Internetzugang über Satellit

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Internet über Satellit ist ein satellitengestützter Breitband-Internetzugang, dessen Nutzung durch den Einsatz eines geostationären Satelliten im gesamten Ausstrahlungsbereich des Satelliten möglich ist, z. B. europaweit über Eutelsat und SES Astra.

Satellitenanlage für Internetzugang

Inhaltsverzeichnis

Varianten [Bearbeiten]

Grundsätzlich muss zwischen zwei Arten der Satellitenverbindung unterschieden werden.

Reine Satellitenverbindung – 2-Wege-Satellitenverbindung [Bearbeiten]

Eine Verbindung, bei der Hin- und Rückkanal (Down- und Upstream) über Satellit läuft, wird auch Zwei-Wege-System genannt.

Im Downstream stehen Verbrauchern je nach Anbieter Übertragungsraten und dank des technischen Fortschritts aktuell zwischen 64 kbit/s und 18 Mbit/s bereit. Satellitenbetreiber bieten in gesondert auszuhandelnden Einzelfällen auch kleinere und höhere Übertragungsraten an. Die Übertragungsrate des Upstream liegt je nach Zielgruppe (Endverbraucher und professionelle Nutzer) bei den aktuellen Dienstangeboten zwischen 64 kbit/s und 20 Mbit/s. Deutsche Endverbraucher können seit Anfang Juli 2012 auf den über den speziell für Internetdienste entwickelten KA-SAT von Eutelsat und den Dienst Tooway auf Geschwindigkeiten im Download von 18 Mbit/s und bis zu 6 Mbit/s im Upload zugreifen. Damit ist Internet via Satellit für Verbraucher erstmals schneller als herkömmliches DSL. Basis für die schnelleren Datenraten und größeren Datenvolumina sind laut Eutelsat maßgebliche Verbesserungen beim digitalen Modulationsverfahren der KA-SAT Infrastruktur. Mit dem Wechsel von 8PSK auf 16APSK hat sich der Gesamtdatendurchsatz des Systems signifikant erhöht. Für professionelle Nutzer bewegen sich die Geschwindigkeiten im Download von bis zu 50 Mbit/s und bis zu 20 Mbit/s im Upload. Bei Internetdiensten via Satellit sind technisch sogar wesentlich höhere Übertragungsraten möglich. So meldete das belgische Satellitentechnologieunternehmen Newtec Mitte Juni 2012, dass es über einen 72MHz Transponder auf einem Eutelsat-Satelliten Geschwindigkeiten von über 500 Mbit/s erreichte.

Vorteil der reinen Satellitenverbindung ist, dass sie unabhängig von terrestrischen Daten- oder Telefonleitungen verfügbar ist. Der gewünschte Standort muss lediglich im Ausstrahlungsbereich (Footprint) eines geeigneten Satelliten liegen. Des Weiteren können diese Verbindungen europa- oder weltweit aus einer Hand angeboten werden. Insbesondere große Firmen schätzen dies wegen der einfacheren Administration und Abrechnung.

Die Verfügbarkeit einer Satellitenverbindung liegt für gewöhnlich unter der einer terrestrischen Leitung, da zwar Störfaktoren im Vergleich zur Erdleitung wegfallen (z. B. Beschädigung der Leitung durch Bauarbeiten), jedoch gerade meteorologische Faktoren einen hohen Einfluß auf die erreichbaren Datenraten, bis hin zum Verbindungsabbruch, haben. Allerdings hat die Satellitentechnik auch hier Fortschritte gemacht. So nutzen Hersteller entsprechender Hardware inzwischen sogenannte Fade-Mitigation Technologien, die Wettereinflüsse durch die Zugabe von mehr Sende- und Empfangsleistung auf ein Minimum beschränken.

Satellitenanbindungen werden als Redundanzanbindung verwendet. Oftmals ist es nicht möglich, als Ergänzung zur Erstanbindung eine redundante terrestrische Leitung zu erhalten, die von einem anderen Anbieter stammt und eine andere Leitungsführung hat.

Satellitenverbindung mit terrestrischem Rückkanal – 1-Weg-Satellitenverbindung [Bearbeiten]

1-Weg-Satellitenverbindung

Eine vor mehr als zehn Jahren erstmals eingesetzte asymmetrische Verbindung, bei der nur der Downstream über einen Satelliten geführt wurde, der Upstream aber über terrestrische Verbindungen lief. Diese technische Lösung wurde bis vor wenigen Jahren in Europa noch von einigen zehntausend Nutzern eingesetzt. Im Downstream standen dem Benutzer seinerzeit je nach Anbieter Übertragungsraten zwischen 256 kbit/s und 2048 kbit/s bereit.

