LEO-Satellitennetzwerke: Anwendungsfälle für erdnahen Orbit

Die Notwendigkeit einer weiteren Konnektivitätsoption

Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Netzwerkanbindung, die jedoch alle ihre Nachteile haben. Glasfaser ist beispielsweise das Rückgrat der Unternehmensvernetzung, aber auch sie hat ihre Tücken. Je weiter ein Netzwerk von einem Stadtzentrum entfernt ist, desto schwieriger wird es, Glasfaser ohne hohe Kosten zu erhalten.

Kabelbreitband hat die Reichweite kabelgebundener Hochgeschwindigkeits-WANs weit über die Verfügbarkeit von Glasfaser hinaus ausgedehnt. Unternehmen, die weiter von einem Ballungsraum entfernt sind, müssen jedoch wahrscheinlich für die Verlegung neuer Kabel zu einem Standort bezahlen.

DSL und ältere Kupfer-Zeitmultiplex-Dienste sind an einigen Orten verfügbar, an denen Glasfaser und Kabel nicht möglich sind. Diese Methoden haben in der Regel einen geringen Durchsatz und sind bei höheren Geschwindigkeiten in der Regel teurer.

Drahtlose Optionen wie 4G- und 5G-Datendienste haben ein drahtloses WAN geschaffen, das größer ist als das Kabelnetz. An vielen Orten, selbst in Vororten, sind Mobilfunknetze jedoch oft nicht in der Lage, ausreichende Datenraten und einen zuverlässigen Dienst zu bieten.

Neben Mobilfunkdiensten ist Internet via Satellit seit Jahrzehnten Realität. Allerdings wird die Satellitenkonnektivität in der Regel von mittleren und hohen Erdumlaufbahnen aus bereitgestellt. Das bedeutet, dass sie teuer ist, geringe Geschwindigkeiten und Kapazitäten bietet und unter hohen Latenzzeiten leidet.

Diese Überlegungen weisen auf die Notwendigkeit einer neuen Form der Konnektivität im Unternehmensportfolio hin.

Anwendungsfälle für LEO

LEO bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Netzanbindungsoptionen:

• Bietet Konnektivität für unzugängliche Standorte
• Netzwerkredundanz implementiert
• Unterstützt das IoT

LEO für unzugängliche Standorte

Einer der Hauptgründe, warum Unternehmen LEO für ihre Netzwerke in Betracht ziehen sollten, ist die Fähigkeit, Konnektivität an Standorten bereitzustellen, die von anderen Optionen nicht oder nur unzureichend abgedeckt werden. Aufgrund ihrer Lage sind die folgenden Standorte ideale Kandidaten für LEO-Konnektivität:

• Bergwerke
• Landwirtschaftliche Betriebe und Weingüter
• Forstwirtschaftliche Betriebe
• Ölfelder und Ölplattformen
• Eisenbahnstrecken und abgelegene Bahnhöfe
• Logistikzentren
• Schiffe auf See
• Akademische, staatliche oder kommerzielle Einrichtungen in ländlichen Gebieten

LEO-Internet ist auch eine Option für alle Einrichtungen in Gebieten ohne zuverlässige Kabel- oder Glasfaserverbindungen. Dies ist häufig in Gebieten mit beschädigter, begrenzter oder veralteter Infrastruktur der Fall. Beispielsweise kann LEO-Internet eine praktikable Alternative für die primäre Konnektivität an einem Standort mit Kabelbreitband sein, der aufgrund einer veralteten Infrastruktur keine Verfügbarkeit von 99,999 Prozent bietet.

Unternehmen können LEO-Satellitenverbindungen von verschiedenen Anbietern in ganz Nordamerika und den meisten Teilen Europas, Ozeaniens und Südamerikas nutzen. Die einzige Voraussetzung für LEO ist eine freie Sicht zum Himmel. Die LEO-Abdeckung wird durch den Ausbau und die Aufrüstung der Satelliten durch die derzeitigen Anbieter ständig erweitert. Weitere Anbieter planen, ihre Dienste im Laufe des Jahres 2026 anzubieten.

LEO für einen redundanten Pfad

Um den Betrieb in einem modernen Unternehmen zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass die Konnektivität kontinuierlich aufrechterhalten wird. Netzwerkverbindungen können von selbst oder aufgrund von Naturkatastrophen und anderen Unglücken ausfallen, daher müssen Unternehmen der Netzwerkredundanz Priorität einräumen, um den Betrieb aufrechtzuerhalten.

Unternehmen können die niedrigste Redundanzstufe erreichen, indem sie die primäre Verbindung duplizieren. Wenn ein Unternehmen beispielsweise Breitband als primäre Konnektivitätsoption nutzt, kann es eine zweite Breitbandverbindung einrichten. Verwendet es Glasfaser, kann es eine zweite Glasfaserverbindung einrichten und so weiter.

