Weltraum-Internet mit neuem Netzwerk-Design

Noch spielen Satelliten keine tragende Rolle für die globale Internet-​Infrastruktur. Das könnte sich bald ändern. Innerhalb der nächsten zehn Jahre dürfte eine neue Generation von Satelliten die Voraussetzungen schaffen für ein eigentliches «Internet aus dem Weltraum», sagt Ankit Singla, Professor des Network Design & Architecture Lab der ETH Zürich. Sein Team untersucht, wie sich die Leistung grosser Rechennetzwerke einschliesslich des Internets verbessern lässt.

Dank den kostensenkenden, technologischen Fortschritten des Raumfahrtsektors könnten die neuen Satellitensysteme Tausende von Satelliten einsetzen statt bloss Dutzende wie die bisherigen Systeme. Diese Satelliten liessen sich über Laserlicht so miteinander verlinken, dass sie ein Netzwerk bilden. Damit könnte die Abdeckung dieser Satelliten auch abgelegene Regionen erreichen, die heute keinen oder nur einen erschwerten Zugang zum Internet haben, weil sie nicht oder nur schlecht an die interkontinentalen Glasfaserkabel angebunden sind, die heute das Internet versorgen.

Die Möglichkeiten der erdnahen Satelliten (engl. «low-​Earth orbit satellites (LEO)») haben einen heiss umkämpften «Wettlauf ums Weltall» (engl. «space race») ausgelöst, an dem sich namhafte Unternehmen wie Elons Musks SpaceX oder Jeff Bezos Amazon beteiligen. Sie entwickeln grosse Satellitenkonstellationen mit Tausenden von Satelliten. Mit 27'000 km/h umkreisen die LEO-​Satelliten die Erde auf rund 500 Kilometern Höhe (geostationäre Satelliten: 35'768 km).

SpaceX hat bereits seine ersten 120 Satelliten lanciert und plant, ab 2020 einen satellitenbasierten Breitband-​Internetdienst anzubieten. Neben der globalen Abdeckung verspricht die Technologie des «Internets aus dem Weltraum» hohe Datenübertragungsraten ohne grosse Verzögerungen in der Datenübermittlung – die Verzögerung oder «Latenz», wie die Computerwissenschaftler sagen, ist deutlich geringer als bei traditionellen, geostationären Satelliten oder Glasfasern am Boden.

«Wenn diese Pläne erfolgreich sind, wäre das ein grosser Sprung für die weltweite Internet-​Infrastruktur», sagt Debopam Bhattacherjee. Der Doktorand von Ankit Singla untersucht, wie man die Netzwerke fürs satellitenbasierte Breitband-​Internet optimal gestaltet, sodass eine hohe Bandbreite und ein verzögerungsfreier Datenfluss gewährleistet sind. Seine Ergebnisse stellt er heute an der Internationalen Konferenz für neue Netzwerk-​Technologien ACM CoNEXT 2019 in Florida vor.