Video über UMTS Seminar HWS 2006/07 „Multimedia-Protokolle für den Wohnzimmer PC“ von Dominik Bachert Lehrstuhl Praktische Informatik IV Universität Mannheim Mobilfunknetze im Wandel
Video über UMTS
Seminar HWS 2006/07„Multimedia-Protokolle für den Wohnzimmer PC“
von Dominik Bachert
Lehrstuhl Praktische Informatik IVUniversität Mannheim
Mobilfunknetze im Wandel
Themenübersicht
2 / 22Dominik Bachert
allgemeiner Überblick
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
technische Aspekte
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Frequenzbänder
Funkzellen
UMTS-Lizenzen
neue Dienste mit UMTS
Video über UMTS
Mobilfunk-Anbieter
3 / 22Dominik Bachert
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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Der GSM-Standard
4 / 22x
• Mobilfunkstandard der 2. Generation
• Handyboom Mitte der 90er Jahre
• in D-Land am weitesten verbreitet
• Entwickelt für Telefongespräche
• Leitungsbasierte Datenübertragung(verschwendet bis zu 60 % der Ressourcen)
Mobilfunkanbieter
Standards
GSM
UMTS
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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Global System for Mobile Communication
Dominik Bachert
Der UMTS-Standard
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• Noch im Einführungsstadium
• Mobilfunkstandard der 3. Generation
• wurde entwickelt, da Anforderungenan mobile Dienste stiegen. z.B. höhere Datenraten
• Paketbasierte Datenübertragung
Mobilfunkanbieter
Standards
GSM
UMTS
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
Video über UMTS
Universal Mobile Telecommunication System
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GSM-Netz-Abdeckung
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GSM-Netz Vodafone
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
GSM
UMTS
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
Video über UMTS
UMTS-Netz-Abdeckung
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UMTS-Netz Vodafone
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
GSM
UMTS
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
Video über UMTS
Von GSM zu UMTS
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• ursprüngl. 9,6kb/s• HSCSD:
bis zu 50kb/s• leitungsbasiert• symm. Leitung• GPRS: paketorien-
tierte Anbindungan GSM-Netz
• bis zu 2.000 kb/s• paketbasiert• bietet Möglichkeit
für Vielzahl von Diensten
• Internet Protokoll• bindet GSM ein
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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High Speed Circuit Switched Data; General Packet Radio Service
• gleichzeitiger Zugriff auf Funkmediummehrerer Teilnehmer
• Sicherstellen, dass keiner das Signal des anderen zerstört
grundsätzlich 3 Methoden:- FDMA Frequency Division Multiple Access
- TDMA Time Division Multiple Access
- CDMA Code Division Multiple Access
Multizugriffsmethoden
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Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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FDMA
10 / 22Dominik BachertZeit
Frequenz 1 / Nutzer 1 / Kanal 1
Frequenz 2 / Nutzer 2 / Kanal 2
Frequenz 3 / Nutzer 3 / Kanal 3
Frequenz 4 / Nutzer 4 / Kanal 4
Frequenz 5 / Nutzer 5 / Kanal 5
Frequenz
• jeder Teilnehmer bekommt eine eigene Frequenz zugewiesen
• Teilnehmerkap. stark eingeschränkt
• in keinem Mobilfunknetz im Einsatz
(Frequency Division Multiple Access)
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
FDMA
TDMA
CDMA
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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TDMA
11 / 22Dominik Bachert
• Einteilung der Frequenz in Zeitschlitze• jedem Teilnehmer wird ein Zeitschlitz
zugeteilt• perfekte Synchronisation der
Endgeräte nötig• erhöht Teilnehmerkapazität• scheinbar gleichzeitiger Zugriff• im GSM-Netz im Einsatz
Zeit
Nutzer1
Frequenz
Nutzer2 Nutzer3 Nutzer4 Nutzer5
(Time Division Multiple Access)
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
FDMA
TDMA
CDMA
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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CDMA
12 / 22Dominik Bachert
• die aktuell am höchstentwickelte Multizugriffsmethode
• Zuordnung linear unabhängiger Codes zu jedem Teilnehmer
• echt gleichzeitiger Zugriff auf gleicheFrequenz möglich
• im UMTS-Netz im Einsatz
(Code Division Multiple Access)
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
FDMA
TDMA
CDMA
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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Hören und Sprechen
13 / 22Dominik Bachert
• weitere Trennung neben Multizugriffist die Flussrichtung der Daten(Sprechen=Uplink, Hören=Downlink)
