UMTS: Mobilfunk der 3. Generation

Das Universal Mobile Telecommunications System (kurz: UMTS, deutsch: Universelles mobiles Telekommunikationssystem) ist ein Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G).

UMTS ermöglicht ohne Zusatztechnologien zur beschleunigten Datenübertragung eine Empfangsgeschwindigkeit von maximal 384 Kilobit pro Sekunde. Es ist damit schneller als GSM, der Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G), der ohne Datenbeschleunigungstechnologien auf  maximal 55 Kilobit pro Sekunde kommt.

So funktioniert die UMTS-Netz-Erweiterung

Als Technologien zur beschleunigten Datenübertragung wird in UMTS-Mobilfunknetzen HSPA (für englisch: High Speed Packet Access, deutsch: beschleunigte Datenpaket-Übertragung) eingesetzt mit zwei Teil-Technologien:  HSDPA (für englisch: High Speed Downlink Packet Access deutsch: Beschleunigter Datenpaket-Empfang) zum schnelleren Herunterladen von Daten sowie HSUPA (für englisch: High Speed Uplink Packet Access; deutsch: Beschleunigtes Datenpaket-Senden) für das Senden von Daten. Dazu kommt noch HSPA+, im Englischen auch bekannt als Evolved HSPA (für Englisch: Evolved High Speed Packet Access deutsch: Entwickelte beschleunigte Datenpaket-Übertragung), das eine weitere Beschleunigung der Datenübertragung und einen bessern Empfang in den Randbereichen der Funkzellen ermöglicht.

Dienstleistungen und Übertragungsgeschwindigkeiten

Mit dem beschleunigten Datenverkehr über das Mobilfunknetz sind im Vergleich zum GSM-Netz bessere und neue Dienstleistungen möglich. Dies sind insbesondere Audio- und Videotelefonie, Video-Sprach-Mails, Chatten, Surfen im Internet, standortbezogene Dienste wie Navigation samt Zusatzinformationen zum jeweiligen Standort, Bank- und Bezahldienste sowie mobiles Fernsehen.

Der UMTS-Standard, wird von dem 3rd Generation Partnership Project (kurz: 3GPP deutsch: Partnerschaftsprojekt 3. Generation) festgelegt, einem weltweiten Zusammenschluss von Standardisierungsgremien für den Mobilfunk. Der Standard sieht Datenübertragungsraten von 384 Kilobit pro Sekunde bei mobilen Anwendungen und bis zu 2 Megabit pro Sekunde bei Verbindungen zu stationären Endgeräten vor. Gesendet wird in den Frequenzbereichen zwischen 1,900 Gigahertz und 2,025 Gigahertz sowie zwischen 2,110 Gigahertz und 2,200 Gigahertz. Es gibt sowohl satelliten- als auch erdgestützte Sendeanlagen.

Netzaufbau und Frequenzen

Anders als das GSM-Netz, das in regelmäßige sechseckige Funkzellen aufgeteilt ist, werden beim UMTS-Funknetz Zellen von unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung kombiniert: Die Picozelle hat einen Halbmesser (Radius) von unter 100 Metern, sie bedient Empfänger im Gebäude- und Grundstücksbereich.  Die Mikrozelle, die einen Durchmesser von mehreren Kilometern haben kann, versorgt größere Gemeinden und Stadtviertel. Die Makrozelle liegt bei 20 Kilometern und ist in ländlichen Regionen und Vororten zu finden. Noch größere Zellen sind die  Hyperzelle (einige hundert Kilometer Radius) und die Umbrella-Zelle.

Im Netz versorgt die Basisstation die einzelnen Funkzellen; sie wird in UMTS-Netzen „NodeB“ genannt. Von der Basisstation gehen die Daten weiter an eine übergeordnete Steuereinheit, den Radio-Network-Controller (RNC, deutsch: Funknetzwerk-Controller) und von dort über eine Schnittstelle, den Media-Gateway (deutsch: Medien-Schnittstelle) ins Kernnetz. Den funktechnischen Teil des UMTS-Netzes nennt man im technischen Englisch UTRAN (für englsich: UMTS Terrestrial Radio Access Network, deutsch: UMTS erdgebundener Funknetzwerk-Zugang).

Geschichte des UMTS und Perspektiven

In Deutschland beginnt die Geschichte der UMTS-Netze mit einer spektakulären Versteigerung: Durch die Auktion mit UMTS-Lizenzen im Juli und August 2000 nahm die Bundesrepublik Deutschland 98,8 Milliarden DM (also rund 50 Milliarden Euro) ein. Es wurden sechs Lizenzen vergeben, davon wurden allerdings nur vier genutzt.  In kommerzielle Netze umgesetzt wurden die Lizenzen von T-Mobile Deutschland GmbH, Vodafone D2 GmbH, dem 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.) und der o2 (Germany) GmbH & Co. oHG. Zwei Lizenzen, nämlich diejenigen der Mobilcom Multimedia GmbH und der Group 3G (einem Konsortium aus der spanischen Telefónica und der finnischen Sonera) wurden nicht genutzt. Mobilcom gab zur Jahreswende 2002/2003 seinen UMTS-Netzaufbau auf  und verkaufte alle bis dahin errichteten UMTS-Sendestandorte an E-Plus. Telefónica kaufte später o2.

T-Mobile nahm am 15. Januar 2004 als erstes Mobilfunk-Unternehmen in Deutschland den  UMTS-Dienst in Betrieb, einen Monat später folgte Vodafone, im Juli o2 und im August E-Plus. In Österreich war die Hutchison 3G Austria am 5. Mai 2003 der erste Mobilfunkbetreiber mit UMTS-Angeboten, im gleichen Jahr zogen die übrigen Mobilfunkanbieter nach. In der Schweiz begann Swisscom im Februar 2004 mit dem Aufbau eines UMTS-Netzes, gegen Ende des Jahres 2004 hatten auch die Bewerber Sunrise und Orange in einigen Regionen UMTS aufgebaut.

Nach Angaben der Global mobile Suppliers Association (GSA, deutsch: Weltweiter Verband mobiler Zulieferer) einem Interessensverband der Mobilfunkindustrie, gibt es derzeit (Stand März 2010) 325 UMTS-Netzwerke beziehungsweise Netzwerke mit vergleichbarer 3G-Technik in 135 Ländern. 315 davon werden mit dem Datenbeschleuniger HSDPA betrieben, allerdings nur 98 davon auch mit HSUPA. Nach Angaben des UMTS-Forums, eines weiteren Interessensverbandes der Mobilfunkindustrie, nutzen derzeit (Stand Ende Januar 2010) weltweit 500 Millionen Menschen UMTS-Netze beziehungsweise Mobilfunknetze der dritten Generation.