Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/vialight-communications-die-daten-kommen-per-laser-vom-himmel-1703-126505.html    Veröffentlicht: 03.03.2017 12:03    Kurz-URL: https://glm.io/126505

Vialight Communications

Die Daten kommen per Laser vom Himmel

Wie das Wetter auch sein mag: Die Internetversorgung sollen künftig Satelliten, Drohnen und Ballons übernehmen - mit Technik aus Bayern. Bedarf dafür gibt es nicht nur in Afrika oder Asien, sondern auch bei uns.

Google hat ein neues Navigationskonzept für seine Ballons vorgestellt. Facebook will seine Solardrohne Aquila wieder fliegen lassen. Das Internet soll künftig von oben kommen - per Laser. Die Technik dafür kommt unter anderem aus Deutschland, von Vialight Communications (VLC).

Übertragen werden die Daten optisch. Optisch bedeutet hohe Übertragungsraten, aber über Glasfaser auch hohe Kosten, weshalb die Netzbetreiber den Ausbau außerhalb der Metropolregionen nur zögerlich betreiben. Vielleicht muss aber keine Infrastruktur verbuddelt werden: Mit drahtloser optischer Datenübertragung ließe sich eine schnelle und deutlich günstigere Kommunikationsinfrastruktur aufbauen. Die könnte weltumspannend oder auch nur regional sein. Außerdem soll sie sicher genug sein, dass Unternehmen beruhigt ihre Firmendaten darüber versenden können.

Daten werden durch die Luft übertragen

VLC, ein Unternehmen aus Gilching bei München stellt die dafür notwendigen Geräte her: Sendeanlagen für fliegende Basisstationen sowie das Gegenstück, die optische Bodenstation. Die Übertragung funktioniert ähnlich wie über Glasfaser, nur eben mit einem Laser durch den freien Raum - der Laser ist laut VLC unschädlich. Derzeit sei bidirektional eine Übertragungsgeschwindigkeit von 10 GBit/s möglich, sagt VLC-Finanzchef Wolfram Peschko im Gespräch mit Golem.de. In den kommenden Jahren werde die Technik aber Datenraten bis zu 100 GBit/s zulassen.

Das Konzept sieht vor, unbemannte Fluggeräte (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) oder Ballons mit Laserkommunikation an Bord in die Stratosphäre aufsteigen zu lassen. Das bedeutet für die Kommunikationsanlagen einige wichtige Anforderungen erfüllen müssen: Sie müssen leicht sein - sie wiegen um die zehn Kilogramm -, sie dürfen nicht nicht viel Leistung aufnehmen, da sie von Solarzellen mit Strom versorgt werden. Außerdem müssen sie sehr robust sein, damit sie sowohl die Temperaturen am Boden als auch in der Stratosphäre aushalten. Sie müssen in einem Bereich zwischen minus 80 Grad und plus 40 Grad funktionieren.

Satelliten, Stratosphärengleiter und Ballons übertragen Daten

Die Stratosphärengleiter oder Ballons können untereinander Daten über eine Entfernung zwischen 200 bis 300 Kilometern übertragen, aber wegen der Erdkrümmung nicht weiter. Um größere Entfernungen zu überbrücken - etwa von einem Kontinent zum anderen -, sollen die Netze durch Satelliten im Low Earth Orbit (Leo) ergänzt werden. In etwa 1.000 Kilometern Höhe über der Erde schaffen die Satelliten eine Datenübertragung über Entfernungen zwischen 4.000 und 5.000 Kilometern. In diesen global entstehenden Netzwerken in der Luft und im Weltraum kommunizieren die Knoten in den verschiedenen Höhenstufen miteinander und natürlich mit den Bodenstationen, die die Daten dann in das Glasfasernetz am Boden einspeisen.

Aber bedeutet das nicht, dass es schnelles Internet nur bei schönem Wetter gibt?

Der Laser muss stabil sein

Nein, sagt Peschko: Für die Kommunikation in der Stratosphäre seien Wolken oder andere atmosphärische Störungen nicht relevant. Die spielten nur eine Rolle bei der Verbindung auf den Boden. Dafür gebe es dann zwei Möglichkeiten. Die Daten könnten per Funk auf den Boden übertragen werden. Die Alternative sei, mehrere Bodenstationen aufzubauen: "Dann kann man sich aussuchen, wo man auf den Boden geht. Statistisch lässt sich eine hundertprozentige Verfügbarkeit erreichen."

Schwieriger hingegen ist die Übertragung selbst. Anders als bei Funk ist der Laser sehr gerichtet und hat nur wenig Divergenz. Das hat zwar den Vorteil, dass die Übertragung energieeffizienter ist. Das erfordere aber "eine sehr intelligente Führung des Strahls, damit die beiden Partner über große Entfernungen sich überhaupt finden", erläutert Peschko. Die VLC-Technik ermögliche das. Zunächst orteten sie sich mit Hilfe von GPS-Daten oder Sternensensoren.

