutzertrennung: Code (CDMA)
Duplex: FDD
Anbieter-Trennung: Frequenz (FDMA)
Nutzfrequenzen:
1.920 MHz – 1.980 MHz (Uplink)
2.110 MHz – 2.170 MHz (Downlink)
Kanalabstand: 5 MHz
Chip-Rate bei FDD: 3,84 Mcps
maximale Sendeleistung der Mobilstation: 0,125–0,25 Watt (GSM zum Vergleich: 1–2 Watt)
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
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