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Smartphones, Tablets und Co. sind zum Universalwerkzeug des Lebens in der Informationsgesellschaft geworden. Zur längst selbstverständlichen mobilen Telefonie haben sich viele Funktionen gesellt, für die wir unsere Handys verwenden. E-Mails, Messaging, Kalender und Organisation des privaten wie beruflichen Alltags sind ohne die digitalen Alleskönner fast undenkbar. Fotos aus allen Lebenslagen sind die digitale Währung sozialer Netzwerke. Manche Adresse würden wir ohne Smartphone nur mit Mühe finden – und manch lange Autofahrt würde ohne YouTube für die Jüngsten auf den Rücksitzen eine kleine Ewigkeit dauern. Um dies nutzen zu können, muss jedoch ein funktionierendes Mobilfunknetz zur Verfügung stehen.
T-Mobile versorgt rund 99 Prozent der österreichischen Bevölkerung mit Sprachtelefonie, 94 Prozent aller Österreicherinnen und Österreicher mit mobilem Breitband und per Ende 2014 rund 60 Prozent der heimischen Bevölkerung mit LTE. Um ein Mobilfunknetz jedoch funktionstüchtig zu halten und mit dem wachsenden Datenverbrauchshunger Schritt halten zu können, müssen laufend Investitionen getätigt werden. Dies bedeutet, dass Basisstationen um- oder aufgerüstet oder neu errichtet werden müssen sowie die Infrastruktur für neue Technologien geschaffen werden muss. T-Mobile investiert daher jährlich mehr als 100 Millionen Euro in ihr Netz.

Frequenzversteigerung
Zusätzlich zu den laufenden Investitionen hat T-Mobile im Zuge der Frequenzversteigerung im Oktober 2013 neun Frequenzpakete in den Bereichen 800, 900 und 1800 Megahertz zum Preis von insgesamt 654,5 Millionen Euro ersteigert. Zusammen mit vorhandenen Frequenzen im Bereich von 2100 und 2600 Megahertz kann der flächendeckende Ausbau der vierten Generation des Mobilfunks, LTE, weiter vorangetrieben werden. Die Kombination von niederen und höheren Frequenzen ermöglicht einerseits eine optimale Indoor-Versorgung in Ballungsräumen sowie eine hohe Flächenabdeckung in ländlichen Regionen.
Die Antwort auf die steigenden Datenmengen ist LTE, der neue Mobilfunkstandard Long Term Evolution. Neben den höheren Geschwindigkeiten ist LTE für die Übermittlung größerer Datenmengen unumgänglich. Von 2009 bis Ende 2013 hat sich der Datenverkehr im 3G-Netz von T-Mobile um fast 1.000 Prozent gesteigert. Alleine 2013 wurden rund 22.738 Terabyte übermittelt, obwohl Anwendungen mit großen Datenmengen wie zum Beispiel Streaming von HD-Filmen erst am Anfang stehen. Nur durch LTE wird es möglich sein, dass die österreichischen Netze so große Datenmengen bewältigen können.

In der Praxis hat LTE entscheidende Vorteile:
  • schnelleres Surfen mit bis zu 150 Megabit pro Sekunde,
  • raschere Übertragung von E-Mails mit großen Dateianhängen,
  • schnelleres Downloaden von Musik (ein Song in nur zwei Sekunden) oder HD-Filmen (je nach Film in weniger als 30 Minuten),
  • Videostreaming in HD sowie
  • Web-Videokonferenzen und andere Multimedia-Anwendungen wie Online-Gaming mit Reaktionszeiten von zehn bis 20 Millisekunden.

