Mobilfunknetze sind eine wirklich großartige Technologie, die es uns ermöglicht, fast überall auf das Internet zuzugreifen, sogar in abgelegenen Gebieten. Anstatt ein Kabel an Ihr Gerät anzuschließen, können Sie alles drahtlos über Funkwellen erledigen. Es hat unser Leben definitiv zum Besseren verändert. Allerdings ist es bei der Nutzung von Mobilfunknetzen in unserem täglichen Leben wichtig, dass Sie sich nicht auf das Internet verlassen.
Wir denken nicht über die Technologie dahinter nach, wir aktivieren einfach unsere mobilen Daten und surfen los. Um die Schönheit mobiler Netzwerke zu verstehen, müssen wir tiefer eintauchen und sehen, wie sie funktionieren.
Der Pfad Ihrer mobilen Daten
Der Weg Ihrer mobilen Daten ist ganz einfach. Das Gerät stellt über Funkwellen eine Verbindung zum nächstgelegenen Mobilfunkmast her und beginnt mit der Datenübertragung. Der Mobilfunkmast empfängt die Daten und sendet sie über unterirdische Kabel an das Rechenzentrum.
Das Rechenzentrum überträgt diese Daten dann an den Dienst, den Sie erreichen möchten, und wartet auf die Antwort. Nach Erhalt einer Antwort vom Dienst (z. B. einer Website) sendet es die Daten über dieselben unterirdischen Kabel an den Mobilfunkmast zurück, und der Mast überträgt diese Daten über Funkwellen an Sie zurück.
So verarbeitet Ihr Gerät Daten
Zunächst stellt Ihr Gerät durch Aussenden von Radiowellen eine Verbindung mit einem der verfügbaren Mobilfunkmasten her. Um diese Radiowellen auszusenden, benötigt es einen Sender und eine Antenne. Der Sender wandelt die Daten in Radiowellen um, die über die Antenne zum nächstgelegenen Mast gesendet werden.
Um Daten von Mobilfunkmasten zu empfangen, muss das Gerät über einen Empfänger verfügen. Anstatt Daten durch die Erzeugung von Radiowellen zu senden, fängt der Empfänger sie vom Mobilfunkmast auf. Meistens sind Empfänger und Sender in einem Gerät kombiniert – einem Transceiver.
Wenn Sie am selben Ort bleiben, kommunizieren Ihr Gerät und dieser Mobilfunkmast weiterhin miteinander. Der Mast benachrichtigt das Gerät, dass er ihn sieht und klar mit ihm kommunizieren kann, und das Gerät erkennt, dass es mit diesem Mast kommunizieren soll, anstatt ständig nach einem anderen zu suchen.
Sobald der Turm merkt, dass es immer schwieriger wird, das Gerät zu erreichen, benachrichtigt er das Gerät, dass es versuchen soll, nach einem neuen Turm zu suchen. Das Gerät sendet daraufhin Funkwellen in alle Richtungen, um zu sehen, ob ein Turm antworten kann. Dieser Vorgang ist sehr schnell und normalerweise nahtlos. Deshalb bemerken Sie nicht einmal, dass Sie zu einem anderen Turm gewechselt sind.
Wie Mobilfunkmasten funktionieren
Wenn Sie schon einmal einen Mobilfunkmast gesehen haben, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass sich dort viele verschiedene Geräte befinden. Je nachdem, welche Netzwerkgenerationen er unterstützt, können die Antennen gleich oder unterschiedlich aussehen.
Diese Antennen empfangen Radiowellen von verschiedenen Geräten auf unterschiedlichen Bändern, je nach verwendeter Netzwerkgeneration. Türme sind normalerweise über unterirdische Kabel mit einem Rechenzentrum verbunden. Dadurch können sie Daten an das Rechenzentrum senden und von diesem empfangen. Die Verbindung jedes Turms mit einem Kabel kann eine Herausforderung sein, insbesondere in ländlichen Gebieten. Daher haben einige Türme diese großen Antennen, die Mikrowellen statt Radiowellen verwenden.
Sie richteten diese Antennen auf einen anderen Turm, der über eine Kabelverbindung verfügt. Wenn solche Türme ein Signal von einem Gerät empfangen, leiten sie die Daten über Mikrowellen an einen anderen Turm weiter, der Ihre Daten dann über Kabel an das Rechenzentrum senden kann.
So funktionieren Rechenzentren
Sobald Sie Daten senden, egal ob über Ihr Heim-Internet oder über ein mobiles Netzwerk, werden diese an das Rechenzentrum Ihres Internetdienstanbieters (ISP) weitergeleitet. Das Rechenzentrum muss die Daten dann an Ihr Ziel weiterleiten. Wenn Sie in Europa sind und auf etwas zugreifen möchten, das in den USA gehostet wird, müssen Ihre Daten vom Rechenzentrum Ihres ISPs möglicherweise zu einem anderen größeren ISP wie Vodafone weitergeleitet werden, der über ein Unterseekabel zwischen Europa und den USA verfügt. Um herauszufinden, wie viele Unterseekabel es gibt, können Sie auf dieser Website nachsehen.
Kleinere ISPs müssen für das Recht zahlen, sich mit größeren ISPs zu verbinden, um deren Infrastruktur zum Senden und Empfangen von Daten zu nutzen. Normalerweise verfügen solche großen Unternehmen über ein nationales Netzwerk und ihre Unter- und Untergrundkabelverbindungen, sodass Daten mit anderen Ländern geteilt werden können. Sie berechnen den kleineren ISPs für solche Privilegien entsprechend Gebühren.
Wenn also Daten gesendet werden, können sie je nach Ziel Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern über Erd- und Unterseekabel zurücklegen, bis sie ihr Ziel erreichen. Das Faszinierende daran ist, dass dies nur den Bruchteil einer Sekunde dauert.
Wie unterschiedlich sind die Netzgenerationen?
1G- Es ermöglichte erstmals Ferngespräche. Aufgrund der Technologie war die Sprachqualität jedoch schlecht und die Geschwindigkeit erreichte maximal 2,4 Kbps.
2G- Die zweite Generation mobiler Netzwerke führte SMS und Internet-Browsing mit Geschwindigkeiten von bis zu 50 Kbps ein.
3G- GPS, Videos, Sprachanrufe. Die dritte Generation konzentrierte sich auf die Verbesserung der Datengeschwindigkeiten und bot eine Geschwindigkeit von 3 Mbit/s. Dies ermöglichte die Nutzung von GPS, das Ansehen von Videos im Internet und das Führen qualitativ hochwertiger Telefonanrufe. In gewisser Weise hat die dritte Generation Smartphones intelligent gemacht.
4G- Die vierte Generation erhöhte die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf bis zu 100 Mbit/s. Dies ermöglichte das Anzeigen hochauflösender Inhalte wie Filme und Videoanrufe in Echtzeit in hoher Qualität.
5G- Die fünfte Generation ist die neueste Generation, die Geschwindigkeiten von mehr als 10 Gbit/s und sehr geringe Latenz bietet. Solche Geschwindigkeiten und geringe Latenz ebnen den Weg für neue Technologien wie autonomes Fahren, Smart Cities und vieles mehr.
