Telefon-Zellen

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Genion ist das jüngste Beispiel für die heutigen Möglichkeiten von intelligenten Kommunikationsnetzen. Es vereint einen Mobil- und einen Festnetzanschluss. Zu Hause, innerhalb der so genannten Homezone, telefoniert man mit dem Handy zu den Festnetztarifen von Viag Interkom, unterwegs schlägt der CityPartner-Tarif zu Buche (siehe Kasten).

Um eine solche Dienstleistung anbieten zu können, muss der Netzbetreiber eine wichtige technische Voraussetzung erfüllen: Er muss wissen, wo sich das Handy des Kunden befindet. Beim Tarifmodell von Viag Interkom kommt es dabei nur auf den Standort des Handys zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus an: Beginnt ein Kunde in seiner Homezone zu telefonieren und verlässt diese dann, so wird das Gespräch weiterhin zum günstigen Homezone-Tarif abgerechnet.

Es wäre mit großem Aufwand verbunden gewesen, den bestehenden GSM-Standard (Global System for Mobile communication, [1]) extra für das Homezone-Angebot zu erweitern. Dazu hätte Viag sowohl die Hersteller der Netztechnik als auch die Handy-Hersteller überzeugen müssen, entsprechende Erweiterungen in ihre Geräte zu integrieren. Stattdessen kombiniert Viag bereits bestehende GSM-Eigenschaften, um die benötigte Positionsbestimmung zu erreichen.

Ein GSM-Mobilfunknetz hat zahlreiche Basisstationen, die über eine oder mehrere Sende- und Empfangsantennen verfügen. Jede davon versorgt einen bestimmten Bereich, eine so genannte Zelle. Viag Interkom setzt überwiegend Basisstationen mit drei Antennen ein: Jede davon versorgt ein 120° großes Kreissegment. Oft hängen die drei Antennen an einem einzigen Mast, es kommt aber auch vor, dass Viag sie auf verschiedene Ecken eines Gebäudes verteilt.

Jeder Sender strahlt auf einer festen Leitfrequenz ständig ein Synchronisationssignal aus, das ein Mobiltelefon benötigt, um die restlichen gesendeten Informationen zu dekodieren. Benachbarte Sender arbeiten auf verschiedenen Frequenzen, um sich nicht gegenseitig zu stören. Auf der Leitfrequenz ist darüber hinaus unter anderem eine eindeutige Senderkennung zu empfangen. Diese umfasst neben Landes- und Netzcode zwei 16-bittige Kennzahlen, die den Sender innerhalb des betreffenden Mobilfunknetzes eindeutig charakterisieren: LAI (Location Area Identity) und CI (Cell Identity).

Im so genannten ‘Idle mode’, also wenn gerade keine Verbindung besteht, misst das Handy ständig die Empfangsfeldstärke der Leitfrequenz und beobachtet außerdem die Leitfrequenzen der Nachbarzellen. Wenn eine Nachbarzelle eine Zeit lang ein stärkeres Signal aufweist, wechselt es zu dieser Zelle, sodass es immer in die Zelle mit der besten Empfangsqualität ‘eingebucht’ ist.

Das Mobiltelefon hält das Netz regelmäßig über die von ihm empfangene Zelle auf dem Laufenden. Da es jedoch zu viel Strom kosten würde, bei jedem Zellenwechsel die neue Position zu senden, fasst der Netzbetreiber die Zellen zu größeren Gebieten, so genannten Location Areas, zusammen. Solange das Telefon sich innerhalb einer Location Area aufhält (zu erkennen an der gleich bleibenden LAI), braucht es nur sehr selten ein Lebenszeichen von sich zu geben.

Im Idle Mode kennt der Netzbetreiber vom Aufenthaltsort eines Telefons also nur die Location Area, muss also im Falle eines eingehenden Anrufs über alle zu dieser Location Area gehörigen Sender versuchen, das Handy zu erreichen. Bei bestehender Verbindung kennt das Netz dagegen die Zelle genau und darüber hinaus sogar den Abstand des Telefons vom Sender mit einer Genauigkeit von circa 550 m.

