WiMAX vs UMTS. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für kleine und mittelständische Unternehmen

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Entwicklungsgeschichte der Techniken WiMAX und UMTS
2.1 Ursprünge von UMTS
2.1.1 Entwicklung der Normen für UMTS
2.1.2 Das 3GPP
2.2 Ursprünge von WiMAX
2.2.1 Entwicklung der Normen für WiMAX
2.2.2 Das Komitee 802 und die Standards

3 Technische Grundlagen von WiMAX und UMTS
3.1 Konzept von UMTS
3.1.1 Der Node B
3.1.2 Der Radio Network Controller
3.1.3 Die UTRA-Funkschnittstelle
3.2 Konzept von WiMAX
3.2.1 Mobilität im WiMAX-Konzept
3.2.1.1 Phase I: Backhauls und andere Festanschlüsse
3.2.1.2 Phase II: Drahtlose Breitbandanschlüsse
3.2.1.3 Phase III: Mobile Anschlüsse

4 Anwendungsgebiete von WiMAX und UMTS
4.1 Endgeräte für die Nutzung von WiMAX und UMTS
4.1.1 Endgeräte für UMTS
4.1.2 Endgeräte für WiMAX
4.2 Dienste, die per UMTS oder WiMAX realisiert werden können
4.2.1 Dienst-Klassen
4.2.1.1 Mehrwertdienste
4.2.2 Zugang zum World Wide Web
4.2.2.1 World Wide Web per UMTS-Netz
4.2.2.2 World Wide Web per WiMAX-Verbindung

5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
5.1 Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
5.1.1 Einführung und Übersicht
5.2 Der Kriterienkatalog
5.2.1 Die vier Wirkungsdimensionen
5.2.2 Zusammenfassung der Ergebnisse
5.3 Durchführung der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
5.3.1 Das Szenario
5.3.1.1 Ist-Zustand
5.3.1.2 Soll-Zustand
5.3.2 Kriterienkatalog erarbeiten
5.3.2.1 Entwicklungskosten und Entwicklungsnutzen
5.3.2.2 Betriebskosten und Betriebsnutzen
5.3.2.3 Dringlichkeitskriterien
5.3.2.4 Qualitativ-strategische Kriterien
5.3.2.5 Externe Effekte
5.3.3 Zusammenfassung des ausgearbeiteten Kriterienkataloges
5.3.4 Berechnung der monetären Wirtschaftlichkeit
5.3.5 Ermittlung der erweiterten Wirtschaftlichkeit
5.3.6 Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

6 Schlussbemerkungen und Ausblick

Literaturverzeichnis

Online-Quellen

Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Organigramm des 3GPP

Abbildung 2: Funkzugangsnetz UTRAN

Abbildung 3: Uu Interface - Die Funkschnittstelle

Abbildung 4: Aufbau eines WiMAX-Netzes

Abbildung 5: UMTS-Mobiltelefon

Abbildung 6: Handheld mit UMTS

Abbildung 7: WLAN-Router mit UMTS-Unterstützung

Abbildung 8: WiMAX-Modem mit integriertem Router

Abbildung 9: Anwendungen und Benutzer drahtloser Dienste

Abbildung 10: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Rahmen eines IT-Konzepts

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Entwürfe für die Funktechnik der 3. Generation

Tabelle 2: ausgearbeiteter Kriterienkatalog für die Wibe

Tabelle 3: Anschaffungskosten, Teil 1

Tabelle 4: Anschaffungskosten, Teil 2

Tabelle 5: Laufende Kosten

Tabelle 6: Die monetäre Wirtschaftlichkeit

Tabelle 7: Dei erweiterte Wirtschaftlichkeit

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Kommunikation ist ein Schlagwort des alltäglichen Lebens. Jeder kommuniziert tagtäglich auf unterschiedliche Weise mit verschiedenen Kommunikationspartnern. In der Regel findet die Kommunikation verbal, also mündlich, statt. Dabei tauschen die Kommunikationsteilnehmer Gedanken, Gefühle, Meinungen u.v.m. aus. Sehr häufig sind die Teilnehmer dabei persönlich anwesend und kommunizieren direkt miteinander. So kommunizieren wir beispielsweise mit der Verkäuferin im Super- markt, mit dem Bankangestellten oder auch mit der Kollegin bei der gemeinsamen Mittagspause.

