Mobiltelefon

Handy Siemens SX1

Ein Mobiltelefon (auch Handy, Funktelefon, im US-amerikanischen Englisch cell phone, in England mobile phone) ist ein tragbares Telefon, das über Funk mit dem Telefonnetz kommuniziert und daher ortsunabhängig eingesetzt werden kann. Für die Inbetriebnahme eines Mobiltelefons ist eine SIM-Karte notwendig, d.h. eine Chipkarte zur Identifizierung des Mobilfunkteilnehmers, auf der Teilnehmerdaten wie Rufnummer, PIN und PUK gespeichert sind und über die auch die Gebührenabrechnung gesteuert wird. Das Gerät ist entweder als fest in einem Fahrzeug installiertes Autotelefon oder als tragbares, mit Akkumulator ausgerüstetes Handgerät (Handy) ausgeführt.

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1 Mobilfunknetz

Mobiltelefone von Siemens

Charakteristisch für alle heutigen Mobilfunksysteme ist, dass es viele ortsfeste Funkstellen (base stations) gibt, die sich wiederum mit Funkvermittlungsstellen verbinden, die in das Festnetz einbezogen sind. Während der GSM-Standard im europäischen 900-MHz-Bereich für die Mitgliedsstaaten der EU bisher verpflichtend war, wurde er auch unter der Bezeichnung Digital Communication System (DCS 1800) im Bereich 1710-1880 MHz lizensiert, in Deutschland z. B. als E-Plus- und E2-Netz. In den deutschen Mobilfunknetzen verzeichnete die Bundesnetzagentur 2006 rund 82 Mio. Teilnehmer bzw. Vertragsverhältnisse. Neben den öffentlichen Mobilfunkdiensten gibt es noch die privaten Funknetze beschränkter Reichweite des Betriebs-Sprechfunks (z. B. Taxen, Industrie, Handel) und die Funknetze der für die Sicherheit zuständigen Behörden und Organisationen (z. B. Polizei, Feuerwehr, Krankenhaus). Um die knappen Funkfrequenzen besser auszunutzen, wurden Funknetze entwickelt, die von mehreren Teilnehmern benutzt werden können (Bündelfunk). Als Vorläufer eines 4G-Standards (vierte Generation) wird der LTE-Standard (Long Term Evolution) seit 2010 eingesetzt, am 30. August 2010 hat die Deutsche Telekom den ersten LTE-Sendemast in Betrieb genommen. 5G, die fünfte Generation des Mobilfunks, wird seit 2019 verbreitet und soll hauptsächlich in großen Städten mit vielen Nutzer Verwendung finden.

2 Geschichte

Die Entwicklung des Mobilfunks begann 1926 mit einem Telefondienst in Zügen der Deutschen Reichsbahn und Reichspost auf der Strecke zwischen Hamburg und Berlin. Dieser Telefondienst wurde nur den Reisenden der 1. Klasse angeboten, doch bereits 1918, rund fünf Jahre nach der Erfindung des Meißnerischen Röhrensenders, führte die Deutsche Reichsbahn im Raum Berlin Versuche mit Funktelefonen durch, diese wurden in Form eines Zugtelefons 1918 auf der Strecke Berlin - Zossen erstmalig getestet und kam dann am 7. Januar 1926 auf der Strecke Berlin - Hamburg bei der Deutschen Reichsbahn erstmals zum öffentlichen Einsatz. Natürlich waren die Sprechstellen noch keine direkten Mobilfunkgeräte wie wir sie heute kennen! Es handelte sich hierbei eher um eine Fernsprechstelle, also einem normalen Fernsprechapparat. Die Signale des Fernsprechers wurden über Kabel auf das Dach weitergeleitet, wo sich entlang des Daches Drähte spannten. Diese Antennen leiteten dann die Signale an die Telegraphenleitungen neben den Gleisen weiter. Sogenannte Zugvermittlungsstellen leiteten die Verbindungen an das Festnetz weiter. Weitere Forschungen und Entwicklungen im Mittel- und Kurzwellenbereich wurden dann in den 30er- und 40er-Jahren durchgeführt. Aber erst in den 50ern wurde dann die Entwicklung des UKW-Funks so weit getrieben, das dieses Band für Funkzwecke Einsatz fand. Nach und nach wurden in einigen Teilen Deutschlands lokale Netze aufgebaut. Diese wurden noch nicht für zivile Zwecke, sondern vorwiegend für Rettungsdienste, Polizei und Militär genutzt. Aber schon 1958 wurde das erste öffentliche Mobiltelefonnetz in Deutschland eingeführt. Das A-Netz der Bundespost war aus der Taufe gehoben und damit das damals größte flächendeckende öffentliche Mobilfunknetz der Welt! Einer der ersten Nutzer war übrigens kein geringerer als der damalige Bundeskanzler Konrad Adenauer. In seinem Mercedes 300 war als Sonderausstattung ein solches Telefon eingebaut. Für ca. 11000 Teilnehmer in diesem Netz waren rund um die Uhr 600 Vermittlungskräfte im Einsatz, da der Selbstwahlbetrieb hier noch nicht möglich war. Gespräche mussten durch ein "Fräulein vom Amt" vermittelt werden. Die Rufnummern begannen mit der Vorwahl 010. Die Geräte selbst waren nur Festeinbaugeräte. Das Telefonieren in diesem Netz soll nicht ohne Tücken gewesen sein! Bei Verlassen eines Funkbereiches musste man das Gespräch beenden, um es im nächsten Versorgungsbereich wieder neu aufzubauen. Ein Anruf eines Mobiltelefons war genauso kompliziert, musste man doch wissen, in welchem Bereich sich der Nutzer gerade aufhält. Ein solcher Bereich hatte den Radius von 30 - 50 km. Also keine Rede von Komfort! Immerhin waren 80% der Bundesrepublik inklusive Westberlin mit dem Netz abgedeckt! Das A-Netz blieb bis zum Jahre 1977 erhalten und ging in ein neues, 1972 geschaltetes Netz (B-Netz) über. Seit 1972 gab es das vollautomatische B-Netz (146-156 MHz), das bis Ende 1994 in Betrieb war. Es entsprach dem sogenannten 1G-Standard, d.h. der ersten Generation, wie auch das nachfolgende C-Netz.

