Von DLNA bis WiFi Direct: Wir führen durch den Kürzel-Dschungel im Smartphone-Markt

HSDPA, NFC, WiFi Direct, DLNA oder MHL – das sind nur einige der Kürzel, die uns seit wenigen Jahren immer öfter begegnen. Der Grund: Sie beschreiben Technologien, die in Smartphones und Tablets eingebaut sind. Und da die Geräte zum Alltag vieler Millionen Menschen gehören, sind auch diese kryptischen Abkürzungen Teil unseres Alltags. Doch was verbirgt sich dahinter?

DLNA = Digital Living Network Alliance

Bilder, Musik und Videos lassen sich dank DLNA einfach von einem Smartphone oder Tablet auf einen Fernseher oder eine HiFi-Anlage streamen. Das bedeutet, dass die Dateien nicht erst kopiert werden müssen, sondern direkt abgespielt und ständig über das Netzwerk nachgeladen werden. Andersherum spielen Nutzer Multimediadateien, die etwa auf einem Netzwerkspeicher liegen, direkt auf dem Smartphone oder Tablet ab, ohne sie erst auf das Gerät zu kopieren.

Voraussetzung ist nur, dass alle beteiligten Geräte – also die Sender (Server) und Empfänger (Clients) – im gleichen Netzwerk angemeldet und DLNA-kompatibel sind. Dann funktioniert das Streaming ohne größeren Konfigurationsaufwand; das DLNA-Protokoll ist auf Einfachheit ausgelegt. Viele Fernseher unterstützen mittlerweile ab Werk DLNA, ältere Geräte lassen sich mit einem externen Mediaplayer oder etwa einer PlayStation 3 zum Client aufrüsten.

Bei Smartphones und Tablets geht es sogar noch simpler: Einfach eine DLNA-App aus dem App Store laden, schon fungiert das mobile Gerät wahlweise als Server oder Client. Ob die einzelnen Geräte per WLAN, LAN-Kabel oder über Powerline-Adapter zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sind, ist dabei übrigens unerheblich.

GPS = Global Positioning System

Dieses Kürzel gehört wohl zu den bekanntesten in der Technikwelt, denn schon lange vor den modernen Smartphone nutzten Navigationsgeräte GPS-Satelliten, um die aktuelle Position zu bestimmen. Diese umrunden die Erde und senden mittels einer eingebauten Atomuhr ein hochgenaues Zeitsignal aus. Die nicht so präzise Uhr des GPS-Empfängers erzeugt ein Referenzsignal. Beide Signale sind anfangs asynchron. Das vom Smartphone erzeugte Referenzsignal wird so lange gegen das GPS-Signal verschoben, bis sich beide decken. Erst jetzt kann der Empfänger mit der Positionsbestimmung beginnen.

Dafür sendet der Satellit drei Informationen: Das Zeitsignal, die Info, wann dieses Zeitsignal abgeschickt wurde, sowie die Kennung des Satelliten. Mit der exakten Atomzeit des Satelliten kann das Navigationsgerät die genaue Laufzeit des ausgesendeten Signals erfassen und daraufhin die Entfernung zum Satelliten berechnen. Das bedeutet: Positionsbestimmung mittels GPS ist gleich Zeitmessung. Allerdings benötigt der Empfänger die Signale von mindestens drei Satelliten gleichzeitig. Ein viertes Signal ermöglicht darüber hinaus eine eindeutige Höhenbestimmung.

Unter freiem Himmel ist GPS bis auf wenige Meter genau. In Gebäuden hat man dagegen oft kein Signal. Probleme gibt es häufig auch, wenn der GPS-Empfänger ausgeschaltet bzw. keinen Empfang hatte, dabei aber mehrere Kilometer bewegt wurde. Für eine erneute Positionsbestimmung vergehen dann oft Minuten. Daher nutzen mittlerweile alle Smartphones und Tablets (und auch die meisten Navis) A-GPS-Empfänger. Diese verwenden zusätzlich das Mobilfunknetz und eventuell WLAN-Netzwerke in Reichweite, um zumindest grob den Standort zu ermitteln. Die genaue Lokalisierung per GPS geht anschließend wesentlich schneller.