Die Datenübertragungsrate des Rückkanals richtete sich nach der eingesetzten Technik. Meist wurden Modem-Verbindungen über POTS oder ISDN-Verbindungen eingesetzt, was bis zu 128 kbit/s Upstreamrate bereitstellte. Für mobile Anwendungen konnten auch GPRS-, UMTS- oder GSM-Verbindungen für den Rückkanal genutzt werden.

Bei Verbindungen mit terrestrischem Rückkanal wurde dieser bei einigen Anbietern parallel zum Satellitenlink für die Datenübertragung in Downstream-Richtung verwendet. Ist dieser Kanal im Downstream ausgelastet, fließen die weiteren Pakete über die für den Anbieter teurere Satellitenübertragungsstrecke.

Die maximal erzielbare Bruttobitrate beträgt so, je nach Anbieter, zwischen 256 kbit/s und 2048 kbit/s inklusive Datenübertragungsrate des Rückkanals. Im Umkehrschluss heißt das: Wenn die terrestrische Leitung nicht voll ausgelastet wird – z. B. auf Grund eines langsamen Internet-Servers – treffen alle Daten terrestrisch ein.

Bei Anbietern, die diese Technik nicht einsetzten, lief der eigentliche Download ausschließlich über Satellit.

Der Vorteil einer Verbindung mit terrestrischen Rückkanal gegenüber einer Zwei-Wege-Lösung lag früher in den geringeren Kosten für die Satellitenübertragungsrate sowie für den Kunden in günstigeren Endgeräten. Dies hat sich inzwischen massiv geändert.

Prinzipbedingte Schwächen [Bearbeiten]

Sehr hohe Latenzzeit [Bearbeiten]

Schon allein durch die großen Entfernungen und die Lichtgeschwindigkeit von ~300.000 km/s ergeben sich z. B. mit geostationären Satelliten von der Erdstation zum Satelliten und zurück zum Dienstnehmer Signallaufzeiten von mindestens 239 ms. Bei bidirektionaler Kommunikation über den Satelliten muss für den Hinweg von Anfragen und den Rückweg einer Antwort diese Strecke zweimal überwunden werden. Zusammen mit anderen Verzögerungsfaktoren ergeben sich Latenzen zwischen 500–700 ms, was weitaus schlechter ist als z. B. die bei Modemeinwahl üblichen Latenzen von „nur“ 150–200 ms. DSL-Latenzen liegen größenordnungsmäßig bei 20 ms. Internetdienste, die den Satelliten für Hin- und Rückweg nutzen, eignen sich daher nicht für Videotelefonie, Mmorpg-Spiele oder andere Anwendungen, bei denen hohe Latenzzeiten mit starken Einschränkungen verbunden sind.

Transparenz vs. Übertragungsrate [Bearbeiten]

Den Anforderungen nach möglichst effektiver Nutzung der theoretisch zur Verfügung stehenden Datenübertragungsraten und möglichst großer Applikationstransparenz kann meist nicht gleichzeitig entsprochen werden. Die effektivste Datenübertragungsratennutzung bietet beim Ein-Wege-Dienst die Client/Servervariante. Sie leitet die Verbindung vor und hinter der Satellitenverbindung über einen Proxyserver (Client- und Remote-Proxy). Um applikationstransparent zu bleiben, wird beim Ein-Wege-Dienst in der Regel eine Tunnelvariante (VPN/PPTP)angeboten.

Slow Start [Bearbeiten]

Das Transmission Control Protocol (TCP) ist nicht für Signallaufzeiten ausgelegt, wie sie bei Satellitenverbindungen auftreten. Die Signallaufzeit liegt bei ca. 240 ms für den Weg von der Erde zum Satellit und zurück. Die durch diese Laufzeiten entstehende Round Trip Time (RTT) führt dazu, dass eine TCP-Verbindung nach dem sogenannten Slow Start die Datenübertragungsrate nicht wesentlich erhöht und so z. B. auf einer Verbindung mit 2 Mbit/s theoretischer Datenübertragungsrate unter ungünstigen Bedingungen nur einige 10 kbit/s übertragen werden könnten. Dieses Problem kann durch den Einsatz spezieller Proxy-Server umgangen werden. (siehe unten)

Funktionsweise 1-Wege-Dienst [Bearbeiten]

Eine Client-Software auf dem lokalen PC oder einer dedizierten Maschine (im weiteren Verlauf Proxy genannt) fährt mit einem im Internet lokalisierten Proxy-Server ein als PEP (Performance Enhancement Proxy) bezeichnetes Protokoll. PEP umgeht Schwächen von TCP, die TCP auf Verbindungen mit hoher Round Trip Time (RTT) hat. Ohne PEP würde die Signallaufzeit von ca. 240 ms für den Weg von der Erde zum Satellit und zurück dazu führen, dass durch den TCP Slow Start auf einer Verbindung mit 2 Mbit/s theoretischer Datenübertragungsrate unter ungünstigen Bedingungen nur einige 10 kbit/s übertragen werden könnten. Die Übertragung vom Satelliten erfolgt ausschließlich in UDP/IP, d. h. anstelle von ACKs werden NAKs (optimistischer Ansatz) in Richtung Server und lokal nachgebildete ACKs bzw. SACKs – um den lokalen Stack schneller zu leeren – verwendet. Neben dem Einsatz von PEP wird auch der TCP Windowing Mechanismus optimiert.

