Ein wirklich globales Netz: Wie Technologieunternehmen das Internet allgegenwärtig machen wollen
Sind Sie es gewohnt, das Internet als selbstverständlich anzusehen? Etwa 4 Milliarden Menschen können Sie nur beneiden. Laut der UNO haben 57 % der Weltbevölkerung immer noch keinen regelmäßigen Zugang zum Internet. Besonders akut ist das Problem für Menschen in armen Ländern und in Gebieten außerhalb der Städte, wo es technisch schwierig oder zu teuer ist, eine herkömmliche Infrastruktur aufzubauen. Aus geschäftlicher Sicht entgeht den IT-Giganten ein großes Stück des Marktkuchens, wenn auch nicht das nahrhafteste, so doch mit Sicherheit. Um noch mehr Menschen zu Kunden zu machen, arbeiten große Technologieunternehmen hart daran, neue Wege zu finden, um das Internet bereitzustellen. Eine Art Vorhut hat sich bereits gebildet, darunter Alphabet, Facebook, OneWeb und SpaceX mit ihren ehrgeizigen Ideen. Ballons, Satelliten, Laser und Drohnen sind auf dem Vormarsch.
Alphabet
Alphabet, die Muttergesellschaft von Google, setzt schrittweise einen Plan namens Project Loonum. Im Rahmen des Projekts lässt die Organisation speziell ausgerüstete Ballons in die Stratosphäre steigen, um eine drahtlose Internetabdeckung zu schaffen. Sobald genügend Ballons gestartet sind, sollen sie schließlich den gesamten Planeten abdecken können, angefangen bei Gebieten, die mit terrestrischer Kommunikation nur schwer zu erreichen sind: Berge, Inselgruppen und andere.
Einer der Ballons, die im Rahmen der Initiative Project Loon gestartet wurden. Foto: Alphabet
Ballons mit aufblasbaren Hüllen, die 15 mal 12 Meter groß sind, schweben in 18 Kilometern Höhe über dem Boden, wo keine Flugzeuge fliegen und wo die meisten Wetterbedingungen nicht gelten. Eine ausgeklügelte Software analysiert das Windverhalten und steuert die Ballons dann durch Anpassung der Höhe in die richtigen Luftströmungen. Dadurch halten die Fahrzeuge ihre geplanten Flugbahnen ein. Der Betreuungsdienst zeichnet die GPS-Koordinaten jedes Ballons auf und sorgt für Ersatz, wenn der Ballon nach Abnutzung oder im Falle eines Ausrüstungsdefekts auf den Boden sinkt. Alphabet schafft spezielle Zonen für sichere Landungen, stattet die Fahrzeuge aber auch mit Fallschirmen für Notfälle aus. Tests haben ergeben, dass ein Ballon im Durchschnitt etwa 100 Tage lang ohne Wartung in der Luft bleiben kann.
Das Project Loon-Team bereitet die Ballons sorgfältig für den Start vor. Foto: Alphabet
Jeder Ballon hat mehrere Transceiver an Bord. Die eine wird für die Kommunikation mit Endgeräten im LTE-Standard verwendet, die andere für den Hochgeschwindigkeitsdatenaustausch zwischen dem Ballon und den Geräten der Anbieter. Das Zusammenspiel der beiden drahtlosen Kanäle ermöglicht den Nutzern den Zugang zum Internet, wobei die Ballons über Antennen Signale aneinander senden und so ein verteiltes Netz bilden. Um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sind alle Geräte an redundante Funkgeräte angeschlossen, die bei einem Ausfall des Hauptgeräts aktiviert werden. Tagsüber arbeitet die Elektronik mit Hilfe von Solarzellen, die auch die Lithium-Ionen-Batterien aufladen, mit denen die Geräte nachts betrieben werden.
Die Ballons werden hauptsächlich durch den Wind bewegt, was viel Energie spart.
Alphabet wird Partnerschaften mit Telekommunikationsunternehmen in verschiedenen Ländern eingehen, um deren Frequenzbänder für die Übertragung von Signalen durch die Ballons zu nutzen. Das Unternehmen ist davon überzeugt, dass es den Kunden Geschwindigkeiten bieten kann, die mit den derzeitigen Möglichkeiten von LTE/4G-Netzen auf terrestrischem Weg vergleichbar sind. Und das sind übrigens 10-20 Mbps. Übrigens hat Alphabet spezielle Antennen entwickelt, die in Wohnungen installiert werden können, um das Signal zu verbessern. Nach Angaben des Unternehmens deckt jede Antenne ein Gebiet mit einem Radius von 20 km ab und kann Hunderte von Nutzern gleichzeitig versorgen.
