Pictures of the Future      Herbst 2004

Internet überall

Handy mit Flügeln: Das neue SK65 von Siemens hat eine vollständige Tastatur, die durch Drehung des Gehäuses zum Vorschein kommt. Harry Straßer, Chief Innovation Officer von Siemens Com, kann damit seine e-Mails einfacher als bisher auch von unterwegs bearbeiten

Das Internet wird bald so selbstverständlich sein wie Strom aus der Steck­dose. Always on, immer online zu sein, ist einer der Trends der Telekommu­nikation. "Das heißt für mich, dass ich erreichbar und kommunikationsfähig bin, wann und wie ich es möchte", sagt Harry Straßer, Chief Innovation Officer von Siemens Communications (Com). Ständig erreichbar sind wir eigentlich heute schon: Fast jeder hat ein Handy, ein Festnetztelefon, e-Mail und Inter­netzugang. Richtig always on ist aber noch keiner. Denn die Erreichbarkeit ist wegen der Vielzahl der Geräte oft schwierig, Internet und e-Mail auf dem Handy sind noch alles andere als ein Vergnügen, und der Download von Musik, Bildern und Dokumenten braucht wesentlich höhere Datenraten als heute üblich sind. Daher entwickelt die Telekommunikationsindustrie viele neue Verfahren der Breitbandkommunikation, im Mobilfunk wie im Festnetz. "Bei den Übertragungstechniken stehen wir vor einer Fragmentierung der Landschaft", sagt Straßer. Wichtig ist daher ein nahtloser Übergang zwischen den Tech­niken. Die Nutzer sollen nicht merken, welche Übertragungsstandards ihr Laptop, Handy oder PDA verwendet – ob WLAN oder WiMAX, UMTS oder HSDPA (siehe Kasten).

Obwohl in den nächsten Jahren mehrere Techniken nebeneinander existieren dürften, werden Festnetz, Mobilfunknetz und Internet letztlich zusammen­wachsen. Siemens hat diesen Trend mit einer großen Umstrukturierung bereits vorweggenommen: Die Festnetzsparte ICN und die Mobilfunksparte ICM wurden ab Oktober 2004 zu Siemens Communications zusammengelegt. Der frisch fusionierte Bereich macht mit fast 60  Mitarbeitern einen jährlichen Umsatz von 17 Mrd. € und bietet Infrastruktur und Endgeräte aus einer Hand an. Ein Schwerpunkt ist das Konzept LifeWorks, mit dem Siemens getrennte Netze wie Firmen-LAN, Mobilfunk und Festnetz auf einer einheitlichen Plattform zusammenführt (siehe Das mobile Büro).

Telekom-Unternehmen nutzen schon jetzt als Fernverbindung für Telefonate das Internet-Protokoll (IP), bei dem die Daten nicht über eine reservierte Leitung, sondern als Pakete verschickt werden. Der Vorteil: Dadurch kann wesentlich mehr übertragen werden, indem man die Gesprächspausen zur Übermittlung anderer Daten ausnutzt. Auch der Mobilfunkstandard UMTS verwendet den "Paketversand". Selbst Gespräche mit Schnurlostelefonen laufen schon übers Internet (Voice over IP, kurz VoIP). "Künftig besitzt ein Gerät vielleicht nach außen nur eine IP-Schnittstelle, im Inneren arbeiten ver­schiede­ne Modems, die unterschiedliche Standards verstehen", sagt Dr. Jürgen Schindler, der sich bei Siemens Com um Zugangstechniken kümmert.

