 Ja, hallo, ich bin Magau. Ich erzähle heute Abend noch kurz ein bisschen was über Internet über Satellit, die neue Generation. Was können wir alles so erwarten? Über Twitter erreicht man mich Magau Unterstrich ME und auch Fedi Hoers über Kauß und Zeuchel. Ja, fangen wir direkt mal an. Internet über Satellit. Bestimmt jeder schon mal gehört, dass es sowas gibt. Wer hat es denn sogar schon mal benutzt? Ja, man sieht drei Leute von, ne, vier, hält sich in Grenzen, also nicht wirklich verbreitet. Fragen wir mal andersrum. Wer war schon mal irgendwo, wo es sonst kein Netz gibt, also kein Mobilfunk, kein bodengebundenes Netz, aber gern den Netz gehabt hätte? Ja, sind schon ein paar mehr, mindestens mal die Hälfte. Man merkt schon, das ganze hat Potenzial. Deswegen, und weil in dem Bereich einiges gerade im Kommen ist, schauen wir uns das Ganze mal kurz an, was da alles geplant ist. Um das Ganze ordentlich zu verstehen, erstmal ein paar Grundlagen über Satelliten. Was sollte man da vorher wissen? Satelliten haben Orbits. Orbits, auch Satellitenumlaufbahn genannt, ja, das sind stabile Bahn rund um die Erde. Die heißt in dem Fall, es gelten so ein paar physikalische Grundsätze, die will ich jetzt auch gar nicht in Detail alle erläutern. Stark vereinfacht ausgedrückt, jede Orbitur, also jede Umlaufbahn über eine gewisse Höhe über der Erdoberfläche, hat ne dazugehöhere Geschwindigkeit, bei der diese Umlaufbahn stabil ist. Kann man sich net ausrechnen, ist teilweise Grundlagen, Stoff in irgendwelchen Physikvorlesungen, also ich hab das alles mal schön ausrechnen dürfen, in einem der letzten Semestern, ja. Ein besonderer Orbit ist der sogenannte geostationäre Orbit. Hat fast jeder bestimmt schon mal benutzt, der ist auf genau 35.786 km Höhe. Und der hat die Besonderheit, dass die dazugehörige Umlaufzeit eines Satelliten genau ein Tag ist. Das heißt, ein Satellit braucht für einen Umlauf um die Erde, genauso lange wie die Erde für eine Umtragung benötigt. Hat den praktischen Nebeneffekt, wenn wir uns hier hinstellen nach oben schauen, der Satellit ist immer auf demselben Standort von uns aus gesehen, weil er gleich schnell ist. Wird ganz häufig verwendet für die ganz normalen TV-Satelliten, weil da will man ja nicht, ja, sich draußen hinstellen, die Antenne nachführen und so weiter. Wieso oder was könnte da das Problem sein? Daten, also alle Übertragungen bewegen sich generell mit Lichtgeschwindigkeit durch die Gegend. Wenn man sich das Ganze jetzt mal kurz anschaut, überlegt 35.000 noch was Kilometer. Einmal hin, ja, einmal hin, es sind schon mit Lichtgeschwindigkeit 119 Millisekunden. Im besten Fall, das heißt, dass man direkt am Equator steht. Das Ganze dann für so eine übliche Roundtrip-Time, ein Paket wird gesendet. Erst mal zum Satelliten, der leitet das weiter, wieder zurück zur Erde. Und das Ganze dann auch noch mal zurück. Kann man das Ganze mal viel rechnen, ist man bei einer Roundtrip-Time von ungefähr 500 Millisekunden. Und ich glaube, jeder, der schon mal, ja, ein Ping hat laufen lassen, weiß, das ist nicht sonderlich toll. Und spätestens, wenn man dann im Bereich ist, wo es irgendwie um Telefonie geht, mit 500 Millisekunden oder um Online-Gaming, kann man das eigentlich relativ gut vergessen. Deswegen Internet-Übersatellit, die bisherige Lösung, so naja. Was gibt es denn aktuell? Bisher sind breitbandige Datenübertragen über Satelliten meistens über Geostationäre-Satelliten. Es gibt auch noch ein paar andere einzelne Projekte, die auf die gehe ich jetzt mal nicht zurück im Detail ein. Ein tolles Beispiel ist der Satellit-Eutel-Sat-KA-Sat. Der ist ein geostationärer Satellit und der hat die Besonderheit, er hat 82 Beams. Das heißt, ja, 82 einzelne Antennen-Abdeckungsbereiche über Europa verteilt und kann insgesamt 475 Megabit pro Sekunde pro Beam bereitstellen. Problem an der Sache ist, er