mini|Klassische Satellitentelefone (IsatPhone Pro/Inmarsat, Iridium 9555, Thuraya XT)
Ein Satellitentelefon stellt eine Verbindung für Sprache oder Daten für die Satellitenkommunikation in beide Richtungen bereit. Das Endgerät wird dabei über Funk direkt mit einem Satelliten verbunden. Der Satellit leitet den ankommenden Ruf an eine Erdfunkstelle weiter, welche das Gespräch in das öffentliche Telefonnetz einspeist. Traditionelle Satellitentelefone wurden meist speziell für einen bestimmten Servicebetreiber hergestellt und können nur in dessen Satellitennetz betrieben werden. Heutzutage können gewöhnliche Smartphones mit LTE Technologie als Satellitentelefone verwendet werden und sich per LTE direkt mit modernen Satellitennetzwerken verbinden, um Daten, SMS und Sprache zu übermitteln.
Geschichte mini|Satellitenkommunikationsgerät für Daten- und Sprachkommunikation (Inmarsat)
Schon ab Ende der 1970er Jahre wurden Satelliten zur Kommunikation über weite Strecken eingesetzt. Die Sende- und Empfangsanlagen dieser Systeme waren jedoch sehr groß und stationär. Erst die International Maritime Satellite Organisation (Inmarsat) stellte ab 1982 ein System für mobile Endgeräte bereit, das vorwiegend in der Seeschifffahrt eingesetzt wurde. Ab 1989 gab es erste Geräte für den mobilen Landeinsatz.
In den späten 1980er Jahren nutzte Kanada als erstes Land die Möglichkeit, über Satellitentelefone große, wenig besiedelte Flächen mit Telekommunikation zu versorgen, ohne eine aufwendige, erdgebundene Infrastruktur bereitstellen zu müssen. Kurz darauf wurde in den USA ein vergleichbares System gestartet. Die dabei verwendeten Satelliten befanden sich auf geostationären Positionen.
Ab 1985 entwickelte Motorola das Kommunikationssystem Iridium, dessen Satelliten die Erde von Pol zu Pol umlaufen. Dadurch können auch die Polargebiete abgedeckt werden, die von den stets über dem Äquator stehenden geostationären Satelliten nicht bedient werden.
Durch die Etablierung von Netzen mit Satelliten auf niedrigen Umlaufbahnen (LEO, MEO), konnte die Entfernung zwischen Satellit und Endgerät deutlich verringert und damit die notwendige Sendeleistung im Endgerät reduziert werden. Erst diese Gerätegeneration konnte sich in Gewicht und Größe mit den mittlerweile etablierten Mobiltelefonen messen, hat sie jedoch nicht vom Markt verdrängen können, weil zum einen die Endgeräte und die Verbindungsgebühren dieser Netze dafür viel zu teuer sind, und zum anderen ganz andere Rahmenbedingungen, wie z. B. freie Sicht zum Himmel notwendig sind. Inzwischen konnten extrem leistungsstarke Satelliten (z. B. Thuraya) in einer geosynchronen/geostationären Umlaufbahn die Größe der Endgeräte noch weiter reduzieren.
Moderne Nutzung
Einsatzbereiche Die klassische Satellitentelefonie ist besonders geeignet, wenn sich Personen zu Fuß in gefährliche Gebiete begeben, viel kommunizieren müssen und einen hohen Bedarf an sprachlicher Kommunikation haben. Dies kann auf spezielle Expeditionen und längeren Wanderungen in Gebiete ohne Mobilfunknetz der Fall sein. Für einfachere Fälle, in denen nur eine Notruffunktion wirklich wichtig ist, sind kleine Satelliten Messanger, auch "Beacons" genannt (Nicht mit marinen Notfunkbaken zu verwechseln), sowie bestimmte Smartphones mit Notruffunktion-Satelliten wesentlich besser geeignet, da sie leichter, energiesparender und kostengünstiger sind.
Ist eine ständige Kommunikation bei stationären Aufenthalte oder Fortbewegung mit Fahrzeugen in abgelegen Gebieten erforderlich, gilt, wenn eine zuverlässige Stromversorgung gegeben und das Gewicht nicht sehr relevant ist, ein portables System für Internet über Satelliten als beste Wahl. Diese Systeme erlauben Telefonie über das Breitband-Internet, nahezu weltweit eine stabile Verbindung und sind kostengünstig.