HDMI = High Definition Multimedia Interface

Der Scart-Anschluss des neuen Jahrtausends – so könnte man die HDMI-Schnittstelle bezeichnen. Blu-ray-Player, moderne Videokonsolen wie die PlayStation 3 und natürlich Flachbildfernseher sind allesamt mit mindestens einer HDMI-Buchse ausgestattet. Viele TV-Geräte haben sogar mehrere Eingänge, um verschiedene Zuspieler anzuschließen. HDMI überträgt in der aktuellen Version 1.4 Full-HD mit bis zu 30 Bildern pro Sekunde und Achtkanalton über ein einziges Kabel.

Die neue Version 2.0, die auf der IFA 2013 in Berlin präsentiert wird, soll sogar 4K-Bilder (3.840 x 2.160 Pixel und höher) und 32 Audiokanäle problemlos übertragen. Smartphones und Tablets mit HDMI-Anschluss sind eher selten, die Hersteller nutzen lieber den MHL-Standard (s. unten), der die USB-Buchse des mobilen Geräts nutzt. Wenn doch ein HDMI-Ausgang eingebaut ist – wie zum Beispiel im Sony Xperia S –, dann ist es meist ein Mini- oder Micro-HDMI-Port. Letzterer nimmt im Vergleich zum Standardstecker sehr viel weniger Platz weg, allerdings ist dann auch wieder ein Adapter nötig.

LCD = Liquid Crystal Display
AMOLED = Active Matrix Organic Light Emitting Diode

Die Qualität des Displays ist für Smartphones und Tablets von essentieller Bedeutung. Darum stecken nicht nur die Entwickler viel Energie in neue Anzeigetechnologien, sondern auch die Marketingabteilungen der Hersteller viel Aufwand in die Erfindung pompös klingender Namen: AMOLED HD, Super LCD, Super IPS, Retina und nicht zuletzt LGs Krönung „Quad-HD-AH-IPS-LCD“ wirken eher verwirrend.

Dabei müssen Nutzer im Wesentlich nur zwei Display-Technologien unterscheiden: LCD und OLED. Alle weiteren basieren auf diesen beiden Kürzeln. LCDs benötigen für die Anzeige von Farben sowie Schwarz und Weiß ständig eine Lichtquelle (Backlight), die sozusagen die unterste Schicht des Displays bildet. Darüber steuert eine TFT-Matrix die einzelnen Pixel in den Farben Rot, Grün und Blau, so dass diese gemischt sämtliche Farben des RGB-Farbraums ergeben können. Da die Hintergrundbeleuchtung von LCDs ständig eingeschaltet sein muss, um selbst Tiefschwarz anzuzeigen, verbrauchen sie mehr Strom als ein OLED-Display. Diese Technologie wiederum nutzt selbstleuchtende Pixel (Rot, Grün, Blau), benötigt also kein Backlight, um Schwarz darzustellen. Der Energieverbrauch ist hier etwas geringer. Zudem liefern OLED-Bildschirme bessere Schwarzwerte und kräftigere Farben. LCDs können hingegen oft mit einem schärferen Bild punkten.

(Super) AMOLED (HD) ist eine Weiterentwicklung von Samsung Es kommt eine bestimmte Pixelmatrix zum Einsatz, um noch schärfere Bilder darzustellen. IPS (in-plane switching) ist wiederum eine Weiterentwicklung für LCDs, um brillantere Farben und einen größeren Betrachtungswinkel von 160 Grad und mehr zu ermöglichen. Praktisch alle modernen Smartphones und Tablets, die nicht in der absoluten Billig-Preisklasse liegen, kommen heutzutage mit AMOLED- oder IPS-Displays auf den Markt. Übrigens: Apples hochgelobtes Retina-Display ist nichts anderes als ein modifizierter IPS-Bildschirm. Welche Technologie letztlich besser ist, lässt sich nicht pauschal sagen. Es kommt auf das Auge des Betrachters an. Daher sollte man die Geräte vor dem Kauf im Laden testen.

MHL = Mobile High Definition Link

Wie HDMI ist auch MHL eine kabelgebundene Technik zur Übertragung von Bild und Ton vom Smartphone und Tablet auf einen Fernseher. Der Vorteil ist jedoch, dass der Standard den Micro-USB-Port nutzt, den ohnehin jedes Gerät besitzt. Allerdings ist ein spezielles MHL-Kabel mit Adapter notwendig, das den USB- mit einem HDMI-Anschluss zusammenbringt.

