Halbleiter & Künstliche Intelligenz
Synchronisation von Mensch und Maschine
           
   

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Ein Mobiltelefon (umgangssprachlich Handy auch Funktelefon, GSM-Telefon, in der Schweiz auch Natel; englisch cell phone und mobile phone, Kurzform: mobile) ist ein tragbares Telefon, das über Funk mit dem Telefonnetz kommuniziert und daher ortsunabhängig eingesetzt werden kann. Die zehn größten Hersteller von Mobilfunkgeräten weltweit waren im Jahr 2012 Samsung, Nokia und Apple, danach folgten ZTE, LG, Huawei, TCL, Blackberry (RIM), Motorola und HTC.

 

 

 

G E S C H I C H T E

 
Vor den Geräten, die heute als Mobiltelefon bezeichnet werden, gab es einige Vorläufer. Die Entwicklung des Mobilfunks begann 1926 mit einem Telefondienst in Zügen der Deutschen Reichsbahn und Reichspost auf der Strecke zwischen Hamburg und Berlin. Dieser Telefondienst wurde nur den Reisenden der 1. Klasse angeboten, doch schon 1918, rund fünf Jahre nach der Erfindung des Meißnerischen Röhrensenders, führte die Deutsche Reichsbahn im Raum Berlin Versuche mit Funktelefonen durch. Schon früh äußerten Künstler und Schriftsteller ihre Phantasien über die möglichen Auswüchse der Mobiltelefonie. So beschreibt Gustav Hochstetter 1913 einen gestressten Firmenchef, der auf ärztlichen Rat durch Wandern in Schweigsamkeit wieder Kraft tanken soll. Da hört er in der Abgeschiedenheit der Berge plötzlich etwas aus seinem Rucksack – seine Frau ruft ihn an: „Ja, ja, Ludwig, da staunst du? Eine Menge Geld hat das Ding gekostet. Eine ganz neue Erfindung: das tragbare, drahtlose Telefon in Miniaturformat.“– Gustav Hochstetter 1926 entwarf der Zeichner Karl Arnold im Simplicissimus ein visionäres Bild vom Sinn und Unsinn des mobilen Telefonierens auf offener Straße in dem Bild „Drahtlose Telephonie“. Aus dem Jahr 1931 stammt eine weitere literarische Schilderung einer Mobiltelefon-Utopie. Sie findet sich in Erich Kästners Kinderbuch Der 35. Mai oder Konrad reitet in die Südsee: „Ein Herr, der vor ihnen auf dem Trottoir langfuhr, trat plötzlich aufs Pflaster, zog einen Telefonhörer aus der Manteltasche, sprach eine Nummer hinein und rief: ‚Gertrud, hör mal, ich komme heute eine Stunde später zum Mittagessen. Ich will vorher noch ins Laboratorium. Wiedersehen, Schatz!‘ Dann steckte er sein Taschentelefon wieder weg, trat aufs laufende Band, las in einem Buch und fuhr seiner Wege.“ – Erich Kästner Die ersten Mobilfunkgespräche wurden über in Kraftfahrzeugen montierte Endgeräte – Autotelefone – im Jahr 1946 möglich. Die US-Firma Bell Telephone Company bot ihren Mobile Telephone Service an, über den am 17. Juni 1946 in St. Louis die ersten Gespräche geführt wurden; ab 2. Oktober desselben Jahres war ein Autotelefonservice der Illinois Bell Telephone Company in Chicago verfügbar.Die ersten deutschlandweit verwendbaren Autotelefone gab es 1958. Die Geräte waren wegen der für die Funktechnik verwendeten Vakuumröhren recht groß. Gespräche wurden handvermittelt, die Gerätepreise lagen bei etwa 50 % des Wagenpreises. (A-Netz) 1973 stellte ein Entwicklerteam bei Motorola um Martin Cooper[6] und Chefdesigner Rudy Krolopp den ersten Prototypen eines Mobiltelefons her. „Für das Innenleben plünderten die Ingenieure von Motorola damals UKW-Radios und kombinierten diese mit einem leistungsfähigen Stromspeicher, dem Metall-Hydrid-Akku“. Im Oktober 1973 wurde ein US-Patent eingereicht, aber erst 1975 erteilt. Cooper machte am 3. April 1973 den ersten Anruf über ein Mobiltelefon, bei dem er seinen Rivalen bei den Bell Labs anrief. Ab 1974 gab es in Österreich das B-Netz, in dem schon automatisch vermittelt wurde. Sieben Jahre später hatte es 1000 Teilnehmer. Der Standort eines Teilnehmers musste bekannt sein, um ihn anrufen zu können. 1975 wurde in der Schweiz das Nationale Autotelefonnetz (Natel) eingeführt. Ab 1983 folgte Natel B; im selben Jahr wurde das bei Motorola seit 1973 entwickelte erste kommerzielle Mobiltelefon „Dynatac 8000x“ offiziell vorgestellt. Ab 1985 gab es in Deutschland und Österreich das kleinzellige analoge C-Netz. Es ermöglichte eine geringere Sendeleistung der Telefone und damit kleinere Geräte. „Portables“, kleine Kistchen mit Tragegriff und einem angeschlossenen Telefonhörer sowie einer längeren Antenne, kamen auf den Markt. 1987 wurde in der Schweiz das Autotelefonnetz Natel C eingeführt. Durch die Einführung flächendeckender digitaler Mobilfunknetze (D-Netz Ende 1980er/Anfang 1990er Jahre in Deutschland, Österreich und der Schweiz) konnte die benötigte Batterieleistung der Mobiltelefone und damit auch deren Größe erneut vermindert werden. 1992 wurde in den USA das erste GSM-fähige Mobilgerät von Motorola, das International 3200, vorgestellt. Im Sommer 1992 nahmen in Deutschland die Netze D1 (Betreiber: DeTeMobil Deutsche Telekom Mobilfunk) und D2 (Betreiber: Mannesmann Mobilfunk) den Betrieb auf. In der Schweiz wurde Natel D auf GSM-Basis lanciert. 2001 nahm die britische Manx Telecom auf der Isle of Man das weltweit erste UMTS-Netz in Betrieb; in Deutschland ist UMTS seit 2004 kommerziell verfügbar. Der 3G-Standard UMTS zeichnet sich durch deutlich erhöhte Datenraten aus und erlaubt die Nutzung von Mobilfunkgeräten als Multifunktionsgeräte (Smartphone, früher auch PDA-Phone) mit Zusatzfunktionen wie Internet, IP-Telefonie, Uhr, Kamera, MP3-Player, Navigationsgerät, Spielkonsole und vielen weiteren Anwendungen („Apps“). Der vorherige Trend, die Geräte immer mehr zu verkleinern, wurde durch größere Geräte mit großen Touchscreen-Bildschirmen teilweise umgekehrt. Ende 2009 wurden die ersten Mobilfunknetze der vierten Generation (4G) verfügbar; mit LTE und später LTE-Advanced erhöhten sich wiederum die maximal möglichen Datenraten, ohne dass die 4G-Netze bisher für reine Sprachdienste nutzbar sind.



