Pulsung - was ist das?

Es heißt, dass Handystrahlung besonders gefährlich sei, da sie gepulst ist. Nun, was bedeutet dieser Begriff eigentlich, was kann man sich darunter überhaupt vorstellen?
Um dies zu erklären, ist ein kleiner Ausflug in die Welt der Nachrichtentechnik notwendig.

Modulation

Unter Modulation versteht man die Steuerung eines sogenannten Trägers mit denjenigen Informationen, die ich übertragen will, also z.B. Sprache, Musik, Bilder, Daten. Durch die Steuerung (=Modulation) verändern sich bestimmte Parameter des genutzten Trägers, welcher fast immer eine elektromagnetische Welle ist. In der optischen Nachrichtentechnik z.B. überträgt man Informationen, indem das Licht eines Laserstrahls in Helligkeit oder Farbe moduliert wird.
Es gibt verschiedene Modulationsarten, die im Laufe der Entwicklung der Nachrichtentechnik immer komplexer wurden. Nur so war es möglich den immer steigenden Anforderungen gerecht zu werden, das heißt immer mehr Inhalte mit weniger Bandbreite (=Platzbedarf) immer sicherer und fehlerfreier zu übertragen.

  1. Amplitudenmodulation

    Die erste eingesetzte Modulationsart war wegen ihrer Einfachheit die Amplitudenmodulation, welche heute noch bei der  Lang-, Mittel- und Kurzwelle verwendet wird. Diese ist sehr störungsanfällig und leistungshungrig und wird in Kürze durch DRM ersetzt. DRM ist eine aufwändige Übertragungstechnik, welche ähnlich auch bei DAB, DVB-T und W-Lan verwendet wird. Details dazu unter digitale Modulationen.
    Bei der Amplitudenmodulation steuert z.B. die Sprache nur die Intensität (Signalsstärke, bei Licht Helligkeit) des Trägers.

  2. Frequenzmodulation

    Um die Übertragungsqualität beim Rundfunk zu verbessern, wurde die weniger störungsanfällige Frequenzmodulation entwickelt. Bei der Frequenzmodulation steuert die Musik nur die Frequenz (bei Licht ist das der Farbton) des Trägers.
    Die Frequenzmodulation findet vor allem beim UKW-Rundfunk Verwendung.
    Amplituden- und Frequenzmodulation wird beim analogen Fernsehen verwendet. Das Bild wird mittels Amplituden-, der Ton mittels Frequenzmodulation und die Bildsynchronisation mittels Impulsen übertragen.

  3. Digitale Modulationen

    Im Laufe der Zeit wurden viele verschiedene digitale Modulationen entwickelt. Gemeinsam ist allen, dass sie eine Kombination von Amplituden- und Frequenzmodulation sind. Das bedeutet, dass die zu übertragenden Informationen Amplitude und Frequenz des Trägers modulieren.

  4. Mobilfunk: GSM und DCS

    Auch hier wird eine digitale Modulationsart eingesetzt. Sie kennzeichnet aber eine Besonderheit. Um bis zu 8 Gespräche über eine einzelne Frequenz übertragen zu können, sendet jeder Teilnehmer immer nur für eine kurze Zeit, also alle 4,615 Millisekunden 577Mikrosekunden lang. Mehr dazu im Faktenblatt GSM  des Bakom - Schweiz. Dies bedeutet, dass, wenn weniger als 8 Gespräche gleichzeitig geführt werden, der Sender ein- und ausschaltet, also "pulsiert".
    Hier finden Sie einen Vergleich der Pulsung von analogem Fernsehen und GSM (DCS)-Mobilfunk

  5. Mobilfunk: GPRS und EDGE

    Um die Datenraten von GSM zu erhöhen wenn zum Beispiel mobil auf das Internet zugegriffen wird, wurde der GSM-Standard erweitert. Dank GPRS werden bis zu 4 Zeitschlitze gebündelt und so die Übertragungsrate auf max. 55,6 kBits/s erhöht (siehe dazu auch Wikipedia). Eine weitere Verbesserung erreicht man mit dem EDGE-Verfahren, bei dem die Datenrate auf  max. 174 kBit/s erhöht wird. Diese Technik wird in Italien von Tim und Wind verwendet und ist überall dort verfügbar, wo ein GSM-Signal vorhanden ist.

  6. GSM-Modulation
    Darstellung der Zeitschlitze beim GSM-Mobilfunk. Man erkennt, dass sich die Kanalbelegung andauernd ändert. Jedes Rechteck entspricht einem Gespräch. Die Höhe der Rechtecke gibt die Signalstärke an. Bei einigen dieser Rechtecke erkennt man ein "zerhacktes" Dach. Hier werden Daten im EDGE-Modus übertragen.  Wird kein Gespräch geführt, so sendet die Anlage nicht. In Wirklichkeit ändert sich die Belegung des Kanals schneller als in diesem Film dargestellt (alle 4,615 ms).

  7. Mobilfunk: UMTS

    Und jetzt wird es nochmals komplizierter. Während beim UKW-Rundfunk jeder Sender eine eigene Frequenz benutzt (wie bei der ersten Mobilfunkgeneration TACS, wo jedes Gespräch über eine eigene Frequenz geführt wurde), können bei GSM und DCS bis zu 8 Gespräche über eine Frequenz (hier verwendet man besser den Begriff 'Kanal') geführt werden. Beim UMTS-System können nun bis zu 256 Gespräche gleichzeitig über einen Kanal geführt werden. Und zwar nicht (im Gegensatz zu GSM) indem jeder Teilnehmer 1/256 der Zeit spricht, sondern jeder spricht kontinuierlich. Die einzelnen Gespräche unterscheiden sich nur im 'Code'. Wie kann so etwas funktionieren?
    Man stelle sich folgende Situation vor: In einem Raum sprechen viele Paare miteinander, jedes in einer anderen Sprache. Obwohl es im Raum laut ist, kann sich jedes Paar trotzdem gut unterhalten. Ihr 'Code', den sie benutzen, ist ihre Sprache. Wichtig ist hier nur, dass niemand zu laut wird, um die Verständigung der anderen nicht zu stören. Analog gilt für UMTS, dass kein Teilnehmer zu stark (=laut) senden darf. Jeder Teilnehmer darf nur mit der geringst möglichen Leistung senden, um die anderen Teilnehmer nicht zu stören.

    Das sind die Vorteile von UMTS gegenüber GSM und DCS:
    • mehr Gespräche bei gleichem Frequenzbedarf
    • geringerer Leistungsbedarf
    • kein 'Pulsen' mehr
    • Die Datenraten erhöhen sich auf max. 1920 kBit/s (für einen einzigen Teilnehmer in einer Zelle.
      Sind mehrere in der selben Zelle, so teilt sich diese Datenrate auf alle Teilnehmer auf).

  8. Mobilfunk: HSDPA - UMTS

    Da aber immer mehr Teilnehmer in einer Zelle gleichzeitig angemeldet sind, hat man eine Erweiterung von UMTS vorgesehen: High Speed Downlink Packet Access (HSDPA). Diese neue Technik ermöglicht - in verschiedenen Schritten - Datenraten pro Zelle von bis zu 7,2 MBit/s. Allerdings gibt es noch nicht viele Endgeräte, welche diese Technik unterstützen. In Italien bieten alle 4 Mobilfunkbetreiber, allerdings beschränkt auf bestimmte Zonen, diese Technik schon an.