Kurzmeldung

Neues Design könnte Weltraum-Internet noch effizienter machen

Im Orbit soll es bald wimmeln vor neuen Satelliten. Unternehmen wie Amazon und Space X wollen damit die Welt bis in den letzten Winkel mit dem Internet verbinden. Forschende der ETH Zürich stellen nun vor, wie sich dieses Weltraum-Internet noch verbessern liesse.

Neues Design könnte Weltraum-Internet noch effizienter machen

Bereits ab dem kommenden Jahr will Space X satellitenbasiertes Breitbandinternet anbieten. Auch Amazon und One Web haben Flotten aus Tausenden kleinen, erdnahen Satelliten lanciert, die auch entlegene Gegenden mit Internetanschluss versorgen und hohe Datenübertragungsraten bieten sollen.

Forschende um Ankit Singla von der ETH Zürich untersuchen, wie sich die Leistung solcher grosser Rechennetzwerke verbessern lassen.

Beweglich statt starr

Das Weltraum-Internet schaffe dabei völlig neue Voraussetzungen, so die Forschenden. Denn anders als die Internet-Infrastruktur am Boden ist diejenige im Orbit nicht starr, sondern beweglich. Die Satelliten stellen Knotenpunkte dar, die ihre Position zueinander laufend ändern. «Um ein satellitenbasiertes Breitband-Internet zu realisieren, müssen wir praktisch jeden Aspekt des heutigen Internet-Designs neu denken», sagt Ankit Singla.

Mit ihrem Team hat sie ein mathematisches Modell entwickelt, wie man das Netzwerk-Design im Weltraum optimieren kann. Geprüft haben sie ihren Ansatz offenbar anhand von Space X und Amazon. Deren Netzwerk-Effizienz konnten sie damit um 54 Prozent, respektive 45 Prozent steigern. Der Ansatz lasse sich aber auch für andere Satelliten-Netzwerke anwenden.

Das Prinzip besteht darin, die Zahl der Knotenpunkte – sprich Satelliten – zu reduzieren, die die Daten durchlaufen. Dies spart Ressourcen, die dann für andere Verbindungen zur Verfügung stehen. Das heisst konkret, dass ein Satellit die Daten nicht unbedingt zu dem ihm nächsten Satelliten schicken sollte, sondern durchaus zu einem weiter entfernten, also über grössere Distanzen.

Sich wiederholende Muster

Gleichzeitig dürfe die Reduktion der Zwischenknoten jedoch nicht die Länge des Pfads insgesamt beeinträchtigen, so die ETH. Sonst verschlechtere sich die Latenz, also die Verzögerung bei der Datenübertragung. Zudem sei wichtig, dass sich die Verbindungen zwischen den Satelliten nicht zu oft ändern, denn jeder Aufbau neuer Verbindungen könne mehrere Dutzend Sekunden dauern. Währenddessen werden keine Daten übertragen.

Neu an dem Netzwerk-Design ist, dass sich die Verbindungen zwischen den Satelliten gemäss sich wiederholender Muster aufbauen: Das Verbindungsmuster wiederholt sich auf jedem Satelliten im Netzwerk, sodass alle auf gleiche Weise verbunden sind und die Verbindungen über die Zeit stabil bleiben, auch wenn sich die Satelliten bewegen. Welches Muster sich am besten eignet, hängt dabei unter anderem von der Geometrie der Satellitenkonstellation ab.

 

Text SDA
Fotografie SDA-KEYSTONE

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