Jedoch ist eine persönliche Kommunikation vor Ort nicht immer möglich, da zum Beispiel der Bekannte, dem man einen Geburtstagsgruß zukommen lassen möchte, in einer anderen Stadt wohnt. Eine bereits viele hundert Jahre bekannte und bewährte Technik ist in diesem Fall die schriftliche Kommunikation per Brief. Leider ist dieser Kommunikationsweg oft sehr langwierig und den heutigen Anforderungen nicht mehr gewachsen.

In der heutigen Zeit ist die Kommunikation sehr facettenreich. Zwar wird noch im- mer mündlich und schriftlich kommuniziert, jedoch sind die Anforderungen an die Übermittlung der Botschaften gestiegen. Während der Sender des erwähnten Ge- burtstagsgrußes vor zwei Jahrzehnten mit einigen Tagen für dessen Übermittlung gerechnet hat, so wünscht er heute meist dessen sofortige Transferierung an den Empfänger.

Neben der Kommunikation des zwischenmenschlichen Miteinanders haben insbe- sondere Unternehmen einen hohen Kommunikationsbedarf. Hier müssen bei- spielsweise die beteiligten Parteien Großhändler, Lieferant und Einzelhändler in enger Verbindung stehen, um ihrerseits den Marktanforderungen gewachsen zu sein. Hier dient die Kommunikation meist auch vielmehr dem Austausch purer Da- ten, zum Beispiel Preislisten beziehungsweise Artikeldaten und bezieht sich über- wiegend auf den Informationsaustausch zwischen Computer-Systemen.

Ohne die technischen Entwicklungen der letzten Jahre und vor allem die rasante Entwicklung der Computertechnik seit Anfang der 80er Jahre sowie die explosi- onsartige Verbreitung und Nutzung des Internets seit spätestens 2001, wären die gestiegenen Anforderungen an die Kommunikation vermutlich nicht umsetzbar. Erst diese Innovationen machen eine schnelle, unkomplizierte Kommunikation möglich, die nicht persönlich erfolgt. Dies ist aber auch nur möglich, da die neuen Techniken bisher unbekannte Formen der Kommunikation hervorgebracht haben. Die elektronische Post in Form von E-Mails, die in sekundenschnelle den Empfänger erreicht, ist hier nur ein kleines Beispiel.

Der vermutlich größere technische Durchbruch der letzten Jahre ist die Entwicklung im Bereich der mobilen Kommunikation. Durch die Mobiltelefonie per Handy ist jederman nahezu jederzeit an fast jedem Ort der Welt erreichbar. Darüber hinaus ist auch der unkomplizierte und mobile Datenaustausch über Notebooks, PDAs und andere mobile Endgeräte möglich geworden.

Alle modernen Kommunikationswege wären aber nicht entstanden, wenn man nicht die technischen Grundlagen beziehungsweise Voraussetzungen geschaffen hätte.

Für die mobile Kommunikation per Handy oder Notebook waren das die Schaffung einer geeigneten Infrastruktur und die Einführung von Kommunikationsstandards und Übertragungsprotokollen. So benötigen Mobiltelefone Sende- und Emp- fangsmasten, die ein flächendeckendes Funknetz bereitstellen, andererseits müs- sen auch Notebooks die zur drahtlosen Datenübertragung erforderlichen Hard- warevoraussetzungen erfüllen und ebenfalls einem gemeinsamen Protokoll folgen.

Im Bereich der Mobiltelefonie wird nun die Funktechnik UMTS eingeführt, die neue Dienste auf dem Handy verfügbar machen soll. Auf den Einsatz in Notebooks und anderen mobilen Endgeräten zielt die ebenfalls funkbasierte Technik WiMAX, die besonders den schnellen Datenaustausch allerorts realisieren soll. Beide Techni- ken könnten ähnliche Dienste zur Verfügung stellen und stehen damit in Konkur- renz zueinander.