kommt zum Beispiel nicht in Polaregionen, die sind aus dem geostationären Orbit generell schwierig, weil der ist ja über ein Equator. So sieht das Ganze dann aus, wenn man diese Beams mal auf Europa projiziert und relativ schnell merkt man schon, diese High-Trupp, diese hohe Datenrate ist dann plötzlich doch gar nicht mal so hoch, wenn man sich vorstellt, dass alle Nutzer von so einem System, die sich in einem Kreis befinden, sich diese knapp 500 Megabit pro Sekunde teilen. Wenn man sich dann mal überlegt, was man in einem Dorf mit, ich sage mal heutzutage, üblichen VDSL-Ausbau für Bandbreiten hat, bleibt da ganz schnell nicht mehr viel von übrig. Deswegen hat man sich gedacht, was können wir machen? Also gerade in den letzten Jahren sind diese Megakonstellationen aufgekommen und da heute mal ein kleiner Einstieg zu, das Thema ist relativ unendlich groß. Was ist denn die Idee dahinter? Wäre es nicht eine Option, viele kleine Satelliten aber dafür in niedrigere Orbits auszubringen zu deployen? Ja, kann man machen, bringt ein paar Probleme mit sich. Zunächst mal man braucht sehr viele und Gründe, zum Beispiel so eine Umlaufzeit auf 550 Kilometer Höhe sind 90 Minuten kennt man vielleicht von der ISS. Die ISS ist auch so in dem Zeitraum einmal um die Erde drumherum. Heißt aber auch, man ist plötzlich deutlich schneller als die Erdoberfläche. Man braucht viel mehr Satelliten, um so eine Abdeckung hinzubekommen. Man kann die Satelliten nicht immer von seiner Stelle sehen. Um das Ganze mal uns schön anzuschauen, gibt es Visualisierung. Ach, das war die falsche Taste. Visualisierung, genau. Das hier ist ein Beispiel der aktuellen SpaceX Starlink-Konstellation bzw. die 60 Satelliten, die schon fliegen. Wenn man jetzt mal hier näher ranzumt, sieht man blau die entsprechenden Orbits und jeder rote Punkt ist ein Satellit. Und wenn man sich allein jetzt hier mal diese Polenregion anschaut, man merkt, allein um hier in diesem Bereich eine ordentliche Abdeckung zu erzielen, braucht man relativ viele kleine Satelliten. Durch das Dreidimissionale kann man es auch schon sehen, die Abdeckung davon ist nicht gerade riesig. So, jetzt bauen wir das gerade mal wieder um, genau. Aber warum macht man es dann? Was sind die Vorteile von so einer Satellitenkonstellation? Man hat einmal deutlich niedriger Relattenzen. Kann man sich ganz einfach ausrechnen, wenn ich plötzlich nur noch 500 km hoch muss, statt 36.000 km wie eben, bin ich deutlich schneller. Das heißt, ich habe mehr Anwendungsfälle, für die ich diese Möglichkeit zur Datenübertragung nutzen kann. Genau. Übertragungstechnik wird auch erstmal deutlich einfacher, weil es ist ein Unterschied, ob ich ein Signal, gerade von einer mobilen Transiwa, also von einer mobilen Endpunkt senden muss, ob ich das zu einem Satelliten 36.000 km entfernt zurück sende oder ob es nur 500 km sind. Das heißt, in dem Bereich spare ich mir deutlich, ich sage mal den Aufwand. Und ich kriege damit im Zusammenhang auch eine deutlich höhere Kapazität. Einmal natürlich, die Satelliten sind niedriger, sie decken weniger Fläche ab. Das heißt, ich kann vorhandene Kanäle, vorhandene Frequenzen deutlich häufiger wiederverwenden. Und ich habe auch die Möglichkeit, durch die geringere Instanz generell mehr Daten in vergleichbare Übertragungskana reinzupacken. Klassisches Beispiel WLAN, wenn ich eine gute Verbindung habe, kriege ich deutlich höhere Raten über den Access Point, als wenn ich hinter zwei Betonwänden stehe. Also, in Summe, warum macht man so was? Ich habe eine deutlich bessere Abdenkung in anders nicht erreichbaren Regionen als mit dem eben gesehenen Beispiel, also dem klassischen Ansatz mit geostationären Satelliten. Wie sieht die Technik von so einer Konstellation aus? Einer der Neuerungen sind die sogenannten Inter-Satellite-Links, kurz ISL. Die sind sehr interessant, da es erstmals