Die Redundanz wird verbessert, wenn die zweite Verbindung über einen anderen physischen Pfad als die erste erfolgt. In diesem Fall haben einzelne Ereignisse wie ein Bagger, der an der falschen Stelle gräbt, oder ein durch Brand beschädigtes Glasfaserbündel keine Auswirkungen auf beide Verbindungen.

Unternehmen sollten auch die zweite Verbindung von einem anderen Anbieter als dem primären Dienstleister beziehen. Wenn im Netzwerk eines Anbieters ein Problem auftritt, zum Beispiel ein fehlgeschlagenes Router-Software-Upgrade, hat dies keine Auswirkungen auf die andere Verbindung. Ein Problem mit der Glasfaser-Übergabeinfrastruktur eines Anbieters wirkt sich dann nicht auf alle Verbindungen im Netzwerk aus.

Für eine optimale Redundanz muss die sekundäre Verbindung jedoch über alle diese verschiedenen Ebenen verfügen. Idealerweise sollte die sekundäre Verbindung von einem anderen Anbieter stammen, über einen anderen Weg führen und eine andere Technologie verwenden.

Um eine optimale Redundanz zu erreichen, muss die sekundäre Verbindung über alle diese verschiedenen Ebenen verfügen. Idealerweise sollte die sekundäre Verbindung von einem anderen Anbieter stammen, über einen anderen Weg führen und eine andere Technologie verwenden.

Satellitenverbindungen bieten alle drei Vorteile. Sie ermöglicht eine optimale Pfadredundanz, da die gesamte geografische Umgebung aus der Betrachtung herausgenommen wird. Beispielsweise können Naturkatastrophen wie Waldbrände die kabelgebundene und Mobilfunkkonnektivität einer Region zerstören. LEO-Datendienste bleiben auch in solchen Situationen verfügbar.

LEO und IoT

LEO kann auch Objekte verbinden. Derzeit müssen diese Objekte aufgrund der Größe der Antennen noch groß sein. Aktuelle Anwendungsfälle für LEO im Bereich IoT für große Objekte sind vernetzte Geräte wie Lastkähne, Schiffscontainer, Sattelauflieger und Eisenbahnwaggons. Wenn LEO-basierte mobile Datendienste online gehen, können auch kleinere Objekte von der Größe eines Mobiltelefons Satellitenverbindungen anstelle terrestrischer Verbindungen nutzen.

Nachteile von LEO

LEO bietet zwar Verbesserungen gegenüber typischen Netzwerkanbindungsoptionen, hat aber auch Nachteile. Zu den Schwächen von LEO gehören

• Wetterbedingte Störungen
• Kostenaspekte
• Leistungsprobleme

Wetterbedingte Störungen

Das Wetter ist bei Satellitenverbindungen ein Problem, das bei kabelgebundenen Optionen in der Regel keine Rolle spielt. Während Naturkatastrophen wie Tornados, Hurrikane oder schwere Eisstürme hängende Kabel beschädigen können, hat das Wetter normalerweise keinen Einfluss auf erdverlegte kabelgebundene Netzwerke. Bei LEO-Internet kann es jedoch bei starkem Regen oder Schneefall zu Leistungseinbußen kommen. Gewitter, Schnee oder Sonneneruptionen können zu Unterbrechungen des Dienstes führen.

Kosten

LEO-Netzwerke sind in der Regel kostengünstiger als ältere Satellitenoptionen, aber bei höheren Geschwindigkeiten immer noch teurer als Breitband und Glasfaser.

Leistungsschwankungen

So schnell LEO im Vergleich zu älteren Satellitentechnologien auch ist, kann es bei höheren Geschwindigkeiten und Kapazitäten nicht mit kabelgebundenen und 5G-Optionen mithalten. Darüber hinaus haben LEO-Netze zwar eine geringere Latenz als ältere Satellitendienste, liegen aber immer noch im oberen Bereich der typischen Internet-Verbindungslatenzen von 20 bis 40 Millisekunden (ms).

LEO ist ungeeignet für Anwendungen mit geringer Latenz, etwa die Echtzeit-Fernsteuerung eines autonomen Fahrzeugs, da bereits die Entfernung zu einem LEO-Satelliten Reaktionszeiten von unter 10 ms physikalisch unmöglich macht.

Der Weg zu LEO

Mit zunehmender Anzahl, Kapazität und Abdeckung der LEO-Netze sowie mit der Verbesserung der Empfangstechnologien wird das LEO-Internet in einer Reihe von Anwendungsfällen eine praktikablere Alternative oder eine vergleichbare Lösung zu kabelgebundenen Verbindungen werden.