Gut neun Jahre nach der spektakulären UMTS-Auktion im Sommer 2000 löst die Industrie ihre vollmundigen Versprechen allmählich ein: Schnelles mobiles Internet ist zwar noch nicht flächendeckend, aber immerhin doch weiträumig verfügbar. Und nachdem die Carrier ihre Milliardeninvestitionen in die Mobilfunkfrequenzen inzwischen halbwegs verkraftet haben, ist die Nutzung auch einigermaßen erschwinglich geworden. So gibt es Flatrates, die sich im Kleingedruckten als Volumenpakete mit einer Deckelung herausstellen, bereits ab 30 bis 40 Euro monatlich. Dank des UMTS-Nachfolgers HSPA, der bereits mit theoretisch bis zu 7,2 Mbit/s Bandbreite im Down- und 2,8 Mbit/s im Upstream angeboten und kräftig als DSL-Ersatz beworben wird, sind die Nutzer zumindest in den Ballungsgebieten recht zügig unterwegs.

Noch bevor das Potenzial der 3,5G-Technik mit HSPA+ vollkommen ausgereizt ist, arbeitet die Industrie bereits daran, die nächste Stufe des mobilen Datenturbos, die 3,9G-Technik LTE (Long Term Evolution), zu zünden. Der Standard soll die Geschwindigkeit mit bis zu 300 Mbit/s Bandbreite im Down- und 75 Mbit/s im Uplink explosionsartig steigern und eine – für Echtzeitanwendungen wie Voice over IP (VoIP) wichtige – niedrige Latenzzeit von zehn Millisekunden bringen. In den ersten Testnetzen sind immerhin 100 Mbit/s Bandbreite realisiert worden.

Grundlage für neue Anwendungen?

Werte wie diese lassen nicht nur die Herzen vieler Geeks höher schlagen. Etliche Consultants und die Hersteller selbst sehen in ihnen auch die Grundlage für neue mobile Anwendungen. Die Szenarien sind vielfältig und reichen von aufwändigen Multi-User-Online-Spielen auf dem Handy über mobile Videokonferenzen bis hin zur Übertragung hochauflösender Filme über die Luftschnittstelle. Angesichts dieser Aussichten empfehlen Mobilfunker und Netzausrüster verschiedenen Branchen, ihre Geschäftsmodelle frühzeitig umzustellen oder zumindest anzupassen: Da Nutzer unterwegs mindestens ähnlich gut vernetzt sein werden wie zu Hause, sei vor allem die Medienbranche gefordert, bandbreitenintensive Dienste wie hoch auflösende Videoelemente bereitzustellen.

Doch während das Thema von den Marketing-Abteilungen der Anbieter heiß gekocht wird, mahnen erste Branchenexperten zur Besonnenheit. "Ein Punkt muss klar sein", warnt Klaus von den Hoff, TK-Experte bei der Strategieberatung Arthur D. Little. "Bei LTE handelt es sich um ein reines Carrier-Thema. Grundsätzlich neue Dienste werden wir durch LTE nicht sehen. Es geht um mehr Kapazität, höhere Breitbandgeschwindigkeiten, bessere Funkabdeckung in Gebäuden und das zu günstigeren Kosten."

Funknetze vor dem Kollaps

Die Notwendigkeit dafür liegt auf der Hand: Die zunehmende Nutzung von Smartphones, Netbooks und PCs mit Datenkarten sowie die zahlreichen Digital Natives, die von unterwegs bloggen oder Bilder und Videos ins Netz stellen, haben dazu geführt, dass der mobile Traffic insbesondere in den Ballungsgebieten explodiert. Die Netzbetreiber fürchten bereits, dass die Kapazitätsgrenzen ihrer HSDPA-Netze spätestens im Jahr 2012 erreicht sind. Schon jetzt registriere Vodafone Deutschland pro Woche über 300 Terabyte Traffic in seinem 3G-Netz, berichtet von den Hoff. Angesichts der vielen Ankündigungen neuer Geräte und Anwendungen werde die Datenmenge weiter stark zunehmen.

Wenig Spielraum für Carrier

Das Ausreizen der bestehenden Technik, im Carrier-Deutsch "Sweating the assets" genannt, dürfte nur begrenzt helfen, den drohenden Netzkollaps abzuwenden. Möglichkeiten, diesen hinauszuzögern, wären

• eine Priorisierung bestimmter Traffic-Ströme gegen Aufpreis, was zur Förderung einer "Netzelite" führen würde;

• das Aufstellen von Femtocells in Ballungsgebieten;

• die zusätzliche Nutzung des 900-Megahertz-Bands für 3/4G (Refarming).