Wie bei HDMI wird der Bildschirminhalt auf den angeschlossenen Fernseher gespiegelt, eine Auflösung von 1.080p sowie 7.1-Surround-Sound (beides unkomprimiert) sind ebenfalls möglich. Sogar kopiergeschütztes Material lässt sich dank HDCP-Unterstützung übertragen. Einige MHL-Adapter bieten einen zusätzlichen Stromanschluss an, so dass entweder ein USB-Netzteil oder ein kompatibler USB-Anschluss am TV-Gerät das Smartphone mit Energie versorgen. So belastet die MHL-Übertragung nicht den Akku.

NFC = Near Field Communication

Drahtlose Übertragungstechniken gibt es fast wie Sand am Meer. Eine davon ist NFC, sie ist vielversprechend und auf dem Sprung in den Massenmarkt. Denn mittlerweile werden immer mehr Smartphones und Tablet-PCs mit einem entsprechenden NFC-Chip ausgestattet. Er dient zur Übertragung von Informationen auf sehr kurzen Distanzen von höchsten zehn Zentimetern.

Vor allem für die bargeldlose Bezahlung soll NFC irgendwann einmal im großen Stil genutzt werden. Weil die Deutschen immer noch am liebsten mit Bargeld zahlen, ist dieser Anwendungsbereich hierzulande nur langsam auf dem Vormarsch. Möglich ist es aber bereits jetzt, an einigen Verkaufsstellen das Smartphone an das Kassenterminal zu halten und zumindest Kleinbeträge von wenigen Euro ohne PIN-Eingabe zu zahlen. Schnelligkeit und Komfort stehen im Vordergrund.

Das gilt auch für andere Anwendungsbereiche wie etwa den Datenaustausch zwischen zwei NFC-Handys per Bluetooth. Da die Einrichtung einer Bluetooth-Verbindung recht umständlich ist, können beide Geräte per NFC die Verbindungsmodalitäten ohne Eingabe des Nutzers aushandeln. Das geht innerhalb von Sekunden, dann steht die Verbindung und Daten lassen sich austauschen. Für die Übertragung großer Daten ist NFC selbst nämlich nicht besonders gut geeignet – zum einen wegen der kurzen Maximaldistanz, zum anderen aber wegen der Übertragungsrate von höchstens 424 KBit/s.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von NFC-Tags, also passiven Chips, die bestimmte Informationen bereithalten. Diese lassen sich „programmieren“ und mit einem NFC-Smartphone auslesen. So schaltet sich etwa ein Smartphone, das auf ein NFC-Tag auf dem Nachttisch gelegt wird, stumm, und der Wecker wird automatisch gestellt. Weitere, fast beliebige Aktionen und Anwendungsmöglichkeiten sind möglich. Tags sind schon für wenige Euro im Internet erhältlich.

(USB-)OTG = (USB-)On The Go

USB-OTG gibt es nicht erst seit der Einführung moderne Smartphones und Tablets. Schon vorher wollten Nutzer USB-Geräte ohne die Vermittlung eines Computers direkt miteinander verbinden. Dank der OTG-Standards gibt es beispielsweise schon seit Jahren Digitalkameras, die sich direkt an einen Drucker anschließen lassen, um ohne Umweg Fotos zu Papier zu bringen. Dabei fungiert die Kamera als Host, eine Aufgabe die normalerweise der Computer übernimmt.

An Smartphones mit OTG können User zum Beispiel USB-Tastaturen oder -Controller anschließen und diese mit den entsprechenden Apps (Textverarbeitung, Spiele etc.) nutzen. Einen USB-Stick anzuschließen, ist ebenfalls häufig möglich – oft hängt es aber von der verwendeten Hardware im Host ab, ob die Verbindung zustande kommt. Da nur wenige Tablet-PCs einen vollwertigen USB-Anschluss besitzen, ist in den meisten Fällen ein spezielles Adapterkabel nötig, das den Micro-USB-Port in eine USB-Buchse des Typs A „verwandelt“.

PPI = Pixel per Inch / DPI = Dots per Inch

Die Pixeldichte des Displays wird in Pixel bzw. Punkte pro Zoll gemessen und sagt aus, wie gute der Bildschirm Details darstellen kann. Je höher die Pixeldichte, desto schärfer wirken etwa HD-Videos, hochauflösende Fotos und Text. Große Displays wie etwa von Tablets müssen mehr Pixel darstellen als etwa Smartphones, um die gleiche Pixeldichte zu erreichen. Mit 468 ppi liegt das HTC One derzeit ganz weit vorne.

