5G e Starlink: eine neue Ära der Internetverbindungen

5G und Starlink sind zwei sich ergänzende Technologien, deren Ziel es ist, den gesamten Planeten zu vernetzen, indem sie die Effizienz und Vielseitigkeit von Netzwerkanwendungen garantieren.

5G

5G steht für eine Reihe von Technologien der letzten Generation, die eine Weiterentwicklung von 4G darstellen und eine neue Ära der Internetverbindungen versprechen. Die weltweite Einführung, die 2019 beginnt, hat in den Medien großes Aufsehen erregt.

Das Ziel von 5G ist es, die Steigerung der Übertragungsgeschwindigkeit durch niedrige Latenz (die Geschwindigkeit, mit der ein System auf einen Impuls reagiert) und hohe Dichte (gleichzeitiger Zugang zum Netz ohne Beeinträchtigung der Geschwindigkeit) zu erreichen.

5G ist daher gekennzeichnet durch:

• Beamforming, d. h. die Fähigkeit, das Signal auf den tatsächlichen Standort des Nutzers zu richten und zu konzentrieren. Die Antenne strahlt also nicht konstant, sondern passt sich an die zu versorgenden Nutzer an. Die für diesen Ansatz verwendeten Antennen werden mMINO (massive Multiple Input Multiple Output) genannt.

  

• Low-Band-Antennen mit einem Frequenzbereich zwischen 694 und 790 MHz, Mid-Band mit einem Frequenzbereich zwischen 2,5 und 3,7 GHz und High-Band mit einem Frequenzbereich zwischen 25 und 39 GHz. Je mehr der Frequenzbereich zunimmt, desto mehr nimmt die Reichweite der Antenne ab. 5G im Mittelband, das bei weitem am weitesten verbreitet ist, erreicht sehr hohe Geschwindigkeiten auf Kosten der Reichweite im Vergleich zu Low-Band.

• Niedrige Latenz. Die Variablen und Störfaktoren, die eine 4G-Antenne beeinflussen, sind die gleichen wie bei einer 5G-Antenne. Angestrebt wird eine Latenzzeit von 1ms-5ms.

• Geschwindigkeitssteigerung: Die Geschwindigkeit von 5G-Mittelbandnetzen ist geringfügig höher als die von modernen 4G-Netzen. Tatsächlich ist das 4G-Netz immer noch nahe an der Shannon-Grenze, aber niedriger als 5G. Anwendung des Shannonschen Theorems:

  

  • C: Durchsatzleistung des Systems

  • B: die durch die Frequenz* gegebene Bandbreite Anzahl Antennen. 5G verwendet einen breiteren Frequenzbereich und mehr Antennen, wodurch der B größer wird als bei 4G.

  • S/N: Signal to Noise Ratio (oder SNR) ist eine numerische Größe, die die Leistung des Nutzsignals zu der des Rauschens in einem beliebigen Erfassungs-, Verarbeitungs- oder Übertragungssystem in Beziehung setzt.

Starlink

Starlink, obwohl in den Medien weniger erfolgreich, ist der Vorbote einer sehr nahen Zukunft, in der jeder überall auf der Welt vernetzt sein wird. Dieses Verbindungsprojekt, das dem visionären Geist von Elon Musk entsprungen ist, soll sofortige Aktivierungszeiten und Kosten bieten, die revolutionär zu sein versprechen.

Bei Starlink handelt es sich um eine Konstellation von Satelliten in einer LEO-Umlaufbahn (Low Earth Orbit, eine Umlaufbahn zwischen 300 und 1000 km), genauer gesagt in einer Höhe von 550 km, die mit terrestrischen Sende- und Empfangsgeräten für den Internetzugang über Satellit in Breitbandtechnik mit geringer Latenz zusammenarbeiten.

Ziel von Starlink ist es daher, das Internet nicht nur in dicht besiedelte Gebiete, sondern auch in die abgelegensten Orte unseres Planeten zu bringen.

Bis heute hat Starlink etwa 700 Satelliten in eine nicht geostationäre Umlaufbahn gebracht und die erste Konstellation wird auf etwa 1600 Satelliten anwachsen.

Starlink-Satelliten sind ausgestattet mit:

• Ein Triebwerk, das Krypton verwendet, um seine Umlaufbahn automatisch aufrechtzuerhalten und Kollisionen mit Trümmern zu vermeiden.

• Ein Solarpanel, das alle Router mit Strom versorgen kann.

• Eine Reihe von Lasern. Obwohl keiner der rund 180 bisher gestarteten Starlink-Satelliten mit Lasern ausgestattet ist, sollen sie als Mittel zur Fertigstellung eines Backhaul-Netzes dienen. Ziel ist es, benachbarte Satelliten optisch zu verbinden, um den kürzesten Weg zwischen zwei beliebigen Stationen auf der Erde zu finden. Dies hat erhebliche Produktivitätsvorteile gegenüber herkömmlichen terrestrischen Glasfaserverbindungen, da die Lichtgeschwindigkeit in Glas etwa halb so hoch ist wie im Vakuum. Theoretisch haben Starlink-Verbindungen das Potenzial, die Latenzzeiten der terrestrischen Verbindungen erheblich zu verringern.

  

Abschluss

Laut [Statista] (https://www.statista.com/statistics/617136/digital-population-worldwide/ (opens in a new tab)) lag die Zahl der aktiven Internetnutzer im Juli 2020 bei fast 4,57 Milliarden.

Wenn Starlink in Betrieb ist und 5G besser zugänglich ist, wird der Internetverkehr nur noch geringfügig zunehmen. Das liegt vor allem an der Möglichkeit, sich überall auf der Welt und zu jeder Zeit mit hervorragender Surfgeschwindigkeit zu verbinden.

Daher werden die Unternehmen ihre Dimensionierung an andere Verkehrskapazitäten als bisher anpassen müssen. Wie in dem Artikel Coronavirus: le infrastrutture informatiche devono adeguare i sizing berichtet, ist die Dimensionierung in der Tat ein Schlüsselfaktor für die Gewährleistung der Geschäftskontinuität und der Zuverlässigkeit bei der Bereitstellung von Diensten.

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