oder relativ unüblich bisher eine optische Direktverbindung zwischen den Satelliten gibt. Heißt, ich übertrage Daten im freien Raum per Laser. Die Anbindung der Nutzer und der Gateways, die dann irgendwo auf der Erde verteilt werden, erfolgt weiterhin über ganz normalen Funk, also RF. Antennen der Nutzer, was wird da so geplant? Das ist auch eine Neuerung, die sogenannten Faced-Away-Antennen unter anderem. Weiß man noch nicht so genau, in manchen Studien, in manchen Projekten ist davon die Rede rechts, in den Folien sieht man ein entsprechendes Beispiel. Man kann die Richtung des Beams, also die Richtung, in die die Funkverbindung aufgebaut wird, elektronisch teuern. Man hat keine mechanischen beweglichen Teile mehr, sondern kann alles durch, ich nenn es jetzt mal Vorsicht, die KF-Magie, also letztendlich die Phase der abgesendeten Signale digital steuern. Die Anbindung von den Konstellationen erfolgt natürlich auch über weltweit verteilte Bodenstationen. Da habe ich am Ende gleich nochmal ein Paper, was da recht interessant die verschiedensten Möglichkeiten durchrechnet. Gibt natürlich auch Kritik. Wenn ich jetzt irgendwie tausende von Satelliten in den niedrigen Erdorbit schicke, habe ich potenziell welche, die ausfallen. Habe ich welche, die am Ende ihrer Lebensdauer angekommen sind? Wie kriege ich also die Satelliten wieder runter? Klar gibt es Möglichkeiten, ein aktives Deorbiting, nennt man das zu betreiben. Das heißt, die Satelliten aktiv, wieder in die Erdatmosphäre eintreten zu lassen. Aber ich habe natürlich auch das Risiko. Ich habe Satelliten, die ich irgendwann nicht mehr kontrollieren kann, aufgrund von technischen Defekten, aufgrund von aufgebrauchten Treibstoffvorräten oder ähnlichen. Das heißt, ich habe potenziell erst mal mehr Weltraubenschrott, wo es einige sehr große Kritiken gibt. Erst in der letzten Woche war eine Pressementeilung der ESA über die SpaceX Starling-Konstellation, wo sie in Ausweichmann überfliegen mussten in den Medien. Ist ganz klar sich, je nachdem wie man fragt, ist es ein großes Problem oder gar kein Problem. Um uns mal kurz anzuschauen, habe ich mal drei Konstellationen rausgesucht. Die alle relativ weit sind, von ihrem aktuellen Status. Das heißt, bei denen es relativ wahrscheinlich ist, dass sie tatsächlich stattfinden oder dass sie sogar schon in Teilen gelauncht sind. Die erste Konstellation ist OneWeb. 720 Satelliten sind geplant in Polaren Orbits. Polaren Orbits heißt, das sieht man recht so ein bisschen, diese Orbits führen alle über die Prorektion. Die OneWeb hat die Besonderheit im Verhältnis zu den anderen beiden, die ich gleich noch habe, dass es keine Intercept-Lightlings gibt. Das heißt, jeder Satellit braucht eine Verbindung zur Bodenstation. Und das hat eine Gesamtkapazität von 1,56 Terabit pro Sekunde in der gesamten Konstellation. Zumindest das ist das theoretische Maximum. Im Vergleich sieht man, es geht auch noch höher. Die nächste Konstellation ist TeleSatleo. Die ist auch so in einem ähnlichen Status wie OneWeb aktuell deutlich weniger Satelliten, noch 117 Satelliten. Auf sechs Polaren Orbits und fünf inklinierten Orbits. Diese inklinierten Orbits, das sind die, die man in dem Bild ruht. Ich hoffe, ein bisschen erkennen kann. Die haben die Besonderheit, sie gehen nicht über die Polregion, das heißt, sie decken diese auch nicht ab, sondern meistens befinden sich die so im Bereich von plus minus 50 Grad, also von Brettengraden her, hat einfach den Vorteil. In diesem Bereich ist auch der Großteil der Bevölkerung und das heißt damit den potenziellen Kunden den man mehr Kapazität zur Verfügung stellen will. Ja, den kriegt man damit besser abgedeckt. Also eine Kombination aus Beidem. Die haben optische Inter-Satellite-Links und obwohl sie weniger Satelliten haben, eine größere Gesamtkapazität von 2,66 Terabit pro Sekunde. Genau. Und als letztes die Starlink-Konstellation von SpaceX. Ich hätte es mal über die, hat man schon meisten gehört, weil es ist SpaceX. Die ist eine ganz andere Hausnummer, wenn man sich zumindest die Reihenzahlen erstmal anschaut. 