BTS, HLR, BSC, GGSN –Netzwerkstandards Teil 1

Aufmerksame Leser haben  möglicherweise Meldungen über das European Aviation Network-LTE, über „das neue Internet“ für Flugzeuge in Europa gesehen.Vor dem Hintergrund könnte es vielleicht interessant sein die verschiedene Arten von „Internetsorten“ anzuschauen.

Edge, H, 3G, 4G, 5G, LTE, GPRS, UMTS – Abkürzungen, die einem Juristen vermutlich genauso viel sagen wie VSD oder DSL(nein, nicht der Übertragungsstandard) einem juristischen Laien. Also werfen wir mal einen kurzen Blick auf die verschiedenen Abkürzungen, die im Zusammenhang mit den verschiedenen Übertragungsrarten und Frequenzen des mobilen Internets existieren.

Vom BTS über HLR, vom BSC zum GGSN

Dass die Kommunikation grundsätzlich über die Sendemasten bzw. zunächst zwischen SIM-Karte und Antennen des Handys sowie den Basisstationen (BTS= Base Transceiver Station; bei UMTS-Netz sog. Node-B) mittels Funkwellen erfolgt, dürfte nichts neues sein. Die Kommunikation beschränkt sich jedoch nicht auf die vom Handy zum Sendemast, sondern geht darüber hinaus weiter.

Nah beieinander gebaute Stationen gehören in der Regel zu einem BSC/RNC (Base Station Controller oder Radio Network Controller). Diese verwalten die Übergabe der Geräte zwischen den einzelnen Sendestationen, die sich innerhalb eines Netzelements oder Location Are Code(LAC) befinden. Sollte also eine Basisstation aufgrund einer technischen Störung ausfallen, können die Geräte auf benachbarte Stationen ausweichen; wobei solch ein Ausfall in ländlicheren Regionen mit einer geringeren Sendemastverteilung eher zu Problemen führen kann. Die für uns vermutlich wichtigste Aufgabe besteht jedoch darin, ein Gespräch/ den Kontakt bei Bewegung fließend weiter zu reichen, sodass dies nicht abbricht.

Wie der Verlauf des Aufbaus ab dem BSC weitergeht, hängt davon ab, ob es sich um eine Sprach-oder Datenverbindung handelt.

Die Telefonate gehen von den Basisstationen bzw. Controllern ihrerseits zum Mobile Switching Center (MSC) und werden dort verwaltet. Hierbei handelt es sich um Datenbanken, in denen die aktuellen Nutzer des MSC-Bereichs gelistet werden, sog. Visitor Location Register (VLR). Das VLR bekommt die erforderlichen Daten über die Nutzer auf Anfrage beim Home Location Register(HLR). Diese Informationen braucht der MSC, um die Befugnisse des Einzelnen zu wissen und entsprechend agieren zu können. Treten wir also während einer Autobahnfahrt in einen neuen MSC ein, so wird zunächst die Identität und die u.a. die gebuchten Konditionen beim HLR nachgefragt, sowie der letzte bekannte Aufenthaltsort, um Anrufe von außen schneller an die richtige Basisstation weiterleiten zu können. Beim Eintritt eines ausländischen Kunden wird dieser ebenso in den VLR  eingebucht; die Informationen kommen jedoch vom ausländischen Home Location Register.

Eine Datenverbindung entsteht über einen SGSN (Serving GPRS Support Node), welche im Grunde dieselben Aufgaben wie das MSC, also Autorisierung und die Verwaltung der Datenpakete, übernimmt. Außerdem überprüft es, ob der in der Anfrage des Endgerätes enthaltene APN(Access Point Name) richtig ist, da man ausschließlich hierdurch den Zugang zum Netzwerk erhält. Interessant ist hierbei, dass der SGSN seinerseits über keine direkte Internetanbindung verfügt, sodass für die eigentliche Schnittstelle eine weitere Verbindung zum PDN(Packet Data Network, im Normalfall das Internet) mithilfe eines GGSN(Gateway GPRS Support Node) nötig ist. Hierbei vergibt der GGSN auch die IP-Adressen und führt den Network Address Translation (NAT) durch, im Rahmen dessen die private IP-Adresse in eine öffentliche IP-Adresse übersetzt wird.

Unterschiede in der Übertragung entstehen u.a. durch die verwendeten Frequenzen. Diese hängen vom einzelnen Netzbetreiber und vom verwendeten Netzstandard an.

GSM, UMTS und LTE – ein Datenübertragungsvergleich

 

In Deutschland werden derzeit drei Netzstandards angeboten:

GSM (900-1800 MHz),

UMTS= 3G(1900-2100 MHz) und

LTE (um 800, 1800 und 2600 MHz).

 

Sie verwenden alle unterschiedliche Netze und Sendemasten, werden jedoch in der sog. Core-Ebene, also auf der Ebene der Vermittlung, zusammengeführt. So sollte GSM vor allem in ländlicheren Regionen die flächendeckende Grundversorgung übernehmen – nach meiner Erfahrung mal mit mehr oder weniger gutem Erfolg. Hierbei kann eine maximale Übertragungsrate von 115 kBit/Sekunde gewährleistet werden. Wer also neben seinem Akkubalken ein G oder Edge sieht, dem steht nur die langsamste Form des mobilen Internets zur Verfügung; wobei E als eine Erweiterung von GSM immerhin auf 236 kBit/Sekunde kommt. Zum Vergleich:

UMTS bietet eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 384 kBit/Sekunde,

LTE im Bereich von 800 MhZ 50 MBit/Sekunde,

in den oberen Frequenzbereichen

bis 150 Mbit/s (zur Erinnerung, 1 Mbit=1000 kBit).

 

Hätten wir also flächendeckend LTE oder wenigstens ein stabiles GSM-Netz in Deutschland, könnten wir theoretisch stets ins Internet und in den Städten wäre das Surferlebnis auf einem hohen Niveau möglich. Wie die Praxis aussieht, muss ich vermutlich nicht beschreiben und das die Preise im Vergleich zum Rest von Europa extrem hoch sind, haben wir auch schon oft gehört.

 

LTE im Himmel vs. EDGE-Fleckenteppich auf dem Boden

So kommen wir auch zu meiner Meinung –  zum Flugzeug-LTE-Netz:

Das System scheint für mich, aufgrund des fehlenden Endverbraucherpreises erneut eine Erweiterung des Luxusangebotes aus der First Class. Dabei wird die übrige Bevölkerung außenvorgelassen. Wem kommt das  bekannt vor? Insbesondere in Deutschland haben wir definitiv Nachholbedarf und auch wenn ich die Idee und die bisher bekannte Umsetzung spannend und für sehr innovativ halte, bin ich definitiv kein Fan davon eine weitere Baustelle in der Luft zu eröffnen, während noch nicht mal auf dem Boden ein lückenloses Netz bereitgestellt werden kann. Wie wäre es also mit einem flächendeckenden und stabilen Ausbau in Europa und vor allen Dingen auf dem Boden, bevor versucht wird den Himmel versorgen?

Quellen und weiterführende Hinweise
Netzausbaustand in Deutschland und Europa:

Netzabdeckung in Europa -Open Signal

Netzabdeckung in Deutschland

Netzausbaukarte Deutschland

LTE-Verfügbarkeit-Europa

Netzabdeckung-Vodafone 

Netzabdeckung- Telekom

Quellen:

die Preise in Deutschland

Preisranking in Europa

Ausführlich zu LTE mit technischer Erklärung 

LTE-Anbieter

Tarife im Vergleich

Elektronik Kompendium

Teltarif.de

praxistipps.chip.de

von 1G bis 5G

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