Hüpfender Beam

Fraunhofer entwickelt flexible Sendetechnik für TV-Satelliten

Mit springenden Beams und etwas Mathematik kann man notwendige Bandbreite viel genauer und flexibler dorthin zuteilen, wo sie gerade gebraucht wird. Fraunhofer IIS hat das erfolgreich getestet.
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Die neue, auf dem Kommunikationsstandard DVB-S2X basierende Beam-Hopping-Technologie, macht Systeme flexibler und leistungsfähiger. Das Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen (IIS) hat zusammen mit WORK Microwave und Eutelsat das Beam-Hopping-Verfahren erstmals in einem Over-the-Air-Test erfolgreich demonstriert.

Erster Over-the-Air-Test mit Beam-Hopping-Verfahren erfolgreich durchgeführt

Eine Zukunftsweisende Übertragstechnik für TV-Satelliten haben das Fraunhofer IIS, Work Microwave und Eutelsat erfolgreich getestetEine Zukunftsweisende Übertragstechnik für TV-Satelliten haben das Fraunhofer IIS, Work Microwave und Eutelsat erfolgreich getestet Bisher werden in der Satellitenkommunikation klassische Satelliten-Beams statisch ausgeleuchtet, was zur Folge hat, dass auf veränderten Datenratenbedarf nicht variabel genug eingegangen werden kann. Abhilfe könnte die Beam-Hopping-Technologie bringen, die auf dem neuen Kommunikationsstandard DVB-S2X basiert. Sie soll Systeme flexibler und leistungsfähiger machen.

Die steigende Nachfrage nach weltweiter mobiler Kommunikation an Land, sowie auch in Flugzeugen und auf Schiffen, erfordert eine satellitenbasierte Abdeckung nach individuellem Bedarf. Im Rahmen des Projektes "BEHOP – Beam Hopping Emulator for Satellite Systems", welches durch die European Space Agency (ESA) initiiert und gefördert wurde, forscht das Fraunhofer IIS zusammen mit WORK Microwave und Eutelsat an Technologien für eine flexiblere und leistungsstärkere Kommunikation über Satellit. Das Projekt soll den Weg ebnen für die Beam-Hopping-Technologie, die von Eutelsat Quantum unterstützt wird, einem Satelliten, der ab 2020 in Betrieb gehen soll.

Punktuelle Beams mit mehr Datenkapazität statt großräumiger Abdeckung

Der bisherige Empfangsbereich eines Satellitensignals entsteht aus stationären, flächendeckenden Beams mit meist gleichmäßiger Leistung. Das Beam-Hopping-Verfahren hingegen ermöglicht eine effizientere Satellitenkommunikation, indem die Leistung genau da hingeschickt wird, wo sie aktuell gebraucht wird. Die Aussendung angepasster Beams macht die Bereitstellung von Kapazität wesentlich flexibler. Allerdings fliegt im Orbit aktuell noch kein System, welches Beam-Hopping regulär unterstützt.

Beam-Hopping-Test über Satellit mit DVB-S2X

Für den Test im Juni wurde der vom Fraunhofer IIS entwickelte "Beam-Hopping-Payload-Emulator" zusammen mit dem beam-hopping-fähigen Modulator mit integriertem Synchronisations-Algorithmus von WORK Microwave in die Uplink-Übertragungskette eingefügt. Auf der Empfängerseite im Downlink wurden die entsprechenden Demodulatoren des Fraunhofer IIS eingesetzt.

Für Spezialisten: Basis des Übertragungsverfahrens ist die "Annex E Super-Framing-Struktur" des DVB-S2X-Standards, welche verschiedene innovative Technologien, wie Beam-Hopping, Precoding und Lösungen für Interferenzmanagement ermöglicht.

Bei der Demonstration lieferten die Projektpartner den Beweis, dass das Konzept und die Technologie von Beam-Hopping einsatzbereit sind. Dafür musste das getestete Beam-Hopping-Übertragungssystem sicherstellen, dass die Daten synchron zum Umschaltvorgang im Satelliten vorliegen und dass das System bei Änderungen im Kapazitätsbedarf die Ressourcenzuteilung aktualisiert und automatisch umsetzt. Die Weichen für die nächste Generation von Satelliten wurden somit gestellt.

Auch bei terrestrischem 5G-Mobilfunk werden ähnliche Verfahren angewandt, um Frequenzen und Nutzer immer optimal versorgen zu können.

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