Globalstar
Globalstar ist ein Satellitenkommunikationsnetz ähnlich dem Iridiumnetz. Diese Satellitenkonstellation basiert auf 48 Satelliten, die in etwa 1400 km Höhe über die Erde ziehen.
Organisation
Gegründet wurde das Unternehmen Globalstar von einem Zusammenschluss weltweit führender Telefongesellschaften und Geräteherstellern wie: Qualcomm, Alenia, China Telecom (HK), DACOM, DaimlerChrysler Aerospace, Elsacom (ein Finmeccanica-Unternehmen), Hyundai, TE.SA.M (ein France Telecom/Alcatel-Unternehmen), Space Systems/Loral und Vodafone AirTouch. Geführt wird das Unternehmen von Loral Space & Communications.
Systemarchitektur und Unterschiede zu Iridium
Netzversorgung
Die Bahnneigung der Globalstar-Satelliten beträgt 52 Grad (Iridium 86,4 Grad). Dadurch deckt Globalstar (wie auch Inmarsat) nicht die Polkappen ab. Diese werden nur über das Iridium-Netz versorgt.
Da die Globalstar-Satelliten keinen Kontakt untereinander haben, können nur Gespräche weitergeschaltet werden, wenn sich in der Ausleuchtungszone des jeweiligen Satelliten gleichzeitig eine Bodenstation befindet. So muss bei Globalstar im Umkreis von ca. 3000–3500 km ein Gateway sein, damit das Netz genutzt werden kann. Bei Iridium werden Gespräche hingegen über Satellite-Interlinks bis zu den Gateways in Arizona (USA) und Italien weitergeleitet, netzinterne Gespräche werden direkt über die Satelliten vermittelt.
Bei Globalstar werden selbst netzinterne Gespräche immer über das am Boden befindliche Gateway und ggf. die konventionelle Telefonnetzinfrastruktur (PSTN) geroutet.
Auf hoher See wie auch in großen Teilen Afrikas und Südasiens hat das Globalstar-Netz teilweise keinen Empfang, obwohl die Satelliten diese Gebiete theoretisch abdecken. Durch sogenanntes Extended-Coverage (via Reflexion des Signales an der Meeresoberfläche) ist jedoch teilweise auch ein Empfang auf hoher See (komplette Karibik, große Teile des Nordatlantiks) möglich. Die Qualität ist hierbei allerdings einer noch größeren Schwankungsbreite unterlegen.
Aktuell (Stand Januar 2007) werden Amerika (Nord-, Mittel- und Südamerika), Europa (Nord-, Mittel- und Südeuropa), Naher und Mittlerer Osten, Nordafrika, Australien/Neuseeland und große Teile Asiens abgedeckt. Ende 2009 ging ein weiteres Gateway in Nigeria in Betrieb, das weite Teile Westafrikas versorgt. Allerdings sind über dieses Gateway bisher nur Simplex-Datenverbindungen möglich. Nach langen Verhandlungen wurden aktuell die Rahmenbedingungen für den Betrieb eines Gateways in Südafrika geschaffen. Der Start des Gateways ist allerdings nicht mehr vor 2009 geplant, da die Investition in Technik der neuen Generation ökonomisch sinnvoller ist.
Vor der Nutzung des Systems sollte stets die aktuelle Versorgungskarte des jeweiligen Serviceproviders konsultiert werden.
Simplex- und Duplex-Betrieb
Globalstar bietet neben einer Vollduplex-Verbindung auch die Möglichkeit, Datenverkehr im Simplex-Betrieb über sein Netzwerk abzuwickeln. Dies bietet den Vorteil, dass nicht extra eine Verbindung aufgebaut werden muss, was den Stromverbrauch des Gerätes deutlich reduziert. Anwendungsgebiete hierfür sind zum Beispiel Telemetrie, Wetterdaten entlegener Stationen oder Personaltracker. Nachteil dieser Anwendungen ist jedoch, dass der Anwender aufgrund der Einweg-Kommunikation keine Gewähr hat, ob seine Nachricht erfolgreich übermittelt wurde. Vorbeugend werden Datagramme mehrmals hintereinander und zeitversetzt übertragen.