Dies ist der Schlüssel zu den diversen Ortsgesprächs-Angeboten der GSM-Netzbetreiber: Da das Netz zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus den Standort des Telefons hinreichend genau kennt, kann es diese Information zu Abrechnungszwecken nutzen. Doch das ist nur die halbe Miete. Schließlich sollte nicht nur das Netz wissen, zu welchem Tarif der Kunde gerade telefoniert, sondern der Kunde selbst wüsste dies gern, bevor er ein Gespräch beginnt.

Die Mannesmänner haben dies für ihren Tarif ‘BestCitySpecial’ gelöst, indem sie auf dem Handy-Display die Vorwahlen der Ortsnetze einspielen, die man am jeweiligen Standort zu diesem Tarif günstig anrufen kann. Doch für ihre Home- und City-Tarife musste Viag eine andere Lösung finden, die es erlaubt, die Anzeige des Handys für jeden Kunden individuell anzupassen.

Runde Sache

Home- und City-Anzeige funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Eine solche Abrechnungszone umfasst alle Sender, die sich in einem kreisförmigen Bereich befinden. So genügen drei Parameter zu ihrer Beschreibung: zwei Koordinaten für den Mittelpunkt sowie der Radius des Kreises. Diese Informationen nebst der Bezeichnung der Zone (‘home’ oder ‘city’) legt Viag auf der SIM-Karte des Kunden ab. Grundsätzlich wäre es zwar denkbar, dort eine vollständige Liste mit LAI und CI aller zu der betreffenden Zone gehörigen Sender abzulegen. Doch dies würde - vor allem für die City-Zone - sehr viel Speicher kosten und wäre im Falle eines weiteren Netzausbaus nur schwierig zu pflegen.

Um entscheiden zu können, zu welcher Abrechnungszone der gerade empfangene Sender gehört, benötigt das Handy dessen Position. Jeder Sender des Viag-Netzes strahlt daher zusätzlich zu den vom GSM-Standard vorgegebenen Informationen die Koordinaten seines Standorts aus. Dazu nutzt Viag einen GSM-Standarddienst namens Cell Broadcast Service.

Der Cell Broadcast Service ist eigentlich für Informationsdienste wie Börsenticker, Verkehrsmeldungen oder Wetterberichte gedacht, wird dafür aber bisher kaum genutzt. Er hat ähnliche Merkmale wie der Videotext beim Fernsehen: Jeder Sender strahlt CBS-Nachrichten kontinuierlich parallel zu den sonstigen Informationen auf seiner Leitfrequenz aus, und es gibt - anders als beim Kurzmitteilungsdienst SMS - keine Rückmeldung darüber, ob und welche Nachrichten ein Mobiltelefon empfangen hat. Ähnlich der Seitennummer beim Videotext trägt jede Nachricht eine Identifikationsnummer, die das Thema der Nachricht charakterisiert. Die Senderkoordinaten strahlt Viag auf ‘Seite’ 221 aus (siehe Kasten).

Das Handy übergibt die empfangenen Koordinaten an die SIM-Karte, die sie mit den gespeicherten Abrechnungszonen vergleicht und gegebenenfalls das Handy veranlasst, den betreffenden Text im Display einzublenden. Hierfür nutzt Viag eine im GSM-Standard spezifizierte Software-Schnittstelle namens SIM Application Toolkit. Diese Schnittstelle ermöglicht es dem Netzbetreiber überdies, die Daten auf der SIM-Karte mittels speziell formatierter SMS-Nachrichten zu aktualisieren. Dadurch kann Viag eine Homezone nachträglich einrichten oder ändern, ohne dass der Kunde dazu seine SIM-Karte vorlegen muss. Auch eine nachträgliche Anpassung der City-Zone ist möglich und wird anscheinend auch genutzt. So beobachteten Kunden in Braunschweig Mitte August eine Vergrößerung ihrer City-Zone, und nebenbei hat Viag das teilweise großgeschriebene ‘City’ durch ‘city’ ersetzt.