Die folgende Ausarbeitung wird sich zunächst grundsätzlich beiden Techniken zuwenden und deren Grundlagen, Entwicklungsgeschichte und technische Vor- aussetzungen erläutern. Weiterhin soll im Verlauf eine Wirtschaftlichkeitsbetrach- tung durchgeführt werden, um zu ermitteln, welche der beiden Techniken für den Einsatz in einem Unternehmen geeigneter scheint. Dazu werden einerseits quali- tative Kriterien betrachtet, andererseits wird ein Kostenvergleich gezogen. Ab- schließend soll ein Ausblick auf die Entwicklungstendenzen der beiden Funktech- niken gegeben werden.

2 Entwicklungsgeschichte der Techniken WiMAX und UMTS

Im Bereich der mobilen Kommunikation sind Techniken zur drahtlosen Datenüber- tragung am besten geeignet, da diese keine Ortsgebundenheit des Nutzers vor- aussetzen. Besonders diese Freiheit macht die Mobiltelefonie überhaupt erst mög- lich. Die mobile Kommunikation dient aber nicht nur zur verbalen zwischen- menschlichen Kommunikation, sondern auch zur Übermittlung von EDV-Daten. Da die Masse der anfallenden und zu verarbeitenden Daten im Zuge mit neuen Einsatzbereichen und Anwendungsgebieten der Computertechnik in den letzten Jahren stark angewachsen ist, gehören die entwickelten Techniken WiMAX und UMTS zu den modernsten in diesem Bereich. Jedoch gab es bereits vor der Ent- wicklung von WiMAX und UMTS Möglichkeiten zur funkbasierten Übertragung von Telefongesprächen und reinen Daten. Die Evolution von WiMAX und UMTS soll im Folgenden kurz umrissen und die Ursprünge dargestellt werden.

2.1 Ursprünge von UMTS

Das Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) hat seinen Ursprung in der Mobiltelefonie. Während der Entwicklung dieses Standards ist es für genau diesen Einsatzbereich optimiert worden.

Die Entwicklung dieses Standards wurde hauptsächlich vorangetrieben, da es seit dem Durchbruch der Mobiltelefonie Anfang der 90er Jahre und den damit verbun- denen extrem gestiegenen Nutzerzahlen zu einem schnellen Wandel des gesam- ten Marktes kam. Damals sorgte GSM (Global System for Mobile Communication) als Standard des Mobilfunks für die extreme Marktakzeptanz und die schnelle Verbreitung. So nutzten 2004 bereits 50 Millionen deutsche Mobilfunk-Teilnehmer ein GSM-Netz.¹GSM - das Ende der 80er Jahre entworfen wurde - war deswegen so erfolgreich, weil es ein relativ offener Standard mit zukunftsorientiertem Kon- zept und Offenheit für Erweiterungen war. Die damit verbundene frühe Einführung in Europa führte zu einem großflächigen Einsatz und einer guten Netzabdeckung. Dadurch erhöhte sich die Attraktivität für Hersteller entsprechender Endgeräte die- sen Standard zu unterstützen. Mit steigenden Produktions- und Nutzerzahlen san- ken im Laufe der Jahre die Kosten enorm, wodurch es zu einer relativ schnellen Überwindung des „kritischen Punktes“ kam.²Weiterhin verhalf die kontinuierliche Verbesserung und Weiterentwicklung von GSM zu dessen anhaltendem Erfolg. So wurden beispielsweise Verfahren zur Kapazitätssteigerung bzw. Verbesserung der Sprachqualität entwickelt und eingeführt.³

Durch die Entwicklungen im Bereich der Computertechnik, den Ausbau des Internets und den damit verbundenen erweiterten Möglichkeiten für Anwender, veränderte sich auch der Mobilfunk-Bereich. Neue Dienste, die durch aktuellere Technik im Internet möglich gemacht wurden, sollten auch mobil verfügbar sein. Somit mußte GSM um Komponenten erweitert werden. Eine dieser Komponenten ist der General Packet Radio Service (GPRS), der eine paketorientierte Datenübermittlung ermöglicht, wie sie auch im Internet stattfindet. Damit bildet er die Grundlage für multimediale Dienste wie beispielsweise WAP.⁴WAP ist eine Technik, die Internetseiten strukturell und layouttechnisch vereinfacht auf den - in der Regel sehr kleinen - Displays der Mobilfunkgeräte darstellt.

