Alternativen zur Glasfaser gesucht - Bietet Breitbandinternet über Satelliten oder 5G eine Lösung? - DECOIT GmbH

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Alternativen zur Glasfaser gesucht - Bietet Breitbandinternet über Satelliten oder 5G eine Lösung? - DECOIT GmbH
NETZBETREIBER UND -DIENSTE

     Alternativen zur Glasfaser gesucht
     Bietet Breitbandinternet über Satelliten oder 5G eine Lösung?

                        Kai-Oliver Detken         Firmen oder Privatanwender im ländli-     Internet über Satellit gefragt. Der
                                                  chen Raum können ein leidvolles Lied      Breitbandatlas des Bundesministeri-
                                                  vom Internetausbau singen. Zwar hat       ums für Verkehr und digitale Infra-
  Der Breitbandausbau in Deutschland              die Bundesregierung in den letzten        struktur (BMVI, https://www.bmvi.
                                                  Jahren einige Provider mit millionen-     de) zeigt auf, welche Bandbreiten
 geht zwar unvermindert weiter, hinkt             schweren Subventionen ausgestattet,       und Techniken für die Datenübertra-
                                                  damit schnelles Internet auch in nicht-   gung heute zur Verfügung stehen.
     aber dennoch den Anstrengungen               urbanen Gebieten Einzug hält. Aber        Betrachtet man alle Anbindungstech-
    anderer Länder hinterher. Speziell            die Provider haben damit größtenteils     niken (Bild 1), sieht es dabei auf den
                                                  ihre Kernnetze finanziert, ohne die       ersten Blick gar nicht so schlecht aus.
       ländliche Gebiete sind in dieser           sog. letzte Meile anzuschließen. Diese    So verfügen heute immerhin 87,8 %
                Beziehung häufig noch             letzte Meile ist heute überwiegend        über einen Internetanschluss mit 50
                                                  noch in der Hand der Deutschen Tele-      Mbit/s oder mehr. Nach dieser Statis-
     unterentwickelt, so dass selbst die          kom, die sich die Nutzung teuer be-       tik hat auch der ländliche Raum auf-
                                                  zahlen lässt. Das Neuverlegen von         geholt.
          Deutsche Telekom wohl nicht             Glasfasern ist daher eine wichtige Op-    Bild 2 hingegen zeigt den Ausbau der
       umhinkommen wird, die ISDN-                tion, die Kunden direkt zu erreichen,     leitungsgebundenen Techniken und
                                                  und außerdem zukunftssicher, aber         lässt größere Defizite in Ostdeutsch-
 Nutzung mancherorts zu verlängern.               auch kostspielig. Eine interessante       land und kleinere im Westen Deutsch-
                                                  Fragestellung ist nun, ob Internet über   lands erkennen. Die Anzeige der Kar-
                Fehlende breitbandige             Satellit oder Mobilfunknetze eine ech-    te kann dazu auf der BMVI-Webseite
 Internetanschlüsse können allerdings             te Alternative darstellen.                von ganz Deutschland bis auf die Ebe-
                                                                                            ne eines Orts- bzw. Stadtteils herunter
   auch durch 4G/5G-Mobilfunknetze                Internet per Satellit                     navigiert werden. Danach sind die
                                                                                            Ballungsgebiete um Frankfurt a.M.
     oder über Satelliten bereitgestellt          Die Nutzung des Internet ist heute ei-    und Teile des Ruhrpotts am besten an-
     werden. Doch funktionieren diese             ne Selbstverständlichkeit, da viele An-   gebunden. Dementsprechend ist der
                                                  wendungen (u.a. Streaming, Online-        Bedarf für eine drahtlose Internetan-
        Alternativen für Unternehmen              Shopping, Whatsapp, Standortkopp-         bindung definitiv vorhanden.
   wirklich reibungslos oder muss hier            lung von Firmen) nicht mehr wegzu-        Beim Internetzugang über Satellit wird
                                                  denken sind. Dementsprechend är-          durch einen Kommunikationssatelli-
        mit anderen Einschränkungen               gerlich ist es, wenn es nicht oder nur    ten, der sich typischerweise im geo-
                                                  mit zu geringer Bandbreite zur Verfü-     stationären Orbit befindet, der Service
                   gerechnet werden?              gung steht. Das führt heutzutage          bereitgestellt. Dabei können Ge-
                                                  durchaus auch zur Abwertung von           schwindigkeiten bis zu 50 Mbit/s er-
                                                  Immobilien oder zu Firmensitzverle-       reicht werden, was durch den Ka-
                                                  gungen. Da der Breitbandausbau in         Band-Modus (18,3 bis 30 GHz) inzwi-
                                                  Deutschland aber immer noch Wün-          schen ermöglicht wird. Eine Anzahl
                                                  sche offen lässt, sind Alternativen wie   von Bodenstationen nimmt dazu das
                                                  Bild 1: Breitbandverfüg-
                                                  barkeit in Deutschland
                                                  nach Bandbreitenklas-
                                                  sen und für alle Techni-
                                                  ken (Stand: Ende 2018)