Gateways
Der Betrieb des Globalstar-Systems erfolgt von verschiedenen Gateway-Betreibern, die jeweils eine separate Region bedienen:
- ELSACOM für Nord/Mittel- und Osteuropa (seit 30. März 2011 außer Betrieb). Das Versorgungsgebiet von ELSACOM wurde zwischen GlobalStar Europe und GlobalStar Avrasya aufgeteilt.
- Globalstar Europe für West/Mitteleuropa
- pivotel für Australien
- Globalstar Korea / Globalstar Asia Pacific für Korea und Teile Asiens (Pazifik)
- Globaltel für Russland
- Globalstar Argentina (TE.SA.M. Argentina) für Teile Südamerikas
- Globalstar do Brasil für Brasilien
- Globalstar Peru (TE.SA.M. Peru) für Peru, Ecuador, Bolivien (zurzeit außer Betrieb)
- Globalstar Américas für Belize, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Panama (zurzeit außer Betrieb)
- Globalstar México für Mexiko
- Globalstar Canada für Kanada
- Globalstar Avrasya (östliches Europa ohne GUS, östliches Mittelmeer, Teile Nordafrikas)
- China Spacecom (nicht mehr in Betrieb, Gebiet von GlobalStar Korea übernommen)
Netzstruktur
Das Globalstar-Netz selbst besteht strenggenommen ausschließlich aus den 48 Satelliten. Dieses sogenannte Globalstar Air Interface (GAI) unterstützt Telefone nach ANSI-41-Norm sowie Geräte nach der simkarten-basierten GSM-Norm. So enthalten die meisten Gateways die nötige Infrastruktur für ANSI-41 sowie ein MSC für die Vermittlung der Gespräche nach GSM-Norm. Zurzeit wird jedoch in kleinen Arealen im Bereich Südostasiens sowie der Karibik nur die ANSI-41-Norm unterstützt, bei dem eine Anmeldung der Geräte bei dem Serviceprovider erforderlich ist. Ein simkarten-basiertes Roaming ist hier nicht möglich.
Dementsprechend gibt es von Telit und Ericsson GlobalStar/GSM900 Geräte nach GSM-Standard, welche auf SIM-Karten basieren und auch SMS-Empfang und Versand nach GSM-Standard erlauben. Qualcomm bietet ein ANSI-41 konformes CDMA/AMPS/Globalstar-Trimode Gerät sowie ein ebenfalls nach ANSI-41 Standard arbeitendes reines Globalstar Handset. Als wesentlicher Unterschied ist neben der fehlenden SIM-Karte die Einschränkung bei SMS zu sehen. So können nur Nachrichten mit einer maximalen Länge von 35 Zeichen empfangen werden, welche über ein Globalstar Webinterface abgesetzt werden müssen. Aufgrund des unterschiedlichen Standards ist ein direkter Empfang von SMS aus GSM-Netzen nicht möglich, ebenso besteht keine Möglichkeit, SMS zu versenden. Ein Vorteil dieser Geräte ist hingegen die Unterstützung des Packet Switched Data Dienstes (ähnlich GPRS), der von den Telit-Geräten nicht unterstützt wird, ohnehin aber nicht im gesamten Globalstar Netz zur Verfügung steht. Mit dem Ericsson-Gerät ist Datenübertragungen nur im GSM-Modus möglich. Aufgrund der RoHS wird nur das Qualcomm GSP-1700 langfristig in Europa verfügbar sein, welches auf Wunsch von Globalstar Inc. keine terrestrische Mobilfunkkomponente mehr besitzt. Zusätzlich bieten sowohl Ericsson als auch Qualcomm Festeinbauten nach dem jeweiligen Standard an.
