Mobilfunk-Infrastruktur verstehen: Technische Grundlagen für die optimale Tarifwahl
Bei der Wahl des richtigen Mobilfunktarifs wird ein grundlegendes Verständnis der zugrundeliegenden Netzwerkarchitektur vorausgesetzt. Schließlich basieren moderne Mobilfunknetze auf komplexen Infrastrukturen. Hierzu zählen Basisstationen, Backhaul-Verbindungen und Core-Netzwerke, welche maßgeblich die Servicequalität bestimmen. Zudem nutzen die unterschiedlichen Anbieter verschiedene Netzwerkstrategien, was sich direkt auf Latenz, Durchsatz und Zuverlässigkeit auswirkt kann.
Netzwerkarchitektur und Quality of Service
Generell erfolgt die Priorisierung des Datenverkehrs auf verschiedenen Netzwerkebenen. Die Netzbetreiber implementieren Quality of Service (QoS) Mechanismen. Dies ermöglicht ihnen, bestimmten Tarifen höhere Priorität einräumen. Ein passender Handytarif mit optimaler Netzwerkanbindung von Blau kann dabei helfen, diese technischen Vorteile zu nutzen.
Entsprechend erhalten Premium-Tarife oft bevorzugten Zugang zu Netzwerkressourcen. Budget-Angebote werden in der Regel nachrangig behandelt. Dies äußert sich insbesondere in überlasteten Funkzellen. Spürbar ist das etwa durch reduzierte Bandbreite oder erhöhte Latenz. Ferner ermöglicht das Network Slicing bei 5G den Betreibern, virtuelle Netzwerke mit festgelegten als auch garantierten Leistungsparametern zu erstellen.
Spektrum-Effizienz und Frequenzbereiche
Aber auch die Nutzung verschiedener Frequenzbänder beeinflusst sowohl die Reichweite als auch die Kapazität erheblich. So bieten niedrige Frequenzen (700 – 900 MHz) bessere Gebäudepenetration und größere Reichweite. Dahingegen ermöglichen höhere Frequenzen (1800 – 2600 MHz) mehr Kapazität. Mithilfe von 5G-Implementierungen wird ein zusätzliches Millimeterwellen-Spektrum (26 – 28 GHz) für Ultra-Breitband-Anwendungen eingesetzt.
Carrier Aggregation kombiniert zudem mehrere Frequenzbänder. Das hat eine Steigerung der Datenraten zum Effekt. Höhere theoretische Spitzengeschwindigkeiten ermöglichen darüber hinaus erweiterte Carrier-Aggregation-Konfigurationen für die Premium-Tarife.
Backhaul-Kapazität und Edge Computing
Über die Anbindung der Basisstationen an das Core-Netzwerk wird maßgeblich die tatsächlich verfügbare Bandbreite bestimmt. In diesem Kontext bietet Glasfaser-Backhaul die höchste Kapazität. Im Gegensatz dazu sind die Richtfunk-Verbindungen kostengünstiger, aber eben limitierter.
Zudem werden Techniken wie das Multi-Access Edge Computing (MEC) genutzt, um Anwendungen näher am Nutzer betreiben zu können. Relevant ist das besonders für latenzkritische Anwendungen wie als Beispiel das autonome Fahren oder auch industrielle IoT-Implementierungen. Tarife mit MEC-Zugang stehen allerdings überwiegend nur Geschäftskunden zur verfügbar.
Netzwerk-Slicing und Service-Differenzierung
5G-Standard-Architekturen ermöglichen „granulare Service-Differenzierung“ indem Network Slicing durchgeführt wird. Somit können Slices unterschiedliche Leistungscharakteristika aufweisen. Hierzu zählen etwa das Enhanced Mobile Broadband (eMBB) für hohe Datenraten, die Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) für kritische Anwendungen oder auch Massive Machine Type Communications (mMTC) für diverse IoT-Szenarien. Diese technologische Flexibilität spiegelt sich zunehmend in spezialisierten Tarifen wider, die auf spezifische Anwendungsfälle optimiert sind.
Protokoll-Optimierungen und Traffic Management
In den Moderne Mobilfunknetzen sind sophisticated Traffic-Management-Algorithmen implementiert. Diese behandeln ganz unterschiedlich die diversen Anwendungstypen. Mit Deep Packet Inspection (DPI) wird Betreibern zudem ermöglicht, HTTP/HTTPS-Traffic, VoIP, Video-Streaming und File-Sharing-Protokolle zu identifizieren und dann auch entsprechend zu priorisieren.
Und mit TCP-Optimierungen wie TCP Fast Open, Selective Acknowledgments und Window Scaling wird die Performance erheblich verbessert. Das ist besonders bei mobilen Verbindungen mit höherer Latenz ausschlaggebend. In der Zwischenzeit setzen Anbieter darüber hinaus auf „proprietäre Protokoll-Beschleuniger“ oder „Content Delivery Networks“, kurz CDN, mit strategisch platzierten Edge-Servern.
Beamforming und Advanced Antenna Systems
Ebenso werden Massive MIMO-Implementierungen mit 64T64R oder 128T128R Antennenkonfigurationen genutzt, um präzises Beamforming zu ermöglichen. Diese Technologie fokussiert Funksignale direkt auf einzelne Endgeräte. Zur gleichen Zeit werden Interferenzen reduziert.
3D-Beamforming erweitert diese Konzepte dann auch in die vertikale Dimension. Das hat vor allem in besonders dicht besiedelten urbanen Umgebungen mit Hochhäusern Vorteile. In der Kombination aus horizontalem und vertikalem Beamforming, wird die Spektrum-Effizienz maximiert.