Prof. Dr.-Ing. Kai-Oliver Detken ist Geschäfts-
führer der Decoit GmbH in Bremen                            (Quelle: BMVI)

NET 7-8/19                                                                                                                      39
Alternativen zur Glasfaser gesucht - Bietet Breitbandinternet über Satelliten oder 5G eine Lösung? - DECOIT GmbH
Alternativen zur Glasfaser gesucht

                                                                      Bild 2: Leitungsgebun-       ternet über Satelliten wurde daher
                                                                      dene Breitbandverbin-        bisher nur dann genutzt, wenn alle
                                                                      dung ab 50 Mbit/s in
                                                                      Deutschland                  anderen      Kommunikationsvarianten
                                                                                                   versagten.
                                                                                                   Das soll sich bei den Starlink-Satelliten
                                                                                                   ändern, die gerade von Elon Musk
                                                                                                   über seine US-Raumfahrtfirma SpaceX
                                                                                                   ins All geschossen werden. Nach den
                                                                                                   bisherigen Plänen sollen 12.000 Satel-
                                                                                                   liten im Endausbau um die Erde krei-
                                                                                                   sen, um die entlegensten Gebiete,
                                                                                                   aber auch Ballungszentren mit High-
                                                                                                   speed-Internet zu versorgen (Bild 3).
                                                                                                   Im Mai wurden 62 Testsatelliten ins All
                                                                                                   geschossen, die bei den Hobby- und
                                                                                                   Profiastronomen auf der Erde bereits
                                                                                                   für Aufsehen gesorgt haben. Sie sind
                                                                                                   klar am Nachthimmel auszumachen,
                                                                                                   und man zeigte sich besorgt über die
                                                                                                   zukünftige Beobachtung des Weltalls
                                                                                                   von der Erde aus.
                                                                                                   Bis zum Jahr 2027 soll der Endausbau
                                                                           (Quelle: https://www.
                                                                                        bmvi.de)
                                                                                                   abgeschlossen sein. Die Satelliten
                                                                                                   werden bis dahin in unterschiedliche
Satellitensignal auf und leitet als               henden Verzögerungszeiten, da sich               Höhen (340 km, 550 km, 1.100 km
Gateway die Internetkommunikation                 herkömmliche Satelliten in der geo-              und 1.325 km) katapultiert sein, wo-
weiter. Der Teilnehmer benötigt für               stationären Umlaufbahn bewegen.                  durch man wesentlich geringere Sig-
den Einsatz lediglich eine VSAT-Anten-            Damit steht ein Satellit für einen Kom-          nallaufzeiten (ca. 3,2 ms) erreichen
ne mit einem Transceiver.                         munikationsteilnehmer zwar immer                 will. Da die Satelliten untereinander
Unterschieden werden muss, wie bei                am selben Punkt am Himmel, aber die              mit Laserlinks (Lichtübertragung) ver-
einem DSL-Anschluss, hier ebenfalls               Entfernung beträgt auch ungefähr                 netzt sind, können sie auch ohne Bo-
zwischen Up- und Downstream. Die                  36.000 km bis zur Erdoberfläche. Dies            denstation miteinander kommunizie-
Upload-Geschwindigkeiten variieren                bewirkt größere Kommunikationsver-               ren. Verwendet werden Phased-Array-
zwischen 1 bis 12 Mbit/s, während die             zögerungen, die zwischen 500 und                 Antennen, um eine starke Richtwir-
Download-Geschwindigkeiten        zwi-            700 ms betragen können. Das kann                 kung mittels Gruppenantenne zu er-
schen 5 und 50 Mbit/s betragen kön-               sich negativ auf Echtzeitkommunika-              reichen. Das heißt, die Strahlungs-
nen, je nach Anbieter auch weniger                tion (z.B. Voice over IP) oder ses-              energie wird durch die Anordnung
(Tabelle).                                        sionbasierte Kommunikation (z.B. Ti-             und Verschaltung von Einzelstrahlern
                                                  meout bei Webnutzung) auswirken.                 gebündelt.
Starlink-Satelliten für globales                  Denn das TCP-Protokoll des Internet              Durch das unterschiedliche Ansteuern
Internet                                          ist im Grunde nicht für diese hohen              der Einzelstrahler ist das Antennen-
                                                  Latenzzeiten ausgelegt, die per Round            diagramm der Antenne elektronisch
Internet über Satelliten war bisher               Trip Time (RTT) kontinuierlich über-             schwenkbar. Hier macht man sich die
aber trotzdem keine Erfolgsgeschich-              prüft werden, so dass mit Leistungs-             Erfahrungen bei Radaranlagen in der
te. Zu groß waren die damit einherge-             verlusten gerechnet werden muss. In-             Militärtechnik zunutze.
                                                                                                   Zusätzlich besitzt jeder Satellit einen
 Anbieter                            Filiago     Orbitcom      Getinternet      skyDSL             Ionenantrieb mit Kryptongas, um
 max. Download                       50 Mbit/s   20 Mbit/s     50 Mbit/s        40 Mbit/s          selbstständig Weltraummüll auswei-
 max. Upload                         2 Mbit/s    2 Mbit/s      6 Mbit/s         2 Mbit/s           chen zu können. Dieser kommt in den
 Tarife mit Volumenbegrenzung        ja          ja            ja               ja                 geplanten Höhen inzwischen ver-
 Tarife mit Flatrate                 ja          ja            nein             ja                 mehrt vor und stellt mittlerweile ein
 Faire-Use-Policy                    ja          ja            ja               nein               ziemliches Problem für die Welt-
 Telefonie-Flat                      ja          ja            ja               ja                 raumforschung dar. Um keinen weite-
 TV über Satelliten                  ja          ja            ja               ja                 ren Weltraumschrott zu erzeugen,
 Vertragslaufzeit                    24 Monate   1 Monat       1 Monat          keine              sollen die Satelliten nach fünf Jahren
 Kündigungsfrist                     3 Monate    1 Monat       1 Monat          1 Monat            in der Erdatmosphäre verglühen und
                                                                                                   durch eine neue Generation ersetzt
Anbietervergleich für Internet über Satelliten                                                     werden.

