Internet-Zugang über Satellit

Internet-Zugang über Satellit funktioniert genauso wie beim Fernsehprogramm über Satellit. Die Daten werden über die Satellitenschüssel empfangen. Nur das sie nicht an den Fernseher, sondern an den Computer übergeben werden.
Satelliten-Verbindungen unterliegen nicht der nationalen Regulierung, wie zum Bespiel bei WiMAX oder DSL. Dort greift die BNETZA (Regulierungsbehörde in Deutschland) in die Anbieter- und Preisstruktur ein. Dafür sind Satelliten-Verbindungen teurer als kabelgebundene Breitbandzugänge und Mobilfunk.
Der Internet-Zugang über Satellit wird vor allem deshalb angeboten, weil nicht jeder einen DSL- oder Kabelanschluss bekommen kann. Auch ist ein vergleichbar schneller Internet-Zugang über Mobilfunk nicht noch nicht überall möglich. Diese potentiellen Kunden haben einige Anbieter ins Auge gefasst, um ihnen einen Internet-Zugang über Satelliten anzubieten.
Aufgrund der Bandbreitenbeschränkung und langen Paketlaufzeiten sind die Satelliten für die Breitband-Nutzung nur bedingt geeignet und allenfalls als Ergänzung zum leitungsgebundenen Internet-Zugang zu sehen.

1-Wege-Satellitenverbindung

Bei den Internet-Satelliten-Angebote der ersten Generation ist die Datenverbindung zweigeteilt. Über die Satellitenverbindung werden die Daten empfangen. Für den Rückkanal ins Internet wird beim Kunden eine herkömmliche Wählverbindung per analoges Modem oder ISDN benötigt. Über die Wählverbindung werden die Daten ins Internet geschickt.
Obwohl die Satelliten-Verbindung in der Hauptsache für den Downlink gedacht ist, wird auch die Wählverbindung dafür genutzt. Da eine Wählverbindung bidirektional, also die Übertragung in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen kann, wird die zur Verfügung stehende Verbindung voll ausgereizt. Für die Koordination zwischen Wählverbindung und Satellitenverbindung ist ein Proxy zuständig, der sowohl beim Anbieter, als auch beim Nutzer installiert ist. Der Proxy auf der Anbieterseite verteilt den Datenstrom auf die zwei Verbindungswege. Der Proxy auf Nutzerseite setzt den Datenstrom wieder zusammen. Die Satellitenverbindung arbeitet also wie ein Überlauf, der dann genutzt wird, wenn die Daten darüber schneller zum Nutzer kommen, als über die Wählverbindung. An dieser Stelle ergibt sich ein Problem für Nutzer, die Internet-Anwendungen haben, die sich nicht für die Verbindung über einen Proxy eignen. Die können nur die Wählverbindung nutzen. Es kann natürlich auch sein, dass der Proxy nicht alle Protokolle unterstützt. Unter Umständen beherrscht er nur die allgemein üblichen Protokolle wie HTTP, FTP und die E-Mail-Protokolle.
Die Hardware für das Satelliten-Internet ist standardisiert. Sie besteht aus einer Satellitenschüssel, einem digitaltauglichen LNB und einer DVB-Karte oder einem DVB-Adapter. Ein Satellitenschüssel-Durchmesser von 60 cm gilt als ausreichend. Doch dann kann es passieren, dass schlechtes Wetter mit Regen oder Schneefall das Signal des Satelliten so stark dämpft, dass kaum noch Empfang möglich ist. Eine Satellitenschüssel mit einem größeren Durchmesser könnte ein schlechteres Empfangssignal noch auswerten.
Satellitenschüsseln sind für den Fernsehempfang meistens auf Astra (Satellit) ausgerichtet. Wenn der Anbieter seinen Zugang über Eutelsat (Satellit) anbietet, dann muss eine zusätzliche Satellitenschüssel oder ein Doppelsystem mit zwei LNBs installiert werden. Dann wäre der gleichzeitige Empfang von Astra und Eutelsat möglich.