Der LTE-Ausbau wurde bereits 2010 auf der Frequenz 2,6 Gigahertz begonnen und T-Mobile versorgt per Ende 2014 in Wien, den Landeshauptstädten und einigen weiteren Städten rund 60 Prozent der Bevölkerung mit Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 150 Megabit pro Sekunde. T-Mobile hat bereits erfolgreiche Live-Versuche unternommen, bei denen diese Geschwindigkeit bereits verdoppelt wurde. Bis Ende 2015 wird die LTE-Versorgung bei etwa drei Viertel aller Österreicherinnen und Österreicher liegen. Das Ziel ist es, bis Ende 2016 95 Prozent der Österreicherinnen und Österreicher zu erreichen.
Am Beispiel LTE wird auch sichtbar, wie lange eine Technologie bis zur Marktreife benötigt. Im August 2009 hat T-Mobile den weltweit ersten Test für mobile Multiuser-Breitbanddienste in einem Next Generation Mobile Network (NGMN) entwickelt. Das Testnetz in Innsbruck wurde unter realen Bedingungen auf Basis des existierenden 3G-Rasters implementiert.

Das in Kooperation mit dem Telekommunikationsausrüster Huawei durchgeführte Projekt war mit 60 Funkzellen, die ab Anfang Juli 2009 in Betrieb waren, das größte Testnetz Europas. Mit diesem Testnetz sollten in erster Linie auf Kundenerfahrungen basierende Erkenntnisse gesammelt und die entsprechende Technologie erprobt und überprüft werden. T-Mobile konzentrierte sich insbesondere auf die Aspekte Qualität, Stabilität und Zuverlässigkeit – und dies in den verschiedenen Umgebungen wie beispielsweise im Stadtzentrum oder im Straßennetz in und um Innsbruck. Im Rahmen dieses Vorzeigeprojekts wurde eine völlig neue Generation mobiler Netze implementiert.

Partnerschaft mit dem Österreichischen Weltraum Forum
Im April 2011 folgte eine Partnerschaft mit dem Österreichischen Weltraum Forum (ÖWF). Eine Mars-Expedition wurde via LTE in der spanischen Wüste simuliert und über LTE-Datensticks in das Kontrollzentrum des ÖWF in Innsbruck übermittelt. Auch 2013 war T-Mobile Partner des ÖWF und ermöglichte, per LTE große Datenmengen für die Mission zur Verfügung zu stellen.

Studenten als erste Tester
Die ersten Privatkunden, die mit T-Mobile-LTE-Sticks ausgestattet wurden, waren fünf Innsbrucker Studentinnen und Studenten. Ihre WG setzte sich in einem Facebook-Bewerbungsverfahren gegen ihre Mitbewerber durch und berichtete sechs Wochen lang via Facebook und YouTube über ihre Erfahrungen mit der neuen Mobilfunkgeneration. Sie wurden von T-Mobile mit High-End-Laptops und LTE-Datensticks ausgestattet. Gleich beim ersten Speed-Test erzielte die WG mit 86 Megabits pro Sekunde eine Geschwindigkeit, die rund zehnmal so hoch war wie jene mit ihrem bisherigen Festnetzanschluss.

LTE ist damit einerseits ein ernst zu nehmender Festnetzersatz und ermöglicht andererseits als Mobilfunktechnologie auch unterwegs echtes Breitbandinternet. Im Juli 2012 wurde dann der erste LTE-Tarif Österreichs für alle Österreicherinnen und Österreicher verfügbar.

4G WG
Im August 2014 wurde weltweit zum ersten Mal die nächste und schnellere Stufe von LTE live vorgeführt. T-Mobile konnte durch eine neue Mehrantennentechnik, im Technikjargon "Higher Order MIMO" (einschließlich Transmission Mode 9) die derzeitige LTE-Übertragungsrate von maximal 150 Mbit/s auf 290 Mbit/s fast verdoppelt.

Konsumenten dürfen sich in Zukunft auf eine wesentlich schnellere und verlässlichere Nutzung des Internets freuen. Durch die Weiterentwicklung wird die unbedingt notwendige zusätzliche Kapazität für den exponentiell gestiegenen Datenverbrauch geschaffen. Im Dezember 2012 wurde eine andere Form von LTE Advanced, Carrier Aggregation, erprobt. Beim Test im T-Center in Wien wurden im Testnetz durch die Zusammenlegung der Frequenzen im 1800Mhz- und 2,6Ghz-Band 289 Mbit/s erreicht. In Zukunft sollen durch "Carrier Aggregation" und "Higher Order MIMO" Übertragungsgeschwindigkeiten von rund 600 Mbit/s möglich werden.