Zwei Welten nähern sich an. Bei diesem Trend zur Konvergenz stehen sich zwei Welten gegenüber: Im Partnerschaftsprojekt für die dritte Mobilfunk-Generation (3GPP) arbeiten Normungsgremien an der Vereinheitlichung von Mobilfunknetzen wie UMTS und HSDPA. In diesen Netzen können sich Anwender frei bewegen, da die Daten von einer Mobilfunkzelle zur nächsten weitergereicht werden. Parallel erarbeitet das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), eine weltweite Organisation von Elektrotechnikern und Ingenieuren, Standards für die Übertragungstechniken, die der Internet-Welt entstammen: WLAN und für größere Reichweiten WiMAX. Hier machen Funk­server die Nutzer zwar unabhängig von einem Kabel – der Funkradius um einen so genannten Hot Spot kann aber nicht verlassen werden, ohne die Verbindung zu gefährden. Im Gegensatz zum echten Mobilfunk sprechen Experten vom nomadischen Arbeiten. "Die 3GPP- und die IEEE-Welt bewegen sich aber aufeinander zu", sagt Schindler. "UMTS erhöht die Datenraten, und WiMAX verbessert mit den Standards 802.16e,g künftig die Mobilität." Mobil­funkbetreiber und UMTS-Nutzer legen größeren Wert auf die Stabilität und die Qualität eines Telefongesprächs, während "bei WiMAX schon mal die Verbindung abreißen kann, was bei verschlüsselten sicherheitsrelevanten Daten wie beim Online-Banking problematisch ist", sagt Schindler.

"Standards sind für Always on ein wichtiger Erfolgsfaktor", betont Thomas Geitner, Technikvorstand von Vodafone und verweist auf den GSM-Standard, der entscheidend dazu beigetragen habe, dass die Kosten für alle rasch gesunken seien (siehe Experten-Interview). "Das echte Always on wird es erst mit geringeren Gebühren und anderen Tarifmodellen geben", sagt Thomas Künstner, Partner bei der Unternehmensberatung Booz Allen Hamilton.

Always on wird unser Leben verändern. Schon warnen Kritiker vor Stress durch ständige Erreichbarkeit, doch Soziologen geben Entwarnung – vor allem wenn der Grad der Erreichbarkeit von jedem selbst einstellbar ist (siehe  Stadtneurotiker von morgen?). In der Freizeit werden wir schneller, gezielter und mehr kommunizieren – ob wir an einem Online-Spiel teilnehmen oder im Walkie-Talkie-Modus des Handys Botschaften austauschen. Den Büroalltag hat e-Mail längst verändert; immer online sein wird eine neue Dimension hinzufügen (siehe Das mobile Büro). "Die Produktivität wird sich weiter deutlich erhöhen", sagt Harry Straßer. "Bald wird es selbstverständlich sein, auch mit dem Handy Mails als integralen Bestandteil der Kommunikation zu nutzen."

Videokonferenzen mit hohen Bandbreiten sind bald auch mobil möglich

Handy als Walkie-Talkie. Mobiles Mailen ermög­licht als eines der ersten Handys das Siemens SK65, das im August 2004 vorgestellt wurde. Es besitzt die e-Mail-Funktion des US-Unter­neh­mens RIM, bislang nur auf den etwas eigenwillig zu bedienenden BlackBerry-Geräten verfügbar. Ein spezieller Server schickt e-Mails automatisch auf das Mobiltelefon und zum Büro-PC. Kalender und Adressbuch sind synchronisierbar, der Zugriff auf Unternehmensdaten möglich.

Das SK65 bietet auch eine neue Art der Kommunikation: Push to talk over Cellular (PoC) – von Siemens "Push and talk" genannt –, eine Art Walkie-Talkie fürs Handy (siehe Fakten und Prognosen). Siemens entwickelte zudem einen ähnlich funktionierenden Bilder-Chat. Tests mit dem Mobilfunkbetreiber TeliaSonera während eines Laufs zur Rallye-Weltmeisterschaft in Finnland verliefen erfolgreich. Die Teilnehmer sahen auf ihren SX1-Handys, wer online war, und verschickten an die Gruppe per Knopfdruck Bilder, die sie mit der Handy-Kamera aufgenommen hatten. Auf der Mobilfunkmesse in Cannes im Frühjahr 2004 verbanden Siemens-Entwickler beide Services – die Anwender nutzten PoC und den Bilder-Chat gleichzeitig.