Zu beachten ist, dass nicht alle Globalstarprovider untereinander Roamingabkommen abgeschlossen haben, so dass nicht automatisch im gesamten Globalstarnetz eine Abdeckung garantiert ist. Weiterhin fallen bei Betrieb der Geräte in den Abdeckungsbereichen eines externen Gateways zusätzliche Roaminggebühren an, so dass die Auswahl des Serviceproviders anhand des Ziellandes getroffen werden sollte. Während unter anderem z. B. Deutschland, Frankreich und Großbritannien durch Globalstar Europe bedient werden, werden hingegen Italien, die Schweiz und Österreich durch Elsacom abgedeckt. Ein deutlicher Vorteil gegenüber anderen Satellitennetzbetreibern ist, dass dem Teilnehmer eine herkömmliche Mobilfunknummer mit der Landeskennzahl des Gatewaybetreibers zugeteilt wird, z. B. +33638, +33640 und +33641 für Globalstareurope (Frankreich) oder +39310 für Elsacom (Italien). Da für eingehende Anrufe im Versorgungsgebiet des Heimatgateways keine weiteren Kosten entstehen, ist ein Globalstar-Satellitentelefon innerhalb des Heimatgateways somit deutlich preisgünstiger zu erreichen als andere Satellitennetze.
Der internationale Globalstar-Ländercode(+8818/+8819) ist bereits zugeteilt worden und wird primär von GlobalStar do Brazil genutzt. Auch europäische Kunden haben die Möglichkeit, zusätzlich zu der in Frankreich lokalisierten primären Globalstar-Telefonnummer (+336) eine Nummer aus der +8816/7-Gasse zu beziehen.[1] Die von der ITU zugewiesene Netzkennung war 901-04, diese wurde jedoch mittlerweile zurückgegeben.[2]
Einige Anbieter bieten zusätzlich Roamingabkommen mit lokalen GSM oder CDMA Betreibern, so dass über lokal vorhandene Netze eine Indoorversorgung erreicht werden kann.
Datentransfer
Globalstar liefert eine höhere Datentransferrate (9600 Baud = GSM CSD) als das Iridiumnetz (2400 Baud). Weiterhin wird ein kostengünstiger Simplex-Datendienst für Tracking-Lösungen angeboten, bei dem die Sender nach vordefiniertem Intervall Datenpakete mit Positionsdaten versenden. Diese Meldungen werden nicht quittiert. Nach Empfang der ersten Meldung werden später eintreffende identische Pakete verworfen und auch nicht verrechnet.
Luftschnittstelle
Die Datenübertragung vom Satellit zu den Handgeräten erfolgt weltweit im S-Band von 2,4835 GHz bis 2,5 GHz.[3][4] Die Datenübertragung vom Handgerät zum Satellit erfolgt weltweit im L-Band von 1,6138 GHz bis 1,61825 GHz. Die obere spektrale Grenze schließt an die Frequenzen an, die von dem Konkurrenzsystem Iridium genutzt werden. Unterhalb liegt von 1,6106 GHz bis 1,6138 GHz ein für die Radioastronomie vorgesehener Frequenzbereich.[5]
Der Globalstar-Frequenzbereich wird mit Frequenzmultiplex (FDM) in mehrere Kanäle unterteilt. Die digitalen Daten werden mit Codemultiplexverfahren (CDMA) codiert und in einem Kanal übertragen. Ein Globalstar-Kanal hat eine Bandbreite von 1,23 MHz, womit sich auf Grund der zur Verfügung stehenden Bandbreite im Uplink drei nutzbare Globalstar-Funkkanäle ergeben. Ein Funkkanal kann dabei durch CDMA von mehreren Teilnehmern parallel und ohne gegenseitige Störungen genutzt werden.
Roaming
Für die Nutzung des GlobalStar-Netzes ist nicht unbedingt ein eigener separater GlobalStar-Vertrag notwendig, da es Roamingabkommen mit GSM-Netzbetreibern gibt. Iridium hat hingegen bei der Neustrukturierung des Konzerns keine Roamingabkommen abgeschlossen, so dass für den Gelegenheitsnutzer GlobalStar (trotz der eingeschränkten Versorgung) durchaus Vorteile haben kann. Da jedoch das GlobalStar-Netz über mehrere autonome Gateways betrieben wird, sind separate Roamingabkommen mit dem gewünschten Gateway erforderlich. Ein Roamingabkommen mit einem einzelnen Gateway bedeutet somit nicht automatisch, dass Roaming im gesamten Netz funktioniert.