Antenne zum Empfang der Signale von Ballons und dem jüngsten Nutzer. Foto: Alphabet
Project Loon wurde im Juni 2013 angekündigt . Es begann mit dem Start von 30 Ballons auf der Südinsel Neuseelands, die einer kleinen Gruppe von Testnutzern Internet zur Verfügung stellten. Die Ballons flogen bald über das California Valley und den Nordosten Brasiliens. Das Projekt entwickelt sich sowohl in Bezug auf die Ausstattung als auch auf die Menge weiter. In diesem Sommer berichteten wir über die Unterzeichnung einer Vereinbarung zwischen Alphabet und der Regierung von Sri Lanka, die vorsieht, dass das Land 2016 als erstes Land in der Geschichte vollständig mit Internet über Ballons versorgt wird. Nach Sri Lanka wird nun auch Indonesien folgen, wo der Zugang zum World Wide Web ebenfalls noch ein Luxus ist.
Facebook entwickelt mit Unterstützung von Ericsson, Samsung, Opera, Nokia und Qualcomm das Projekt Internet.org, um das Internet für alle zugänglich zu machen. Eine ihrer Prioritäten ist es, ein komplexes, mehrstufiges Kommunikationssystemzu schaffen, das wirtschaftlich und technisch fortschrittlicher ist als das bestehende System. In Problemgebieten, in denen es ineffizient ist, das Netz über Land zu führen, wollen Zuckerberg und sein Team Satelliten und Drohnen einsetzen. Die Möglichkeit dieses Vorhabens wird von Mitarbeitern des Connectivity Lab, einer speziellen Abteilung von Facebook, erforscht.
Experten sehen in der Signalübertragung durch Drohnen die beste Möglichkeit, Gebiete mit mittlerer Bevölkerungsdichte mit Internet zu versorgen. Im März kündigte der Geschäftsführer von Facebook, , , den Teststart einer frühen Version eines solchen Fahrzeugs namens Aqilla an. Zuckerberg zufolge wird die endgültige Version eine größere Spannweite als eine Boeing 737 haben und dabei weniger wiegen als ein Auto. Diese Drohnen sollen monatelang in einer Höhe von 18 bis 28 km in einem wetter- und flugzeugfreien Gebiet fliegen können, bevor sie durch einen Unterstützungsdienst ersetzt werden. Vermutlich werden die Fahrzeuge tagsüber mit Solarzellen und nachts mit wiederaufladbaren Batterien betrieben, genau wie die Ballons von Alphabet.
Eine von Zuckerbergs Drohnen. Hoffentlich fallen sie uns nicht auf den Kopf. Foto: Facebook
Parallel zur Drohnenproduktion beherrscht Facebook die Laserübertragungstechnologie FSO (Free Space Optics).
Theoretisch können Flugzeuge mit Hilfe von FSO sowohl untereinander als auch mit bodengestützten Geräten Signale mit höherer Geschwindigkeit und geringerem Energieverbrauch als bei herkömmlichen Funkwellen austauschen. Die Technologie befindet sich jedoch noch in der Testphase, und die Ingenieure müssen sich noch mit Fragen der präzisen Strahlführung und der Umgehung von Hindernissen wie Wolken und anderen Wetterphänomenen befassen. Connectivity Lab hat vorgeschlagen, dass Drohnen mit Funkelektronik ausgestattet werden könnten, um bei einem Ausfall des Lasers ein Ersatzsystem für die Übertragung und den Empfang zu haben. Es ist noch nicht klar, wie die Endnutzer an dieses System angeschlossen werden.
Facebook kalkuliert, dass es nicht rentabel ist, weite, dünn besiedelte Gebiete mit Drohnen abzudecken. Daher plant das Unternehmen, solche Gebiete über Satelliten mit Internet zu versorgen. Ein solches Gerät könnte ein riesiges Gebiet abdecken, und obwohl das Signal gestreut sein wird, sollte seine Qualität für eine relativ kleine Anzahl von Nutzern ausreichen. Im Moment ist die Initiative genauso weit von der Realität entfernt wie das Drohnenprojekt und existiert größtenteils nur in den Plänen des Unternehmens. Facebook prüft derzeit zwei Satellitenoptionen: Satelliten für eine niedrige Umlaufbahn in 160-2000 km Höhe und Fahrzeuge für eine geosynchrone Umlaufbahn in 35786 km Entfernung von der Erdoberfläche.
