Internetzugang über Satellit

Bei Internet via Satellit handelt es sich um eine satellitengestützte, meist breitbandige Anbindung an das Internet, deren Nutzung durch den Einsatz eines geostationären Satelliten im gesamten Ausstrahlungsbereich des Satelliten möglich ist, z.B. europaweit über ASTRA.

Varianten

Grundsätzlich muss zwischen zwei Arten von Satellitenverbindung unterschieden werden.

Reine Satellitenverbindung – 2-Wege-Satellitenverbindung

Eine Verbindung, bei der Hin- und Rückkanal (Down- und Upstream) über Satellit läuft wird auch Zwei-Wege-System genannt.

Im Downstream stehen dem Benutzer je nach Anbieter Übertragungsraten zwischen 64 kbit/s und 2048 kbit/s zur Verfügung, Satellitenbetreiber bieten in gesondert auszuhandelnden Einzelfällen auch kleinere und größere Bandbreiten an. Die Datenübertragungsrate des Upstream liegt zwischen 64 kbit/sec und 1 Mbit/sec. Auch sind hier technisch wesentlich höhere Bandbreiten möglich.

Vorteil der reinen Satellitenverbindung ist, dass sie unabhängig von terestrischen Daten- oder Telefonleitungen verfügbar ist. Der gewünschte Standort muss lediglich im Ausstrahlungsbreiche (Footprint) eines geeigneten Satelliten liegen. Des weiteren können diese Verbindungen europa- oder weltweit aus einer Hand angeboten werden. Insbesondere große Firmen schätzen dies wegen der einfacheren Administration und Abrechnung.

Auch liegt die Verfügbarkeit einer Satellitenverbindung für gewöhnlich deutlich über der einer terestrischen Leitung, da viele Störfaktoren im Verlgeich zur Erdleitung wegfallen (zB Beschädigung der Leitung durch Bauarbeiten). Durch diese hohe Ausfallsicherheit sind Satellitenanbindungen auch beliebt als Redundanzanbindung. Oftmals ist es nicht möglich, eine redundante terrestrische Leitung zu erhalten, die von einem anderen Anbieter stammt und eine andere Leitungsführung hat.

Viele Speditionen statten inzwischen ihre LKWs mit mobilen Internetzugängen über Satellit aus um so den Fahrer unterwegs mit wichtigen Informationen versorgen zu können (zB geänderte Ladestellen, Änderungen der geplanten Route).

Satellitenverbindung mit terrestrischem Rückkanal – 1-Weg-Satellitenverbindung

Datei:Einweg sat.jpg

1-Weg-Satellitenverbindung

Eine asymmetrische Verbindung, bei der nur der Downstream über einen Satelliten geführt wird, der Upstream aber über terrestrische Verbindungen läuft. Im Downstream stehen dem Benutzer je nach Anbieter Übertragungsraten zwischen 256 kbit/s und 2048 kbit/s zur Verfügung.

Die Bandbreite des Rückkanals richtet sich nach der eingesetzten Technik. Meist werden Modem-Verbindungen über POTS oder ISDN-Verbindungen) eingesetzt, was bis zu 128 kbit/s Upstreambandbreite bereitstellt. Für mobile Anwendungen können auch GPRS, UMTS oder GSM Verbindungen für den Rückkanal genutzt werden.

Bei Verbindungen mit terrestrischem Rückkanal wird dieser bei einigen Anbietern parallel zum Satellitenlink für die Datenübertragung in Downstream-Richtung verwendet. Ist dieser Kanal im Downstream ausgelastet, fließen die weiteren Pakete über die für den Anbieter teurere Satellitenübertragungsstrecke.

Die maximal erzielbare Bruttobitrate beträgt so, je nach Anbieter, zwischen 256 kbit/s und 2048 kbit/s inklusive Bandbreite des Rückkanals. Im Umkehrschluss heißt das: Wenn die terrestrische Leitung nicht voll ausgelastet wird – z. B. auf Grund eines langsamen Internet-Servers – treffen alle Daten terrestrisch ein.

Bei Anbietern, die diese Technik nicht einsetzten, läuft der eigentliche Download ausschlieslich über Satellit.

Der Vorteil einer Verbindung mit terrestrischen Rückkanal gegenüber einer Zwei-Wege-Lösung liegt in den geringeren Kosten für die Satellitenbandbreite sowie für den Kunden in billigeren Endgeräten.