Aber auch mit der Migration auf die bereits verfügbare Technik HSPA+ (Evolved HSPA) mit einer theoretischen Bandbreite von bis zu 28,8 Mbit/s, wie sie O2 Deutschland noch in diesem Jahr vornehmen will, verschaffen sich die Netzbetreiber nur mittelfristig Luft. Trotz des deutlich gestiegenen Durchsatzes wird die Netzkapazität lediglich um 20 Prozent erhöht. Hinzu kommt, dass dem Provider hier kein Software-Update beim Mobilfunksender genügt, sondern neue Hardware angeschafft werden muss. Längerfristig fahren die Netzbetreiber mit LTE besser, da die Technik mehr Bandbreite ermöglicht und die bereitgestellten Kapazitäten besser ausnutzt. Damit ist ein preiswerterer Betrieb der Infrastruktur möglich.

Digitale Dividende

Die Initialzündung für die kommerzielle Nutzung von LTE dürfte hierzulande die für Juni 2010 geplante Versteigerung von verschiedenen Mobilfunkfrequenzen sein. Unter den Hammer kommt insbesondere ein wegen der Umstellung der Rundfunktechnik von Analog auf Digital (und der damit verbundenen Komprimierung) frei gewordenes Frequenzband von etwa 60 Megahertz im Bereich von 790 bis 862 Megahertz – in diesem Zusammenhang spricht man auch von "digitaler Dividende". Dabei wurde im Rahmen des Konjunkturpakets II und der Breitbandstrategie der Bundesregierung festgelegt, dass der in sechs Blöcke aufgeteilte Frequenzbereich "schnellstmöglich genutzt werden soll, um die Versorgung dünn besiedelter Gebiete mit innovativen Mobilfunkanwendungen und die Bereitstellung von breitbandigen Internet-Anschlüssen voranzutreiben".

Debüt als DSL-Alternative

Mit einem potenziellen Zellradius von über 20 Kilometern bei LTE handelt es sich um einen physikalisch (und wirtschaftlich) besonders attraktiven Bereich des Frequenzspektrums. So kann mit wenigen Mobilfunktürmen eine relativ große Fläche bestrahlt werden, was eine entsprechend günstigere Versorgung dünn besiedelter Gebiete ermöglicht.

Für zusätzlichen Anreiz beziehungsweise Druck sorge die Regelung, dass die Lizenznehmer zunächst in den weißen Flecken die meisten Haushalte mit mobilem Breitband erschließen müssten, erklärt von den Hoff. Erst dann werde ihnen erlaubt, die Funknetze auf Basis der 800-Megahertz-Frequenzen auch in den kommerziell attraktiveren Städten zu nutzen.

Die digitale Dividende könnte also den schnellen Durchbruch für LTE in Deutschland bringen. Von den Hoff geht davon aus, dass die Mobilfunktechnik bereits im zweiten Halbjahr 2010 nutzbar sein wird. Basisstationen stünden schon jetzt zur Verfügung, am längsten würde es dauern, die Technik auszutauschen. Netzausrüster Nokia Siemens Networks (NSN) hat bereits Equipment vorgestellt, das sich per einfaches Software-Update von HSPA auf LTE umstellen lässt. Im internationalen Vergleich wird wohl Telia Sonera das Rennen machen. Der schwedische Carrier hat angekündigt, bereits Anfang 2010 ein LTE-Netz in Betrieb zu nehmen. Insgesamt wollen im kommenden Jahr weltweit 14 Carrier mit der 3,9G-Technik starten.

Auch die Verfügbarkeit von Endgeräten dürfte kein großes Problem darstellen. Der schwedische Netzausrüster Ericsson demonstrierte unlängst in Stockholm die Kompatibilität eines kommerziellen USB-LTE-Sticks von Samsung mit einer Sendeanlage. Passende Handys kommen später, werden jedoch angesichts der angespannten Marktsituation auch nicht lange auf sich warten lassen.

Hersteller wie Nokia brächten schnell eine LTE-fähige Produktreihe heraus, schätzt von den Hoff. Einziges Problem sei, dass die Technik je nach Region in ganz unterschiedlichen Frequenzbereichen genutzt werde.