Da die Technik und die Ansprüche der Nutzer sich weiter sehr schnell entwickelt haben beziehungsweise angestiegen sind, konnte GSM samt seiner Offenheit für Erweiterungen den Anforderungen bald nicht mehr gerecht werden.

Deshalb sollte für das System der so genannten „2. Generation“ ein Nachfolgekonzept entwickelt werden. Um Inkompatibilitäten vorzubeugen und Nutzern Unannehmlichkeiten zu ersparen, wurde die Verantwortung hierfür - um zu einer idealerweise weltweit standardisierten und homogenen Norm zu finden - an eine allgemein anerkannte und unabhängige Organisation übertragen: die ITU (International Telecommunication Union: Internationale Fernmeldeunion). Diese beschäftigt sich als Unterorganisation der UNO (United Nations Organisation: Vereinte Nationen) mit technischen Aspekten der Telekommunikation.

Die Fernmeldeunion stellte daraufhin bestimmte Anforderungen an den neuen Standard auf. Diese Anforderungen wurden von der ITU unter der Bezeichnung IMT-2000 (International Mobile Telecommunications at 2000MHz) zusammenge- fasst.⁵

Die wesentlichsten Ziele des Anforderungskatalogs waren dabei

- hohe Sprachqualität
- die Unterstützung von hohen Übertragungsraten (bis 2Mbit/s)
- symmetrische und asymmetrische Datenübertragung
- leitungsvermittelte und paketvermittelte Übertragung
- nahtloser Übergang von Systemen der 2.Generation
- globale Erreichbarkeit in allen IMT-2000-Netzen.⁶

Der globalen Erreichbarkeit in allen IMT-2000-Netzten kam dabei eine besondere Bedeutung zu, denn man wollte eine Familie von zueinander kompatiblen Systemen erschaffen, um eine Zersplitterung in viele verschiedene zueinander inkompatible Systeme zu vermeiden.⁷

2.1.1 Entwicklung der Normen für UMTS

Eine gemeinsame Norm für eine neue Technik bringt Vorteile für Nutzer und Betreiber mit sich. Einerseits können beispielsweise Geschäftsreisende ihr Mobil- telefon nur in den Gebieten nutzen, in denen die Technik ihres Gerätes unterstützt wird und andererseits können Dienstanbieter nur die Menschen als potentielle Kunden betrachten, die sich überhaupt mit dem entsprechenden Netz verbinden können. Darüber hinaus schlägt sich eine normierte Technik positiv auf die Kosten von Geräten und Dienstleistungen nieder. Deswegen begrüßten Hersteller und Normierungsorganisationen weltweit die Schaffung eines gemeinsamen Stan- dards.

Die erste Phase von IMT-2000 sah die Vorlage von Entwürfen für den neuen Standard bei der Internationalen Fernmeldeunion vor. Dieser erste Abschnitt gilt als der sensibelste innerhalb des gesamten Entwicklungsweges der neuen einheit- lichen Norm. Die nachfolgenden Phasen sahen zunächst die Ableitung einer ein- heitlichen Spezifikation aus den Entwürfen und danach die Entwicklung von Proto- typen vor.

So legten im Jahr 1998 zwölf internationale Normierungsorganisationen insgesamt fünfzehn Vorschläge der ITU vor. Die Entwürfe, die überwiegend terrestrische, aber auch satellitengestützte Verfahren vorsahen, sind in Tabelle 1 kurz darge- stellt.⁸

Tabelle 1: Entwürfe für die Funktechnik der 3. Generation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Lescuyer, Pierre: UMTS. Grundlagen, Architektur und Standard, Heidelberg 2002, S. 5f.

Nachdem sämtliche Vorschläge einer gründlichen Prüfung durch die Internationale Fernmeldeunion unterzogen wurden, entschied man sich zur Aufnahme von sechs Systemen in die IMT-2000-Familie.