Die Verbindung darf nicht abbrechen

Ist die Verbindung hergestellt, muss der Laser stabil gehalten werden, damit die Kommunikation nicht abbricht. "Dazu ist nicht nur absolute High-Tech-Optik und -Mechanik erforderlich, sondern intelligente Software, die gegebenenfalls auch Störungen ausgleichen kann. Wir haben daher ein eigenes Kodierungssystem, damit das Signal, wenn es einmal über kurze Zeit ausfällt, wieder regeneriert werden kann."

Entwickelt wurde die Technik am Institut für Kommunikation und Navigation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen. Das DLR aber ist ein gemeinnütziger Verein, der keinen Profit machen darf. Um die Technik vermarkten zu können, wurde VLC vom DLR 2009 ausgegründet.

Datenraten im TBit/s-Bereich sind möglich

Am DLR geht schon viel mehr: Vor einigen Monaten erst haben die DLR-Forscher gezeigt, was mit optischer Datenübertragung möglich ist: Sie schafften eine Datenrate von 1,72 TBit/s über eine Distanz von 10,45 Kilometern. Das zeige, was mit der Technik möglich sei, sagt Peschko. Als Unternehmen richte sich VLC aber nach den Wünschen der Kunden, und die wollten Datenraten im Bereich 10 bis 100 GBit/s.

Kommen unsere Daten also künftig von oben?

Es gibt überall Bedarf

Hier entstehe ein großer Markt. Google und Facebook seien nur die bekanntesten Unternehmen, die solche Projekte planen. "Es gibt aber noch andere Firmen, die die gleichen Ideen haben und die Ideen auch verwirklichen." Auch VLC hat bereits entsprechende Aufträge erhalten, auch wenn Peschko keine Namen nennen darf. Nur soviel: Die Auftraggeber seien vor allem großen Unternehmen in den USA.

Bedarf gebe es genug: "Man braucht dringend eine Ergänzung der heutigen Infrastruktur", sagt Peschko. Neben dem rasant wachsenden Datenvolumen sieht er noch einen weiteren Grund: den Bedarf für sichere Kommunikation, etwa für die Industrie 4.0.

Datenübertragung per Laser ist nicht abhörbar

Denn: Die Kommunikation per Laser ist praktisch nicht abhörbar. Unternehmen könnten über ein solches Netz vertraulichen Daten übertragen, ohne befürchten zu müssen, dass Unbefugte sie ausspionieren. Kommunikationsdienstleistungen für Unternehmen und andere Institutionen, die auf abhörsichere Kommunikation angewiesen sind, könnten also ein Geschäftsmodell für die Netzbetreiber sein.

Ein solches Netz muss nicht die ganze Welt umspannen. Es kann auch nur eine Region anbinden. Selbst Google plant, die Ballons nur regional einzusetzen. Oder ein Land könne ein Netz für die eigene Kommunikation aufbauen, ohne dass darauf von außen zugegriffen werden könne, sagt Peschko.

Alpentäler werden aus der Luft versorgt

Bedarf dafür besteht nicht nur in entlegenen Regionen im Himalaya oder den Anden. So gebe es beispielsweise Überlegungen, Orte in den bayerischen Alpen auf diese Art und Weise mit schnellem Internet zu versorgen, sagt Peschko. Die Orte in einem Tal werden untereinander per Glasfaser vernetzt. Das lokale Netz erhält eine Bodenstation, die über Stratosphärengleiter, die über den Alpen kreisen, über die Luft ans Internet angeschlossen wird. "Aber da sind wir noch am Anfang."

Eine solche Lösung ist deutlich kostengünstiger als durch das Gebirge in jedes Tal Glasfaser zu legen. Auch für Mobilfunknetze sei das System praktisch: Statt in relativ geringem Abstand Sendemasten aufzustellen, über die ein Smartphone kommuniziert, nimmt das mobile Endgerät gleich Kontakt zu einem Stratosphärengleiter auf, der das Signal über das Netz über den Wolken weiterleitet.

Das soll vorhandene Netze nicht überflüssig machen - im Gegenteil: "Wir wollen das bestehende System nicht ersetzen, sondern ergänzen, damit die globale Netzwerk-Abdeckung und die verfügbare Datenübertragungsrate sich weiter verbessern können", sagt Peschko. "Wir haben gezeigt, dass es funktioniert. Die Tests sind schon erfolgreich gelaufen. Diese Systeme werden aufgebaut, und ich denke mal, spätestens 2018, 2019 werden wir die ersten Dinge dieser Art sehen."  (wp)


Verwandte Artikel:
Freier Media-Player: VLC 3.0 eint alle Plattformen   
(09.02.2018, https://glm.io/132646 )
Li-Fi statt Wi-Fi: Dem Internet geht ein Licht auf   
(13.10.2016, https://glm.io/122569 )
Rechtsstreit: Blackberry verklagt Facebook wegen Messaging-Patenten   
(07.03.2018, https://glm.io/133189 )
Urheberrecht: Bär lehnt Leistungsschutzrecht strikt ab   
(10.03.2018, https://glm.io/133260 )
Project Loon: Ballon-Internet für Katastrophengebiete in Peru   
(18.05.2017, https://glm.io/127906 )

© 1997–2019 Golem.de, https://www.golem.de/