Das Mobilfunknetz von POST Technologies

Die LTE-Technik, kurz vor dem Start

Das 4G-Netz ermöglicht weitaus höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten als die derzeitigen UMTS- und HSPA-Netze (Universal Mobile Telecommunication System/High-Speed Packet Access). Schon ab der ersten Entwicklungsphase profitieren die Benutzer mobiler Datendienste von Datenübertragungsgeschwindigkeiten bis zu 100 Mbit/s Download-Kapazität (z.B. Surfen im Internet) und bis zu 50 Mbit/s Upload-Kapazität (z. B. Hochladen von Fotos).
Die „IP-Round Trip Time" bzw. Paketumlaufzeit beträgt etwa 10 ms, im Vergleich zu 100-200 ms im GSM-/GPRS-Netz (Global System for Mobile Communications/General Packet Radio Access) und 30-40 ms bei UMTS.

Wie funktioniert die LTE-Technik?

Die LTE-Technik beruht auf der Verwendung der Radiofrequenzen verschiedener Frequenzbänder. In Luxemburg werden die folgenden Bereiche mit dem Regler eingestellt: 800 MHz, 1800 MHz und 2,6 GHz. Die Einrichtung einer kompletten Netzinfrastruktur (Evolved Packet System – ESP) ermöglicht ebenso hohe Geschwindigkeiten. Diese Infrastruktur besteht aus zwei großen Blöcken:

  • eUTRAN (evolved UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)) mit der neuen Luftschnittstelle LTE.
  • eNB (evolved NodeB), den Radiosendern.

Das EPC-System (Evolved Packet Core) ist im Netz integriert. Es besteht aus der MME (Mobility Management Entity) und dem S-GW (Serving GateWay). Die Aufgabe des S-GW besteht in der Übertragung von Datenpaketen an den eNB und den P-GW (Packet GateWay) als Verbindung mit den Datennetzen in externen Paketen (Internet).

Die einzelnen Teilnehmer können die Funktionen des EPC im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit und Nutzung verwenden, und zwar mittels eines Policy-Servers (PCRF, Policy and Charging Rules Function).
So kann die Übertragungsrate des Teilnehmers nach Überschreitung eines monatlichen Datenvolumens reduziert werden.
Die Teilnehmer melden sich stets auf einer Datenbank an. Hierbei handelt es sich um eine Erweiterung des im GSM bekannten HLR (Home Location Register)zu einem HSS (Home Subscriber Server), auf dem die Daten und Profile der Teilnehmer verwaltet werden.

Welches sind die wesentlichen Komponenten des 4G-Netzes?

In der nachfolgenden Abbildung sind die wesentlichen Komponenten des 4G-Netzes in vereinfachter Form dargestellt.

 

Die Verbindung mit dem bestehenden Telekommunikationsnetz (Festnetz usw.) erfolgt mittels des MSS-Systems (Mobile Softswitch Solution). Dieses Netz ist ein reines IP-Netz; die bekannten Knotenpunkte des GSM/UMTS (BSC/RNC, Base Station Controller/Radio Network Controller) werden fortan nicht mehr für das Rundfunknetz verwendet. Die ENB-und EPC-Systeme ermöglichen in der derzeitigen Umsetzungsphase den einfachen Datenverkehr zwischen dem mobilen Terminal und dem Paket-Datennetz (Internet).
Will der Kunde einen Anruf mit dem LTE-Endanschluss tätigen, so erfolgt die Übertragung vom 4G-Netz auf das GSM- oder UMTS-Netz. Der Anruf kann nur mittels Kreislaufumschaltung erfolgen; diese Technik wird als CSFB (Circuit-Switched FallBack) bezeichnet und stellt eine vorübergehende Lösung dar. Die LTE-Technik wurde anfänglich als ein reines Datennetz konzipiert. In Zukunft werden auch Telefonanrufe problemlos über die IP-Netze möglich sein; diese Technik wird als „VoLTE" (Voice over LTE) bezeichnet.