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Smartphone

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Moderne Smartphones

Ein Smartphone [ˈsmɑːtˌfəʊn] ist ein Mobiltelefon, das mehr Computerfunktionalität und -konnektivität als ein herkömmliches fortschrittliches Mobiltelefon zur Verfügung stellt. Aktuelle Smartphones lassen sich meist über zusätzliche Programme (sogenannte Apps) vom Anwender individuell mit neuen Funktionen aufrüsten. Ein Smartphone kann auch als ein kleiner transportabler Computer (PDA) mit zusätzlicher Funktionalität eines Mobiltelefons verstanden werden.

Grundlagen

Smartphones können durch folgende Merkmale von klassischen Mobiltelefonen, PDAs und Electronic Organizern unterschieden werden:

  • Smartphones sind in Konstruktion und Bedienung nicht nur für das Telefonieren optimiert, sondern sollen die komfortable Bedienung einer breiteren Palette von Anwendungen ermöglichen. Typische Merkmale sind daher vergleichsweise große und hochauflösende Bildschirme, alphanumerische Tastaturen und/oder Touchscreens.
  • Smartphones verfügen meist über ein Betriebssystem mit offengelegter API (siehe Abschnitt Betriebssysteme). Es ermöglicht dem Benutzer, Programme von Drittherstellern zu installieren. Mobiltelefone haben im Gegensatz dazu meist eine vordefinierte Programmoberfläche, die nur begrenzt, z. B. durch Java-Anwendungen, erweitert werden kann.
  • Smartphones verfügen oft über unterschiedliche Sensoren, die in klassischen Mobiltelefonen seltener zu finden sind. Hierzu zählen insbesondere Bewegungs-, Lage-, Magnetfeld-, Licht- und Näherungssensoren sowie GPS-Empfänger.

Durch diese Merkmale bieten Smartphones die Grundlagen zur mobilen Büro- und Datenkommunikation in einem Gerät. Der Benutzer kann Daten (wie Adressen, Texte und Termine) über die Tastatur oder einen Stift erfassen und zusätzliche Software selbst installieren. Die meisten Geräte haben auch eine Digitalkamera; einige haben zwei, davon eine zur Bildtelefonie.

Die bei PDAs z. B. zur Synchronisierung üblichen Verbindungsarten wie WLAN, Bluetooth, Infrarot oder die USB-Kabelverbindung werden durch die aus dem Handy-Bereich üblichen Verbindungsprotokolle wie GSM, UMTS (und HSDPA), GPRS und beispielsweise auch HSCSD ergänzt.

So ist es beispielsweise möglich, unterwegs neben der Mobiltelefonie auch SMS, MMS, E-Mails sowie, bei modernen Geräten, Videokonferenzen per UMTS oder Internet-Telefonie (VoIP) mit WLAN über Internet-Zugriffspunkte zu nutzen. Theoretisch - und zum Teil auch in der praktischen Nutzung - können damit neben Audio- und Videostreamings aus dem Internet (z. B. über WLAN) auch Fernsehprogramme über DVB-H und mit entsprechender Hardware auch DVB-T empfangen werden.[1]

Ein weiteres Beispiel ist die eingebaute oder optionale Java-Unterstützung (auf CLDC- oder MIDP-Basis) – Mobiltelefone gelten als eine der populärsten Anwendungen von Embedded Java.

Geschichte

Vorreiter der Smartphone-Systeme war PEN/GEOS 3.0 des Herstellers GeoWorks im weltweit ersten Smartphone, der 1996 eingeführten Nokia Communicator-Serie. Nokia wechselte später auf einen anderen Prozessor für die Communicator-Reihe 92x0, 9300, 9300i und 9500 und bildete hierzu eine Allianz mit Psion und dessen EPOC-System, um Symbian OS zu entwickeln. Symbian war lange Zeit das meistgenutzte Smartphone-Betriebssystem und hatte im Jahr 2006 einen Marktanteil von etwa 73 %.[2] Die wichtigsten Konkurrenten waren Windows Mobile, BlackBerry OS und Palm OS.