Die bisher ausgegebenen SIM-Karten können bereits mehr als zwei Abrechnungszonen verwalten, allerdings will Viag nicht verraten, wie viele. Sie bieten also Raum für weitere lokal begrenzte Tarifangebote. So sind zum Beispiel mehrere Homezones, eine ‘Office’- oder eine ‘Family’-Zone im Gespräch. Ob und wann es weitere Angebote in dieser Richtung geben wird, steht jedoch noch nicht fest.

Praxis

Für einen Praxistest hat uns Viag Interkom einen Mobilfunkanschluss zur Verfügung gestellt und eine Homezone eingerichtet. Über mehrere Wochen musste das Genion-Handy den Beweis liefern, dass es sich als vollständiger Ersatz für einen Festnetzanschluss eignet - wenn man es denn bekommt. Denn nicht für jede Anschrift bietet Viag den Genion-Tarif an, selbst wenn dort ausreichende Versorgung besteht. Darüber, welche Adressen Genion-tauglich sind, kursieren widersprüchliche Informationen: In einem Fall sicherte die über Internet abrufbare Datenbank einem Kunden zu, Genion bekommen zu können. Nach erfolgtem Antrag und (verzögerter) Freischaltung des Mobilanschlusses wurde dem verdutzten Neukunden Genion jedoch nicht freigeschaltet. Erklärung: Die Internet-basierte Datenbank sei der hausinternen Datenbank und der Netzplanung um einige Wochen voraus - ein ärgerlicher Patzer.

Genion-Kunden erhalten zusätzlich zu ihrer Mobilfunknummer eine Rufnummer im Festnetz. Dies kann entweder die Nummer eines bestehenden Festnetzanschlusses sein, wenn man diesen gleichzeitig kündigt, oder Viag vergibt eine neue Rufnummer. Mit einem kostenlosen Anruf beim so genannten Callmanager legt man fest, was mit Anrufen auf die Festnetznummer geschieht, wenn man sich außerhalb der Homezone aufhält (Umleitung auf den Anrufbeantworter, auf das Handy oder keine Umleitung). Dabei stört, dass der Callmanager zu kurze oder verfrühte Eingaben nicht versteht und bereits nach zwei erfolglosen Versuchen einfach auflegt. Auch wäre es wünschenswert, beim Anruf des Callmanagers den aktuellen Umleitungsstatus zu erfahren.

Da die Anzeige der Abrechnungszone im Handy errechnet wird, die Gebührenabrechnung jedoch im Netz erfolgt, ist es theoretisch denkbar, dass es dabei zu Abweichungen kommt, der Kunde also beispielsweise zum teureren Mobilfunktarif telefoniert, obwohl sein Display vor Beginn des Gesprächs ‘Home’ angezeigt hat. Um diese Unsicherheit auszuschließen, bietet Viag auf Wunsch ein akustisches Signal an, das beim Verbindungsaufbau den günstigeren Homezone-Tarif signalisiert. Leider war Viag trotz mehrfacher Aufforderung bis zum Redaktionsschluss nicht in der Lage, dieses Signal für den Testanschluss zu aktivieren, sodass wir die Übereinstimmung mit der Anzeige im Display nicht verifizieren konnten. Sie schien jedoch weitgehend zuverlässig zu funktionieren, wenn man davon absieht, dass das Display innerhalb des Stadtgebiets gelegentlich kurzzeitig weder ‘home’ noch ‘city’ anzeigte.

Etwas verwirrend fanden wir anfangs, dass das Display bei Anrufen auf die Festnetznummer stets einen ‘umgeleiteten Ruf’ signalisiert, auch wenn man sich innerhalb der Homezone aufhält. Vom Standpunkt der Netztechniker ist das jedoch einleuchtend: Das Genion-Handy gehört aus deren Sicht zum Mobilfunknetz, und der Festnetzdienst wird durch eine Rufumleitung auf die Mobilnummer bewerkstelligt. Wer außerhalb der Homezone ein solches ‘umgeleitetes’ Gespräch entgegennimmt, weiß durch die Anzeige, dass er dafür 29 Pfennig pro Minute zahlt.