2.1.2 Das 3GPP

Ausgehend von den Rahmenbedingungen der ITU schlossen sich 1998 die ver- schiedenen Standardisierungsorganisationen der Regionen Europa, Japan, China, USA und Korea zum 3rd Generation Partnership Project (3GPP) zusammen und übernehmen seitdem die Standardisierung des UMTS Systems.⁹Jede einzelne regionale Standardisierungsorganisation setzt sich wiederum aus diversen Unter- nehmen zusammen, die an gemeinsamen Standards interessiert sind und solche erarbeiten. Im Unterschied zu den meisten traditionellen Normungsverbänden bie- tet das 3rd Generation Partnership Project allen beteiligten Parteien - unabhängig davon, ob es sich um Hersteller oder Netzbetreiber handelt - ein gleichberechtig- tes Stimmrecht. Darüber hinaus bedarf jede Entscheidung innerhalb einer Ver- handlung der Zustimmung aller Betroffenen.¹⁰

Um neu entwickelte Standards mit vorhandenen Standards abzustimmen und wei- testgehende Kompatibilität gewährleisten zu können, arbeitet das 3GPP mit vielen politischen Gremien zusammen. Hierzu zählen beispielsweise die WTO (World Trade Organisation: Welthandelsorganisation), die Europäische Kommission und regionale Behörden wie die deutsche RegTP (Regulierungsbehörde für Telekom- munikation und Post). Darüber hinaus hält man engen Kontakt mit den Betreuern anderer Standards, die ebenfalls von Systemen der 3. Generation genutzt werden. Beispielhaft sind hier die IETF (Internet Engineering Task Force) und das ATM Forum zu nennen. Dabei übernimmt die IETF die Überwachung und Einführung neuer Standards im Bereich des Internets und das ATM Forum befasst sich mit der Ausweitung der Datenübertragungstechnik ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Mittlerweile werden durch die 3GPP auch die Standards der zweiten Generation des Mobilfunks betreut. Dazu zählen die Standards für GSM (Global System for Mobile Communications), GPRS (General Packet Radio Service) und EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution). Da UMTS abwärtskompatibel zu GSM ist, bietet diese Zusammenführung der Verantwortlichkeiten einen enormen Vorteil für kommende Entwicklungen im UMTS-Bereich. Innerhalb der 3GPP verteilt die Project Coordination Group (PCG) als übergeordnete Instanz die Aufgaben und Ressourcen auf die Technical Specification Groups (TSG). Jede Technical Specification Group besteht aus mehreren Working Groups (WG), die Ergebnisse erarbeiten und als Technical Specification (TS) definieren.

Die Technical Specification Group GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network) ist mit der Pflege und Standardisierung von GSM und EDGE betraut. Für das Funkzugangsnetz und die entsprechenden Funkschnittstellen ist die TSG RAN (Radio Access Networks) verantwortlich. Um realisierbare Dienste und die generelle Systemarchitektur kümmert sich die Gruppe SA (System Aspects). Die vierte Gruppe, die den Namen CT (Core Network & Terminals) erhalten hat, übernimmt die Verantwortung für das Festnetz und erarbeitet dessen Protokolle und definiert die Aufgabenverteilung zwischen den Knoten des Netzes.¹¹

Abbildung 1: Organigramm des 3GPP

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: structure of 3gpp - the Third Generation Partnership Project, Stand: 24.06.2006, URL:

http://www.3gpp.org/tb/home.htm (abgerufen am 02.10.2006).

Abbildung 1 zeigt in einem Organigramm die Struktur des 3GPP.

2.2 Ursprünge von WiMAX

WiMAX ist ein sehr neuer Standard für regionale Funknetze. Dabei steht die Ab- kürzung WiMAX für Worldwide Interoperability for Microwave Access. Dieser Standard hat seine Ursprünge in der Computertechnik - speziell in der Netzwerk- technik.

Bisher wurden Computer per Kabel miteinander vernetzt, um Informationen bzw. Daten miteinander austauschen zu können. Die am weitesten verbreitete Techno- logie ist hierbei das so genannte Ethernet. Ethernet definiert genau die verwende- ten Kabeltypen und Stecker sowie die von den verbundenen Computern benutzten Protokolle. 1980 wurde Ethernet in seiner ersten Version standardisiert, jedoch können die Wurzeln der Computernetze bis in die 50er Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts verfolgt werden. Damals wurde vom US-amerikanischen Militär an der Vernetzung von Computern gearbeitet. Das Verteidigungsministerium hatte in der Zeit des Kalten Krieges die Advanced Research Projects Agency (ARPA) ge- gründet und mit der Entwicklung betraut. Man vernetzte die Computer per Kabel und konnte erstmals Daten von einem Gerät zu einem anderen übertragen.