Die Einführung des iPhone mit seiner Multitouch-Bedienoberfläche im Jahr 2007 markierte einen Wendepunkt im Smartphone-Markt. Neue Betriebssysteme wie Android, Palm webOS und Windows Phone 7 konnten hauptsächlich oder ausschließlich über Touchscreens bedient werden. Symbian verlor dadurch schnell an Bedeutung und lag im Herbst 2011 etwa gleichauf mit dem iPhone. Zwischen 2008 und 2011 kündigten alle großen Hersteller von Symbian-Geräten an, in Zukunft auf andere Systeme zu setzen.[3][4][5] Marktführer ist seit Herbst 2011 Android mit über 50 % Marktanteil.[6] Zu erwähnen sind auch die Apple-Betriebssysteme, z. B. iOS 5.[7] Nokia hat 2011/2012 mit dem Lumia 800 zum aktuellen Windows-Betriebssystem gewechselt.[8]

Seit 2009 kommt es angesichts der zunehmenden Bedeutung von Smartphones zu zahlreichen Rechtsstreiten um Patente und Designrechte, an denen alle großen Smartphone-Hersteller beteiligt sind.[9]

Vor- und Nachteile gegenüber Einzelgeräten

Die wesentlichen Vorteile einer Kombination von Handy, PDA, PMT, Kamera: Man muss nur noch ein Gerät mit sich führen. Es muss nur noch ein Akkuladestand überwacht werden und es erübrigt sich, z. B. Adressdaten sowohl im Handy als auch im PDA oder PMT parallel verwalten bzw. synchronisieren zu müssen. Als entscheidender Vorteil zeichnet sich die hochgradige Integration von Diensten und Anwendungen insbesondere via Internet ab, mit der Kommunikation und Interaktion/Datenaustausch sowohl eine hohe Bandbreite von Nutzungsmöglichkeiten wie auch Qualität erreichen, die mit Einzelgeräten nicht umsetzbar wäre. So haben Smartphones mit ihrer leichten mobilen Nutzbarkeit erheblich zum Erfolg Sozialer Netzwerke (Social Media) beigetragen. Ein weiteres gutes Beispiel hierfür ist Satellitennavigation, bei der der Markttrend von PDA/Smartphone über PNA wieder zurück auf das Smartphone geht. Diese Entwicklung geht neben der deutlich steigenden Verbreitung von Smartphones einher mit der steigenden Leistungsfähigkeit mobiler Betriebssysteme. Beides trägt dazu bei, dass technologische Neuerungen zunehmend – oder ausschließlich – auf Smartphones Einzug halten, wie z. B. neue Display-Technologien (AMOLED, Retina, Gorilla Glass), NFC (Near Field Communication) und Anwendungsgebiete wie Mobile-Payment/Mobile-Commerce oder Augmented-Reality, die entweder integrierte Lösungen bedingen oder erst damit ihre volle Funktionsvielfalt nutzbar machen lassen. Laut einer Bitkom-Studie besaß im April 2012 jeder dritte Deutsche ein Smartphone.[10]

Nachteile sind:

  • Manche Benutzer sind durch die Vielzahl der Einstellungs- und Anwendungsmöglichkeiten überfordert.
  • Es müssen häufig Kompromisse eingegangen werden. Kombigeräte können die meisten Aufgaben nicht so gut erledigen wie spezialisierte Geräte. Beispielsweise erreichen integrierte Digitalkameras nicht die Aufnahmequalität einer reinen Digitalkamera. Auch die akustischen bzw. optischen Qualitäten der Geräte sind in der Regel für die moderne Live-Stream-Technik qualitativ nicht ausreichend.
  • Ferner ist die Handhabung einiger Funktionen weniger ergonomisch als bei spezialisierten Geräten.
  • Die heutige Akku-Technologie stößt bei intensiver Nutzung der integrierten energieintensiven Dienste wie Bluetooth, WLAN und GPS oder durch die Digitalkamera an ihre Grenzen.
  • Durch die Erweiterbarkeit des Systems und die Möglichkeit, Software selbst installieren zu können (Apps) ist jedes Smartphone anfällig für Schadsoftware (Computerviren, Trojaner etc.) [11]