 

A U F B A U   U N D   T E C H N I K

 
Wie das drahtgebundene Telefon besteht das Mobiltelefon aus einem Lautsprecher, einem Mikrofon, einem Bedienteil (Tastatur und Anzeige) und einer Steuerung (meist ein Mikrocontroller). Zusätzlich hat es ein Funkteil (Sendeempfänger, Antenne) und eine eigene Stromversorgung (meist einen Akkumulator). Generell ist zum Betrieb eine SIM-Karte notwendig (bis 2009 ausgenommen Notrufnummern), die zur Identifizierung gegenüber dem Mobilfunknetz genutzt wird. Beinahe alle neueren Mobiltelefone enthalten einen Interpreter für die Programmiersprache Java in einer Minimalausgabe (Mobile Information Device Profile, MIDP), die aber die wesentlichen Funktionen von Java enthält. Eine wachsende Szene von Programmierern versorgt die Benutzer mit Software. Mobiltelefone in Europa funktionieren heutzutage nach dem GSM-Standard. Sie benutzen Frequenzen um 900 MHz (D-Netz) beziehungsweise 1800 MHz (E-Netz). Triband-Mobiltelefone können zusätzlich auf 1900 MHz oder 850 MHz operieren, diese Frequenzen werden hauptsächlich in den USA genutzt. Quadband-Mobiltelefone beherrschen alle vier Frequenzen. Während die Basisstationen für Mobiltelefone Sendeleistungen um 50 Watt haben, kommen Mobiltelefone mit Sendeleistungen von max. 2 W (D-Netz) beziehungsweise 1 W (E-Netz) aus. Für die Übertragung wird als Modulationsart GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying, eine weiterentwickelte, optimierte Version der FSK) verwendet. In der nächsten (dritten) Generation der Mobilfunkgeräte gibt es zwei konkurrierende Standards: Universal Mobile Telecommunications System, abgekürzt als UMTS, als eine Weiterentwicklung von GSM sowie den Standard CDMA2000, der vor allem in den USA weit verbreitet ist. Sowohl UMTS als auch CDMA2000 basieren auf Code Division Multiple Access (CDMA), sind aber zueinander nicht kompatibel. Beide arbeiten bei Frequenzen um 1800 bis 1900 MHz, benutzen viele kleine Funkzellen und sind für höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit und höhere Nutzerzahl optimiert. Wegen der kleineren Funkzellen und bedingt durch weiterentwickelte Modulationsverfahren konnte die Sendeleistung der Mobiltelefone gegenüber GSM auf 0,125–0,25 W reduziert werden.