Da Kabel oft den Aktionsradius einschränken, bei der Überbrückung größerer Strecken relativ teuer sind und auch wertvollen Platz zum Verlegen benötigen, arbeitete man bereits frühzeitig an einer Alternative. Diese sah man in der Verwendung der Funktechnik. So ging 1970 das ALOHAnet in Betrieb, das die Inseln von Hawaii miteinander verband.

Jedoch erst 1999 gelang der drahtlosen Vernetzung der Durchbruch. Damals stellte die Firma Apple einen Laptop vor, der mit der Hardware für den Zugang zu Funknetzwerken ausgerüstet war. Ab diesem Zeitpunkt begann der Siegeszug der drahtlosen Vernetzung und ist bis heute nahezu unaufhaltbar.

Seit langem ist es in der Computerbranche üblich, Standards zu definieren, die faktisch weltweite Gültigkeit besitzen. Eine Vereinigung, die sich mit der Entwick- lung und Definition von Standards auseinandersetzt, ist das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Dieser internationale Berufsverband von Inge- neuren zählt aktuell ca. 365.000 Mitglieder aus über 150 Ländern. Alle Mitglieder sind eng mit den computerbezogenen oder elektrotechnischen Wissenschaften verbunden. Durch dieses vereinte Wissen ist es dem IEEE möglich, weltweit für fast ein Drittel der Literatur und Publikationen über Elektronik, Computertechnik und Telekommunikation verantwortlich zu sein. Darüber hinaus werden regelmä- ßig Konferenzen abgehalten und aktuelle Entwicklungen in digitalen Bibliotheken festgehalten. Derzeit befinden sich beim IEEE ca. 400 Standards in der Entwicklung und etwa 900 besitzen aktuell Gültigkeit.¹²

2.2.1 Entwicklung der Normen für WiMAX

Einer der gültigen Standards des IEEE ist der Standard für das so genannte Wire- less-LAN (WLAN), wobei LAN die Abkürzung für Local Area Network ist. Der erste Entwurf für diese Übertragungsvariante wurde 1997 verabschiedet und hat beim IEEE die Standardisierungsnummer 802.11 erhalten. Im Laufe der Jahre wurde dieser definierte Standard regelmäßig erweitert und angepasst und liegt heute in der Variante 802.11g vor. Da untereinander Kompatibilität gegeben ist, sind die älteren Standards noch immer gültig und können gemeinsam verwendet werden. Die für den Anwender wesentlichste Veränderung betrifft dabei die Steigerung der Übertragungsrate. Während anfangs bis zu 1MBit/s übertragen werden konnte, so liegt die Übertragungsrate derzeit bei bis zu 108MBit/s. Allen Evolutionsstufen des WLAN gemeinsam ist der Anwendungsbereich. Es sollen Computer drahtlos ver- bunden werden, die sich relativ nah beieinander befinden. Deshalb überbrücken auch modernste WLAN-Geräte nicht mehr als eine Entfernung von bis zu 80m in geschlossenen Räumen.

In vielen Fällen dient das WLAN nicht ausschließlich zur Verbindung mehrerer Computer zu einem kleinen privaten oder einem größeren unternehmensinternen Netzwerk. Oft wird über eine WLAN-Verbindung auch der Zugang zum Internet ermöglicht, indem der vorhandene Internet-Anschluß mit einem WLAN-Router und gegebenenfalls mit zusätzlichen Access-Points an die vorgesehen Rechner aufge- teilt wird.