1986 wurde das analoge zellulare C-Netz in Betrieb genommen (450 MHz), bei dem der mittels Mobiltelefon angeschlossene Teilnehmer erstmals landesweit unter einer einheitlichen Rufnummer erreichbar war. Neben Sprache können über das C-Netz auch Bilder/Grafiken oder Daten übertragen werden.

Wegen der unterschiedlichen Mobilfunksysteme in Europa wurde 1982 von der CEPT (Konferenz der Europäischen Post- und Telekommunikationsorganisationen) die Bildung einer Projektgruppe für GSM (Global System for Mobile Telecommunications) beschlossen, um ein neues gemeinsames Mobilfunksystem im 900-MHz-Bereich zu entwickeln. Es entsprach dem sogenannten 2G-Standard. Diese Aufgabe führte das 1988 geschaffene Europäische Telekommunikations-Standardisierungs-Institut (ETSI) bis 1991 erfolgreich zu Ende. In Deutschland werden u. a. die GSM-Netze D1 und D2 sowie ein E-Netz betrieben. Gegenüber dem C-Netz haben die D-Netze folgende Vorteile: grenzüberschreitende Einsetzbarkeit, effizientere Frequenzausnutzung, höhere Teilnehmerkapazitäten, Abhörsicherheit durch digitale Verschlüsselung und Kompatibilität zum ISDN.

Der Mobilfunkstandard UMTS (3G-Standard), der in Deutschland ab 2002 stufenweise eingeführt wurde, wies im Vergleich zum GSM-Standard wesentlich höhere Übertragungsraten auf und ermöglichte u. a. die Nutzung multimedialer Inhalte. In Deutschland wurde Ende Juni 2021 das UMTS-Netz abgeschaltet.

3 Aufbau und Wirkungsweise

Wie das drahtgebundene Telefon, besteht das Handy oder auch Mobiltelefon aus einem Lautsprecher, einem Mikrofon, einem Bedienteil (Tastatur und Anzeige) und einer Steuerung (meist ein Mikrocontroller). Zusätzlich hat es ein Funkteil (Sendeempfänger, Antenne) und eine eigene Stromversorgung (meist einen Akkumulator). Generell ist zum Betrieb eine SIM-Karte notwendig, die zur Identifizierung gegenüber dem Mobilfunknetz genutzt wird. Beinahe alle neueren Mobiltelefone enthalten einen Interpreter für die Programmiersprache Java in einer Minimalausgabe (Mobile Information Device Profile, MIDP), die aber die wesentlichen Funktionen von Java enthält. Eine wachsende Szene von Programmierern versorgt die Benutzer mit Software.

4 Siehe auch

5 Literatur

Heike Weber: Das Versprechen mobiler Freiheit: Zur Kultur- und Technikgeschichte von Kofferradio, Walkman und Handy. Transcript; Auflage: 1., Aufl. (Oktober 2008), ISBN 3899428714
Clint Witchalls, Luke Collins, Chris Woodford: Faszination High Tech: So funktionieren Laptop, Handy, MP3, Solarzellen, Wasserstoffmotor und vieles mehr. Dorling Kindersley (28. Oktober 2007), ISBN 3831009023