Trykket i Nettverk & Kommunikasjon nr.8/2001
(c) Anders Fongen 2001
Anders Fongen er høgskolelektor og fagsjef ved Den Polytekniske Høgskolen. Webstedet finnes på www.fongen.no
De lavtflyvende satelittene formidler samtaler fra telefonapparater på bakkken. En posisjon på jordoverflaten (inkludert fly i luften) vil alltid ha en satelitt over horisonten som kan ekspedere en samtale.
For å starte med slutten: Iridium ble telekomm-verdenens mest spektakulære konkurs. Investeringer på 5 milliarder USD var totalt feilslått: Systemet ydet ikke den tjenestekvalitet som kundene ventet seg, det hadde mangelfullt tilbud for datakommunikasjon, dyre telefonapparater og samtaletakster, og hadde for lite kundepotensiale. Hovedaktøren bak Iridium var Motorola, en av verdens ledende på mobilkommunikasjon, så vi hadde i utgangspunktet tillit til at dette var planlagt og kalkulert skikkelig. Men deres antatte kundemasse på 3,6 mill. mennesker resulterte bare i 66.000 solgte Iridium-telefoner.
Litt av et sted å ha et konkursbo forresten: 66 satelitter svevende i verdensrommet, samt noen basestasjoner på bakken. Satelittene var planlagt styrtet fordi man ikke så noen mulighet for videre drift. Men så dukket det opp et investorfelleskap som kjøpte 66 pent brukte satelitter med tilbehør for 25 mill. USD. 99,5 % rabatt, det må sies å være et godt kjøp.
Og med finanskostnader på en tohundredel av det opprinnelige Iridium-systemet er mulighetene for å holde dette i drift en helt annen. Iridium planlegger nå å konkurrere med alminnelige utenlandssamtaler via GSM. Som kjent er dette rådyrt (10-15 kr./minutt).
Idium har også fått laget noen nye telefonapparater og spesialutstyr for montering i skip og fly. Mer om terminalutstyret senere, nå litt teknoprat:
Til tross for den enorme betydningen de geostasjonære satelittene har hatt i disse 40 årene, så er det flere grunner til å påpeke begrensningene ved denne teknologien:
Lavtflyvende satelitter (f.eks. i 1000 km høyde) kan nås med radioutstyr og antenner som ikke er stort større enn de tidlige GSM-telefonene. Lavtflyvende satelitter kan derimot ikke være geostasjonære, og vil derfor bare være over horisonten i korte perioder (ca. 15 minutter ad gangen). De settes gjerne i omløp i polarbane: De flyr over nord- og sydpolen mens jorden roterer under dem. I løpet av 12 timer har de vært over hele jordoverflaten. Ved å sende opp satelitter som går "side om side" i en formasjon kan vi dekke hele jordoverflaten kontinuerlig.
Vi finner idag to prosjekter som tilbyr tjenester med lavtflyvende satelitter: Globalstar og Iridium. Disse to går ulike teknologiske veier:
Globalstar (www.globalstar.com) baserer seg på bevegelige himmelspeil: 48 satelitter flyr i polarbane-formasjon slik at det alltid er en satelitt over horisonten. Innenfor rekkevidde av denne satelitten (innenfor satelittens horisont) befinner det seg også en basestasjon som viderebefordrer samtalen. Globalstar er et slags bevegelig himmelspeil, og dekningsområdet for systemet vil være avhengig av at det finnes basestasjoner i regionen. Telepolitisk kan dette kanskje være en fordel: Bruken av systemet i en region vil skape inntekter for de landbaserte teleoperatørene i regionen, noe som kan være viktig for regjeringer som ser etter kommunikasjonsløsninger.
Iridium (www.iridium.com) har en mer avansert struktur. En satelitt som betjener en telefonsamtale vil bruke de andre satelittene som reléstasjoner frem til den satelitten som befinner seg over motpartens satelitt-telefon eller over en basestasjon. En samtale mellom to Iridium-telefoner vil faktisk ikke berøre bakken i det hele tatt. En Iridium-satelitt har egne antenner for å kommunisere med satelittene bak, foran og på sidene, og protokollene for å håndtere en samtale må være formidabelt avanserte: Når en satelitt går mot horisonten for en bruker på bakken må den gjøre "hand-over" til satelitten bak seg, som ikke bare skal overta forbindelsen til bakken, men må etablere sin egen rute til mottageren via nabosatelittene. I tillegg må den hele tiden motta forespørsler fra sine naboer om å overta pågående samtaler. Samtalen skal kunne routes gjennom så mange som 6 satelitter og ta hensyn til trafikkbelastning og utstyrsfeil. Og telefonbrukeren skal ikke merke noe til dette og skal ha en uavbrutt og støyfri samtale.
Ikke uventet fikk Iridium mye startvansker av teknisk art: Mye avbrutte samtaler og vanskelig fremkommelighet svekket inntrykket av kvaliteten. Om du planlegger å gjøre deg avhengig av et telefonsystem på havet eller i ørkenen, vil du være ganske sensitiv for slike opplysninger.
Hva er fordelene eller ulempene med bruk av himmelnettverk fremfor himmelspeil? Den tradisjonelle oppfatningen innen satelittfaget er å beholde kompleksiteten på bakken. Levetiden til et satelittsystem spenner over flere generasjoner av teknologi, og et satelittsystem med enkle transpondere gir lettere adgang til å bruke ny teknologi innenfor modulasjon, multipleksing, kompresjon etc. Avansert programvare i satelitten krever mulighet for oppgradering av programvare underveis i satelittens levetid. Iridium er et himmelnettverk med avansert teknologi ombord. Allerede nå ser vi at det tekniske tilbudet for dataoverføring (2400 bps) er aldeles foreldet. Iridium lover oppgraderinger som vil tilby 10 Kbps, men det er altså "promiseware" ennå.
