Wie funktioniert Mobilfunk?

Wer ein Handy nutzt, möchte möglichst an jedem Ort erreichbar sein. Doch längst steht für viele das Telefonieren nicht mehr im Vordergrund: Mit Smartphones und Tablet-PCs werden Anwendungen wie Videotelefonie, Surfen im Internet sowie das Teilen und Herunterladen von Fotos, Musik und Videos immer beliebter. Diese Dienste erfordern leistungsfähige Mobilfunknetze. Auch in Zukunft wird der Netzausbau daher fortgesetzt, um zusätzliche Kapazitäten zu schaffen. 

Die Netze - von GSM zu LTE

Um die Mobilfunktechnologie nutzen zu können, bedarf es einer umfassenden technischen Infrastruktur. Diese wird von den Mobilfunknetzbetreibern bereitgestellt: In Deutschland unterhalten vier Betreiber jeweils eigene GSM- , UMTS- und LTE-Netze.

Bei GSM und UMTS handelt es sich um Mobilfunkstandards, die  in über 232 Ländern und Regionen der Welt verwendet werden. Weltweit gibt es mehr als fünf Milliarden Menschen, die eine dieser Mobilfunktechniken nutzen. Der 2010 eingeführte Standard LTE ist die erste Mobilfunktechnik, die weltweit einheitliche Standards nutzt. Bei GSM und UMTS herrschen in Amerika, Europa und Asien Unterschiede.

Funkzellen und Sendeanlagen

Das Erfolgsgeheimnis des modernen Mobilfunks ist seine ausgeklügelte Technologie. Sie gewährleistet eine hohe Übertragungsqualität bei flächendeckend guter Erreichbarkeit. Dies wird durch den zellularen Aufbau der Mobilfunknetze möglich. Sie bestehen aus zahlreichen nebeneinanderliegenden, wabenartig vernetzten Funkzellen. Jede Funkzelle verfügt über eine Sende- und Empfangsstation, die sogenannte Mobilfunkbasisstation.

Antennenmasten einer Mobilfunkbasisstation

Die ortsunabhängige Erreichbarkeit per Mobiltelefon beruht auf dem Prinzip, dass ein Gespräch immer zwischen einem Handy und einer nahegelegenen Mobilfunksendeanlage des Netzbetreibers aufgebaut wird.

Die Basisstation versorgt eine räumlich begrenzte Funkzelle mit Empfang und gleichzeitig registriert sie, welche Handys des eigenen Netzes in ihrem Versorgungsbereich eingeschaltet sind. Anhand dieser Information kann jedes Handy vollautomatisch überall auf der Welt innerhalb von Sekunden gefunden und angerufen werden.

Funkwellen

Die physikalische Voraussetzung für das mobile Telefonieren sind hochfrequente elektromagnetische Funkwellen. Sie dienen gewissermaßen als Transportmedium, weil sie die Informationen mit Lichtgeschwindigkeit vom Handy zur nächstgelegenen Basisstation befördern  können. Dazu werden Sprache und Daten digitalisiert, in kleine Einheiten zerlegt und dann in Funkwellen umgewandelt.

Übertragungsweg

Die Mobilfunkbasisstation empfängt die Funksignale eines Handys und leitet sie über Kabel- oder Funkverbindungen an eine entfernte Vermittlungsstelle des Netzbetreibers weiter. Von dort werden die Gespräche zum Empfänger weitergeleitet und die Verbindungsabläufe gesteuert.

Stand: September 2014