Wie funktioniert der Übertragungsweg beim Mobilfunk?

Auf den ersten Blick scheint der Übertragungsweg beim mobilen Telefonieren unkompliziert zu sein: Die digitalen Funksignale werden von einem Handy zum anderen bzw. vom Handy zum Festnetztelefon gesendet. In der Praxis allerdings durchlaufen die Gespräche und Daten eine Reihe von Zwischenstationen, bevor sie beim Empfänger ankommen. Der Übertragungsweg beim Mobilfunk startet mit der Strecke vom Mobiltelefon zur Mobilfunksendeanlage derjenigen Funkzelle, in der sich der jeweilige Handynutzer befindet. Von dort müssen die Informationen – zum Teil über große Entfernungen – zu derjenigen Mobilfunkzelle weitergeleitet werden, in der sich der Empfänger aufhält. Dies erfolgt über Funkvermittlungsstellen.

Funkvermittlungsstellen

Die Mobilfunkbasisstation nimmt das Funksignal eines Handys und damit die zu übermittelnde Information über ihre Empfangsantenne auf. Dann gibt sie diese über Kabelverbindungen oder über Richtfunk an die Funkvermittlungsstelle, das Mobile Service Center, weiter. Hier werden die Gespräche vermittelt und der gesamte Gesprächsablauf vom Anruf bis zum Gesprächsende gesteuert. Auch Dienste wie Rufweiterleitung, Anklopfen oder Mehrfachgespräche führt das Mobile Service Center aus. Dazu gehört auch das Erfassen der Rechnungsdaten.

Bei der Funkvermittlungsstelle wird das Gespräch entweder an das Festnetz oder an eine andere Funkvermittlungsstelle übergeben, die das Gespräch an die nächstgelegene Basisstation weiterleitet. Von dort erreicht es das Empfänger-Handy.

Der Übertragungsweg beim Mobilfunk

Richtfunkstrecken

Die Datenübertragung zwischen den Basisstationen und den Funkvermittlungsstellen erfolgt entweder über Kabelverbindungen oder über Richtfunkstrecken. Mithilfe des Richtfunks können Signale im Gigahertz-Bereich gesendet und empfangen werden. Das geschieht mit kreisförmigen Parabolantennen: schüsselähnlich aufgebauten Richtantennen, die einen parabolförmigen Reflektor haben und die elektromagnetische Felder bündeln, erfassen und weiterleiten. Gesendet wird im Mikrowellenbereich zwischen 2 Gigahertz und 60 Gigahertz, wobei die maximale Reichweite mit zunehmender Sendefrequenz abnimmt. Bei 2 Gigahertz beträgt sie zwischen 40 und 100 Kilometern, bei 10 Gigahertz maximal 30 Kilometer.

Da bei Richtfunkstrecken immer eine direkte Sichtverbindung erforderlich ist, werden die Daten oft über sogenannte Richtfunkrelais weitergeleitet (Definition: IT-Wissen), die häufig gemeinsam mit Basisstationen auf einem Dach montiert sind. Sie empfangen und verstärken die Funksignale und senden sie dann weiter zum nächsten Relais. Hierbei sind die maximalen Entfernungen frequenzabhängig. Bei Frequenzen von 2 Gigahertz können sie zwischen 40 Kilometern und 100 Kilometern liegen. Bei höheren Frequenzen verringert sich die Reichweite und beträgt bei 10 Gigahertz maximal 30 Kilometer.

Handover

Bei der Handynutzung wird der mobile Übertragungsweg dynamisch angepasst. Das bedeutet: Die Strecke der Informationsübermittlung verändert sich je nach Standort von Sender und Empfänger. Wechselt ein Mobilfunkteilnehmer während eines Gesprächs die Funkzelle, schaltet das System automatisch auf die angrenzende Funkzelle um (Handover) und beendet die Verbindung zur alten Zelle, ohne dass der Handynutzer etwas davon bemerkt.

Um zu entscheiden, wann die Weitergabe einer Verbindung erforderlich ist, wird die Übertragungsqualität gemessen. Der Zellenwechsel wird dann eingeleitet, wenn ein bestimmter Schwellenwert unterschritten ist bzw. ein Wechsel der Funkzelle eine Verbesserung der Übertragungsqualität bedeutet.

Stand: Januar 2015