Einige Genion-Benutzer sind mit der Erreichbarkeit ihrer Festnetznummer sehr unzufrieden. Beispielsweise gibt es in Mannheim einen Fall, bei dem eine von der Telekom übernommene Festnetzrufnummer nicht erreichbar war, obwohl der Anschluss schon seit mehreren Wochen umgemeldet war. Unsere Tk-Anlage lieferte bei jedem Anrufversuch nur ein Besetztzeichen, während an einem ISDN-Basisanschluss ‘Kein Anschluss unter dieser Nummer’ zu hören war. Die Mobilnummer funktionierte jedoch sehr wohl, ebenso wie die Anwahl der Festnetznummer per Call-by-Call über das Netz von Viag (0 10 90).

Den schwarzen Peter hat anscheinend die Telekom, die die Rufnummernportierung in einigen Regionen entweder sehr zögerlich oder unfachmännisch betreibt. Dass es auch schnell und zuverlässig geht, zeigt die überwiegende Zahl der Genion-Anwender, die in diesem Punkt nichts auszusetzen haben. Im Übrigen: Wer im Problemfall die Lösung nicht abwarten kann oder will, kann laut Viag seinen Genion-Anschluss auch ‘zurückgeben’.

Die Festnetznummer unseres Test-Handys stammte aus dem Kontingent von Viag, wurde also nicht von einem ehemaligen Telekom-Anschluss übernommen. So weit das Handy eingeschaltet war, ließ es sich von Festnetzanschlüssen problemlos erreichen, und zwar sowohl über die Telekom als auch per Call-by-Call über TelDaFax, Mobilcom, Arcor, Talkline, 3U, Teleglobe und 01051. Die Zeit für die Durchstellung des Anrufs bewegte sich in normalem Rahmen von wenigen Sekunden, auch wenn das Genion-Handy im D1-Netz der Telekom eingebucht war.

Bei Anrufen aus dem Ausland wird der Anrufer teilweise auf eine harte Geduldsprobe gestellt. Aus den USA lieferten manche Long-Distance-Provider das erste Klingelzeichen in gerade noch erträglichen 10 Sekunden (NLinea), während Qwest sich dafür rund 17 Sekunden Zeit ließ. Auch funktioniert die Rufnummernübermittlung zwischen den internationalen Netzen noch nicht zuverlässig: Bei manchen Auslandsanrufen erschien auf dem Display fälschlicherweise die Festnetznummer des Genion-Anschlusses.

Fazit

Genion stellt den von manchen schon zu Anfang der Mobilfunk-Ära gewünschten Fortschritt dar - man ist unterwegs und zu Hause erreichbar, und der Dienst kostet nicht die Welt. Bei einigen wenigen Kunden hapert es noch mit der Erreichbarkeit über die Festnetznummer, jedoch werden diese Störungen wohl Zug um Zug beseitigt. Insgesamt waren wir mit unserem Test-Handy zufrieden und sind schon auf die Family- und die Office-Zone gespannt. (bo /dz)

Literatur

[1] Michel Mouly, Marie-Bernadette Pautet, The GSM System for Mobile Communications, 1992, ISBN 2-9507190-0-7

[2] Programm ‘Transdat’ zur Umrechnung geodätischer Koordinaten: http://www.killetsoft.de/transdat.htm

[3] Auswertungssoftware und Senderliste: http://www.heise.de/ct/Redaktion/bo/mobilfunk

[4] Informationen und Links zu GSM von einem Sendersucher der ersten Stunde: http://www.nobbi.com

[5] Stefan Schellers Seiten zu Viag Interkom: http://come.to/0179

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Genion-Tarif (Auszug)

Monatliche Grundgebühr: 34,95 DM

Minutenpreise in der Homezone:

             Traumzeit  Freizeit  Hauptzeit

Ortsgespräch 0,05       0,05       0,10

Ferngespräch 0,05       0,10       0,15

Hauptzeit: Mo-Fr, 8-18 Uhr
Freizeit: Mo-Fr, 18-21 und 6-8 Uhr Wochenende und feiertags 6-21 Uhr
Traumzeit: übrige Zeit

Minutenpreise unterwegs:

                      Freizeit    Hauptzeit
Citygespräch 0,29         0,29
Ferngespräch 0,29       0,99

Hauptzeit: Mo-Fr, 8-18 Uhr, Freizeit: übrige Zeit

Aktuelle Informationen gibt es bei http://www.viaginterkom.de.

