Schnelle Internet-Zugänge und -Backbones: AT&T tüftelt an Gigabit-Richtfunk auf Strommasten
Der Forschungszweig des Netzwerkzulieferers macht viel Aufhebens um eine Entwicklung, die auf den ersten Blick kaum Herausforderungen stellt. Worin genau die Leistung besteht, lässt das Unternehmen aber offen.
Worin besteht die Herausforderung? AT&T will Strommasten als Infrastrukturelemente für Internet-Strecken per Richtfunk nutzen. Mit Details zu Problemstellungen und Lösungen spart das Unternehmen aber.
AT&T Labs, der Forschungsarm des Netzwerkzulieferers AT&T will eine Richtfunktechnik entwickeln, die Strommasten von Freileitungen als Infrastrukturelemente nutzt. Die Technik, die bisher unter der Bezeichnung AirGig entwickelt wird und auf Millimeterwellen setzt (mmWave), soll Internet-Backbones mit Gigabit-Geschwindigkeiten in bisher schlecht oder gar nicht versorgte Gebiete liefern, aber die für Glasfasern üblichen Grabungsarbeiten ersparen.
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AT&T meldet zum Stand der Entwicklung: "Wir sind bereits tief in der Experimentierphase. Diese Technik nutzt lizenzfreies Spektrum und liefert ultraschnelle drahtlose Leitungen bis ins Heim und an drahtlose Geräte wie Smartphones oder Tablets." AirGig soll preisgünstig zu implementieren sein, weil AT&T eigens für den Betrieb auf Strommasten "preisgünstige Kunststoffantennen und Geräte" entwickelt habe.
Erste Experimente im Freien seien erfolgreich gewesen und nun planen die Entwickler Feldversuche für 2017. "Wir experimentieren mit verschiedenen Methoden, um modulierte Radiosignale um Mittelspannungsleitungen herum (1 kV bis 50 kV) oder daneben zu übertragen", ergänzt das Unternehmen. In Deutschland wird der Mittelspannungsbereich hauptsächlich für Verteilnetze eingesetzt.
mmWave-Funk: Fluch und Segen
Worin genau die Innovation besteht, wird aus den Darstellungen von AT&T nicht klar, denn Strommasten als Standorte für Repeater zu nutzen, erscheint so schwierig nicht. Man kann freilich annehmen, dass die Nutzung des lizenzfreien Spektrums respektive der mmWave-Frequenzbereich Probleme bereitet. mmWave deutet auf 60-GHz-Frequenzen hin. In diesem Funkbereich Repeater mit Allgemeinzuteilung zu betreiben, erscheint gewiss reizvoll, denn das spart Kosten für die Nutzungsrechte und ermöglicht einen umgehenden Einsatz in allen Ländern, in denen dieser Funkbereich lizenzfrei erlaubt ist.
Leider sind da die unter Einhaltung der Regulierungsvorschriften erzielbaren Reichweiten respektive Datenraten nicht allzu hoch. In der Regel lasen sich nur ein paar hundert Meter überbrücken, mit Glück auch mal 1 km. Strommasten stehen zwar selten mehr als 200m auseinander; das geht schon vom Kabelgewicht her schlecht. Aber solche Distanzen könnten die Datenraten von mmWave-Wellen auf ein uninteressantes Niveau drücken. Größere Reichweiten wären für AirGig aber auch interessant, denn je größer die Distanz zwischen zwei Repeatern, desto weniger Repeater sind für eine bestimmte Strecke erforderlich und desto günstiger fällt die Montage aus.
Ist das die eigentliche Innovation? Eine von AT&T entwickelte Richtantenne, die rittlings auf der Stromleitung betrieben wird. Entspricht die Leitung geometrisch gesehen einer Geraden, dürfte eine ansonsten aufwendige Ausrichtung von Antennenpaaren entfallen.
(Bild: AT&T)
Stromversorgung unklar
Klar ist wenigstens, dass die Anbindung von drahtlosen Geräten (Tablets, Smartphones, Laptops) über konventionelle WLAN-Access-Points erfolgt. Für die Ankopplung an die Richtfunkstrecke baut AT&T passende Umsetzer.
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Auch die Stromversorgung der Richtfunk-Repeater ist im Prinzip längst gelöst. Für Abgänge mit wenig Leistungsbedarf werden in den USA und auch in Deutschland kleine Trafos direkt auf die Masten gebaut (Masttransformatoren), von denen man die passende Niederspannung für die Repeater abgreifen kann. Doch AT&T lässt sich zu dem Thema nur verwirrend ein: Eine direkte elektrische Verbindung zur Stromleitung sei nämlich nicht erforderlich. Geht es am Ende um Energy Harvesting? Das wäre in der Tat innovativ, wenn AT&T einen Weg gefunden hätte, die für den Betrieb der Repeater erforderliche Energie kontaktlos von den Mittelspannungsleitungen abzugreifen, denn das vereinfacht die Montage.
Antennen als Reiter auf der Stromleitung
Mögicherweise geht es aber auch nur um die Vereinfachung der Montage durch besondere Antennen: AT&T präsentiert im veröffentlichten Fotomaterial eine Antenne, die rittlings auf der Freileitung aufgesetzt wird (Experimental Guided Mode Technology). Weil dabei die Leitung automatisch die Funkrichtung vorgibt, entfällt im Idealfall das sonst übliche aufwendige Justieren der Repeaterantennen. Klar ist aber auch, dass sommerliche Temperaturen zum Erschlaffen der Leitung führen können und dann die Ausrichtung der Antennen nicht mehr passt.
Das Konzept lässt an die Harms-Goubau-Leitung denken. Diese Funktechnik gründet im Wesentlichen auf einem isolierten Draht, bei dem das Dielektrikum zusätzlich die Ausbreitungsrichtung der Funkwellen vorgibt (Poynting-Vektor). Die Funkwelle wird so gegenüber einer unisolierten Eindraht-Wellenleitung enger entlang des Leiters geführt. Die Harms-Goubau-Leitung wurde nur im niederfrequenten Bereich für die UKW- und TV-Ausbreitung in entlegenen Gebieten eingesetzt. Möglicherweise hat AT&T einen Weg gefunden, auch hochfrequente Signale zu Vektorisieren. Dann wäre die Signalgüte bei 60 GHz höher als frei gestrahlt, was sich für höhere Datenraten oder größere Reichweiten nutzen lässt.
Klarheit kam von AT&T bisher nicht. Andre Fuetsch, President der AT&T Labs und Chief Technology Officer, erklärte auf Nachfragen, zurzeit nicht auf Details eingehen zu können.
(dz)