Weltpremiere: Mit "Higher Order MIMO" 290 Mbit/s im Live-Netz von T-Mobile erreicht

Auch das beste Netz braucht Strom, jährlich etwa so viel Energie wie eine Kleinstadt mit 25.000 Einwohnern. Ungefähr 85 Prozent des Energiebedarfs von T-Mobile Austria fließen in die Netzinfrastruktur. Der Rest wird für die Strom- und Wärmeversorgung des T-Centers, der T-Mobile Shops sowie in den Regionalzentren gebraucht.

Moderne und Strom sparende Netzwerktechnik
Der größte Hebel zum Energiesparen liegt demnach im Einsatz moderner und Strom sparender Netzwerktechnik. Die erfolgte Netzmodernisierung im 2G- und 3G-Bereich im Jahr 2012 führte nicht nur zu wesentlich schnelleren Datenraten und hoher Sprachqualität, sondern reduzierte auch den Energiebedarf. Durch die Umrüstung von rund 1.000 Sendeanlagen mit energieeffizienter Klimatechnik ging der Stromverbrauch ebenfalls deutlich zurück. Viele Anlagen werden zudem mit „Free Cooling“ klimatisiert: Dabei wird anstelle von Klimaanlagen einfach kältere Außenluft verwendet.

Steigende Datenvolumen, sinkender Stromverbrauch
Der Effekt dieser Maßnahmen ist beeindruckend. Obwohl sich in den vergangenen drei Jahren die Datenvolumen im Netz von T-Mobile mehr als verdreifacht haben, konnte der Stromverbrauch insgesamt gesenkt werden. Auf die Stückleistung bezogen wurde der Energieverbrauch nachhaltig reduziert: 2012 wurde für jedes beförderte Gigabyte fast nur noch ein Drittel des Stroms von 2010 benötigt. Mit anderen Worten: Die Übertragung wird immer energieeffizienter. Und in Zukunft wird sich dieser Effekt mit dem Ausbau des superschnellen LTE-Netzes noch beschleunigen.

T-Mobile betreibt CO2-neutrales Netz
Seit Anfang 2015 betreibt T-Mobile Austria sein Netz CO2-neutral. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch die Nutzung regenerativer Energie.

Um ihr gesamtes Netz ab 2015 CO2-neutral betreiben zu können, kauft T-Mobile CO2-freien Strom ein. Zusätzlich reduziert T-Mobile in enger Abstimmung mit Zulieferern und Herstellern den Energiebedarf der Netztechnik. Eine wichtige Rolle spielt in diesem Zusammenhang das Forschungsprojekt „Ökologische Mobilfunkstation“.

Im Lauf des Jahres 2015 plant T-Mobile zudem den Einsatz thermischer Kühlung – die Abwärme der Anlagen wird dann gleich für deren Kühlung genutzt. Schon bald will T-Mobile weitere Mobilfunkstandorte mit regenerativer Energie zu versorgen. Erkenntnisse aus dem Projekt sollen hierfür bereits zum Tragen kommen. Für die Zukunft sind außerdem noch weitere regenerative Energiequellen wie zum Beispiel Windkraft angedacht.
Mobilfunk-Sendestationen werden an exponierten Orten errichtet: auf hohen Masten, Hausdächern oder Hügelkuppen. Was liegt also näher, als die Kraft von Wind und Sonne an diesen Orten zu nutzen, anstatt Strom über Hunderte Kilometer herzuleiten?

Genau diesen Gedanken verfolgt das Forschungsprojekt „Ökologische Mobilfunkstation“. In einem Pilotprojekt soll eine marktreife Lösung für den Einsatz regenerativer Energie an Mobilfunkstationen erforscht werden. Im Herbst 2013 wurden dazu zwei bestehende Anlagen im Burgenland mit einer Fotovoltaik-Anlage bzw. einer Kombination aus Kleinwindrad und Fotovoltaik bestückt. Das vom Klima- und Energiefonds geförderte Projekt wird gemeinsam mit der Universität Wien, der Fachhochschule Joanneum, der Forschungseinrichtung 4ward Energy und der Firma Schneemann realisiert. Weitere Informationen im 0676-Blog.