Und das ist das Zuckerberg-Satellitenkonzept. Foto: Facebook
Jede Option hat ihre eigenen Stärken und Schwächen. Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen sind niedriger und tauschen daher schneller Signale aus. Aber sie bewegen sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Erde um ihre Achse, so dass Gruppen von ihnen benötigt werden, um eine stabile Abdeckung zu gewährleisten. Satelliten in einer geosynchronen Umlaufbahn hingegen bewegen sich im Gleichschritt mit der Rotation der Erde und bleiben immer über den ihnen zugewiesenen Gebieten. Ein solches Raumfahrzeug reicht also aus, um das ihm zugewiesene Gebiet stabil zu erfassen. Aufgrund der großen Höhe erreicht das Signal das Zielgebiet jedoch nicht schnell genug. Um die Effizienz der Datenübertragung zu verbessern, untersucht Connectivity Lab die Möglichkeiten der Einführung der FSO-Lasertechnologie nicht nur für Drohnen, sondern auch für Satelliten.
Im Oktober berichtete Zuckerberg , dass Facebook und der französische Satellitenbetreiber Eutelsat zusammenarbeiten, um AMOS-6 zu starten, den ersten Satelliten für das Internet.org-Projekt. Der Satellit befindet sich noch im Bau, soll aber bereits 2016 in eine geosynchrone Umlaufbahn gebracht werden. Die Partner planen eine Internetabdeckung für das westliche, östliche und südliche Afrika.
Die Entwicklung von AMOS-6 ist in vollem Gange. Foto: Facebook
Es wird Jahre dauern, bis Facebook seine Vision auf globaler Ebene umsetzen kann. Das Unternehmen muss nicht nur die neue Technologie richtig einsetzen, sondern auch eine Reihe von organisatorischen Problemen bewältigen. So geht Connectivity Lab davon aus, dass es 5-7 Jahre dauern wird, bis eine Lösung allein für die Funkfrequenzen für den Datenaustausch gefunden ist. Bei Lasern wird es wahrscheinlich noch schwieriger sein.
OneWeb und SpaceX
Facebook ist nicht der einzige Akteur auf dem Markt, der offen über den Start von Internetsatelliten in eine niedrige Umlaufbahn spricht. Mindestens zwei weitere Unternehmen sind im Spiel: Greg Wylers OneWeb, ein Mann mit großer Erfahrung in der Weltraumtelekommunikation, und SpaceX des berühmten Ilon Musk. Diese Organisationen haben zwar viele Gemeinsamkeiten, aber auch jeweils unterschiedliche Strategien, Technologien und Geschäftsmodelle.
Anfang dieses Jahres berichtete der berühmt-berüchtigte Unternehmer Richard Branson Qualcomm und sein eigenes Unternehmen Virgin Group planen, 2 Milliarden Dollar in das Internetprojekt OneWeb zu investieren. Gemeinsam wollen sie 648 Miniatursatelliten (mehr als die Gesamtzahl der derzeit aktiven Orbiter) in den Weltraum schießen, um die Erde in ein globales Netz einzubinden. Dank einer neuen Technologie werden diese Satelliten viermal leichter sein als Standardsatelliten: etwa 110 kg gegenüber 450 kg. Sie werden mit kompakten LauncherOne-Raketen in die Umlaufbahn gebracht, die von einem White Knight Two-Flugzeug aus gestartet werden. Beide Fahrzeugtypen werden von Virgin Galactic, einer Tochtergesellschaft der Virgin Group, zur Verfügung gestellt. Laut Branson wird die Technologie eine "viel effizientere" Lieferung ermöglichen als die schwerfälligen Raketen der Vergangenheit. Im Juni trat der Flugzeughersteller Airbus dem Projekt bei und übernahm die Produktion von Satelliten für OneWeb. Die ersten Früchte ihrer Zusammenarbeit werden voraussichtlich 2018 im Orbit eintreffen.