Merkmale

Dank einer großen Funktionsfülle lassen sich moderne Smartphones je nach Ausstattung u. a. nutzen als:

Ausführungen

Smartphones sind in unterschiedlichen Bauformen verfügbar, die sich nicht klar voneinander abgrenzen lassen. Ein häufiges Merkmal ist eine QWERTZ-Tastatur, die entweder eingeklappt bzw. eingeschoben werden kann (bspw. Samsung F700 Qbowl) oder fest an der Gerätefront angeordnet ist (bspw. Nokia E61i). Letztere Bauform wird auch als Q-Smartphones (Q = Qwertz oder Qwerty) bezeichnet. Die meisten Smartphones haben einen Touchscreen und lassen sich ähnlich einem PDA bedienen. Während einige Geräte (bspw. Apple iPhone) komplett auf die Bedienung mit den Fingern ausgelegt sind (diese Bauform wird auch als Touch-Phone bezeichnet), sind bei anderen Geräten viele Funktionen mit einem Eingabestift bedienbar (bspw. Sony Ericsson P1i). Zusätzlich haben Smartphones häufig WLAN und GPS.

Verschiedene Smartphones

Betriebssysteme

Marktanteile laut Gartner Inc. für das Jahr 2011 (Verkäufe bis 04/11)[12]
Hersteller Prozent
Symbian
  
 19,2 %
Android
  
 38,5 %
RIM
  
 13,4 %
Apple iOS
  
 19,4 %
Windows Mobile
  
 5,6 %
Diverse
  
 3,9 %
Marktanteile laut Gartner Inc. für das Jahr 2010 (Verkäufe)[13]
Hersteller Prozent
Symbian
  
 37,6 %
Android
  
 22,7 %
RIM
  
 16,0 %
Apple iOS
  
 15,7 %
Windows Mobile
  
 4,2 %
Linux (ohne Android)
  
 2,1 %
Diverse
  
 1,7 %
Marktanteile laut Gartner Inc. für das Jahr 2009 (Verkäufe)[14]
Hersteller Prozent
Symbian
  
 46,9 %
Android
  
 3,9 %
RIM
  
 19,9 %
Apple iPhone OS
  
 14,4 %
Windows Mobile
  
 8,7 %
Linux (ohne Android)
  
 4,6 %
Diverse
  
 1,5 %

Am Markt haben sich mehrere Betriebssysteme für Smartphones etabliert (Stand November 2011):

Da Smartphones komplexer sind als einfache Mobiltelefone, ist ein Smartphone eher als ein System zu betrachten: es besteht im Grunde aus mehreren unterschiedlichen, miteinander vernetzten Geräten. Insbesondere das Mobilfunk-Modul bzw. -Modem ist dabei ebenfalls nur eines von vielen Geräten. Es hat daher zum Teil eine eigene Firmware und operiert in gewissem Maße unabhängig vom Rest des Systems, wie etwa beim Apple iPhone oder bei den Android-Geräten, wo es als Baseband bezeichnet wird.[15] Eine Übersicht über weltweite Marktanteile der Hersteller von Smartphone-Betriebssystemen zeigen nebenstehende Abbildungen.[16]

Vertriebswege Anwendungssoftware

Mit den Smartphones haben einige der Hersteller mobiler Betriebssysteme eigene Ökosysteme entwickelt zur Vermarktung der für die jeweilige Plattform entwickelten Anwendungssoftware (Apps). Diese Apps werden über eine jeweilige zentrale Vertriebsplattform angeboten und können von dort kostenlos oder kostenpflichtig heruntergeladen werden. Die wichtigsten dieser zentralen Vertriebsplattformen sind:

Sofern die Hersteller ihr mobiles Betriebssystem für externe Quellen zur Installation von Anwendungssoftware zugänglich halten (alle Anbieter außer Apple und Microsoft), gibt es darüber hinaus auch weitere, oft plattformübergreifende Angebote durch App-Shops verschiedener Anbieter im Internet sowie die Möglichkeit des direkten Bezugs auf den Webseiten der Entwickler. Dabei werden die Apps entweder über einen PC heruntergeladen und über entsprechende Software bei Anbindung automatisch oder manuell auf das Smartphone installiert oder aber auch direkt (Over the air (OTA), über die Mobile Internetverbindung) auf das Smartphone geladen und installiert.