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Auf Sendersuche im Viag-Netz

Die vom Viag-Interkom-Netz ausgestrahlten Senderkoordinaten lassen sich mit jedem modernen Handy ohne zusätzliche Software anzeigen. Bei Nokia heißt die entsprechende Funktion zum Beispiel ‘Nachrichtendienst’. Unter ‘Themen’ abonniert man hier das Thema Nr. 221 und empfängt von da an bei jedem Zellwechsel eine Nachricht mit den Koordinaten des jeweiligen Senders.

Für die Senderpositionen verwendet Viag so genannte Gauß-Krüger-Koordinaten. Dabei handelt es sich um einen ‘Rechts-‘ und einen ‘Hochwert’ in Metern, bezogen auf den 9. Längengrad beziehungsweise den Äquator. Die von den Viag-Sendern ausgestrahlten Cell-Broadcast-Nachrichten bestehen aus zwölf Ziffern, jeweils sechs für Rechts- und Hochwert. Viag verwendet eine Auflösung von zehn Metern, man muss also an beide Werte eine Null anhängen, um die übliche Angabe in Metern zu erhalten. Um die drei Segmente einer Basisstation unterscheiden zu können, strahlen sie überdies nicht die wirklichen Koordinaten des Sendemasten aus, sondern jeweils eine um circa 50 m in Abstrahlrichtung des Senders versetzte Position.

Die gefundenen Senderpositionen lassen sich leicht in eine Karte übertragen, denn die amtlichen topographischen Karten sind am Rand unter anderem mit Gauß-Krüger-Koordinaten beschriftet. Dort finden sich Rechts- und Hochwert jeweils in Kilometern, wobei die ersten beiden Ziffern der vierstelligen Angabe hochgestellt sind. Eine kleine Komplikation: Bei Karten westlich von 7,5° beziehungsweise östlich von 10,5° Länge sind die Gauß-Krüger-Koordinaten auf einen anderen Meridian bezogen, zu erkennen an einer von drei verschiedenen Anfangsziffern beim Rechtswert. In diesem Fall muss man die von Viag gelieferten Koordinaten zunächst umrechnen, etwa mit dem Programm Transdat von C. Killet [2].

Komfortabler geht es mit einer digitalen Karte. In der Serie ‘Top50’ geben die Landesvermessungsbehörden die topographischen Karten im Maßstab 1:50 000 auf CD-ROM heraus. Jede der insgesamt 14 CD-ROMs deckt ungefähr ein Bundesland ab; die Top50 für Niedersachsen kostet 118 Mark. Die mitgelieferte Software erlaubt die Positionierung der Karte über Gauß-Krüger-Koordinaten. Per Mausklick kann man eigene Objekte in die Karte einzeichnen und diese als ‘Overlay’ abspeichern. Um dies zu vereinfachen, haben wir ein kleines Programm geschrieben, das eine Datei mit Senderkoordinaten im Viag-Format direkt in eine Overlay-Datei für die Top50-CD umwandelt. Sie finden es auf [3] zum kostenlosen Download, zusammen mit einer Liste der bisher gefundenen Viag-Sender.

Norbert Hüttisch bietet auf [4] eine Monitorsoftware zum Download an, die alle Cell-Broadcast-Nachrichten anzeigt und auf Wunsch in einer Datei protokolliert. Darüber hinaus liefert sie auch die vom Handy normalerweise nicht angezeigten Identifikationsdaten der jeweiligen Zelle (LAI und CI). Mit Notebook, Handy und dieser Software bewaffnet braucht man nur genügend lange durch die Gegend zu fahren, um nach und nach einen vollständigen Plan des Mobilfunknetzes von Viag Interkom zu erhalten. (dz)