Für ein stetes Online-Sein ist aber auch der problemlose Wechsel zwischen unterschiedlichen Systemen nötig: Siemens-Entwickler haben einen Demonstrator gebaut, der während eines Telefongesprächs den Wechsel zwischen verschiedenen Netzen erlaubt. Damit kann ein Anrufer über eine Datenkarte, die in einem Laptop oder PDA steckt, telefonieren und zwar im verkabelten Firmennetz (Ethernet), im WLAN oder UMTS-Netz. Wenn der Anwender während des Gesprächs das Büro verlässt und damit die Ethernet-Verbindung kappt, nehmen die VoIP-Datenpakete je nach Verfügbarkeit der Netze den effizientesten Weg. Wenn größere Datenmengen verschickt werden sollen, können UMTS-Netz und WLAN auch gleichzeitig zur Steigerung der Übertragungsrate genutzt werden. Das System soll frühestens 2005 marktreif sein.

2005 wird Siemens ein UMTS-Handy auf den Markt bringen, das auch WLAN integriert hat. Dafür wird es zwei Chips haben. Bei Siemens Com arbeiten die Entwickler bereits an der Integration verschiedener Übertragungsstandards auf einem Chip. Das Schlagwort heißt Software Defined Radio (SDR). Die Idee hinter SDR ist, dass nicht mehr eine fest verdrahtete Chiparchitektur ent­scheidet, in welchen Frequenzen ein Gerät senden und empfangen kann, sondern die installierte Software. Damit könnte ein Handy in allen Netzen funktionieren. "Solch eine umfassende Lösung kann ich mir Ende des Jahrzehnts vorstellen", sagt Holger Landenberger, Projektleiter SDR bei Siemens Com. "Wir werden schrittweise vorgehen und zunächst mehrere Standards wie UMTS, GSM und WLAN einbeziehen." Die Produktentwicklung könne Mitte 2006 beginnen. Siemens hätte bei der Fertigung von Handys mit SDR handfeste Kostenvorteile: So könne etwa via Software erst nach dem Zusammenbau festgelegt werden, für welchen Übertragungsstandard und damit für welchen regionalen Markt das Gerät ausgelegt wird.

GBit/s auf dem Handy. Parallel arbeitet Siemens federführend im EU-Forschungsprojekt WINNER. Die knapp 40 Partner wollen eine universelle Funktechnik entwickeln, die nach 2010 die heutigen Standards ergänzen soll. Bei Reichweiten unter 100 m sollen Übertragungsraten bis 1 GBit/s, im weiteren Umkreis etwa 100 MBit/s erreicht werden. Im Labor schaffen Siemens-Entwickler bereits Datenraten von 360 MBit/s – bei einer Träger­frequenz von 5 GHz und einer Bandbreite von 100 MHz, die mit dem OFDM-Verfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) auf 256 Unter­frequenzen aufgeteilt wird. Dies verringert den Einfluss von Echos, wie sie bei dieser hohen Grundfrequenz etwa durch Reflexion an Gebäuden entstehen. Zusätzlich nutzen die Forscher drahtlose Multi-Hop-Stationen – eine Mischung aus Basisstation, Repeater und Router. Damit leiten sie die Signale auch um Hindernisse weiter und verstärken sie. Wie unlängst ein Feldversuch in München zeigte, erhöhen diese Multi-Hop-Stationen, die etwa einige hundert Meter voneinander entfernt stehen, die Reichweite solcher Funksysteme deutlich. Mit Hilfe einer Kombination mehrerer Antennen (MIMO) arbeiten die Forscher zudem daran, die Übertragungsrate auf 1 GBit/s zu steigern. Zumindest die Datenraten sind dann keine Beschränkung mehr bei der Verwirklichung einer Always-on-Gesellschaft.

Eine Grenze wird es indes immer geben: Der US-Mathematiker Claude Shannon, Erfinder des Bits und Begründer der Informationstheorie, hat schon vor 50 Jahren berechnet, dass es – bedingt durch die Übertragungsbandbreite und das Umgebungsrauschen – ein theoretisches Limit gibt, wie viele Daten übertragbar sind. Danach kann ein Handy maximal 100 bis 1000 GBit/s empfangen – vorausgesetzt, dieses Super-Handy wird wegen des giganti­schen Datenstroms zum Anfassen nicht zu heiß.
                                                                                                 Norbert Aschenbrenner