Basis-Wissen

Mobilfunk: Telefonate und Datenweitergabe einfach erklärt

Die meisten Deutschen besitzen ein Smartphone oder andere Mobiltelefone – aber wer weiß schon, wie genau Mobilfunk technisch funktioniert? Die Sendung mit der Maus hat sich diesem Thema schon einmal angenommen. Haben Sie die Folge verpasst, können Sie jetzt bei uns nachlesen, wie das genau funktioniert!

MobilfunkWie werden Gespräche über Mobilfunk realisiert?© weha / Fotolia.com

Am Anfang steht das Netz

Alle Daten – also Audiosignale in Form von Gesprächen ebenso wie Bilder, SMS-Nachrichten und so weiter – werden vor dem Versand in Funksignale umgewandelt. Diese Signale finden aber kein Ziel, solange kein Mobilfunknetz vorhanden ist. Dies erklärt auch die wichtige Rolle, welche die Netzabdeckung spielt. Außerdem gibt es nicht nur "ein großes Netz", sondern viele kleine Funkzellen, die zu jenem Netz zusammengeführt werden. In jeder Zelle steckt dabei eine eigene Basisstation, die dann für die Weitervermittlung der empfangenen Daten verantwortlich ist. Jene Basisstation kann nur eine limitierte Menge an eingehenden Daten verarbeiten, was dazu führt, dass immer mehr Funkzellen notwendig sind, um den steigenden Bedarf zu decken.

Der Gesprächsaufbau: Teil 1

Nach dem Wählen einer Nummer werden diese kleinen Informationseinheiten – die Nummer der angerufenen Person – in Funksignale umgewandelt. Sie reiten auf einer elektromagnetischen Welle zur Mobilfunkanlage, wo die Basisstation wartet. Jene Anlage empfängt dann die Daten und – je nach Konstruktion – leitet diese Informationen via Kabel oder seinerseits per Funk an den Computer innerhalb der Basisstation weiter. In den Anfangszeiten der Telefonanlagen wurde dies noch manuell erledigt, indem Telefonisten Kabel von A nach B gesteckt haben. Heute ist alles automatisiert, sodass höchstens Personal zur Überprüfung der Funktionalität vor Ort sein muss. Sobald der Computer das empfangene Signal ausgewertet hat, machen sich die Daten auf den Weg zur Empfangsperson.

Der Gesprächsaufbau: Teil 2

Weiter geht es über die Mobilfunkstation, die jetzt weiß, welche Person angerufen werden soll. Da im Computer eine große Datenbank vorhanden ist, die weiß, wo sich welches Handy gerade befindet, ist die Weiterleitung kein Problem. Die Daten werden also weitergegeben zu derjenigen Funkzelle, in der sich die angerufene Person momentan befindet. Das Signal wird dann wieder als elektromagnetische Welle weitergeleitet, bis es am gewünschten Handy ankommt und dort seine Funktion ausführt – das Handy klingelt. Alle genannten Arbeitsschritte dauern natürlich nur Bruchteile von Sekunden, da sonst latenzfreies Telefonieren gar nicht möglich wäre. Bei der Datenübertragung oder auch der Übermittlung von SMS-Nachrichten läuft im Prinzip alles genauso ab wie gerade beschrieben.

Warum Mobilfunk weltweit funktioniert

Mobilfunk Geschwindigkeiten

Ganz einfach: Da GMS, UMTS und LTE weltweite Standards sind, wird auch jedes halbwegs aktuelle Smartphone mit der Technik in Deutschland ebenso gut zurechtkommen wie etwa in Malaysia. Auch dort gibt es das System aus Funkzellen, Basisstationen, Funksignalen & Co. Bei Anrufen, die auf die andere Seite der Welt geleitet werden, wird das Signal zwar mehrmals über verschiedene Funkzellen durchgereicht. Am Ende kommt es dann aber trotzdem beim Empfänger an. Aufgrund der hohen Entfernung sind dann allerdings schon leichte Verzögerungen zu verzeichnen, wenn etwa eine Person in den USA aus Deutschland angerufen wird. Auch der Versand von Daten könnte länger dauern, da es unterwegs gelegentlich zum Verlust von Datenpaketen kommen könnte. Allerdings muss das Smartphone den gewünschten Frequenzbereich unterstützen.

Verbindungsabbrüche und wie sie entstehen

Praktisch jeder hat schon einmal telefoniert und plötzlich die Verbindung verloren. Dafür gibt es zwei Gründe: Erstens kann es sein, dass einer der beiden Personen aus der Reichweite einer Funkzelle verschwindet – etwa in einem fahrenden Auto, aber auch zu Fuß ist dies möglich. Dies wird vor allem in abgelegenen Gegenden der Fall sein. Die zweite Variante kann überall auftreten: Beim sogenannten Hand-Over reicht eine Funkzelle das Signal an eine andere Funkzelle weiter. Ist jene Funkzelle aktuell jedoch vollständig belegt (dies wird vor allem in Großstädten passieren), scheitert das Hand-Over und die Verbindung bricht ab.

Mobilfunk und Strahlung: gefährlich oder nicht?

Fakt ist, dass elektromagnetische Strahlung Schäden verursachen kann. Fakt ist aber auch, dass es Grenzwerte gibt, die sowohl Handyhersteller als auch Bereitsteller von Funkmasten einhalten müssen. Jene Grenzwerte sind so gesetzt, dass gesundheitliche Schäden bei Menschen eigentlich nicht auftreten können. Gleichzeitig sind Smartphones aber noch eine recht junge Entwicklung. Niemand weiß bislang, was die tägliche Nutzung eines Handys beispielsweise über einen Zeitraum von 30 oder 40 Jahren anrichten kann. Mit anderen Worten: Die Erkenntnisse sind bislang einfach noch nicht aussagekräftig genug. Falls Ihnen „die Ohren glühen“, wie es sprichwörtlich nach langen Telefonaten heißt, sollten Sie das Handy vielleicht einfach mal beiseitelegen.

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