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Mobilfunk,

 

die funktechnische Übertragung von Informationen zwischen zwei beweglichen Systemen oder zwischen einem beweglichen und einem stationären System. Man unterscheidet verschiedene Anwendungsbereiche (Flugfunk, Seefunk, Landfunk), Übertragungsarten (analog, digital) und Funksysteme (Satellitenfunk, Bündelfunk, Datenfunk, Sprachkommunikation mit zellularen Mobilfunknetzen, s. u.).

 

Zur flächendeckenden, weit reichenden Mobilkommunikation werden hauptsächlich zellulare Mobilfunknetze eingesetzt (eine Alternative ist der Satellitenfunk, z. B. Iridium): Ein solches Netz setzt sich aus einzelnen, aneinander grenzenden Sendegebieten, den Funkzellen, zusammen, die das gesamte Funkgebiet überdecken. In jeder dieser Zellen befindet sich eine Basisstation. Diese fängt die von einem Handy als Endgerät in alle Richtungen ausgestrahlten Signale auf und leitet sie über ein Festnetz (oder per Richtfunk) an die Basisstation des Empfängerhandys weiter, von wo sie dann in alle Richtungen ausgestrahlt wird (falls der Empfänger oder Sender einen Festanschluss hat, entfällt eine Funkverbindung, die Basisstationen verbinden dann direkt mit dem Telefonnetz). Die Größe der Zellen hängt von der Sendeleistung des Senders ab und sinkt mit zunehmender Sendefrequenz (Funkübertragung), wobei der Zellenradius je nach Konzeption gewöhnlich zwischen zwei und 50 Kilometern variiert (in Ballungszentren auch weniger). Um gegenseitige Störungen in aneinander grenzenden Zellen auszuschließen, müssen alle Sender von Nachbarzellen mit verschiedenen Frequenzen senden. Falls während einer bestehenden Funkverbindung ein Mobilfunkteilnehmer seine Funkzelle verlässt, wird er automatisch an die neue, zu seinem aktuellen Aufenthaltsort gehörige Basisstation weitergereicht, ohne dass die Verbindung abreißt (engl. handover). Außerdem ist es möglich, einen Adressaten innerhalb eines Mobilfunknetzes aufzufinden, selbst wenn dieser während der Suche gerade keine Gesprächsverbindung hat. Die Polizei oder andere Überwachungsorgane brauchen dazu nur einen Testanruf zu machen, woraufhin sie die Funkzelle übermittelt bekommen, in der das Handy gerade angemeldet ist.

 

Die Mobilfunknetze in Deutschland wurden in der Reihenfolge ihres Auftretens alphabetisch benannt: Das 1958 in Betrieb gegangene A-Netz war auf Handvermittlung zwischen den Teilnehmern angewiesen und umfasste nur etwa 11 000 Teilnehmer (Autotelefone). 1972 folgte das B-Netz, bei dem der Anrufer selbst Teile der Vermittlung übernahm, indem er die zum ungefähren Aufenthaltsort seines mobilen Gesprächspartners passende Vorwahl wählte. Eine Übergabe von einem Bereich in den nächsten war nicht möglich. Beide Netze sendeten im 150-MHz-Frequenzband, der Zellenradius betrug 30 bis 50 Kilometer. Das 1986 in Betrieb genommene C-Netz, das im Bandbereich um 450 MHz arbeitete, wurde das erste populäre Mobilfunknetz Deutschlands. Überwiegend beruflich genutzt, erreichte es knapp 800 000 Teilnehmer. Die Weiterleitung von Teilnehmern an die jeweils aktuelle Übertragungsstation erfolgte automatisch. Das C-Netz ermöglichte außer der Sprach- auch die Faxübertragung. Es wurde Ende 2000 eingestellt.

 

A-, B- und C-Netz übertrugen Daten analog, die mobilen Endgeräte nannte man Mobiltelefone, da sie gewöhnlich den Funktionsumfang eines Telefons aufwiesen.

