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Überblick

Satellitentelefonie funktioniert im Gegensatz zum „gewöhnlichen“ Handytelefonat nicht über das Mobilfunknetz (GSM). Der Verbindungsaufbau erfolgt stattdessen vom Telefon aus über einen oder mehrere Satelliten zu einer Bodenstation, wo der Anruf in das Telefonnetz eingespeist wird. Von dort aus wird er schließlich zum Empfänger weitergeleitet.

Der Vorteil der Unabhängigkeit vom GSM-Netz spiegelt sich unter anderem in der Erreichbarkeit auf See, in entlegenen Gebieten der Erde und generell überall, wo das Netz nicht ausreichend ausgebaut ist, wider.

Geschichte

Zur Überwindung großer Entfernungen bei der Telefonie wurde die Kommunikation seit Ende der 1970er über Satelliten realisiert. Während zunächst nur stationäre Anlagen betrieben wurden, bot Inmarsat 1982 ein System für Mobilgeräte an. Anfangs wurde es hauptsächlich im maritimen Bereich eingesetzt, sieben Jahre später folgten erste Mobilgeräte für den Einsatz auf Land.

Diese Technologie ermöglichte die telefonische Anbindung über weite Strecken auch ohne den Aufbau einer umfangreichen Boden-Infrastruktur. Kanada nutzte das System mit geostationären Satelliten als erstes Land, die USA folgten.

1991 wurden die Unternehmen Iridium und Globalstar gegründet. Beide nahmen im September 1998 Ihre Systeme für Satellitenkommunikation in Betrieb. Eine bedeutende Neuerung war dabei die Positionierung und Bewegung der Satelliten auf erdnahen Umlaufbahnen, wodurch Kommunikationswege deutlich verkürzt und Übertragungsgeschwindigkeiten somit erhöht wurden. Nach der Übernahme durch die neugegründete Iridium Satellite LLC im Jahr 2001 ist das System das einzige, bei welchem eine weltweite Kommunikation möglich ist.

Das Satellitentelefonsystem von Thuraya wird nach der Gründung (April 1997) seit 2001 genutzt. Hierbei ist auch das Telefonieren über GSM-Roaming möglich. Aufgerüstet wurde das System durch die Starts der Satelliten Thuraya 2 und 3 bis 2008. In den Jahren 2010-2013 startete auch Globalstar seine Satelliten der zweiten Generation. 2015 soll die Inbetriebnahme der Iridium-NEXT-Generation erfolgen.

Funktionsweise

Bei der Übertragung per Satellit gibt es generell zwei verschiedene Arten: Einweg- (Simplex) und Zweiwegkommunikation (Duplex). Bei Satellitentelefonen werden die Verbindungen notwendigerweise in beide Richtungen bereitgestellt.

Aufgebaut werden sie direkt per Funk vom Telefon an den Satelliten. Dieser leitet den Anruf an eine Gegenstelle auf der Erde weiter, von wo aus er schließlich in das Telefonnetz eingespeist wird.

Unterschiede gibt es bei den Anbietern sowohl in Bezug auf die Positionierung und Bewegung der Satelliten, als auch bezüglich der Kommunikation zwischen den Satelliten untereinander.

Während Inmarsat auf Flugkörper in einer geostationären Umlaufbahn setzt, befinden sich die Satelliten von Globalstar und Iridum auf niedrigen Erdumlaufbahnen (LEO). Die Satelliten Thuraya 1 und 2 sind auf geosynchronen Umlaufbahnen positioniert.

Die geostationäre Umlaufbahn befindet sich wie geosynchrone Bahnen in einer Höhe von 35.876 km über der Erdoberfläche. Aufgrund der weiten Entfernung von fast 72.000 km vom ersten Telefon über den Satelliten zum Endgerät ist das Signal um etwa eine halbe Sekunde versetzt zu hören. Hinzu kommen noch Verzögerungen durch Kompression und Verschlüsselungen.

LEO-Satelliten bewegen sich hingegen in einer Höhe von 780 bis 1.400 km, was in einer wesentlich schnelleren Datenübertragung resultiert. Ein Nachteil hierbei ist der Van-Allen-Gürtel mit seiner hohen Strahlenbelastung, welcher gemieden werden sollte. Weiterhin beträgt der Funkkontakt zur Bodenstation lediglich 15 Minuten pro Erdumlauf. Um Signale zur Erde senden zu können, muss also ständig ein Satellit Kontakt zur Bodenstation haben.