Sofern im Unternehmenseinsatz nicht auf interne IT- und Sicherheitsrichtlinien (Security Policies) weitestgehend verzichtet wird, kommen die vorgenannten Vertriebswege dort in der Regel nicht in Frage, sondern Apps werden durch einen Administrator zentral über Mobile-Device-Management-Lösungen dem Anwender zur Verfügung gestellt bzw. auch direkt auf sein Smartphone "gepusht" (automatisch installiert). Die Installation weiterer Apps durch den Anwender wird technisch unterbunden und verhindert.

Prozessor

Der Prozessor übernimmt wie in jedem Computersystem die anfallenden Rechenoperationen. Je nach Hersteller und Modell gibt es dabei große Leistungsunterschiede. Während ältere und einfachere Geräte nur relativ geringe Prozessor-Taktraten haben, können aktuelle Modelle über zwei Prozessorkerne (Dual-Core) und über eine Taktrate von 1 GHz und mehr verfügen. Die meisten in Smartphones verbauten Prozessoren basieren auf lizenzierten Designs auf Basis der ARM-Architektur.

In Nokias N-Serie haben Prozessoren von Texas Instruments große Verbreitung gefunden. Diverse Geräte, darunter das N70, N80 und N90 sind mit dem TI OMAP 1710 ausgestattet, der mit einer Taktrate von 220 MHz arbeitet. Die Modelle Nokia N93 und N95 verfügen über den TI OMAP 2420, der mit 330 MHz getaktet ist. Dadurch sind diese Geräte deutlich schneller zu bedienen und eignen sich bereits für Videospiele.

In den HTC-Modellen Touch Diamond, Touch Pro und Touch HD kommen Qualcomm-Prozessoren mit einer Taktfrequenz von 528 MHz zum Einsatz. Da HTC in diesen Geräten jedoch Windows Mobile als Betriebssystem einsetzt, welches mehr Arbeitsspeicher und Rechenleistung benötigt, bietet die höhere Prozessorleistung keinen merklichen Vorteil hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit.

Mit 620 MHz nochmals höher ist die Prozessor-Geschwindigkeit des Apple iPhone 3GS aus dem Jahre 2009. Hier laufen auch rechenintensive Funktionen wie Multi-Touch weitgehend ruckel- und verzögerungsfrei.[17]

Im Jahre 2010 waren die mit einer Taktfrequenz von 1 GHz bis dato schnellsten in einem Smartphone verbauten Prozessoren im Toshiba TG01, dem Anfang 2010 erschienenem Google Nexus One, sowie dem HTC HD2 und dem HTC Desire mit einem Snapdragon-Prozessor von Qualcomm zu finden. Das Sony Ericsson XPERIA X10 und das HP Palm Pre 2 werden ebenfalls mit einem 1-GHz-Prozessor betrieben. Weiterhin besitzt das Samsung Galaxy S I9000 einen 1-Ghz-Prozessor mit Namen Hummingbird.

LG Electronics hat mit dem P990 Optimus Speed/2X im März 2011 das erste Smartphone mit einem Dual-Core-Prozessor veröffentlicht. Später zogen weitere Hersteller nach, wie zum Beispiel Samsung mit dem Modell Galaxy S II I9100, HTC mit dem im Mai 2011 erschienenem Modell Sensation, in dem ein Prozessor des Typs Qualcomm MSM8260 mit einer Taktrate von 1,2 Gigahertz verbaut ist und Motorola mit dem Gerät Droid Razr. Das Apple iPhone 4S, das im Oktober 2011 erschien, hat ebenfalls einen Dual-Core-Prozessor des Typs Apple A5.

