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February 8, 2008

Warum Kabel, wenn es Satelliten gibt?

Filed under: Internet — Tags: , , , — martin @ 11:08 am

Ein Glück, daß die Sache mit den vermutlich sabotierten Seekabeln im Moment nur ein paar Millionen Kameltreiber betrifft. Wenn das vor der deutschen Küste passiert wäre, würde die Bild-Zeitung nämlich schon lange fragen, warum das Internet über archaische Kabel gemacht wird, statt über tolle, moderne Satelliten. Genau so, wie das die Forenstrategen bei Heise und Golem & Co. schon seit Tagen tun.

Ich will’s also vorab schonmal erklären, weil ich schon seit Tagen krank daheimsitze und eh nichts gescheites zu tun habe.

Das ganze hat etwas mit einer alten Bekannten zu tun, und zwar der Lichtgeschwindigkeit. Die ist normalerweise so schnell, daß man nichts von ihr zu spüren bekommt, nämlich ca. 300000 km pro Sekunde.

Datenpakete im Internet bewegen sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit, und zwar in allen Medien vergleichbar schnell, egal ob es sich um Kupfer (wie bei DSL), Glasfaser (wie bei Erd- und Seekabeln), Luft (wie beim heimischen WLAN) oder das Weltall (wie beim Satelliten) handelt.

Stellen wir uns nun zwei Städte, A und B, auf der Erdoberfläche vor. Nehmen wir an, A und B seien 1000 km voneinander entfernt. Nehmen wir an, daß Daten von A nach B gesendet werden sollen und daß wir keine Netwerkkomponenten wie z.B. Router, berücksichtigen müssen, die mit ihrer langsamen Signalverarbeitung der rohen Lichtgeschwindigkeit im Wege stehen würden. Wir gehen also von einem idealisierten Netzwerk aus, das von Punkt zu Punkt mit Lichtgeschwindigkeit Daten überträgt.

Um die Strecke von 1000 km zwischen A und B über ein direkt von Stadt zu Stadt laufendes Kabel zu überwinden, braucht die Lichtgeschwindigkeit ca. 3 Millisekunden. Wie wir es von ihr gewohnt sind, eine Verzögerung, die man niemals bemerken wird und somit glatt vernachlässigen kann.

Läuft das Signal jedoch über einen Satelliten, der sich in ca. 36000 km Höhe in einer geostationären Umlaufbahn befindet, wird die Lichtgeschwindigkeit plötzlich zum begrenzenden Faktor: 36000 km rauf, 36000 km wieder runter(!), macht, vereinfacht gerechnet, zusammen 72000 km, die von A nach B zurückgelegt werden wollen. Um 72000 km zu überwinden, braucht das Licht bereits ca. 0,24 Sekunden, also fast eine Viertelsekunde.

satellite vs. cable illustrated

Eine Viertelsekunde für ein Datenpaket reicht für Audio- und Videostreams, für Fernsehübertragungen und Telefonate und für Downloads. Für asynchrone Anwendungen wie Instant-Messaging reicht sie ebenfalls. – Problematisch wird es hingegen bei Webseiten mit vielen eingebetteten Elementen, die der Browser einzeln beim Webserver anfordert. Diese werden bereits deutlich langsamer geladen. Auch interaktive SSH-Sessions werden unter diesen Bedingungen bereits spürbar langsam.

Noch langwieriger wird die Sache, wenn mit einer Gegenstelle kommuniziert werden soll, die sich auf der entgegengesetzten Seite des Planeten befindet. Diese Entfernung von ca. 20000 km kann mit einem Kabel mehr oder minder direkt überbrückt werden und hier ist das Licht bereits ca. 67 Millisekunden unterwegs.

Eine solche Entfernung kann jedoch mit einem Satellit allein nicht überbrückt werden. Es kämen dann mehrere Satellitenverbindungen ins Spiel, die alle die Signallaufzeit um ihren Teil verlängern würden.

Erschwerend kommt hinzu, daß die Datenübertragungskapazitäten von Satelliten nicht nur relativ begrenzt sind, sondern auch nur mit beträchtlichem Aufwand vergrößert werden können. Glasfaserkabel auf dem Meeresboden sind deutlich kostengünstiger zu installieren und zu betreiben und können dabei größere Datenmengen übertragen.

Und billiges, schnelles Internet wollen wir doch alle, oder? 🙂

Mein Prognose ist, daß der Großteil der Internetkommunikation so lange per Kabel abgewickelt werden wird, bis Satellitentechniken verfügbar sind, die eine schnelle Datenkommunikation über niedrige Umlaufbahnen ermöglichen und damit geringe Signallaufzeiten bieten. Wenn ich mir anschaue, wie weit die Technik bei LEO-Satellitennetzen wie Iridium oder Globalstar fortgeschritten ist, und dazu bedenke, daß die Glasfasertechnik ebenfalls permanent weiterentwickelt wird, wird bis dahin aber noch das eine oder andere Jahrzehnt (wenn nicht sogar Jahrhundert) vergehen.

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