Kleines Gerät - große Geschichte: Grundlagen mobiler Kommunikation

Ein Blick zurück auf die Anfänge verdeutlicht die technische Entwicklung, aber auch die gesellschaftliche Bedeutung des Mobilfunks. Dabei wird schnell deutlich, dass sich die Technik auch künftig fortentwickeln wird und weitere Meilensteine folgen werden.

Film "Geschichte des Mobilfunks"

Der Erklärfilm "Geschichte des Mobilfunks" des Informationszentrums Mobilfunk e. V. kann einleitend angesehen oder zur Bearbeitung des Arbeitsblattes "Vom ersten Funken bis zur neusten Welle" herangezogen werden.

Zentrale Begriffe

Um sich einen Überblick über wichtige Begriffe und Standards der Mobilfunktechnik zu verschaffen, halten die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen Kurzreferate. Als Referatsthemen eignen sich unter anderem: Die ersten Mobilfunknetze A-, B- und C-Netz; das D- und E-Netz; GSM; UMTS; LTE und WLAN.

Meilensteine der Zukunft

Die Schülerinnen und Schüler sammeln Mobilfunkanwendungen, die sie sich in Zukunft vorstellen können. Ob realistisch oder futuristisch - der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt. Werden wir zum Beispiel bald per Handy unsere Wohnungstür aufschließen oder es als smarte Uhr ständig am Körper tragen? Zur Ideenfindung und gegenseitigen Inspiration können die Jugendlichen in Kleingruppen zusammenkommen und jeder schreibt in drei Minuten drei Ideen auf ein Blatt. Die Blätter werden innerhalb der Gruppe herumgegeben und der Nächste hat drei Minuten Zeit, die Ideen weiterzuentwickeln oder neue hinzuzufügen. Dies wird weitergeführt, bis jeder sein Blatt wieder vor sich hat. Nun einigt sich jede Gruppe auf die besten drei Ideen und stellt sie der Klasse vor.

Von der Utopie zur Realität

Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet, welche Anwendungen tatsächlich in der Entwicklung sind und an welchen Möglichkeiten derzeit geforscht wird. Hilfreiche Stichwörter für die Eingabe in Suchmaschinen sind: digitale Anwendungen, E-Government, E-Health, E-Learning, Forschung, Kommunikation, Machine-to-Machine (M2M), M-Commerce, Mobilfunk, Navigation, Telematik. Die Lernenden vergleichen die Funde mit ihren eigenen Ideen: Gibt es Übereinstimmungen? Was halten sie von den Entwicklungen?

Zwischen Freizeichen und Klingelton

Verbindungszeit zwischen zwei Handys messen

Um zu verdeutlichen, welche verschiedenen Prozesse ablaufen, um ein Telefonat einzuleiten, legen die Schülerinnen und Schüler zwei Handys, die das gleiche Mobilfunknetz verwenden, nebeneinander und rufen eines der Handys mit dem anderen an. Die Zeit vom ersten Freizeichen bei Handy 2 bis zum ersten Klingelton bei Handy 1 wird gestoppt. In einem weiteren Versuch werden die beiden Handys möglichst weit auseinander positioniert und der Vorgang wird wiederholt. Auch die Verbindungszeit zwischen zwei Handys, die unterschiedliche Netze verwenden, wird in einem weiteren Versuch gestoppt. Aufgrund des relativ geringen Zeitunterschiedes empfiehlt es sich, die Versuche mehrfach durchzuführen.

Vergleich der gemessenen Zeiten

Schülerinnen und Schüler der höheren Jahrgangsstufen können auch eine Statistik anlegen, mit deren Hilfe sie die gemessenen Zeiten vergleichen. Dabei werden sie feststellen, dass die räumliche Entfernung zwischen Sender und Empfänger unbedeutend ist (denn die Funkwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus; die Handys kommunizieren zudem nicht direkt), der Verbindungsaufbau in ein anderes Netz jedoch länger dauert (der Anruf muss vom einen Netz in das andere übermittelt werden). Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler zunächst selbst überlegen, woran dies liegen könnte. Was glauben sie, passiert in der Zeit zwischen Freizeichen und Klingelton? Welcher Weg ist bis zum Empfänger zurückzulegen? Zur Nachbesprechung können Sie die Grafik "Der Weg vom Sender zum Empfänger" an die Schülerinnen und Schüler ausgeben und besprechen.

Das typische Knacken

Betriebsarten GSM und UMTS

Legen Sie ein GSM-Handy oder ein auf die Betriebsart GSM umgestelltes Handy neben eine Stereoanlage, ein Radio oder einen Computer-Lautsprecher. Die Schülerinnen und Schüler beobachten, was passiert, wenn sie das Handy aus- und wieder einschalten, wenn sie es anrufen oder ihm eine SMS schicken. Zu hören sind jeweils "Knackgeräusche". Überlegen Sie gemeinsam, was die Geräusche verursacht: Die Funkwellen des Handys werden vom Lautsprecher aufgefangen. Die Geräusche sind also immer dann zu hören, wenn das Handy Funkwellen sendet. Beim Ein- und Ausschalten meldet sich das Handy beim Mobilfunknetz an und ab. Beim Empfang einer SMS ist das Geräusch bereits zu hören, bevor man den SMS-Ton hört. Die Basisstation nimmt als Erstes Kontakt zu dem Handy auf, um sich den Standort "bestätigen" zu lassen. Erst dann werden die Informationen an das Handy weitergeleitet. Auch wenn man ein Handy für mehrere Stunden neben einen Lautsprecher legt, können Knackgeräusche ertönen, denn auch ein unbenutztes Handy meldet sich in regelmäßigen Abständen bei der Basisstation an, um zu zeigen, dass es empfangsbereit ist. Ist das Handy auf die Betriebsart UMTS gestellt, ist kein "Knacken" zu hören, da bei UMTS mit einem kontinuierlichen Signal gearbeitet wird. Die Geräusche aber entstehen durch das Versenden der Informationen in Paketen.

Song "Knackgeräusche" als Einleitung

In einigen Songs elektronischer Musik werden die "Knackgeräusche" auch absichtlich verwendet und sind deutlich hörbar. Um die Aufmerksamkeit Ihrer Schülerinnen und Schüler zu wecken, können Sie den Versuch mit einem solchen Song einleiten und die Lernenden fragen, was ihnen an dem Lied auffällt. Erkennen sie die Geräusche?

Arbeitsmaterialien
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Avatar Redaktion Schulprojekt Mobilfunk

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In Kooperation mit

Informationszentrum Mobilfunk e.V.

Diese Unterrichtseinheit entstand in Zusammenarbeit mit dem Informationszentrum Mobilfunk e.V. (IZMF).