Zum Vergleich: Das iPhone 5 schafft „nur“ 326 Pixel, das Samsung Galaxy S4 stolze 441 Pixel. Dass die Entwickler auch hier noch lange nicht am Ende sind, zeigt LG mit seinem Quad-HD-AH-IPS-LCD-Panel, das bei einer Diagonale von 5,5 Zoll stolze 2.560 x 1.440 Pixel darstellen soll. Das entspricht einer Dichte von 538 ppi. Im Tablet-Bereich sind die Zahlen aufgrund der größeren Bildschirme naturgemäß etwas weniger beeindruckend. Hier kommt zum Beispiel das aktuelle Google Nexus 7 auf sehr gute 323 Pixel pro Zoll, der Vorgänger liegt bei nur 216 Pixeln. Noch darunter befindet sich das iPad mini mit 162 ppi.

UMTS= Universal Mobile Telecommunications System
HSDPA = High Speed Packet Access
LTE = Long Term Evolution

Wer unterwegs mit Smartphone oder Tablet ins Internet geht, nutzt dafür meistens UMTS bzw. die Weiterentwicklung HSPA. Seit Kurzem ist auch der Nachfolger LTE auf dem Vormarsch, der höhere Übertragungsraten verspricht. UMTS erlaubt in seiner Basisform eine Transferrate von 384 Kbit/s brutto, allerdings haben alle Netzbetreiber schon lange auf HSPA aufgerüstet, so dass Datenraten von 7,2 MBit/s im Download zum Standard gehören. Provider, die schon eine Entwicklungsstufe weiter sind, nutzen HSPA+ und versprechen in einigen Regionen Downloadraten von bis zu 42,2 MBit/s. Typisch sind jedoch maximal 14,4 oder 21,1 MBit/s. Bis zu diesem Punkt spricht man von einer Mobilfunktechnik der dritten Generation – oft mit „3G“ oder (je nach Ausbaustufe) auch „3.5G“ bezeichnet.

Die nächste Generation – also 4G – stellt LTE dar. Diese basiert ebenfalls auf UMTS/HSDPA, nutzt aber teilweise andere Techniken. Daher sind Smartphones mit UMTS/HSDPA-Modem nicht zu LTE kompatibel. Doch ein LTE-Modem gehört schon seit einigen Monaten bei vielen Modellen zur Ausstattung. LTE soll die ländlichen Regionen ohne DSL-Anschluss mit Breitbandinternet versorgen, aber auch in Ballungsgebieten rüsten die Netzbetreiber kräftig nach. Mit bis zu 100 MBit/s macht LTE auch DSL und Kabelinternet Konkurrenz. Die nächste Ausbaustufe soll übrigens LTE Advanced heißen und satte 1 GBit/s im Down- und 500 MBit/s im Upstream ermöglichen.

WiFi (Direct) = Wireless Fidelity (Direct)
WLAN = Wireless Local Area Network

WiFi, WLAN, 802.11 – alle drei Kürzel bezeichnen in der Regel dieselbe Technologie. Dieser Standard für drahtlose Datenübertragung ist wohl am weitesten verbreitet: Router, Smartphones, einfache Handys, Tablets, Notebooks, Spielekonsolen und viele weitere Geräte nutzen WLAN, um einem Drahtlosnetzwerk beizutreten, das meist von einem Router, Hotspot oder Access Point aufgespannt wird. Wer etwa zu Hause per Notebooks ins Internet geht, tut das meist per WLAN und mit Hilfe eines Routers. Auf diesem Standard baut WiFi Direct auf. Wie der Name schon erahnen lässt, ist für diese Verbindungstechnik keine zentrale Vermittlungsstelle nötig. Dank eines Software-Access-Points übernimmt ein Client die Rolle des Vermittlers, an dem sich alle anderen Teilnehmer anmelden.

Daher genügt es, wenn bloß ein Gerät WiFi Direct unterstützt ist. So bauen Anwender etwa ein drahtloses Netzwerk mit mehreren Notebooks auf, nur eines davon muss WiFi-Direct kompatibel sein. Die aktuelle Version 802.11.n unterstützt wie alle vorherigen die Netzwerkverschlüsselung WPA2 und ist zu den älteren Versionen abwärtskompatibel. So kombinieren die Entwickler eine weit verbreitete Technik mit dem Vorteil, schnell eine drahtlose Verbindung aufbauen zu können.