Vorläufer
Der Transport von Daten über Mobilfunknetze gewinnt für Netzbetreiber und deren Kunden immer mehr an Bedeutung. Bereits jetzt nutzen in Deutschland etwa 10 Millionen Menschen das Mobiltelefon um auf Websites zuzugreifen und E-Mails abzurufen. Als 1990 die Spezifikationen für GSM (Global System for Mobile Communications), den ersten Mobilfunkstandard der zweiten Generation, veröffentlicht wurden, war dieser Aspekt jedoch noch weit von seinem heutigen Stellenwert entfernt.
Primär ist das GSM-Netz auf die Übertragung von Sprache ausgelegt. Genau wie das analoge Festnetz nutzt es deshalb eine leitungsvermittelte Verbindung. Das bedeutet, dass zwischen zwei Teilnehmern eine exklusive Leitung mit einer festen Bandbreite hergestellt wird. Diese Art der Verbindung ist für den Transport von Sprache ideal. Bei der Übermittlung von Daten zeigen sich jedoch ihre Nachteile: Die Bandbreite der Leitung lässt sich nicht an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Sie bleibt konstant, egal ob der Nutzer gerade eine Website lädt oder lediglich bereits heruntergeladene E-Mails liest. Werden gerade keine Nutzdaten transportiert, wird die Leitung mit Füllbits ausgelastet. Damit beansprucht die Internetverbindung die Kapazität einer GSM-Zelle durchgehend. Für den Endanwender heißt das, dass anstatt der tatsächlich übertragenen Daten jede Minute einer bestehenden Internetverbindung abgerechnet wird.
- Vergleich der Downlink-Geschwindigkeiten in kbit/s
GPRS
Ein Meilenstein für das mobile Internet war 2001 die Einführung von GPRS (General Packet Radio Service). Zum einen wurde damit die reale Datenübertragungsrate von 14,4 kbit/s auf etwa 50 kbit/s erhöht. Vor allem aber wurde das GSM-Netz um die Möglichkeit der paketorientierten Übertragung erweitert. Hier wird der in einer Zelle zur Verfügung stehende Übertragungskanal nicht auf kleinere exklusive Kanäle aufgeteilt. Stattdessen werden die Daten aller Nutzer nacheinander über denselben Kanal versendet. Dieses System ist deutlich flexibler als die leitungsvermittelte Verbindung, nicht genutzte Kapazität steht anderen Nutzern zur Verfügung. Da nur Daten übertragen werden, wenn diese tatsächlich benötigt werden, können Endgeräte die Verbindung mit dem Internet über einen längeren Zeitraum halten, ohne dass dabei Kosten entstehen. Die Geräte sind "always on".
Durch den Einsatz von EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) lässt sich die Datenübertragungsrate in GSM-Netzen noch einmal deutlich erhöhen. Das effizientere Modulationsverfahren 8PSK erlaubt Übertragungsgeschwindigkeiten von etwa 230 kbit/s. Allerdings muss das eingesetzte Endgerät dazu den neuen Standard unterstützen. Die Aufrüstung eines vorhandenen Netzes mit EDGE erfordert einen verhältnismäßig geringen Aufwand. Bei modernen Basisstationen ist lediglich eine Aktualisierung der Software nötig, bei älteren Basisstationen müssen einzelne Komponenten ausgetauscht werden. In Deutschland wurde EDGE 2006 eingeführt.
UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), das erste Mobilfunknetz der dritten Generation (3G), vereinigt von vorneherein die Vorzüge eines leitungsvermittelnden Sprach- mit denen eines paketvermittelnden Datennetzwerks. Bereits 2001 bei seiner Einführung in Norwegen waren Datenübertragungsraten von 384 kbit/s möglich. Gleichzeitig wurden auch die Latenzzeiten im Vergleich zu GPRS deutlich reduziert. Liegen zwischen dem Senden von Daten und der entsprechend Antwort bei GPRS 500 - 700 ms, sind dies bei UMTS nur noch etwa 100 - 200 ms.
- Durchschnittliche Verzögerungszeit in Millisekunden
Genau wie das GSM-Netz um GPRS und EDGE erweitert wurde, wurde auch die Leistung von UMTS-Netzen durch verschiedene Ausbaustufen verbessert. Mit der ersten Ausbaustufe HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) lassen sich Daten theoretisch mit maximal 14,4 Mbit/s auf das Endgerät übertragen. Analog dazu erhöht HSUPA die maximale Upload-Geschwindigkeit auf 5,67 Mbit/s. Die höchste Ausbaustufe HSPA+ bietet unter Idealbedingungen sogar eine Datenübertragungsrate von 28 Mbit/s (DL) bzw. 11,5 Mbit/s (UL).