Was bedeutet nicht-terrestrische Netzwerke?

Nicht-terrestrische Netzwerke sind Kommunikationsnetze, die nicht auf traditioneller Bodeninfrastruktur wie Kabeln und Sendemasten basieren. Stattdessen nutzen sie Technologien wie Satelliten, Höhenplattformen (HAPs) und Drohnen, um Konnektivität über große geografische Gebiete hinweg zu ermöglichen, insbesondere in abgelegenen oder unterversorgten Regionen. Diese Netzwerke spielen eine entscheidende Rolle bei der Überbrückung der digitalen Kluft, indem sie die Abdeckung auf Gebiete ausdehnen, in denen der Einsatz traditioneller Netzwerke schwierig ist. Durch den Einsatz nicht-terrestrischer Lösungen können Telekommunikationsbetreiber Dienste wie Breitband-Internet, Sprachkommunikation und IoT-Konnektivität einer breiteren Bevölkerung anbieten und so wirtschaftliche Entwicklung und soziale Inklusion fördern. Jüngste Fortschritte bei Telekommunikationsstandards, insbesondere das von 3GPP etablierte Rahmenwerk, unterstützen nicht-terrestrische Netzwerke neben traditionellen terrestrischen Netzwerken. Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit und Skalierbarkeit eignen sich nicht-terrestrische Netzwerke hervorragend für Notfallwiederherstellungsszenarien und temporäre Ereignisse, bei denen eine schnelle Bereitstellung erforderlich ist. In der sich entwickelnden Telekommunikationslandschaft werden nicht-terrestrische Netzwerke die Konnektivität revolutionieren und neue Möglichkeiten für Branchenwachstum und Innovation schaffen.

Einführung in nicht-terrestrische Netzwerke

Nicht-terrestrische Netzwerke (NTNs) sind drahtlose Kommunikationssysteme, die über der Erdoberfläche betrieben werden und globale Konnektivität und Abdeckung auch in entlegenen und unterversorgten Regionen ermöglichen. Im Gegensatz zu herkömmlichen terrestrischen Netzwerken, die auf bodengebundener Infrastruktur wie Kabeln und Türmen basieren, nutzen NTNs eine Kombination aus Satellitenkommunikationssystemen, Höhenplattformsystemen (HAPS) und anderen luftgestützten Plattformen. Diese fortschrittlichen Technologien ermöglichen Low-Data-Dienste, Sprache und Messaging für verschiedene Anwendungsfälle und stellen sicher, dass selbst die abgelegensten Gebiete verbunden bleiben.

Die Integration von NTNs in terrestrische Netze erhöht die Netzstabilität und sorgt für eine nahtlose Abdeckung, wodurch die digitale Kluft effektiv überbrückt wird. Diese Synergie ermöglicht ein robusteres und zuverlässigeres Kommunikationssystem, fördert die digitale Inklusion und stellt sicher, dass keine Region außen vor bleibt. Durch die Nutzung von NTNs können Telekommunikationsbetreiber ihre Reichweite erweitern und wichtige Kommunikationsdienste auch in abgelegenen und unterversorgten Regionen anbieten. Dies fördert die wirtschaftliche Entwicklung und soziale Inklusion.

Arten von Netzwerken

Nichtterrestrische Netzwerke gibt es in verschiedenen Formen, jede mit einzigartigen Eigenschaften, Vor- und Nachteilen. Zu den wichtigsten Typen gehören Satelliten in geostationären Umlaufbahnen (GEO), Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen (LEO) und Satelliten in mittleren Erdumlaufbahnen (MEO).

GEO-Satelliten: GEO-Satelliten operieren in einer Höhe von etwa 36.000 km und bieten mit einer relativ geringen Anzahl von Satelliten eine globale Abdeckung. Sie bleiben relativ zu einem Punkt auf der Erdoberfläche fixiert und eignen sich daher ideal für die kontinuierliche Abdeckung großer Gebiete. Die große Höhe führt jedoch zu einer höheren Latenz, die Echtzeit-Kommunikationsdienste beeinträchtigen kann.

LEO-Satelliten: LEO-Satelliten befinden sich in Höhen zwischen 600 und 800 km und bieten im Vergleich zu GEO-Satelliten geringere Latenzzeiten und höhere Datenraten. Ihre größere Nähe zur Erde ermöglicht eine schnellere Kommunikation und eignet sich daher für Anwendungen, die Echtzeit-Datenübertragung erfordern. LEO-Satelliten decken jedoch kleinere Gebiete ab, sodass für eine globale Abdeckung größere Konstellationen erforderlich sind.

MEO-Satelliten: Diese Satelliten operieren in Höhen zwischen 8.000 und 20.000 km und bieten einen Kompromiss zwischen der hohen Abdeckung von GEO-Satelliten und der geringen Latenz von LEO-Satelliten. MEO-Satelliten werden häufig für Navigationssysteme eingesetzt und bieten einen Mittelweg hinsichtlich Abdeckung und Latenz.

Höhenplattformsysteme (HAPS): HAPS arbeiten in Höhen von etwa 20 bis 50 km und bieten eine dauerhafte Abdeckung bestimmter Gebiete. Diese Plattformen können über längere Zeiträume über einer Region schweben und bieten zuverlässige Konnektivität sowohl für städtische als auch für abgelegene Gebiete.

Jeder Netzwerktyp spielt im gesamten Ökosystem der NTNs eine entscheidende Rolle und trägt zur globalen Abdeckung und verbesserten Kommunikationsmöglichkeiten bei.

Zukünftige Entwicklungen

Die Zukunft nicht-terrestrischer Netzwerke ist vielversprechend. Kontinuierliche Fortschritte in der NTN-Technologie ebnen den Weg für noch bessere Konnektivität. Eine der bedeutendsten Entwicklungen ist die Integration von 5G- und IoT-Geräten in NTNs, die unsere Vernetzung und Kommunikation revolutionieren wird. Diese Integration ermöglicht schnellere Datenübertragung, geringere Latenzzeiten und eine effizientere Nutzung des verfügbaren Spektrums.

Die Einführung von LEO-Satellitenkonstellationen wie OneWeb und Starlink soll die Konnektivität verbessern und globalen Internetzugang ermöglichen. Diese Konstellationen bestehen aus Hunderten oder sogar Tausenden kleiner Satelliten, die zusammenarbeiten, um eine nahtlose Abdeckung weltweit zu gewährleisten. Diese Entwicklung ist besonders vorteilhaft für abgelegene und unterversorgte Regionen, in denen der Aufbau traditioneller terrestrischer Netzwerke schwierig ist.

NTNs gewinnen auch in kritischen Kommunikationssystemen, beispielsweise im Notfalleinsatz und bei der Katastrophenbewältigung, zunehmend an Bedeutung. Ihre schnelle Einsatzbereitschaft und zuverlässige Konnektivität machen sie in Krisenzeiten unverzichtbar. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Entwicklung neuer Satellitenkommunikationssysteme, darunter auch solche, die nicht-geostationäre Satellitenumlaufbahnen (NGSO) nutzen, höhere Datenraten und geringere Latenzzeiten bietet und so die Leistung von NTNs weiter verbessert.

Da sich die Telekommunikationsbranche ständig weiterentwickelt, spielen NTNs eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung einer nahtlosen und weltweiten Abdeckung. Diese Fortschritte verbessern nicht nur die Konnektivität, sondern fördern auch Innovation und Wachstum in verschiedenen Sektoren und stellen sicher, dass jeder, unabhängig von seinem Standort, verbunden bleiben kann.