Mobilfunk erklärt: GSM 2G, GPRS, UTMS 3G, LTE 4G, 5G – was bedeuten diese Abkürzungen?

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Mobilfunk gehört zum Alltag, doch die meisten wissen gar nicht wirklich, was sich hinter den Mobilfunk-Abkürzungen GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, LTE sowie hinter den Kürzeln 2G, 3G, 4G und 5G verbirgt. Manchmal sieht man in der Infoleiste des Smartphones das LTE oder das E für EDGE und weiß ungefähr, dass man nun schnell oder nicht ganz so schnell mobil im Internet surfen kann. Doch was steckt im Detail hinter diesen Kürzeln; was für Technologien, Spezifikationen, und Datenraten verbergen sich hinter 2G, 3G, 4G und 5G? Hier findet ihr eine kleine Einführung ins Thema.

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Kurzer geschichtlicher Abriss zum Thema Mobilfunk

Um auf die oben benannten Abkürzungen von Mobilfunkstandards hinzuleiten möchte ich ganz kurz auf die generelle Geschichte von Mobilfunk, speziell Mobiltelefonie, eingehen. Denn die mobile Nutzung von Telefonen im privaten Bereich ist kein Phänomen der 1990er, sondern reicht (in Deutschland) bis in die 1950er zurück. Um es wirklich ganz kurz zu machen, hier eine stichworthafte Übersicht:

  • 1958 wurde mit dem A-Netz das erste Mobilfunknetz in der BRD eingeführt (handvermittelt)
  • 1972 startete das B-Netz in der BRD, welches bis 1995 in Betrieb war (analog, selbstwählend)
  • 1986 kam mit dem C-Netz ein dem amerikanischen AMPS ähnliches System auf (analog; bis 2000)
  • 1992 startete das bis heute tätige, aber immer wieder umstrukturierte D-Netz der Telekom (digital, GSM)
  • 1993 baute E-Plus das E-Netz auf, welches heute zur Telefónica / zu o2 gehört (digital, GSM)
  • Nach dem GSM-Standard kamen immer neue, dem Markt angepasste sowie den Markt formende Mobilfunkstandards

Wichtig bei der Einordnung von Begriffen und Strukturen: ein Mobilfunknetz (D, D2, E, …) setzt sich aus verschiedenen Funkbändern (meist im MHz-Bereich) zusammen. Auf einzelnen Bändern werden dann die jeweiligen Technologien / Standards / Generationen realisiert.

Mobiltelefonie, Mobilfunk und die Technologien dahinter: 2G, 3G, 4G und 5G

Das oben bereits erwähnte AMPS (Advanced Mobile Phone Service) bzw. dessen digitale Weiterentwicklung D-AMPS bildete die erste Generation des Mobilfunks. Somit kann diese Technik, die (in Amerika) auf 800 MHz (in Europa als TACS auf 900 MHz) Bändern funkte, als erste Generation eingestuft werden; das Kürzel wäre demnach 1G. Somit erklären sich auch die Kürzel 2G, 3G, 4G und 5G – es sind die verschiedenen Generationen des Mobilfunks, der mobilen Telefonie und des Datenaustauschs „Over the Air“ (OTA).

Und auch hier sollt ihr euch die entsprechenden Erklärungen nicht mühsam aus einem Fließtext picken müssen. Ich habe euch mal eine übersichtliche Tabelle zu den einzelnen Mobilfunk-Technologien zusammengestellt.

Die einzelnen Standards und die Datenraten bzw. Geschwindigkeiten in Downstream und Upstream:

BezeichnungAbkürzung/enMax. Down SpeedMax. Up Speed
Advanced Mobile Phone ServiceAMPS, 1G
Global System for Mobile CommunicationsGSM, 2G14,4 kBit/s14,4 kBit/s
High Speed Circuit Switched DataHSCSD, 2.5G14,4 bis 43,2 kBit/s (je nach Bündelung)14,4 bis 43,2 kBit/s (je nach Bündelung)
General Packet Radio ServiceGPRS, 2.5G53,6 kBit/s26,8 kBit/s
Enhanced Data Rate for GSM EvolutionEDGE, 2.75G217,6 kBit/s108,8 kBit/s
Universal Mobile Telecommunication ServiceUMTS, 3G384 kBit/s128 kBit/s
High Speed Packet AccessHSPA, 3.5G7,2 MBit/s3,6 MBit/s
High Speed Packet Access Plus