2-Wege-Satellitenverbindung

Dieses System ist unter dem Begriff VSAT (Very Small Aperture Terminal) bekannt. Es stammt von der israelischen Firma Gilat. Es wird von Firmen eingesetzt, die weltweit verteilte und abgelegene Niederlassungen untereinander vernetzen müssen. Hierbei handelt es sich um ein geschlossenes System, das über die gleiche Satellitenschüssel die Daten sendet und empfängt. Dieses System besteht aus einem Satelliten-Modem und einem sendefähigen LNB. Der LNB setzt die hochfrequenten Satelliten-Signale, zum Beispiel aus dem ku-Band, für das Modem um, das mit anderen Frequenzen arbeitet.
Das Modem verhält sich wie eine IP-Bridge und somit beispielsweise wie ein normales DSL-Modem. Deshalb ist ein NAT-Router oder eine Firewall dahinterzuschalten, sonst ist der PC direkt aus dem Internet ansprechbar. Er ist dann gegen Angriffe von außen nicht geschützt.
Es genügt eine Satellitenschüssel mit 80 cm Durchmesser und einen sendefähigen LNB. Die Ausrichtung der Satelliteschüssel sollte ein Servicetechniker übernehmen, damit die bestmögliche Sende- und Empfangsqualität gewährleistet ist.
Die Daten werden sowohl vom und auch zum Satelliten geschickt. Eine zusätzliche Wählverbindung für den Rückkanal wird nicht gebraucht.
Für die Satelliten-Kommunikation gibt es zwei ETSI-Standards. DVB-S2 für den Empfang und DVB-RCS für das Senden.

Problem: Bandbreitenbeschränkung

Bei allen Satelliten-Verbindungen muss man berücksichtigen, dass die Bandbreite begrenzt ist und alle sich Nutzer eines Satelliten-Transponders europaweit die Bandbreite teilen müssen.

Berechnungsbeispiel mit realistischen Werten: Die Bandbreite eines Transponders beträgt 34 MBit/s. Bevor die Daten übertragen werden, werden sie komprimiert. Es würde also eine Bandbreite von etwa 60 MBit/s zur Verfügung stehen. Nehmen wir an, ein Anbieter würde seinen Kunden einen mit DSL vergleichbaren Internet-Anschluss mit 1 MBit/s anbieten, dann wäre das System mit 60 Nutzern, die diese Bandbreite gleichzeitig nutzen, bereits ausgelastet. Damit sich das ganze rechnet sind die Anbieter gezwungen das System zu überbuchen. Bis zu einer unbestimmten Anzahl an Nutzern geht das gut. Denn es sind nicht immer alle Nutzer gleichzeitig online oder aktiv. Doch in Stoßzeiten, am Nachmittag und Abend, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das System in die Knie geht und die Datenrate für jeden einzelnen Nutzer sinkt. Damit niemand erfährt, wie stark so eine System überbucht ist, geben die Anbieter keine Kundenzahlen raus.

Problem: Paketlaufzeit

Die Satelliten befinden sich in der geostationären Umlaufbahn, etwa 36.000 km über dem Äquator. Von Europa aus gesehen sind das 40.000 km. Durch die enorme Distanz zwischen Erde und Satellit verursachen die Übertragungssysteme Wartezeiten und Verzögerungen auf der Übertragungsstrecke. Die Signale müssen von der Bodenstation aus zum Satelliten und von dort wieder zurück zur Erde geschickt werden. Zusammen wären das 80.000 km. Die Zeit dafür liegt bei etwa 270 ms. Hinzu kommt noch die Zeit für das Kodieren und Dekodieren des Signals, sowie Komprimieren und Dekomprimieren des Datenstroms. Paketlaufzeiten von 300 ms sind die Regel. Werden die Daten im Up- und Downlink über den Satelliten übertragen, dann verdoppelt sich die Paketlaufzeit nochmals.
In der Praxis kann die Paketlaufzeit stark nach oben gehen, wenn der Übertragungsweg ausgelastet ist. Innerhalb von Deutschland sind Paketlaufzeiten von 500 bis 700 ms üblich. Bei weiter entfernten Zielen dauert es noch länger. Bei DSL sind Paketlaufzeiten deutlich unter 100 ms erreichbar. Im Vergleich liegt die Laufzeit bei ISDN nur um 40 bis 50 ms.
Der Knackpunkt dabei: Die Paketlaufzeit hat erheblichen Einfluss auf die einsetzbaren Anwendungen. So kann es bei Echtzeit-Diensten, wie VoIP oder auch Terminal-Verbindungen (SSH, Telnet) zu Verzögerungen kommen. Auch Online-Spieler werden mit einer Satelliten-Verbindung nicht glücklich.
Für Internet-Anwendungen, wie WWW oder FTP oder sogar VPN-Verbindungen sind Verzögerungen bei der Paketlaufzeit kein Problem. Beim Abrufen von E-Mails und Webseiten merkt der Nutzer kaum etwas von der Verzögerung. Und auch beim Download von großen Dateien wirkt sich die lange Paketlaufzeit kaum aus.

Fazit

Trotz modernster Technik ist es nicht möglich eine hohe Bandbreite für eine weltweite Datenkommunikation per Satellit zur Verfügung zu stellen. Satellitengestützte Übertragungssysteme stellen eher eine mehr oder weniger sinnvolle Ergänzung dar, um Gegenden zu erreichen, in denen kein Internet-Zugang per Kabel und Mobilfunk möglich ist.