Prinzipbedingte Schwächen

Den Anforderungen nach möglichest effektiver Nutzung der theoretisch zur Verfügung stehenden Bandbreite und möglichst großer Applikationstransparenz kann meist nicht gleichzeitig entsprochen werden. Die effektivste Bandbreitennutzung bietet beim Ein-Wege-Dienst die Client/Servervariante. Sie leitet die Verbindung vor und hinter der Satellitenverbindung über einen Proxy-Server (Client- und Remote-Proxy). Um applikationstransparent zu bleiben, wird beim Ein-Wege-Dienst in der Regel eine Tunnelvariante (VPN/PPTP)angeboten.

Slow Start

Das Transmission Control Protocol (TCP) ist nicht für Signallaufzeiten ausgelegt, wie sie bei Satellitenverbindungen auftreten. Die Signallaufzeit liegt bei ca. 0,24s für den Weg von der Erde zum Satellit und zurück. Die durch diese Laufzeiten entstehende Round-Trip-Time (RTT) führt dazu, dass eine TCP-Verbindung nach dem sogenannten Slow Start die Datenübertragungsrate nicht wesentlich erhöht und so z.B. auf einer Verbindung mit 2Mbit theoretischer Bandbreite unter ungünstigen Bedingungen nur einige 10kbit/s übertragen werden könnten. Dieses Problem kann durch den Einsatz spezieller Proxy-Server umgangen werden, siehe u

Funktionsweise 1-Wege-Dienst

Eine Client-Software auf dem lokalen PC oder einer dedizierten Maschine (im weiteren Verlauf "Proxy" genannt) fährt mit einem im Internet lokalisierten Proxy-Server ein als PEP (Performance Enhancement Proxy, siehe RFC 3135) bezeichnetes Protokoll. PEP umgeht Schwächen von TCP, die TCP auf Verbindungen mit hoher Round-Trip-Time (RTT) hat. Ohne PEP würde die Signallaufzeit von ca. 0,24s für den Weg von der Erde zum Satellit und zurück dazu führen, dass durch den TCP Slow Start auf einer Verbindung mit 2Mbit theoretischer Bandbreite unter ungünstigen Bedingungen nur einige 10kbit/s übertragen werden könnten. Die Übertragung vom Satelliten erfolgt ausschließlich in UDP/IP, d.h. anstelle von ACKs werden NAKs (optimistischer Ansatz) in Richtung Server und lokal nachgebildete ACKs bzw. SACKs – um den lokalen Stack schneller zu leeren – verwendet. Neben dem Einsatz von PEP wird auch der TCP Windowing Mechanismus optimiert.

Der Weg der Daten:

Ein Browser generiert einen HTTP-Request. Der Proxy fängt den entsprechenden TCP-Aufbau ab, baut die Verbindung mit dem Proxy-Server auf (inkl. Login und IP-Adressvergabe). Der Proxy-Server holt die Inhalte aus dem Internet.

Bei aktiviertem HTTP-Prefetching auf dem Server-Proxy werden die Seiten analysiert und es wird automatisch entschieden, ob zusätzliche Daten gebraucht werden (z. B. Bilder). Diese zusätzlichen Daten werden dann automatisch vom Proxy-Server geladen und übertragen. Alle auf der Satellitenstrecke übertragenen Daten werden als IP-Multicast-Datenpakete (UDP/IP-Datenstrom) an den lokalen Proxy übertragen und von diesem wieder in TCP/IP-Datenpakete zurückgewandelt. Dadurch kommt es vor, dass die Inhalte einer Internet-Seite bereits im Cache des Proxys sind, bevor sie vom Browser überhaupt angefordert wurden.

Der umgangene Slow-Starts ist relativ effektvoll beim Beginn eines längeren Downloads zu sehen. Im Aufstart erhält der TCP-Stack den Eindruck, eine null-verzögernde Leitung vor sich zu haben. Dadurch kommt es bei der Ermittlung des gleitenden Mittelwertes zu sehr hohen Durchsatzzahlen und die Angaben nähern sich erst langsam den realen Werten an.

Anbieter

Europa:

SkyDSL
Satlynx
satspeed

große Teile von Nordamerika:

Spacenet

Südamerika:

Australien:

Optus

Indien

Comnet

Siehe auch

DVB-S, DVB-RCS

Weblinks