• mögliche Trennung:- über Zeit: TDD (Time Division Duplex)
- über Frequenz: FDD (Frequency Division Duplex)
• bei GSM: FDD
• bei UMTS: FDD und TDD
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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UMTS Frequenzbänder
14 / 22Dominik Bachert
• Frequenzbereiche müssen fest zugeteilt sein um Störungsfreiheit zu garantieren
• ein Frequenzband ist 5 MHz breit
MSS
UTRA-FDDUplink
TDD
MSS
Frequenz in MHz
GSM-1800Uplink
GSM-1800Downlink
DECT
TDD
UTRA-FDDUplink
1700 1800 1900 2000 2100 2200
1710 - 1785 DCS-1800 Uplinkband (Digital Cellular System = GSM 1800) 1805 - 1880 DCS-1800 Downlinkband 1880 - 1900 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) Schnurlostelefone1900 - 1920 UTRA-TDD (4 x 5 MHz-Bänder) 1920 - 1980 UTRA-FDD Uplink (12 x 5 MHz-Bänder) 1980 - 2010 MSS Uplink (Mobile Satellite Service) 2010 - 2020 UTRA-TDD unlizenzierter Betrieb (2 x 5 MHz-Bänder)2020 - 2025 UTRA-TDD (1 x 5 MHz-Band) 2110 - 2170 UTRA-FDD Downlink (12 x 5 MHz-Bänder) 2170 - 2200 MSS Downlink (Mobile Satellite Service)
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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UMTS Frequenzbänder
14 / 22Dominik Bachert
• Frequenzbereiche müssen fest zugeteilt sein um Störungsfreiheit zu garantieren
• ein Frequenzband ist 5 MHz breit
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
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Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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UMTS-Lizenzversteigerung
15 / 22Dominik Bachert
• Versteigerung von Frequenzpaketen
• gepaartes Paket: beinhaltet 2 Frequenzbänder á 5 MHz
• ungepaartes Paket:beinhaltet 1 Frequenzband zu 5 MHz
• zur Versteigerung gab es:12 gepaarte Pakete 5 ungepaarte Pakete
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Versteigerung
erfolgreiche Bieter
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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x
erfolgreiche Bieter in D.
16 / 22Dominik Bachert
0,2868550,5612Summen:
--8,4826. Viag Interkom
0,062718,4825. T-Mobil
0,061918,3724. Mobilcom*
0,061918,4223. Mannesmann Mobilfunk
0,062718,4122. Group 3G
0,037618,4021. E-Plus / Hutchinson
Preis in Mrd. €
UngepaartePakete
Preis in Mrd. €
Gepaarte Pakete
NetzbetreiberMobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Versteigerung
erfolgreiche Bieter
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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11 Bieter in D. 6 Bieter in A. (715 Mio)
Funkzellenaufbau
17 / 22Dominik Bachert
• Worldzelle: Anbindung über Satellit• Makrozelle: bis 2km Ausdehnung• Mikrozelle: bis 1km Ausdehnung• Pikozelle: bis 60m Ausdehnung
Worldzelle
Makrozellen
Pikozellen
Mikrozellen
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
Aufbau
Versorgung
neue Dienste durch UMTS
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x
Funkzellenversorgung
18 / 22Dominik Bachert
• Makro- und Mikrozellen nutzen FDDdaher je 1 gepaartes Paket nötig
• Die Pikozellen nutzen TDDdaher 1 ungepaartes Paket
• Überlagerung der Zellebenensehr hohe Zellkapazitäten möglich
Pikozellen
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
Aufbau
Versorgung
neue Dienste durch UMTS
Video über UMTS
Neue Dienste durch UMTS
19 / 22Dominik Bachert
• Kinovorschau in der S-Bahn
• Real-time Anwendungen mit hohen Datenraten: Video-Telefonie
• Videostreaming in Mikro- und Pikozellen
• Ortsbezogene Broadcast-Dienste wie Wetterbericht oder Verkehrsinfos
• Notfalldienste, priorisiert durch QoS
Mobilfunkanbieter
Standards
Netzabdeckung
von GSM zu UMTS
Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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Video über UMTS - 1
20 / 22Dominik Bachert
• Video-Telefonie als der Hoffungsträger für UMTS
• Jedoch keine Konkurrenz für das Fernsehen durch UMTS ( DVB-H)
• Datenraten hierfür noch zu gering
vorhandene Probleme:
• stark schwankende Datenraten
• hohe Schwankungen der Übertragungsverzögerung (schlecht für real-time Anwendungen)
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Video über UMTS - 2
21 / 22Dominik Bachert
vorhandene Probleme:
• Ping auf Webseite schwankt zwischen 120 und 360 Millisek.
• effektive Datenraten in ersten Test deutlich unter den theoretisch möglichen
• erste Video-Telefonie-Tests sehr ruckelig
• Vidsoft entwickelte Transportprotokoll welches Schwankungen in Über-tragungsverzögerung ausgleicht
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Multizugriffsmethoden
Hören und Sprechen
Frequenzbänder
UMTS-Lizenzen
Funkzellen
neue Dienste durch UMTS
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