 

Die neueren D- und E-Netze sind flächendeckende und reine Digitalnetze, die Sprache, Fax und beliebige andere digitale Daten übertragen können. Sie senden in höheren Frequenzbereichen bei 900 MHz und 1,8 GHz nach den Standards GSM 900 (D-Netz) bzw. GSM 1800 (auch DCS genannt; E-Netz). Der Zellendurchmesser in den D-Netzen beträgt bis zu 35 Kilometer, in den E-Netzen nur noch bis zu acht Kilometer. Die Verkleinerung der Funkzellen reduziert die notwendige Sendeleistung der Mobilfunkgeräte und ermöglicht eine bessere ortsangepasste Versorgung, was für die Entwicklung und Verbreitung der Handys entscheidend war, erfordert aber dafür eine größere Zahl von Sendemasten. Diese Netze bieten gegenüber dem C-Netz effizientere Frequenzausnutzung und höhere Teilnehmerkapazitäten, Abhörsicherheit durch digitale Verschlüsselung sowie Kompatibilität zu ISDN. Seit 1992 bietet die deutsche Telekom AG/DeTeMobil das D1-Netz, Mannesmann Mobilfunk/Vodafone das D2-Netz an. Das seit 1994 verfügbare E1-Netz wird nach seinem Betreiber E-Plus Mobilfunk GmbH auch als E-plus bezeichnet und ermöglicht das Einwählen in das europäische DCS-1800-Netz. 1997 kam das E2-Netz von Viag Interkom (seit Frühjahr 2002 »O₂«) mit ähnlichen Leistungsmerkmalen wie das E1-Netz hinzu. In den kommenden Jahren soll neben den GSM-Netzen der neue Standard UMTS verwirklicht werden.

Mobilfunk,

 

Telekommunikationsdienst (beweglicher Funkdienst), der über Funksignale eine ortsungebundene drahtlose Sprach- und Datenübertragung ermöglicht (außer Seefunk). Unterschieden wird zwischen den Mobilfunkdiensten in nichtöffentlichen und in öffentlichen Funknetzen.

 

Zu den nichtöffentlichen Mobilfunkdiensten gehören z. B. Betriebsfunk und Bündelfunk sowie Pagingdienste (Funkrufdienste) wie Personenrufanlage.

 

Zu den öffentlichen Mobilfunkdiensten zählen neben dem regionalen Cityruf die über Mobiltelefon erreichbaren digitalen Netze. In Deutschland sind dies:

 

die D-Netze D 1 (Betreiber: T-Mobile Deutschland GmbH) und D 2 (Vodafon D2 GmbH, beide seit 1992 in Betrieb) sowie

 

die E-Netze E 1 (E-Plus Mobilfunk GmbH & Co. KG, seit 1993) und E 2 (VIAG Interkom GmbH & Co, seit 1997; ab Mai 2002 unter dem Namen O₂ (Germany) GmbH & Co. OHG).

 

D 1- und D 2-Netze arbeiten nach dem GSM-900-, E 1- und E 2-Netze nach dem GSM-1 800-Standard (GSM; die E-Netze beruhten bis 1998 auf dem DCS-1800-Standard). Ab 2002 sollen in Europa die bisherigen Standards stufenweise durch UMTS abgelöst werden. Im Unterschied zu den D-Netzen, die im Frequenzbereich von 900 MHz arbeiten, sendet das E-Netz im Frequenzbereich 1 805 bis 1 880 MHz und empfängt im Bereich von 1 710 bis 1 785 MHz. Daher ist die Ausdehnung der Funkzellen im E-Netz um den Faktor 10 kleiner und die Mobiltelefone kommen schon mit Sendeleistungen von 1 W aus. Die digitalen Netze D und E bieten (insbesondere gegenüber dem bis 2000 betriebenen C-Netz der Deutschen Telekom AG) zahlreiche Vorteile, wie z. B. grenzüberschreitende Einsetzbarkeit zwischen Staaten, deren nationale Netzbetreiber ein Roamingabkommen (Roaming) zur Gebührenabrechnung abgeschlossen haben, effizientere Frequenzausnutzung und höhere Teilnehmerkapazitäten, Abhörsicherheit durch digitale Verschlüsselung sowie Kompatibilität zum ISDN.