Katastrophenfall Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben sind im deutschsprachigen Raum teilweise mit Satellitentelefonen ausgestattet. Diese dienen zum Beispiel als Redundanz zum TETRA-Netz im Blackout-Fall. Dies ist jedoch keine Standardausstattung in den Organisationen. Für Privatpersonen sind Satellitentelefone im Blackout- und sonstigen Katastrophenfall gänzlich ungeeignet, da sie hohe laufende Kosten "in Friedenszeiten" verursachen (50 -100 € / Monat bei keiner Verwendung) und im Ernstfall für diese keinen Nutzen aufweisen. BOS sind nicht darauf ausgelegt im Notfall auf ihrem Satellitentelefon Anrufe von Privatpersonen zu erhalten.
Militär Armeen weltweit nutzen Satellitenkommunikation und Satellitentelefone. Es ist bekannt, dass die US-Armee unter Anderem auch das Iridium Netz verwendet und dessen Aufbau maßgeblich gefördert hat.
Seefahrt Der weltweite Abdeckung durch Iridium und der nahezu-weltweite Abdeckung durch Inmarsat führten dazu, dass beide Systemen in der kommerziellen und privaten Seefahrt am weitesten verbreitet sind. Beide sind auch Teile des GMDSS, also Teil des wichtigsten Systems, welches zur Meldung und Ortung von Notfällen auf See dient.
Luftfahrt Satellitentelefonie ist in der Luftfahrt wesentlich weniger verbreitet als in der Seefahrt. Weit nicht jede kommerzielle Maschine ist mit einem Satellitentelefon ausgestattet, wenn auch davon unabhängig der Ausbau der IFC (Internet an Bord) voranschreitet.
Satellitentelefonie mit Smartphone Der erste Anbieter, der Smartphones mit Satellitentelefonie kombinierte, ist Thuraya. Im Jahr 2013 wurde die erste Version des "Thuraya SatSleeve" vorgestellt. Dieses Gerät ermöglicht das einsetzten eines Smarphones und dessen Verwendung als Satellitentelefon. Später entwickelte das Unternehmen auch ein Android-Smartphone, das "Thuraya One", welches ebenso Satellitentelefonie, und nicht nur eine einfache Datenverbindung, ermöglicht.
Auch ein Gerät namens „XT-Hotspot“ wurde von Thuraya vorgestellt, damit sind Datenverbindungen zu Satelliten über WLAN auch für Smartphones möglich, allerdings keine klassische Telefonie
Direct to Device (D2D) Sowohl Starlink als auch Amazon Leo bauen derzeit ein Satellitennetzwerk auf, welches von herkömmlichen Smartphones über LTE genutzt werden kann. Die Geräte verbinden sich dabei im Roaming Modus wie zu gewöhnlichen Mobilfunk-Stationen auf der Erde. Dies kann je nach Abkommen zwischen den Mobilfunkanbietern kostenlos sein oder zusätzliche Kosten verursachen. Die entsprechenden Systeme sind noch im Aufbau oder noch in der Testphase. In den USA, Ukraine und Neuseeland ist der Regelbetrieb des Starlink D2D Netzes 2025 aufgenommen, und seitdem kontinuierlich erweitert worden. Im Jahr 2027 soll der Betrieb durch den Einsatz weiterer dafür spezialisierte Satelliten ausgebaut werden. Die Nutzung dieser Dienste ist kostet derzeit zwischen 0 - 10 US$ im Monat, teilweise ist sie in gewöhnlichen Tarifen inkludiert. Notrufe über diesen Dienst sind kostenlos. SpaceX selbst nennt diesen Dienst Direct to Cell (D2C). Die deutsche Telekom rechnet damit diesen Dienst ab 2028 anbieten zu können, ohne kosten zu nennen.
Amazon Leo rechnet mit einem Regelbetrieb ab 2028.
Ob die D2D-Nutzung in naher Zukunft alltagstauglich ist, wird wesentlich vom Stromverbrauch der Smartphones abhängen, da diese die Sendeleistung aufgrund der großen Distanz zum Satelliten signifikant erhöhen müssen.
Rechtliche Beschränkungen Neben technologischer Grenzen gelten für alle Systeme insbesondere auch nationale Einschränkungen. Viele Länder verbieten die Einfuhr von Satellitentelefonen (Oder auch Satelliten-Kommunikationsgeräte) oder beschränken diese, sodass eine Registrierung (z.B. Russland und Ukraine) oder sogar eine Sondergenehmigung erforderlich ist. Für China benötigt man beispielsweise eine Genehmigung vor der Einreise. Smartphones wie Apple IPhones, welche eine D2D Kommunikation ermöglichen, sind davon nicht ausgenommen, und müssen zumindest bei der Einreise deklariert werden.