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Alternativen zur Glasfaser gesucht - Bietet Breitbandinternet über Satelliten oder 5G eine Lösung? - DECOIT GmbH
Alternativen zur Glasfaser gesucht

                                                             Bild 3: 60 Starlink-Satel-   Bundesnetzagentur versteigert. Zwar
                                                             liten auf einer Falcon9-     ist der Verkauf dieses Mal mit Versor-
                                                             Oberstufe
                                                                                          gungsauflagen versehen worden, je-
                                                                                          doch muss der flächendeckende Auf-
                                                                                          bau erst noch erfolgen.
                                                                                          Bis Ende 2022 sollen die Autobahnen
                                                                                          und wichtigsten Bundesstraßen mit
                                                                                          einer Datenrate von 100 Mbit/s ver-
                                                                                          sorgt werden. Die Deutsche Telekom
                                                                                          hat sogar vollmundig angekündigt,
                                                                                          bis zum Jahr 2025 mindestens 99 %
                                                                       (Foto: SpaceX)
                                                                                          der Bevölkerung und 90 % der Fläche
Als Kommunikationsbandbreite wer-         ten von 300 bis 4.000 Mbit/s im                 Deutschlands mit 5G zu versorgen.
den 33 bis 66 Gbit/s pro Satellit ange-   Download und bis zu 1.000 Mbit/s im             Vergleicht man diese Ankündigung
nommen, die aufgrund von geografi-        Upload vorgesehen, die zudem niedri-            mit den realen 3G- und 4G-Netzen,
schen Begebenheiten aber nur zum          ge Latenzzeiten (ca. 10 ms) besitzen            darf dies stark bezweifelt werden. Vo-
Teil genutzt werden kann. So geht         sollen. Dies war früher ein Problem,            dafone hat immerhin als erster Provi-
man eher von 1 Gbit/s pro Nutzer aus,     da reine Datenverbindungen im glei-             der seine ersten fünfundzwanzig 5G-
was aus heutiger Sicht aber immer         chen Netz oftmals höhere Verzöge-               Basisstationen am 16. Juli dieses Jah-
noch eine enorme Verbesserung dar-        rungen besaßen als reine Sprachver-             res aktiviert und will die Zahl bis Au-
stellt.                                   bindungen. So wurde ein 4G-Router               gust 2019 auf 50 Basisstationen wei-
Hauptkritikpunkte an dem System           häufig auch zur Alternative für einen           ter ausbauen. Das 5G-Netz ist derzeit
sind Entstehung und Anhäufung von         Breitbandanschluss für stationäre               allerdings nach eigenem Bekunden
weiterem Weltraumschrott, denn das        Endkunden. Allerdings gibt es vertrag-          noch hauptsächlich zum Üben und