Drohender Bandsalat

Auch Thomas Nindl, Director Business Development bei Qualcomm Germany, erwartet einen "Bandsalat", der die LTE-Einführung bremsen werde. Sein Unternehmen habe geeignete Funkchips entwickelt und koordiniere jetzt mit den führenden Netzbetreibern entsprechende Lösungen, je nachdem, welche Frequenzen für LTE eingesetzt würden. Die Unterstützung von drei bis fünf Bändern sei dabei durchaus machbar, darüber hinaus sei das Ganze eine physikalische Frage, da die Chipbauer bezüglich der Anzahl der Geräteantennen örtlich und räumlich eingeschränkt seien.

Was die stationäre Nutzung von LTE in ländlichen Gebieten betrifft, habe Vodafone im Sommer eine Kooperation mit dem chinesischen Netzausrüster Huawei getroffen, berichtet TK-Experte von den Hoff. Teil der End-to-End-Lösung sei ein abgespecktes LTE-Modem, das Vodafone nach der Frequenzversteigerung startbereit habe, um Endkunden in Regionen ohne DSL-Anschluss eine schnelle Alternative zu bieten. Von den Hoff geht davon aus, dass dieses Vorpreschen der Mobilfunkbetreiber den DSL-Ausbau auf dem Land ausbremsen wird. Dabei werde zunächst entsprechend der Vorgabe eine einfache Abdeckung stattfinden, später könnten die Carrier je nach Nachfrage in die Verdichtung gehen. Dagegen rechnet Qualcomm-Manager Nindl damit, dass sich Bewohner ländlicher Gebiete bei der Nutzung der 800-Megahertz-Frequenz mit Bandbreiten von 2 bis 10 Mbit/s zufriedengeben müssen, was im DSL-freien Raum aber durchaus als Fortschritt zu sehen sei. Die Einschränkung sei dann zu erwarten, wenn den Netzbetreibern weniger als 10 Megahertz Bandbreite zur Verfügung steht. Darüber hinaus sei es denkbar, dass Business- oder Premium-Kunden gegen Aufpreis mehr Datendurchsatz bekommen könnten. Eine entsprechende Maßnahme sei via QoS (Quality of Service) möglich, liege jedoch im Ermessen des Carriers.

Volles Potenzial erst später

Die wahre Revolution findet wahrscheinlich erst später statt, wenn es um die LTE-Nutzung in Ballungsgebieten geht. Branchenkenner gehen davon aus, dass im Bereich von 2,1 oder 2,6 Gigahertz theoretisch 50 bis 100 Mbit/s Bandbreite je Teilnehmer bereitstehen – vorausgesetzt, der Netzbetreiber kann entsprechend leistungsfähige Glasfaserleitungen bis zur Basisstation legen. Auch in Sachen Latenzzeit dürfte sich eher das Backbone als die Luftschnittstelle als Flaschenhals erweisen.

Die LTE-Technik wird jedoch nicht nur aus diesen Gründen ihr volles Potenzial erst in einigen Jahren ausspielen können. So ist die Technik zwar dafür prädestiniert, im Rahmen von All-IP-Netzen die komplette Sprach- und Datenübertragung zu übernehmen. Gegen eine baldige Abschaltung sämtlicher 2- und 3G-Netze spricht jedoch zumindest zu Anfang die mangelnde räumliche Abdeckung mit LTE. Außerdem haben die Mobilfunkbetreiber noch Angst davor, mit dem Abschalten der GSM-Netze ihre Hauptumsatzbringer Voice und SMS zu verlieren. Immerhin arbeitet das Volga-Forum (Voice over LTE via Generic Access) an einer Möglichkeit, wie Mobilfunk-Carrier für die Übermittlung von Sprach- und Messaging-Diensten via LTE die gleichen Kernnetze weiterverwenden können, die sie derzeit für die Services in 2G/GSM- und 3G/UMTS-Netzen nutzen.

LTE ist die nächste Evolutionsstufe im Mobilfunk, aber wohl noch nicht die Krone der Schöpfung. Auf die 3,9G-Technik wird LTE-Advanced folgen, dann beginnt der Mobilfunk der vierten Generation. Datenraten von 1 Gbit/s sind dann realistisch. Welche Anwendungsszenarien möglich werden, wissen aber wohl auch die Forscher in den Labors der TK-Ausrüster noch nicht.