Neue Dienste, die im Internet bereitgestellt werden und die große Zahl mobiler Geräte, die nahezu alle Funktionen eines herkömmlichen stationären Personal Computers bieten, führten in den letzten Jahren dazu, daß die Endanwender jederzeit Zugang zum World Wide Web wünschen. Da WLAN hauptsächlich für die Nutzung im Innenbereich ausgelegt ist, wurde 2004 vom IEEE der Standard für WiMAX festgelegt, das wesentlich größere Areale funkbasiert mit einem Netzwerkbeziehungsweise Internetzugang versehen kann.

2.2.2 Das Komitee 802 und die Standards

Bereits im Februar 1980 fand die erste Sitzung des Local Network Standards Committee bzw. LAN/MAN Standards Committee statt, das Teil des Institute of Electrical and Electronics Engineers ist und innerhalb der Organisation die Nummer 802 erhielt. Seitdem befasst es sich mit Standardisierungen rund um Local/Metropolitan Area Networks. Dabei stehen überwiegend die untersten beiden Schichten des siebenschichtigen OSI-Referenzmodells (Open Systems Interconnection Reference Model) im Vordergrund, das die Kommunikation offener Informationssysteme durch vereinheitlichte Verfahren regelt.

Die bekanntesten Standards, die von den Gruppen des Komitees 802 entwickelt wurden, sind die bereits weiter oben erwähnten Standards für Ethernet nach IEEE 802.3 und für WLAN nach IEEE 802.11.¹³

Die Familie der Standards 802.16 definiert die Kategorie der Funksysteme, die mit jeder Basisstation ein größeres Gebiet abdecken sollen. Man spricht dabei von Metropolitan Area Network oder Municipal Area Network (MAN). Bereits seit 1995 arbeitet das Institute of Electrical and Electronics Engineers an den Standards für MANs.¹⁴Eine der jüngsten Entwicklungen ist dabei der Standard 802.16-2004, der die wesentlichsten Elemente der früheren Standards 802.16a und 802.16d enthält. WiMAX ist die zusammenfassende Bezeichnung für alle Systeme, welche sich an der 802.16-Familie orientieren. Aufgrund der Zugehörigkeit zu den drahtlosen Breitbandnetzen spricht man auch von Wireless MAN. Allerdings wird derzeit über die Zuordnung des Begriffes WiMAX zu einem expliziten Standard der Familie 802.16 nachgedacht, um unscharfen Begriffsdefinitionen und Problemen vorzu- beugen.

Zur Vermeidung von Inkompatibilitäten und der Bildung heterogener Systeme ha- ben sich Mitte 2001 diverse Hersteller von Funksystemen, Dienstleister und ande- re Beteiligte zum WiMAX-Forum zusammengeschlossen. Die Organisation beab- sichtigt die Zertifizierung der Kompatibilität neuer Geräte aus dem Bereich des drahtlosen Breitbandzugangs zu den vom Institute of Electrical and Electronics Engineers definierten Spezifikationen.¹⁵

3 Technische Grundlagen von WiMAX und UMTS

Im folgenden Teil sollen die verwendeten Techniken und die Funktionsweise von WiMAX und UMTS dargestellt werden. Hierbei werden besondere technische Details unbeachtet gelassen und es wird lediglich auf wesentliche Eckdaten und den grundlegenden technischen Aufbau der Netze eingegangen.

3.1 Konzept von UMTS

UMTS ist einer der Standards der dritten Generation des Mobilfunks. Deshalb muß auch UMTS die Anforderungen des IMT-2000-Spezifikationspools erfüllen. Wie bereits weiter oben erwähnt, gehören hierzu unter anderem hohe Übertra- gungsraten sowie die leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragung.

Um dies zu realisieren, war die Entwicklung einer neuen Infrastruktur notwendig. So wurde der Funknetzteil von UMTS gegenüber den Systemen der zweiten Generation komplett überarbeitet.

Zusätzlich zum Funknetzteil besitzt UMTS - genau wie Systeme der zweiten Mo- bilfunkgeneration - einen Festnetzteil. Dieser Festnetzteil, der als Core Network (CN) bezeichnet wird, unterscheidet sich nur marginal von dem Festnetzteil, der beispielsweise in GSM-Netzen zum Einsatz kommt. Abbildung 2 gibt einen guten Überblick über die Komponenten des UMTS-Netzes.