Bereits heute setzen mehrere T-Mobile-Basisstationen auf erneuerbare Energie, um „unplugged“ – ohne Stromnetz – funktionieren zu können. Die Anlage am Lawinenstein im Salzkammergut verfügt seit 2001 über eine autarke Stromversorgung mittels Fotovoltaik. Auch auf dem T-Center in Wien gibt es Solarstrom: Im August 2013 ging eine Fotovoltaik-Anlage am Dach des Gebäudes in Betrieb.

Hinter einem Mobilfunknetz steht eine komplexe Infrastruktur, die aus unterschiedlichen Teilen besteht. Hier erfahren Sie, wie ein Mobilfunknetz aufgebaut ist und welche Komponenten für Telefonieren und Surfen unterwegs notwendig sind.

Faszination Mobilfunk

Aufbau einer Verbindung
Stellen Sie sich folgende Alltagssituation vor: Sie sind unterwegs und wollen Ihre Familie anrufen. Sie wählen die entsprechende Telefonnummer. Was passiert?
Das Handy überträgt die Nummer über Funkwellen zur nächstgelegenen Basisstation. Die Empfangsantennen der Station nehmen die Signale auf und geben sie über das Festnetz an Vermittlungszentralen weiter, die das Gespräch bis zum gewünschten Teilnehmer liefern. Ist dieser ein Handynutzer, wird das Gespräch zu derjenigen Basisstation vermittelt, in deren Bereich sich der gewünschte Gesprächspartner aufhält. Diese Basisstation kontaktiert dann das Mobiltelefon des Angerufenen und stellt das Gespräch her. Jetzt können sie sprechen.

Basisstationen senden Funksignale
Damit Sie von jedem Ort aus anrufen können und dabei auch jeden gewünschten Ort erreichen, braucht der Mobilfunk eine Vielzahl von Basisstationen. Jede dieser Stationen versorgt nur ein eng begrenztes Gebiet, die sogenannte Funkzelle. Ihr Durchmesser liegt in Städten bei etwa 200 Metern aufwärts und auf dem Land bei bis zu einigen Kilometern. Beim Wechsel von einer Funkzelle zur anderen – etwa während einer Autofahrt – wird die Verbindung automatisch und ohne Unterbrechung an die nächste Funkzelle weitergegeben. Mobilfunkstationen müssen aufgrund der niedrigen Sendeleistung dort stehen, wo sich die Nutzer befinden und Gesprächskapazitäten benötigen. Da die meisten Menschen innerhalb von Städten und Gemeinden telefonieren, ist gerade in Wohngebieten eine große Zahl von Basisstationen errichtet worden. Auf diese Weise wird bei günstigen Sende- und Empfangsbedingungen die Leistungsabgabe von Handys und Basisstationen – und damit auch die Stärke der elektromagnetischen Felder – auf ein Minimum reduziert.
Ein Senderkataster aller öffentlichen Mobilfunk-, Fernseh- und Rundfunkanlagen Österreichs wurde in einer freiwilligen Initiative der Netzbetreiber durch das Forum Mobilkommunikation (FMK) in Abstimmung mit dem Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) eingerichtet und ist unter www.senderkataster.at abrufbar. Der Senderkataster gibt Auskunft, wo die verschiedenen Sendeanlagen in Österreich platziert sind.

In Österreich wird das Mobilfunknetz sowohl mit GSM (Global System for Mobile Communication) als auch mit UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) und LTE (Long Term Evolution) betrieben. Bei GSM werden die Frequenzbereiche 900 Megahertz und 1.800 Megahertz, bei UMTS der Frequenzbereich 2.100 Megahertz verwendet. Die neue Mobilfunkgeneration LTE verwendet derzeit Frequenzen von 800,1800 und 2.600 Megahertz. Ein wichtiger Unterschied zwischen den Systemen liegt in der Art und Weise, wie Informationen zwischen Handy und Basisstation übertragen werden, der genutzten Bandbreite und der Geschwindigkeit.