Zur Realisierung hat Globalstar weltweit mehrere solche Gateways installiert und stellt die Verbindung schnell und direkt ohne den Kommunikationsweg über andere Satelliten her. Andere Anbieter benötigen durch die netzartige Struktur hingegen weniger Bodenstationen. Thuraya benötigt aufgrund der Positionierung der Satelliten über stets demselben Punkt auf der Erde lediglich eine Station.

Voraussetzungen und Einflüsse

Zum Telefonieren braucht man ein Satellitentelefon und einen Tarif beim Anbieter. Doch die Kommunikation ist nicht bedingungslos möglich. Da der Sichtkontakt zum Satelliten vorhanden sein muss, ist der Verbindungsaufbau im Gebäude, in Fahrzeugen oder auch tiefen Schluchten nur selten oder gar nicht erfolgreich.

Bei LEO-Satellitensystemen sind meist mehrere Sichtverbindungen vorhanden. Das bietet den Vorteil, dass bei fehlender Sicht zum einen Satelliten immer noch eine die Sicht zum anderen besteht, auch wenn diese zeitlich eingeschränkt ist. Sollte generell nur ein schwacher Empfang vorliegen, gibt es bei versuchten eingehenden Anrufen immerhin eine Benachrichtigung. So kann man sich an eine geeignete Stelle begeben und den anderen Teilnehmer zurückrufen.

Abhilfe schaffen auch Erweiterungssets, bestehend aus externen Antennen mit Kabelverlängerungen und Freisprecheinrichtungen, mit denen man auch im Gebäude in der Nähe von Fenstern oder aus dem Auto heraus telefonieren kann.

Ein komplettes Jamming, wie es beim GSM-Netz möglich ist, gibt es bei der Satellitentelefonie nicht direkt. Allerdings gab es unter anderem im Libyen-Konflikt eine Blockierung von Satelliten-TV-Systemen. Auch die Abdeckung des Anbieters Thuraya soll in einigen Gebieten des Landes zum Zeitpunkt der Unruhen eingeschränkt worden sein.

Sicherheit

Lange Zeit galt die Satellitentelefonie als absolut abhörsicher. Anfang 2012 berichteten jedoch Mitarbeiter der Ruhr-Universität Bochum von der erfolgreichen Entschlüsselung eines Telefonates. Der verwendete A5-GMR-1-Standard des Europäischen Instituts für Telekommunikations-Standards, welcher starke Ähnlichkeit des GSM-Netzes aufweist, konnte laut Angaben innerhalb einer Stunde unter Verwendung einer speziellen Antenne und Open-Source-Software geknackt und das Gespräch abgehört werden. Der Versuch mit dem verwendeten Telefon Thuraya SO-2510 zeigte fehlende grundlegende Schutzmaßnahmen des Anbieters.

Den Aussagen der Mitarbeiter zufolge könne auch der A5-GMR-2-Standard, der bei Inmarsat angewendet wird, geknackt werden, wodurch hier ebenso das Abhören von Telefonaten möglich wäre.

Globalstar setzt hingegen auf den IS-95-Standard. Diese CDMA-Technologie, welche ursprünglich für das US Militär genutzt wurde, teilt die Anrufe auf verschiedene, mit unbekanntem Code verschlüsselte Datenströme auf. Zusätzlich werden bis zu 40 solcher Datenströme aus unterschiedlichen Telefonaten auf demselben Frequenzkanal übertragen, was das Abfangen eines einzelnen Gesprächs nahezu unmöglich macht.

  • (schriftlicher Kontakt mit Herstellern)
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Iridium_Communications
  • http://www.globalsatellitecommunications.com/gateways.html
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Inmarsat
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Globalstar
  • http://www.globaltel.ru/english/advantages_of_globalstar/
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Thuraya
  • http://www.thuraya.com.kw/sagroundsegment.html
  • http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/travel/satellite-phone2.htm
  • http://arstechnica.com/science/2012/03/satellite-jamming-becoming-a-big-problem-in-the-middle-east/
  • http://www.reuters.com/article/2011/02/24/libya-satphone-thuraya-idAFLDE71N2CU20110224
  • http://www.golem.de/news/satellitentelefon-gespraeche-lassen-sich-ohne-grossen-aufwand-abhoeren-1202-89607-2.html
  • http://www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article13856175/Nichts-ist-sicher-auch-nicht-Satellitentelefone.html
  • http://en.wikipedia.org/wiki/IS-95