Abbildung 2: Funkzugangsnetz UTRAN

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Banet, Franz- Josef / Gärtner, Anke / Teßmar, Gerhard: UMTS. Netztechnik, Dienstarchitektur, Evo- lution, Bonn 2004, S. 59.

Abbildung 2 zeigt das Core Network (CN) und den Funknetzteil, der als UTRAN bezeichnet wird. UTRAN ist die Abkürzung für UMTS Terrestrial Radio Access Network. Meist wird es kurz RAN (Radio Access Network) genannt. Die Endgeräte der Nutzer tragen die Bezeichnung User Equipment (UE). Die Verbindung vom Endgerät zum Netz wird per Funk über einen nahegelegenen Funkmast - einem Node B - aufgebaut. Dieser wird über die Schnittstelle Iub an einen Radio Net- work Controller gekoppelt, der seinerseits die Verbindung zum Core Network und zu anderen Radio Network Controllern bereitstellt. Die Gesamtheit aus einem Ra- dio Network Controller (RNC) und den dazugehören Node B-Funkmasten wird zusammenfassend Radio Network Subsystem (RNS) genannt. Im Folgenden soll auf die einzelnen Komponenten des Netzwerkes etwas genauer eingegangen werden.

[...]

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¹Vgl.: Sauter, Martin: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme.Von UMTS, GSM und GPRS zu Wire- less Lan und Bluetooth Piconetzen, Wiesbaden 2004, S. 1.

²Vgl.: Althoff, Marc Peter / Seidenberg, Peter / Walke, Berhard: UMTS - Ein Kurs. Universal Mobile Tele- communication System, 2. Aufl., Karlsruhe 2002, S. 30.

³Vgl.: Althoff, Marc Peter / Seidenberg, Peter / Walke, Berhard: UMTS - Ein Kurs. Universal Mobile Tele- communication System, 2. Aufl., Karlsruhe 2002, S. 31.

⁴Vgl.: Althoff / Seidenberg / Walke: UMTS - Ein Kurs, S. 31f.

⁵Vgl.: Lescuyer, Pierre: UMTS. Grundlagen, Architektur und Standard, Heidelberg 2002, S. 4ff.

⁶Vgl.: Althoff, Marc Peter / Seidenberg, Peter / Walke, Berhard: UMTS - Ein Kurs. Universal Mobile Tele- communication System, 2. Aufl., Karlsruhe 2002, S. 34f.

⁷Vgl.: Althoff / Seidenberg / Walke: UMTS - Ein Kurs, S. 33.

⁸Vgl.: Lescuyer, Pierre: UMTS. Grundlagen, Architektur und Standard, Heidelberg 2002, S. 5.

⁹Vgl.: Althoff, Marc Peter / Seidenberg, Peter / Walke, Berhard: UMTS - Ein Kurs. Universal Mobile Tele- communication System, 2. Aufl., Karlsruhe 2002, S. 38.

¹⁰Vgl.: Lescuyer, Pierre: UMTS. Grundlagen, Architektur und Standard, Heidelberg 2002, S. 8.

¹¹Vgl.: Althoff, Marc Peter / Seidenberg, Peter / Walke, Berhard: UMTS - Ein Kurs. Universal Mobile Tele- communication System, 2. Aufl., Karlsruhe 2002, S. 39.

¹²Vgl.: IEEE Today, Stand: keine Angabe, URL: http://www.ieee.org/web/aboutus/today/index.html (abgerufen am 02.10.2006).

¹³ Vgl.: Get IEEE 802 Portfolio of IEEE Standards, Stand: 17.03.2006, URL: http://standards.ieee.org/getieee802/portfolio.html (abgerufen am 02.10.2006).

¹⁴ Vgl.: IEEE 802.1: 802 - Overview & Architecture, Stand: 21.09.2006, URL: http://www.ieee802.org/1/pages/802.html (abgerufen am 02.10.2006).

¹⁵Vgl: Reynolds, Taylor: The Implications of WiMAX for Competition and Regulation. Report presented to the Working Party on Telecommunication and Information Services Policies in June 2005 and was de- classified by the Committee for Information, Computer and Communications Policy in October 2005, www.oecd.org/dataoecd/32/7/36218739.pdf, S. 7.