Auch die Aus- und Einfuhr in bestimmte Regionen kann aufgrund von Sanktionen verboten sein. Hersteller können die Nutzung zusätzlich Softwareseitig blockieren und damit die Nutzung verhindern, selbst wenn das Gerät erfolgreich in das jeweilige Gebiet gebracht wurde.
Technologie Satellitentelefone ermöglichen die Sprachtelefonie auch in Regionen ohne Mobilfunkempfang.
Klassische Satellitentelefone bieten nicht automatisch weltweiten Empfang. Vor dem Einsatz eines Satellitentelefons sollte abgeklärt werden, ob mit dem einzusetzenden Satellitentelefon überhaupt Empfang vorhanden ist und der Betreiber des Satellitennetzwerks diese Region abdeckt. Weiter sollte für die Einsatzregion die Position des Satelliten am Himmel abgeklärt werden, da die unterschiedlichen Technologien unterschiedlich empfindlich gegenüber Abschattungen und den Breitengrad sind. Letzteres betrifft insbesondere geostationäre Satelliten.
Für eine zuverlässige Satellitenkommunikation muss schließlich Sichtverbindung von der Antenne des Satellitentelefons zum Satelliten bestehen und die erste Fresnelzone frei von jeglichen Hindernissen sein. Dies gilt sowohl für klassische Satellitentelefone als auch für eine Verbindung über LTE.
Mit einer Smartphone-App zum Satellitentracking kann der aktuelle Standort des Satelliten am Himmel berechnet werden. Zur Berechnung des aktuellen Satellitenstandorts benötigt die Satellitentracking-App aktuelle TLE-Daten.
Frequenzbereiche Satellitentelefone nutzen Funkfrequenzen im L-Band, typischerweise im Bereich zwischen 1500 und 1700 MHz, als auch etwas außerhalb dieses Bereiches, wenn die über LTE kommunizieren. Beispielsweise im Wald genügt die Verbindungsreserve der Satellitentelefone nicht um Sprachkommunikation zu gewährleisten, da das Signal zusätzlich durch die große Distanz zum Satelliten grundsätzlich relativ schwach ist..https://funkperlen.blogspot.ch/2017/11/wenn-baume-den-wellen-im-wege-stehen.html Anton's Funkperlen - Wenn Bäume den Wellen im Wege stehen
Langwellige Funksignale können unter solchen Bedingungen besser durchdringen. Deshalb eignen sich Satellitenkommunikationssysteme mit langwelligen Funksignalen um die 300 MHz (unteres UHF-Frequenzband) besser für die Satellitenkommunikation im Wald als Signale im L-Band. Deshalb verwenden zum Beispiel die über das weltweite COSPAS-SARSAT-Satellitennetzwerk alarmierende Notfunkbaken und das MUOS nicht das L-Band, sondern langwellige Funksignale um die 300 bis 450 MHz (UHF-Frequenzband). Lockhead Martin - MUOS Factsheethttps://web.archive.org/web/20090227003825/http://www.research.telcordia.com/society/TacCom/papers99/36_2.pdf Geosynchronous Satellites for MUOShttp://www.milsatmagazine.com/2013/MSM_Apr2013.pdf MilsatMagazine - April 2013 - Satellite Spotlight - Understanding + Using MUOS (ab Seite 72) Für die Sprachtelefonie wird das L-Band ausschließlich militärisch verwendet.
Vergleich zu Mobilfunk In Gebieten mit terrestrischen Funkempfang im UKW- oder UHF-Frequenzband sollte bei geringen Distanzen oder bestehendem Funknetz grundsätzlich terrestrischer Funk eingesetzt werden. Mobilfunk ist ein Beispiel dafür. Terrestrischer Funk im UKW- oder UHF-Frequenzband ist meist zuverlässiger als Satellitenkommunikation mit Handgeräten. Terrestrischer Funk weist deutlich größere durchschnittliche Verbindungsreserven (link margin) auf, als Satellitenkommunikation. Bei großen Verbindungsreserven ist eine stabile Verbindung auch bei fehlender Sichtverbindung zwischen Sende- und Empfangsantenne möglich. Im Alltag fehlt diese Sichtverbindung nahezu immer, da Hügel, Bäume oder Gebäude diese meist Einschränken. Eine Mobilfunkverbindung bleibt daher in alltäglichen Situationen beinahe immer aufrecht, während für eine Sprechverbindung über Satelliten erst ein Ort aufgesucht werden muss, in dem unter Anderem möglichst viel freie Sicht zum Himmel herrscht und andere Störfaktoren minimal sind.