5G NTN: Mobilfunk und Internet aus dem All
Es wird eng im Orbit: Geht es nach den Forschungspartnern Ericsson, Thales und Qualcomm, gibt es demnächst auch 5G-Mobilfunk direkt vom Satelliten.
Satellit im Orbit (Montage).
(Bild: Andrey Armyagov/Shutterstock.com)
Mit der fortschreitenden Spezifizierung des 5G-Standards rücken neue Anwendungsszenarien ins Blickfeld. Ein Ansatz ist die direkte Vernetzung von Endgeräten auf der Erde über ein Satellitennetz. Die dafür nötigen technischen Voraussetzungen werden mit der laufenden Weiterentwicklung der Funkschnittstelle (5G New Radio) in Release 17 und 18 des Standards berücksichtigt und als 5G NTN (Non-Terrestial Networks) spezifiziert.
Der schwedische Netzausrüster Ericsson arbeitet zusammen mit US-Chiphersteller Qualcomm und dem französische Luft- und Raumfahrtunternehmen Thales an einem Forschungsprojekt für 5G NTN. Das Ziel: Ein Netz von Satelliten in einem vergleichsweise niedrigen Orbit um die Erde kann auch einsame Gegenden und die Ozeane mit einer schnellen Mobilfunkanbindung versorgen.
Fallback für Netzausfall
Neben einer besseren Versorgung auf Reisen böte so ein Netz auch eine Alternative für den Katastrophenfall, wenn terrestrische Netzkomponenten etwa wegen Stromausfalls offline sind. Die Partnerunternehmen sehen aber auch in der sicheren Kommunikation von Regierungen und Sicherheitsbehörden einen "Hauptanwendungsfall".
Dabei soll ein Satellitennetz im Low Earth Orbit zwischen 150 und etwa 2000 Kilometern über der Erdoberfläche zum Einsatz kommen. Nach ersten Simulationen und Studien wollen die Partner nun die für ein solches Netz notwendige Technik entwickeln und testen. Erste Tests sollen "in einer emulierten Weltraumumgebung" bei Thales in Frankreich stattfinden.
Kernkomponenten sind unter anderem satellitentaugliche 5G-Smartphones und die Technik in den Satelliten selbst, die Thales entwickelt. Ericsson testet einen modifizierten virtuellen 5G-RAN-Stack (vRAN), der auf die besonderen Bedingungen für Funkwellen im All und deren Verbreitung über sich sehr schnell bewegende Satelliten eingerichtet ist. Qualcomm steuert die Endgeräte bei. Eine der Fragen ist, ob 5G-NTN-Komponenten zusätzlich in die gängigen Smartphone-Formfaktoren passen.
Trockenübungen am Boden
Bisher sind das alles Trockenübungen. Ob die Partner das Verfahren auch einmal mit einem Satelliten in der Umlaufbahn testen, ist noch offen. "Es ist zwar noch zu früh, um zu sagen, wann ein mit 5G ausgestatteter Prototypsatellit in die Umlaufbahn geschossen werden könnte", erklärt Ericsson-CTO Erik Ekudden. Aber die laufende Validierung am Boden sei "der Schlüssel zur Verwirklichung".
Bisher gibt es bereits satellitengestützte Kommunikation für Telefone. Zudem werden Satellitenanbindungen schon stellenweise zur Anbindung für terrestrische Mobilfunkmasten in entlegenen Regionen genutzt. Hier verbinden sich die Endgeräte klassisch mit einer Basisstation am Boden. Bei 5G NTN soll eine unmittelbare Verbindung zwischen Endgerät und Satelliten bestehen.
Mit den laufenden Arbeiten an Release 17 und Release 18 des 5G-Standards bei der Standardisierungsorganisation 3GPP werden die Besonderheiten der Satellitenkommunikation für 5G NTN spezifiziert. Dabei wird die Funkschnittstelle für große Entfernungen und andere physikalische Bedingungen modifiziert.
Im niedrigen Orbit um die Erde wird es schon ziemlich eng. Das Starlink-Projekt von Elon Musk hat den Betrieb bereits aufgenommen. Auch Anbieter wie TeleSat OneWeb oder Amazon Kuiper wollen mit sogenannten Massenkonstellationen von Satelliten das Internet in jeden Winkel der Erde bringen.
(vbr)