Release 6

HSPA+, 3.5G14.4 MBit/s5,76 MBit/s
High Speed Packet Access Plus

Release 7

HSPA+, 3.5G21,1 oder 28 MBit/s (je nach Frequenz-Band)11,5 MBit/s
High Speed Packet Access Plus

Release 8

HSPA+, 3.5G42 MBit/s11,5 MBit/s
High Speed Packet Access Plus

Release 9

HSPA+, 3.5G84,4 MBit/s11,5 MBit/s
High Speed Packet Access Plus

Release 10

HSPA+, 3.5G168,8 MBit/s23 MBit/s
Long Term EvolutionLTE (Cat 1 – Cat 4), 3.9G100 bis 300 MBit/s50 bis 500 MBit/s
Long Term Evolution AdvancedLTE-A (seit Cat 6), 4G1 GBit/s (max. 3 GBit/s)500 MBit/s  (max. 1,5 GBit/s)
Long Term Evolution Advanced ProLTE-AP (seit Cat 11), 4.5G1 GBit/s (max. 4 GBit/s)150 MBit/s (max. 1,5 GBit/s)
5GBis zu 10 GBit/s1 bis 5 GBit/s (?)

Umstrukturierung von Mobilfunknetzen: Frequenzauktion, Netzausbau und mehr

Ein kurzer Einschub, dessen Thematik man selbst mehrere Artikel widmen kann: Mobilfunknetze werden von den unterschiedlichen Netzbetreibern immer wieder mal umstrukturiert. Zum Beispiel wurden einige alte Standards abgeschafft, neue Standards aufgenommen, etc. Zudem werden durch bzw. mit der Bundesnetzagentur Frequenzen an Provider im Rahmen einer Frequenzauktion verkauft. Diese dienen dem Ausbau der Netze. Diese Netze wiederum setzen sich aus verschiedenen Funkbändern zusammen, welche die Grundlage der einzelnen Standards / Generationen sind. Einen umfangreichen Einblick zum Thema bietet die Bundesnetzagentur. Eine Zusammenfassung der letzten Auktion (2015) gibt Teltarif.

Dazu passender Exkurs in die Preispolitik

Mobilfunkverträge von Netzbetreibern wie Telekom, Vodafone und o2 sind vergleichsweise teuer, da diese Provider ihre Netze betreiben, warten und ausbauen müssen. Provider ohne eigenes Netz, welche über die vorbenannten agieren, haben entsprechende Kosten nicht und können daher sehr günstige Discount-Tarife anbieten. Wer also mit seinem Netz nicht zufrieden ist oder tendenziell mehr Leistung will, sollte in Netzbetreiber investieren statt den günstigsten Tarif zu wählen 😉

Fifth Generation: 5G als Mobilfunk für IOT und M2M

Im Rahmen des Projekts Next Generation Mobile Networks (NGMN), durch das auch LTE entwickelt wurde, entsteht schon seit einiger Zeit die nächste Generation des Mobilfunks, für die es bisher nur den Namen 5G gibt. Unternehmen wie Nokia, Huawei, ZTE, die Deutsche Telekom und weitere arbeiten weltweit an 5G. Diese Mobilfunktechnologie mit enormen Datenraten und Latenzzeiten von maximal 1 ms soll 2020 eingeführt werden. Bis dahin kann es noch ein-zwei Zwischenschritte geben; erste Geräte, die 5G bzw. eine Art 4.9G nutzen können, sind bereits vorgestellt.

Die letztendliche Frequenzvergabe (in Europa) soll 2018 stattfinden. Weitere Infos dazu findet ihr bei Wiki: hier und hier. Die hohen Datenraten und anderen Features von 5G werden vor allem von der Industrie erwartet; für das Internet der Dinge (Internet of Things / IOT) und für die Machine to Machine Kommunikation (M2M).

Mehr zum Mobilfunk?

Jetzt wisst ihr in groben Zügen, was hinter GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, LTE, etc. sowie hinter 2G, 3G, 4G und 5G steckt. Wenn ihr in diesem Blog gern mehr zum Thema Mobilfunk, zum Netzausbau der Betreiber Telekom, Vodafone und Telefónica Deutschland, zu 5G und der entsprechenden Entwicklung lesen möchtet, dann lasst gern einen Kommentar da 😉 Es ist ein weites Feld, bei dessen Erschließung ihr hier gern um Hilfe fragen könnt.

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