 

Funktionsweise:

 

Für die Benutzung eines Mobiltelefons, entweder als fest in einem Fahrzeug installiertes Autotelefon oder als tragbares, mit einem Akku ausgerüstetes Handy, ist eine SIM-Karte notwendig, die einen Chip mit der Funktelefonnummer und den zur Abrechnung erforderlichen persönlichen Daten des Teilnehmers enthält. In den Mobilfunknetzen werden die Verbindungen über Funkzellen (Waben) aufgebaut. Meldet sich ein Funktelefon durch Einschalten des Geräts im Netz an, wird in der Netzdatenbank, dem HLR (Abkürzung für englisch home location register), von der im Mobiltelefon installierten SIM-Karte automatisch der Standort des Geräts erfasst (über die Anmeldung bei dem betreffenden Netzknoten) und die Zugangsberechtigung geprüft. Zusätzlich erfolgt eine automatische Abfrage, ob das sich einbuchende Mobiltelefon als gestohlen gemeldet ist. Bei Geräten, die bereits in das Netz eingebucht sind, wird im Stand-by-Modus in regelmäßigen Abständen ein Funkkontakt zwischen Funktelefon und Festsender hergestellt. Das Netz weiß daher stets, wo das Funktelefon angeklingelt werden muss. In diesem Fall erfolgt die Kommunikation nicht zwischen Mobiltelefon und HLR, sondern zwischen Mobiltelefon und der jeweiligen örtlichen Datenbank VLR (Abkürzung für englisch visitor location register), solange die gemeinsame Rufzone des Netzübergabepunkts MSC (Abkürzung für englisch mobile switching center) nicht verlassen wird. Ändert sich mit dem Wechsel aus einer Funkzelle in eine andere zugleich der Rufbereich, der mehrere Waben umfassen kann, wird das vom Mobiltelefon aufgrund des veränderten empfangenen Codes registriert. Das Mobiltelefon meldet dem HLR über einen Funkkontakt dann automatisch den neuen Standort.

 

Satellitenmobilfunk:

 

Neben den terrestrischen Mobilfunknetzen wurden Ende der 1990er-Jahre satellitengestützte Systeme für globale Mobilkommunikation von internationalen Konsortien (z. B. INTELSAT, EUTELSAT) aufgebaut (Satellitenmobilfunk). Aufgrund der geringen Sendeleistung der Endgeräte sind hierfür Satelliten in niedriger Bahnhöhe erforderlich. Um die Erdoberfläche komplett abzudecken, benötigt man je nach Bahnhöhe 24-66 Fernmeldesatelliten in 500-1 500 km Höhe (LEOS, Abkürzung für englisch low earth orbit satellite) oder 8-16 Fernmeldesatelliten in 1 000-20 000 km Höhe (MEOS, Abkürzung für englisch medium earth orbit satellite).

 

Umweltwirkung:

 

Die seit Beginn der 1990er-Jahre starke Zunahme des Mobilfunks hat zu einer Erhöhung der elektromagnetischen Strahlung in der Umwelt geführt. Die Folgen dieser als Elektrosmog bezeichneten Entwicklung sind bisher noch nicht ausreichend erforscht. Aufgrund der Festlegung frequenzabhängiger Grenzwerte, die nach dem jeweiligen Stand der Forschung zu aktualisieren sind, gilt eine Gefährdung durch die Nutzung von Mobilfunkendgeräten als unwahrscheinlich.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Mobilfunk: Immer erreichbar

 

Telefon und Telefax

 

Telekommunikation: Immer im Gespräch