I et cellenett brukes en trådløs terminal (f.eks. en telefon) med en frekvens og en sendeeffekt som begrenser rekkevidden til en geografisk celle. Innenfor cellen befinner det seg en basestasjon, som viderefører samtalen på et annet nett, kanskje et landbasert nettverk. Samme frekvens kan brukes i celler som har en viss avstand (ikke naboceller). Resultatet er at en viss overføringskapasitet deles mellom dem som befinner seg innenfor samme celle, men at systemets samlede kapasitet kan økes ved å redusere cellestørrelsen. Siden alle terminalene kun snakker med basestasjonen, er det plasseringen av basestasjonens antenner som avgjør størrelsen av cellen.
Og det blir også størrelsen av cellen som bestemmer hvor stor kapasitet som hver bruker skal kunne utnytte: I byer kan cellene være små, ellers store. Små celler betyr flere basestasjoner og større kostnader for utbyggingen. UMTS tilbyr stor kapasitet, men krever mindre celler enn GSM, og har derfor større utbyggingskostander.
I satelittsystemer snakker vi gjerne om fotavtrykk for a angi hvor stor del av jordoverflaten som satelitten kan kommunisere med over samme antenne. Kapasiteten over antennen må deles med alle brukerne i fotavtrykket, og moderne satelitter forsøker å splitte det store fotavtykket i mange små ved å lage sammensatte antennesystemer.
Iridium deler jordoverflaten mellom 66 satelitter. Fotavtrykket til en Iridium-satelitt er en sirkel som er 4700 km i diameter. Med avanserte "array"-antenner er fotavtrykket delt opp i 48 mindre fotavtrykk, men fortsatt er arealet 400.000 kvadratkilometer. Kapasiteten i Iridium er ikke egnet for å betjene brukere i storbyer, hvor landbaserte mobiltelefonsystemer (GSM) foreløpig er det eneste som holder hodet over vannet.
Iridium, og andre satelittbaserte systemer, må samarbeide med ordinære mobiltelefonsystemer gjennom "roaming"-mekanismer og kombinasjonstelefoner. Tanken kunne være "én klode - ett telefonnummer", og at operatørene samarbeider for å ekspedere en innkommende samtale gjennom det nettverket som jeg for øyeblikket er tilknyttet. For GSM vet vi at dette fungerer utmerket, men for det gjenoppståtte Iridium-systemet er denne tjenesten nå forlatt. Det blir ikke tilbudt roaming eller samtrafikk, grunnet problemer av teknisk og takseringsmessig art. Vi antar det fortsatt er mulig å viderekople sin GSM-telefon ved manglende dekning til en Iridium-telefon, men da med større kostnader for oss selv.
Motorola 9500 er den originale Iridium-telefonen som nå selges for GBP 520 (+VAT) i England. Da Iridium først gikk konkurs fikk kundene tilbud om å levere inn telefonene og få pengene tilbake. Disse telefonene er blitt oppgradert og selges, fomodentlig pent brukt, for GBP 295. Motorola 9500 gjør dressjakken din skjev og stygg, selv om den er håndportabel er den nemlig en god del større enn en moderne GSM-telefon. Motorola har en nyere og mindre modell kalt 9505 som selges for GBP 1098.
I tillegg til telefonapparatene finnes det også en Iridium personsøker. Behovet for den skal vi omtale senere i artikkelen.
Det finnes også tilleggsutstyr myntet på småbåter: En ekstern antenne som ser ut som en liten kuppel, 83 mm diameter og 187 mm høy, gjør det mulig å sitte innendørs og telefonere. En docking-stasjon for Motorola 9500 tilbyr en betjening omtrent som telefonapparatet hjemme. For småfly finner vi også telefonutstyr med antenne egnet for montering utenpå flykroppen.
Disse prisene setter Iridium i stand til å konkurrere med Inmarsat og utenlandsroaming med GSM, som begge ligger i dette prissjiktet. For dette er trolig et voksende marked og et kjøpesterkt publikum, og eiere av både landbaserte nettverk og gamle satelittsystemer vil gjerne h sin bit av kaka. Følg med, ikke minst på prosjektet Teledesic (www.teledesic.com), som planlegger å tilby høyhastighets dataforbindelser via satelitt fra 2005.
En annen ting er at radiosignalet fra verdensrommet er nokså svakt. Det kreves derfor fri sikt mot himmelen, og det betyr at antennen må stå utendørs. Vi tror at en liten takmontert antenne på båten, bilen eller hytta blir populært tilleggsutstyr, for hvem orker å gå utendørs for å ringe hver gang?
Og inngående samtaler? Det er her personsøkeren kommer inn. Melding til en Iridium personsøker sendes ut fra satelitten med høyere sendeeffekt enn en telefonsamtale, og kan trenge gjennom hustak. Du kan altså nås også når du er innendørs, i det minste indirekte ved at du får beskjed om å ringe tilbake.
Det store trekkplasteret ved Iridum er selvfølgelig den globale dekningen. Men som vanlig turist er det ganske sjelden å være uten GSM-dekning. Sommeren brakte oss til en øy utenfor Skottlands vestkyst med bare 120 innbyggere, og selv der var det såvidt mulig å telefonere med GSM. Og båtfolket har sitt marinmobile VHF-system, som gjør nytten for seg i hvertfall i hele nordsjøbassenget.
Vi klarer ikke helt å få øye på de millionene av mennesker som skulle ha behov for å bruke satelitt-telefoner, men vi ønsker og håper at de nåværende eierne av Iridium klarer å holde dette systemet i drift. Om ikke annet for å bearbeide markedet for den kommende teknologiske utviklingen.