  • GSM sendet die Sprach- und Dateninformationen zeitversetzt. Die übertragene Botschaft erreicht ihren Empfänger gewissermaßen stückweise: Es wird ein Datenpaket zu einem bestimmten Zeitpunkt verschickt. Danach entsteht eine Pause, in der zunächst andere Handys bedient werden.
  • UMTS arbeitet etwas anders. Hier senden alle Nutzer zur gleichen Zeit kontinuierlich auf demselben Frequenzband. Dabei werden die Informationen mit einem speziellen Code versehen, den nur der Empfänger entschlüsseln kann. Dieses Verfahren nennt man CDMA (Code Division Multiple Access).

Diese Technik kann man sich mithilfe des folgenden Beispiels verdeutlichen: Stellen Sie sich vor, Sie besuchen mit Ihrer Partnerin oder Ihrem Partner eine Party. Außer Ihnen sind noch viele andere Paare da. Jedes Paar spricht eine andere Sprache, und alle reden durcheinander. Um sich nun in dieser geräuschvollen Umgebung mit Ihrer Partnerin oder Ihrem Partner zu unterhalten, können Sie vorgehen wie bei GSM: Sie fordern alle Anwesenden auf, statt gleichzeitig nur nacheinander – also in „Zeitschlitzen“ – zu reden. Damit könnten Sie Ihre Partnerin oder Ihren Partner nun zwar gut verstehen, aber Sie würden sie oder ihn nur selten zu hören bekommen, da sie oder er sich mit den anderen abwechseln müsste – die Datenübertragungsrate wäre gering.

Gehen Sie dagegen vor wie bei UMTS, können alle gleichzeitig reden. Sie machen sich dabei die Tatsache zunutze, dass sich jedes Paar – Sender und Empfänger – in einer eigenen Sprache verständigt. Auf diese Weise hört jede Partnerin oder jeder Partner die Sprache – technisch: den Code – des jeweils anderen aus dem Stimmengewirr heraus und die Verständigung klappt, solange alle gleich leise sprechen. Beginnt eine Teilnehmerin oder ein Teilnehmer lauter zu reden, kippt das System. Daher arbeitet UMTS auch mit geringeren Sendeleistungen als GSM.

Gegenüber den starren Zeitschlitzen des GSM-Standards kann man so die vorhandenen Frequenzen wesentlich wirtschaftlicher nutzen. Einfache Telefongespräche, die eine geringe Bandbreite beanspruchen, lassen Platz für gleichzeitige Übertragungen mit hoher Bandbreite, zum Beispiel für eine Bildübertragung. Für einen UMTS-Kunden ergeben sich dadurch nicht nur hohe Datengeschwindigkeiten, er kann sogar mehrere Dienste gleichzeitig nutzen, etwa Telefonieren, E-Mails abrufen und im Internet surfen.

Nach UMTS kommt HSDPA
Eine Weiterentwicklung der Mobilfunktechnik UMTS ist HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), das eine noch höhere Geschwindigkeit bei der Übertragung der Daten ermöglicht. Trotz der höheren Übertragungsraten, die durch UMTS möglich werden, müssen die Sendeleistungen von UMTS-Sendern nicht im gleichen Maße steigen. Anders ausgedrückt: Diese Weiterentwicklung der Mobilfunktechnik ermöglicht es, bei gleicher oder sogar geringerer Sendeleistung immer höhere Datenmengen zu übertragen.
LTE (Long Term Evolution) ist die neue Generation des Mobilfunks, die Neuentwicklungen und Elemente aus GSM und UMTS in sich vereint. Daraus resultiert eine noch effizientere Nutzung des Trägermediums Luft für die Datenübertragung, die mit wesentlich höherer Bandbreite als bisher operiert und eine Datenübertragungsrate von bis zu 150 Megabits pro Sekunde im Downlink) und 50 Megabits pro Sekunde im Uplink leisten kann. Dies sind wichtige Voraussetzungen für die Abwicklung des kontinuierlich steigenden Datenverkehrs, der sich seit der Verfügbarkeit des mobilen Internets von Jahr zu Jahr mehr als verdoppelt.