Laufzeit

Die Betriebsdauer hängt ab von der Kapazität des Akkus und dem Stromverbrauch. Im ausgeschalteten Zustand benötigt lediglich die eingebaute Uhr Energie. Im Bereitschaftsmodus mit ausgeschaltetem Display ist ein Smartphone mehrere Tage betriebsbereit. Im Betrieb erhöht sich der Energiebedarf um etwa eine Größenordnung. Spitzenwerte der Mobilfunk-Sendeleistung liegen im Bereich von einem Watt. WLAN benötigt ähnlich viel Energie, auch wenn keine Daten übertragen werden. Um möglichst lange telefonieren zu können, sollten WLAN und Bluetooth ausgeschaltet sein, ebenso die Hintergrundbeleuchtung. GPS verbraucht ca. 30 % der Stand-by-Leistung.

Idle Mode (betriebsbereit) mW
GSM 60
CPU 40
Grafikprozessor 80
LCD (ohne Beleuchtung) 50
Audio 30
Beleuchtung 0–400
Verbrauch im Mittel 300
Datenübertragung mW
GSM 700
GPRS (3.8 kB/s) 700
WLAN (0–800 kB/s) 700
GPS 150

Die typische Leistungsaufnahme für verschiedene Einheiten eines Smartphones haben A. Carroll und G. Heiser ermittelt.[18]

Einzelnachweise

  1. ↑ http://www.golem.de/0803/58374.html LG stellt DVB-T-Handy vor
  2. ↑ ABI Research: Nokia Leading Smartphone Market with 56%, While Symbian's Share of OS Market Is Set to Fall 19. März 2007, abgerufen am 18. Dezember 2011.
  3. ↑ Vlad Savov: Nokia and Microsoft enter strategic alliance on Windows Phone, Bing, Xbox Live and more Engadget. 11. Februar 2011, abgerufen am 18. Dezember 2011.
  4. ↑ Ben Woods: Samsung to drop Symbian support. In: CNet.com. 1. Oktober 2010, abgerufen am 18. Dezember 2011 (englisch).
  5. ↑ David Meyer: Motorola ditches Symbian, announces 3000 layoffs. In: ZDNet.co.uk. 3. November 2008, abgerufen am 18. Dezember 2011 (englisch).
  6. ↑ Gartner: Gartner Says Sales of Mobile Devices Grew 5.6 Percent in Third Quarter of 2011; Smartphone Sales Increased 42 Percent 15. November 2011, abgerufen am 18. Dezember 2011.
  7. ↑ http://www.apple.com/de/ios/?cid=mc-features-de-g-soi-ioi-ios5
  8. ↑ http://www.nokia.com/de-de/produkte/smartphones-und-handys/lumia800/?cid=ncomprod-fw-src-na-na_na-nokialumia800-google-de-de-ncomprod_162
  9. ↑ The Guardian: The smartphone patent wars, pt 94: Spansion sues Samsung, Microsoft and Motorola sue each other 1. November 2010, abgerufen am 18. Dezember 2011.
  10. ↑ Bitkom: Jeder dritte Deutsche hat ein Smartphone, heise, 16. April 2012. Abgerufen am 17. April 2012.
  11. ↑ zeit.de: Schadsoftware-Probleme durch Smartphones, Der Verräter in der Tasche. Smartphones sind längst vollwertige Computer – nur viel unsicherer. Fünf wichtige Schwachstellen
  12. ↑ http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1622614
  13. ↑ http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1543014
  14. ↑ http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1543014
  15. ↑ Gartner Says Worldwide Mobile Phone Sales Grew 17 Per Cent in First Quarter 2010. Gartner Inc., 19. Mai 2010, abgerufen am 20. Juni 2010 (englisch).
  16. ↑ Canalys quarterly research highlights
  17. ↑ http://smartphones24.org/2008102091/ratgeber/glossar/definition-prozessor-cpu.html Definition Smartphone-Prozessor
  18. ↑ Aaron Carroll, Gernot Heiser: An Analysis of Power Consumption in a Smartphone
Commons: Smartphones – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Smartphone – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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