Der Weg der Daten [Bearbeiten]

Ein Browser generiert eine HTTP-Anfrage. Der Proxy fängt den entsprechenden TCP-Aufbau ab, baut die Verbindung mit dem Proxy-Server auf (inklusive Login und IP-Adressvergabe). Der Proxy-Server holt die Inhalte aus dem Internet.

Bei aktiviertem HTTP-Prefetching auf dem Server-Proxy werden die Seiten analysiert und es wird automatisch entschieden, ob zusätzliche Daten gebraucht werden (z. B. Bilder). Diese zusätzlichen Daten werden dann automatisch vom Proxy-Server geladen und übertragen. Alle auf der Satellitenstrecke übertragenen Daten werden als IP-Multicast-Datenpakete (UDP/IP-Datenstrom) an den lokalen Proxy übertragen und von diesem wieder in TCP/IP-Datenpakete zurückgewandelt. Dadurch kommt es vor, dass die Inhalte einer Internetseite bereits im Cache des Proxys sind, bevor sie vom Browser überhaupt angefordert wurden.

Der umgangene Slow-Start ist relativ effektvoll beim Beginn eines längeren Downloads zu sehen. Im Aufstart erhält der TCP-Stack den Eindruck, eine null-verzögernde Leitung vor sich zu haben. Dadurch kommt es bei der Ermittlung des gleitenden Mittelwertes zu sehr hohen Durchsatzzahlen und die Angaben nähern sich erst langsam den realen Werten an.

Anbieter [Bearbeiten]

Anbieter Ausstrahlungsbereich Produkt Verbindungsart Downstream (max) Upstream (max) Downstream (min) Upstream (min) Dual Play Triple Play


Arabsat 2-Wege
atrexx Afrika 2-Wege
Businesscom Networks Limited Afrika, Europa, Mittlerer Osten, Nordamerika, Südamerika, Asien „iDirect“–VSAT 2-Wege 4.000 kbit/s 1.000 kbit/s 256 kbit/s 64 kbit/s Nein Nein
CETel GmbH Europa 2-Wege
Comnet Indien 2-Wege
dsl2u Europa 2-Wege
EgyptSat Telecom Afrika 2-Wege
Filiago[1] Europa SES Broadband 2-Wege
Globalstar 2-Wege
HETAN@Home Europa 2-Wege
HughesNet 1-Weg
HughesNet 2-Wege
Inmarsat Broadband Global Area Network 2-Wege
IPSTAR Asien, Australien 2-Wege
Iridium 2-Wege
level421 Afrika 2-Wege
Optus Australien 2-Wege
SAT-Network Europa 2-Wege 10.000 kbit/s 4.000 kbit/s Ja Ja
Sat Internet Services GmbH Europa Tooway–VSAT 2-Wege 20.000.000 kbit/s 6.000.000 kbit/s k. A. k. A. Ja Ja
Satlynx Europa 2-Wege
satspeed Europa SAT_SPEED+2 2-Wege 10.240 kbit/s 4.096 kbit/s Ja Ja
SES Astra 2-Wege
SkyGate Europa, Middle East 2-Wege 10.240 kbit/s Ja Ja
skyDSL Europa skyDSL 1-Weg 36.000 kbit/s 1.500 kbit/s Ja Ja
skyDSL Europa Tooway–VSAT 2-Wege 20.000 kbit/s 6.000 kbit/s 6.000 kbit/s 1.000 kbit/s Nein Nein
SOSAT.COM Europa dsDSL-Power 2-Wege 18432 kbit/s 6144 kbit/s 256 64
Spacenet Nordamerika 2-Wege
StarDSL[2] Europa SES Broadband 2-Wege
Thuraya Europa, Afrika, Asien, Australien 2-Wege
Vconn / AZ Communication Philippinen 2-Wege
WildBlue Nordamerika 2-Wege
WorldSpace 1-Weg
getinternet s.a.r.l Trier Europa Tooway–VSAT 2-Wege 10.000 kbit/s 4.000 kbit/s 4.000 kbit/s 1.000 kbit/s Nein Nein

Siehe auch [Bearbeiten]

Weblinks [Bearbeiten]

Quellen [Bearbeiten]

  1. ↑ golem.de: Filiago bringt Internet per Satellit mit Rückkanal
  2. ↑ golem.de: StarDSL bietet ab sofort Internet per Satellit mit Rückkanal
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