 

 

B E T R I E B S S Y S T E M   &   P R O G R A M M I E R U N G

 
Das Betriebssystem des Mobiltelefons wird bei Smartphones meist nicht vom Hersteller produziert, sondern in Lizenz betrieben. Das unter Smartphones mit Abstand verbreitetste Betriebssystem ist Android.(siehe auch: Übersicht über Smartphone-Betriebssysteme) Weitere verbreitete Systeme sind Bada von Samsung, das erst seit 2013 verfügbare Firefox OS, iOS von Apple, Symbian - das seit Ende 2012 abgekündigt wurde - und Series 40 bzw. Asha von Nokia sowie Windows Phone von Microsoft. Einige Mobiltelefone laufen mit linuxbasierten Betriebssystemen (neben Android Jolla, Maemo, MeeGo und Tizen), zu deren Weiterentwicklung haben namhafte Mobilfunkhersteller 2007 die LiMo Foundation gegründet. Mit Hilfe entsprechender Programme (des sogenannten SDKs) lässt sich das Mobiltelefon auch modifizieren. Im Extremfall kann das soweit gehen, dass das Gerät kein Mobiltelefon mehr darstellt, sondern vollkommen andere Aufgaben wahrnimmt. Der Übergang von Smartphone zu PDAs ist fließend.
 


 

S C H N I T T S T E L L E N

 
Neben der primären Schnittstelle mit dem digitalen Telefonnetz kann ein Mobiltelefon auch andere Schnittstellen anbieten, wie beispielsweise Infrarot, USB, Bluetooth (seit 2000[13]) und W-LAN (seit 2004[14]), über die ebenfalls Daten ausgetauscht werden können.

 

 

L A D E G E R Ä T E

 
Die Ladegeräte für Mobiltelefone unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller. Auf Druck der Europäischen Union vereinbarten alle großen Mobiltelefon-Hersteller ab 2010 die Einführung eines gemeinsamen Standards für Ladegerätstecker auf der Grundlage des Micro-USB-Steckers. Damit können zukünftig alle neueren Mobiltelefone mit dem gleichen Ladegerät geladen werden.
 


 

B A U A R T E N   -   Ü B L I C H E   B A U F O R M E N

 
(Candy-)Bar/Barren/Riegel – klassische Bauweise, die der Form eines Schokoriegels (englisch candy bar) ähnelt, beispielsweise Nokia 6230. Mobiltelefone, deren Tastatur von simplen Klappen oder Schiebemechanismen ohne weitere Funktion geschützt sind, zählt man zu den „Candybar“-Telefonen wie das Nokia 7110 oder das Ericsson T28s. Folder/Clam-Shell/Klapphandy – zweigeteiltes Mobiltelefon mit einem Scharnier in der Mitte. Im aufgeklappten Zustand trägt der obere Teil meist das Display, der untere die Tastatur. Zusammengeklappt liegen beide Teile gegenüber und werden auf diese Weise geschützt. Beispiel: Motorola RAZR. Jack-Knife – horizontales Drehgelenk, beispielsweise Sony Ericsson W550i Slider (Schiebehandy) – Display und Bedientasten werden vertikal über die Wähltasten hoch geschoben, beispielsweise Samsung SGH D500.Swivel-Klapptelefone – mit drehbarem Bildschirm, beispielsweise Samsung SGH-P900. Touch Phones – Smartphones, die mittels eines Touchscreen-Displays und ggf. einer als Multi-Touch bezeichneten Technik vorwiegend mit den Fingern gesteuert werden. Bereits 1992 stellte IBM das erste Mobiltelefon mit Touchscreen vor.
 

 

 

B A U A R T E N   -   S P E Z I A L F O R M E N

 
Armbandmobiltelefon oder Handyuhr Mobilfunk-GSM-Tischtelefone – herkömmlichen schnurgebundenen Festnetztelefonen nachgebaut – auch diese sind wie GSM-Gateways vornehmlich zum stationären Betrieb geeignet. In Deutschland wurde etwa das Modell GDP-02 des tschechischen Herstellers Jablotron von O₂ und Vodafone vermarktet. Mobilfunk-Gateways – Sonderformen von Mobilfunk-Endgeräten zum stationären Betrieb, die den Anschluss von Telefonanlagen und herkömmlichen Festnetztelefonen ermöglichen.

 

 

S O L A R B E T R I E B E N E   M O B I L T E L E F O N E

 
Nach Einzug der solarbetriebenen Mobiltelefon-Ladestationen wurde bereits im Jahr 2001 von der südkoreanischen Firma „CR Telecom“ ein Solar-Mobiltelefon vorgestellt. Die Ladezeiten entsprachen in etwa den Gesprächszeiten, ein effektives Laden der Geräte war aber nur bei einfallendem Sonnenschein möglich. Im selben Jahr stellte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme den Prototypen eines „Siemens C25“-Mobiltelefons mit solarbetriebenem Akku vor. Diese neuartigen Module waren zwar kostengünstig, aber auch sie lieferten zu wenig Energie für akzeptable Gesprächszeiten.

 

 

 

[Quelle: Wikipedia]

 

 

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