Funktechnologien auf dem Weg zu 4G

Gerhard Kafka schreibt zum Thema: Funktechnologien auf dem Weg zu 4G

Funktechnologien kommen und gehen. Zu den vergangenen Technologien fallen mir spontan die ETSI-Standards HiperLAN, HiperMAN und HiperAccess ein, deren Ideen sich nun in den IEEE-Normen für WLAN und WiMAX wieder finden. Und Mitte Juni erreichte mich eine Pressemitteilung, laut der die von Nokia propagierte Wibree-Technologie soeben der Bluetooth Special Interest Group (SIG) zur weiteren Bearbeitung übergeben wurde. Wibree war als Erweiterung zu Bluetooth gedacht, hat es aber nicht wie geplant zu einem eigenständigen Standard gebracht. Damit befasst sich die SIG neben Bluetooth, Ultra Wide Band (UWB) und Near Field Communication (NFC) nun auch mit Wibree. Der Name wird jedoch nicht weiter benutzt sondern als „Ultra Low Power (ULP) Bluetooth“ umgesetzt.


Zu viele Funktechnologien?
Brauchen wir denn alle diese Funktechnologien? Haben wir nicht schon genug Elektrosmog in unserer Umgebung? Auch wenn die zuständigen Aufsichtsbehörden beteuern, dass nur solche Lösungen für den allgemeinen Einsatz genehmigt werden, die dem menschlichen Organismus keinen Schaden zufügen, bleibt doch die Ungewissheit darüber, ob unser Organismus nicht doch durch Radiowellen beeinflusst werden kann. Bisher fehlt jedoch jeglicher wissenschaftlicher Nachweis, dass die verbreiteten Funktechnologien tatsächlich unschädlich sind.
Eine Berechtigung der vielen Lösungen leitet sich aus der Tatsache ab, dass wir je nach der zu überbrückenden Entfernung in den verschiedenen Netzwerkausprägungen kommunizieren: vom BAN, über PAN, LAN, MAN und WAN bis zum GAN. Eine weitere Unterscheidung wird nach dem Standort getroffen: entweder im Haus oder im Freien. Dabei spielt schließlich neben der Reichweite auch die Art der Bewegung eine gewichtige Rolle: stationär, wechselnde feste Standorte, gehen oder schnelles fahren im PKW oder ICE. Details zu der Positionierung dieser Funktechnologien finden Sie in meiner aktuellen Broschüre „WiMAX – drahtlose breitbandige Kommunikation“ (ISBN: 3-00-020521-7).


Die Entwicklung geht weiter
Kaum haben wir uns mit der zweiten Generation des Mobilfunks GSM vertraut gemacht, da wollen die Netzbetreiber ihre dritte Generation UMTS mit neuen Diensten in den Markt drücken. Als Innovation für die neue Generation der Smartphones werden uns da ein schneller Internetzugang sowie Videodienste einschließlich TV offeriert. Ich erkenne neidlos an, dass mit HSPA heute Datenraten von 7,2 Mbit/s praktisch erreicht werden (das ist ja dreimal so schnell wie mein derzeitiger DSL-Anschluss, der auf maximal 3 Mbit/s hochgekitzelt werden kann), aber wollen die Benutzer wirklich auf dem Miniaturbildschirm TV-Programme konsumieren? Zumindest fand das während der Fußball-WM 2006 in Deutschland gestartete Handy-TV nur wenig Freunde.
Aus den diversen Kongressen, die ich in den letzten Monaten besucht habe, ziehe ich das Fazit, dass es auf dem Weg zur vierten Generation drei ernsthafte Technologien gibt: Wi-Fi, WiMAX und UMTS-LTE (Long Term Evolution). Und wenn die Inhaber von WiMAX-Lizenzen nicht schnell reagieren und ihre Netze ausbauen, werden sie den augenblicklichen Vorsprung gegenüber LTE sehr schnell einbüßen. Übrigens hat Sprint in den USA mit der Ankündigung, ein landesweites WiMAX-Netz mit den entsprechenden Diensten für über drei Milliarden US$ aufzubauen, für allgemeine Verwirrung gesorgt. Sprint sieht dieses Netz bereits als Vertreter von 4G an. Eigentlich will man sich damit von den 3G-Netzen mit CDMA- und EV-DO-Technologie der Wettbewerber distanzieren, ist aber von einer vierten Generation noch weit entfernt. 4G-Lösungen sind nämlich erst ab 2012 zu erwarten.

4G mit neuen Technologien
Die für 4G-Lösungen erforderlichen Technologien sind bereits bekannt und werden den Anforderungen entsprechend ständig weiterentwickelt. Zu den wichtigen Bestandteilen von 4G zählen:
OFDM (Orthogonal Frequency Division bzw. Flash-OFDM als Weiterentwicklung) Multiplexing. OFDM bekommt nun einen neuen Stellenwert, weil die ITU-T diese Technologie unter dem Begriff „OFDMA TDD WMAN“ als zusätzliche Funkschnittstelle für IMT-2000 als spezifische Untermenge von WiMAX zur Standardisierung vorgeschlagen hat:

• Ermöglicht eine höhere Kapazität des Frequenzspektrums durch skalierbare Datenraten
• Besticht durch geringe Komplexität und
• Erlaubt eine effiziente Breitband-Datenübertragung.
• MIMO (Multiple Input, Multiple Output) ist eine intelligente Antennentechnik, die unter anderem die Reichweite und Datenrate erhöht:
• Zum Einsatz kommen mehrere Antennen für das senden und empfangen der Funksignale
• Mit der Anzahl der Sendeantennen steigt die Übertragungsrate
• Die Informationen können damit auch über Strecken ohne direkte Sichtverbindung übertragen werden.
• SDR (Software Defined Radio) erhöht die Leistung durch Software:
• Die Geräte wählen selbst die benötigte Bandbreite
• Erlaubt ein flexibles Management des Spektrums
• Ermöglicht die rasche Rekonfiguration von Endgeräten, die wahlweise mit verschiedenen Funktechnologien arbeiten können.
  
  

Mein nächster Blog am 18. Juli ist dem Alleskönner Ethernet gewidmet. Neben dem klassischen Einsatz im LAN bekommt Ethernet immer stärkere Bedeutung im WAN und industriellen Umfeld.