4.425 Satelliten im Endausbau, das ist erstmal eine Nummer. Und auch da wieder Kombination aus den entsprechenden Polaren und inklinierten Orbits. Auch die haben optische Inter-Satellite-Links und eine deutlich höhere Gesamtkapazität, also einmal über den Faktor 10 größer, 23,7 Terabit pro Sekunde. Und 62 von den Starlink-Satelliten sind als Demonstrator bereits im Orbit, das sind die, die wir uns eben kurz angeschaut haben. Und wenn man den, ich sag mal üblichen Gerüchten glaubt, kommen auch dieses Jahr noch 2 bis 4 weitere Starts dazu, also das Deployment soll bereits aktiv beginnen. Genau. Theoretisch hätte man jetzt hier ein YouTube-Video gesehen. Ich hoffe, nein, das tut das nicht. Gut. Schauen wir es uns doch mal direkt an. Es gibt nämlich eine recht nette Animation zu dem Thema. Ich schaue mal gerade kurz ein Stück vor. Genau. So sieht diese Konstellation in ihrer ersten Phase aus, wenn sie, ja, wenn die Inter-Satellite-Links aktiv sind. Und was man hier direkt sieht, die tatsächliche Latenz, in dem Fall zwischen London und New York müsste das sein. Oben rechts eingeblendet die aktuelle Round-Trip-Time über die Satelliten und über die theoretische, wenn man Terrestricht eine Glasfaser verwendet und die aktuelle Internet-Round-Trip-Time. Jetzt wundert man sich zumindest teilweise, jetzt gerade nicht, weil jetzt ist das routinlich optimal. Also teilweise sieht man es, die Satelliten-Round-Trip-Time geht deutlich unter die Round-Trip-Time, ja, jetzt zum Beispiel, das Internet und auch der Round-Trip-Time, wenn man eine Phase, also Glasfaser direkt legen würde. Das hat einfach nochmal den Hintergrund in der Glasfaser mit dem Rechungsindex und so weiter. Also kann man sich auch alles schön ausrechnen. Hat man nur zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit in der Regel. Während man im Vakuum über optische Links, also Laser-Links, die totale Lichtgeschwindigkeit hat und ab einer entsprechenden Distanz spielt das Thema dann auch plötzlich eine Rolle. Ja, so sieht man hier, also das ist ein weiterer Vorteil, den so Konstellationen haben können. Genau. Dann machen wir mal weiter. Ja, war es eigentlich auch schon als kurze Einführung, wie gesagt, das Thema ist unendlich tief. Ich wollte jetzt nicht allzu viele Zahlen da reinwerfen. Es gibt hier ein sehr interessantes Paper. Daraus sind auch die Zahlen, insbesondere der Kapazität, betreffend. Da ist man mit einem statistischen Modell an die ganzen Thematiken mal rangegangen und hat das miteinander verglichen. Und ein weiteres sehr interessantes Paper von Mark Hendley, von ihm stammen auch die Simulationen, die wir gerade auf YouTube gesehen haben, dass sich einfach mal der Fragestellung nach dem Routigen in so einer Satellitenkonstellation erstellt und auch, was man sonst alles auf tieferer Ebene alles weiter damit erreicht. Genau. Das war schon zu dem kurzen Einstieg in das Thema. Wie könnte die Zukunft des Internets über Satelliten aussehen? Vielen Dank. Und gibt es noch Fragen zu dem Thema? Wenn ich mit Laserlink arbeite und praktisch von der Erde nach oben strahle, dann strahle ich natürlich auch gefächert auf alles, was dahinter liegt. Gibt es da Seiteneffekte mit anderen Erdbeobachtungssystemen? Also wüsste ich jetzt momentan nichts von. Ich würde sagen, es ist eher so, wenn ich mit Radiofrequenz hier, also RF-Arbeit, dürfte es mehr so sein, dass ich da Seiteneffekte habe, als wenn ich dann doch Laser nehme. Man kennt es, Laser ist relativ punktförmig, während ich auch mit der besten Richtfunkstrecke dann doch immer eine eher größere Auffaltung meines Beans meine Strahls habe. Genau. Gut, dann vielen Dank.