White Knight Two Flugzeug und LauncherOne Rakete in ihrer ganzen Pracht. Foto: Virgin Galactic
Wyler's Firma wird die Reichweite der traditionellen Internetanbieter erweitern, indem sie ihnen einen kostenpflichtigen Zugang zu ihrem Satellitensystem ermöglicht. Die Endnutzer können ihre Smartphones, Computer und andere Geräte mit drahtlosen Endgeräten verbinden. Die Terminals empfangen das Signal von den Satelliten und wandeln es in LTE, 3G oder WiFi um. OneWeb verspricht, dass die Terminals preiswert, bequem und einfach zu bedienen sind. Die Nutzer können sie selbst auf Dächern und Autos installieren und sich für Modelle entscheiden, die Solarzellen und Batterien enthalten. Gemäss Wyler, , werden die Terminals Bandbreiten von 50 Mbps mit einer Latenz von 30 ms bieten. Das OneWeb-Satellitensystem soll 2019 in Betrieb genommen werden.
Benutzerdefinierte Terminals für den Anschluss an das Satellitennetz. Foto: OneWeb
Fast zeitgleich mit der Ankündigung von OneWeb hat SpaceX seine Pläne für Satelliteninternet vorgestellt. Elon Musk erklärte gegenüber Reportern von Bloomberg, dass sein Unternehmen ein ähnliches Projekt umsetzen möchte, allerdings mit einem noch größeren Umfang: 10 Milliarden Dollar wären erforderlich und die ersten Ergebnisse dürften nicht vor 2020 zu erwarten sein. Im Januar kündigte Musk an, 4.000 Satelliten starten zu wollen, und berichtete, dass von Fidelity und Alphabet 1 Milliarde Dollar für die Entwicklung des Projekts erhalten hat. Am 10. Juni beantragte SpaceX unter bei der US-Regierung die Genehmigung zum Start von 6-8 Testsatelliten, die für 2016 geplant sind, um die Leistung der Antennen zu testen. Als Hersteller von Raumfahrttechnologie wird SpaceX in der Lage sein, Satelliten mit seiner eigenen Hardware zu starten. Das Unternehmen arbeitet an einer wiederverwendbaren Raketentechnologie, die den Transport in die Umlaufbahn wesentlich billiger machen soll.
SpaceX plant auch drahtlose Terminals, um Verbraucher mit dem Satellitensystem zu verbinden. Vermutlich werden sie zwischen 100 und 300 Dollar kosten. Aber offenbar plant seine Dienste nicht an lokale Anbieter zu verkaufen, worauf OneWeb abzielt, sondern an Endverbraucher. Theoretisch erhalten die Kunden einen "kostengünstigen und schnellen" Zugang zum Internet. "Wir konzentrieren uns auf die Schaffung eines globalen Kommunikationssystems, das größer sein könnte als alles, was heute bekannt ist", sagte Musk gegenüber Bloomberg Businessweek. Der Gründer von SpaceX ist in jeder Hinsicht ein Mann mit kosmischem Ehrgeiz, der es nicht gewohnt ist, sich für Kleinigkeiten zu verausgaben. Das Geld, das das Unternehmen mit Telekommunikationsdiensten auf der Erde verdient, kann in unbestimmter Zukunft für den Aufbau einer Kolonie auf dem Mars verwendet werden.
Ilon Musk sieht das ultimative Ziel seines Projekts darin, das Internet auf den Mars zu bringen.
Allerdings stehen noch viele Hindernisse zwischen dem Unternehmer und seinem Traum. Nach dem Absturz im Juni dieses Jahres einer Falcon 9-Rakete, die in Zukunft Satelliten in die Umlaufbahn hätte bringen können, ist die offizielle Rhetorik von SpaceX bescheidener geworden. Kurz nach dem gescheiterten Start äußerte Musk Zweifel am Erfolg des Internets aus dem All. "Wir wollen bei der Umsetzung sehr vorsichtig sein, um uns nicht zu verausgaben", sagte er auf der Konferenz Space Station Research and Development in Boston. Nach der Warnung des SpaceX-Gründers bezeichnete der Präsident des Unternehmens, Gwyn Shotwell , das Internetprojekt als "spekulativ". Shotwell ist sich nicht sicher, ob sie ein System aufbauen können, das effizient genug ist, um mit terrestrischen Anbietern zu konkurrieren.
Houston, wir haben ein Problem: Falcon 9-Rakete stürzt ab. Foto: NASA broadcast fragment
Wie Sie wissen, gibt es Satelliteninternet schon seit einiger Zeit. Aufgrund der hohen Signalverzögerungen ist es jedoch schwierig, sie mit den Diensten der traditionellen Betreiber zu vergleichen. Ob die aufgeführten Unternehmen in der Lage sein werden, die Spielregeln mit Hilfe neuer Technologien zu ändern, wird das nächste Weltraumrennen zeigen.