Entfernen der Satelliten aus höheren      liche Einschränkungen (z.B. keine Flat-         zum Sammeln von Erfahrungen ge-
Erdumlaufbahnen kann nur einwand-         rate), und nur spezielle Regionen kön-          dacht. Für mehr reicht allein die Ab-
frei gelingen, wenn ausreichend Treib-    nen angeboten werden, deren Basis-              deckung derzeit nicht aus.
stoffreserven vorhanden sind und kein     stationen ausreichend Kapazität zur
Fehlverhalten entsteht. Astronomen        Verfügung stellen. Denn eine Basissta-          Fazit
äußerten außerdem weltweit die Be-        tion bietet nur eine endliche Band-
fürchtung, dass der Nachthimmel für       breitenkapazität an, die sich die Nut-          Der Breitbandausbau hat in Deutsch-
Beobachtungen mit optischen Tele-         zer zudem teilen müssen. Hinzu                  land in den letzten Jahren Fortschritte
skopen nachhaltig beeinträchtigt wer-     kommt, dass deutsche Provider über              gemacht, muss aber speziell in länd-
den könnte. Da auch noch andere Fir-      solche Datenverbindungen gerne Vi-              lichen Regionen weiter nachlegen.
men wie Oneweb, Telesat oder Ama-         deo- und Audiotelefonie sperren las-            Aufgrund fehlender Festanbindungen
zon an solchen Konzepten arbeiten,        sen, damit Mobilfunknutzer dies nicht           stellen daher Satelliten oder das kom-
ist zukünftig noch mit einer Vielzahl     als preiswertere Alternative ausnutzen          mende 5G-Netz eine Alternative dar.
weiterer Satellitensysteme zu rech-       können. Daher stellen 4G-Anschlüsse             Allerdings muss dafür die Latenzzeit
nen, die diese Problematik weiter ver-    auch nur mittelbar eine wirkliche Al-           bei der Satellitenkommunikation ent-
schärfen werden.                          ternative zu herkömmlichen DSL-/                sprechend klein gehalten werden,
                                          VDSL-Festanschlüssen dar.                       was die neuen Konzepte immerhin
Mobilfunknetze mit 4G/5G                  Mobilfunknetze der fünften Genera-              auch versprechen. Mit den bisherigen
                                          tion (5G) werden die Bandbreite wei-            Satellitensystemen konnte man bisher
Im Gegensatz zu Satellitensystemen        ter steigern, um mobiles Internet und           kaum von einem echten Breitbandan-
basieren Mobilfunknetze auf Basissta-     die Anbindung des Internet der Dinge            schluss sprechen.
tionen, die am Erdboden in definier-      (Internet of Things – IoT) voranzubrin-         Das 5G-Netz wird künftig als weiterer
ten Abständen installiert sind. Die       gen. Dazu muss man ein noch eng-                Konkurrent auftauchen, muss aber
meisten sind in Ballungszentren und       maschigeres Netz von Basisstationen             erst noch entsprechend aufgebaut
an Hauptverkehrsstraßen zu finden.        als für 4G aufbauen. Datenraten von             werden. Ob man dann noch drahtlose
Erklärtes Ziel der Provider ist es,       bis zu 20 Gbit/s sollen möglich wer-            Anbindungen als Alternative zu Glas-
Deutschland flächendeckend mit 4G/        den. Ebenso sollen die Verzögerungen            faseranschlüssen für feste Standorte
5G-Netzen zu versorgen. Die Realität      nochmals verringert werden (
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