Freifunk mit Unterstuetzung durch Satelliten
Satelliten gestützter Freifunk
Phantasie beflügelt die Menschen seit jeher. Deshalb scheue ich mich nicht, die folgenden Zeilen purer Utopie niederzuschreiben. Die Amateurfunker machen es vor, sie haben innerhalb weniger Jahre einige Satelliten in den Orbit gebracht. Google hat ähnliche Vorstellungen. Google unterbreitete den Vorschlag, mit solargestützten Heisluftbalons eine großflächige Netzabdeckung zu generieren. Ein Satellit ist eine kostspielige Infrastruktur mit begrenzter Lebensdauer. Im Grunde ist eine Satelliten-Unterstützung auf dem Gebiet der Komunikation mehr als nur denkbar. Die Frage ist lediglich, wie siht die Finanzierung und die Machbarkeit bei der Routertechnik aus. An dieser Stelle wird ein Beispiel für eine mögliche Konstellation aufgezeigt. Die Vorraussetzung soll sein, dass die Satelliten ebenfalls untereinander ein Netzwerk aufbauen. In 1000km Höhe bieten 3x15 Satelliten schon eine beachtliche Abdeckung. Bei dieser Betrachtung wurden die folgenden Annahmen getroffen:
- Minimale Elevation der Bodenstation von 20°
- Kein Satellit fällt aus.
- Es gibt eine Lösung für die Sendeleistung für ausreichend Linkbudget.
- Es gibt eine Lösung für ein Mesh/Routing Protokoll bei Extremlast.
- Es gibt eine Lösung für eine gigantische Anzahl von Knoten.
- ISM-Band darf überall auf der Welt aus dem All gesendet werden.
Konstellationen
Wünschenswert wäre eine zeitlich lückenlose Abdeckung für einen bestimten Bereich unseres Planeten. Mit dem freien Tool "Savi" kann man sich schon mal einen Überblick verschaffen, welche Möglichkeiten die Satellitentechnik bietet.
Geostationärer Satellit
Ein geostationärer Satellit fliegt in einer Höhe von 36000km. Seine Antennen decken mindestens den gesamten Bereich einer halben Erdkugel ab. Die Sendeleistung solch eines Systems übersteigt demnach die Leistung kleiner komerzieller Anlagen. Die Antennen und ihre Frequenzbänder übertragen gigantische Mengen an Informationen.
Ballard rosette
Auf niedrigeren Umlaufbahnen hat man den Vorteil geringerer Distanzen und der eingeschränkten abzudeckenden Oberfläche. Jedoch kommt das Problem der Umlaufzeit hinzu. Satelliten verschwinden am Horizont und tauchen im Worst Case nach 12h wieder auf. Um trotzdem solche niedrigen Orbits mit einer lückenlosen Verbindung zu realisieren, müssen mehrere Satelliten auf sinnvoll zueinander ausgerichteten Bahnen platziert werden.
Die obere Abbildung zeigt die Einstellungen zu den folgenden Grafiken.
Diese Grafik zeigt eine Konstellation von Satelliten (1000km Höhe, Coverage-Elevation 20°), welche eine permanente Versorgung eines bestimmten Breitengrades sicherstellen soll. Es sind 3 Orbit-Ebenen mit je 18 Satelliten.
Diese Grafik zeigt das gleiche Bild wie oben noch einmal, jedoch mit einer Hilfslinie an der untersten nicht abgedeckten Stelle (Oberkante Fenster). Im Grunde könnten die Satelliten sich auch untereinander verbinden. Es entstünde eine gigantisch große Datenflut. Selbst wenn sie das nicht tun deckt ein Satellit schon ganz Europa ab. Die Fragen sind ganz klar: Welche Routertechnik kann dieses Datenvolumen und die Menge an Knotenpunkten bewältigen? Wie sieht die Funktechnik dazu aus. Tut es besser ein einfacher Repeater? Ist es eher ein OLSR-Daemon oder könnte es Batman sein? Braucht man eigene Frequenzen?