Insgesamt sind die Betriebskosten des Globalstar-Netzes im Vergleich deutlich geringer als die des Iridium-Netzes. Für den Endanwender können jedoch auf Grund der komplexen Tarifstruktur und der Unterteilung in Zonen insbesondere bei Nutzung externer Gateways deutlich höhere Gesprächspreise als bei Nutzung anderer Satellitennetze entstehen.
Netzstatus
Die Globalstar-Satelliten umkreisen die Erde auf rund 1414 km Höhe. Diese Höhe wird für Satellitenorbits wegen des Van-Allen-Gürtels üblicherweise gemieden. Ursache für die Degeneration der S-Band-Sender ist die sogenannte „Südatlantische Anomalie“, auf Grund derer die Satelliten bei fast jedem Umlauf einer stärkeren kosmischen Strahlung ausgesetzt sind,[6] welche den elektronischen Bauteilen der Satelliten stark zusetzt. Bei den Globalstar-Satelliten leiden vor allem die Verstärker der S-Band Satellitenantennen.[7] Über die S-Band Satellitenantennen der Globalstar-Satelliten werden die Telefongespräche (Two-Way Voice) und die Zweiweg-Datenübertragungen (Duplex data service) abgewickelt.
Zwischenzeitlich (Stand August 2013) hat GlobalStar den Start der zweiten Satelliten-Generation abgeschlossen und alle neuen Satelliten sind aktiviert, so dass das GlobalStar Netz nun wieder vollständig funktioniert. Im Laufe des Jahres 2013/2014 sollten weitere Gateways in Singapur, Nigeria und Panama das Versorgungsgebiet von GlobalStar zusätzlich erweitern.
Innerhalb der nächsten Jahre ist geplant, die acht Satelliten, welche 2007 gestartet wurden, zu ersetzen, da diese ebenfalls zur alten Generation gehören.
Von 2007 bis 2011 war mit teils massiven Problemen bei Telefongesprächen und Zweiweg-Datenübertragung über die Globalstar-Satelliten zu rechnen. Simplex-Datenverbindungen (z. B. für Tracking-Lösungen) sind nicht betroffen. Telefongespräche (Two-Way Voice) und Zweiweg-Datenübertragungen (Duplex data service) waren z. B. im Oktober 2006 und auch danach, also vor und während der Vorbereitung der Satellitenkonstellation auf die neuen Satelliten nicht immer möglich.[8] Statistiken zum S-Bandproblem liefert die Frost & Sullivan Studie vom 2008[9] Vergleicht man die Messresultate von 2008 mit den Messresultaten aus dem Jahre 2002,[10] so wird der Leistungseinbruch der S-Bandverstärker (wegen der schädlichen Strahlung) deutlich sichtbar.
Um das S-Band-Problem zu entschärfen, wurden am 29. Mai 2007 vom Sojus-Betreiber Starsem vier neue Satelliten der alten Generation in den Orbit gebracht (NORAD 31571, 31573, 31574, 31576). Am 20. Oktober 2007 folgten vier weitere Satelliten (NORAD 32263-32266) ebenfalls vom Kosmodrom Baikonur aus. Die acht neuen, voll funktionsfähigen Satelliten sollen die Ausfälle der alten Satelliten kompensieren. Zwischenzeitlich (Juli 2008) sind alle acht neuen Satelliten aktiviert worden und die Versorgungsqualität hat sich deutlich verbessert, wenn sie auch sehr abhängig vom eigenen Breiten- und Längengrad ist.[11] GlobalStar stellt jedoch auf seiner Internet-Seite ein Tool zur Berechnung der Versorgungszeiten kostenfrei zur Verfügung.
Laut Pressemeldung.[12] soll ab Sommer 2009 die zweite Generation Globalstar-Satelliten die 32 verbliebenen Satelliten der ersten Generation ablösen. Die erste Satellitengeneration bestand am Anfang aus insgesamt 52 im Orbit befindlichen Satelliten. Davon waren 48 Satelliten im Dienst und vier Reserve. Aufgrund der S-Band-Problematik war es GlobalStar aber nicht mehr möglich mit den in-spare-Orbit-Satelliten (also die Reservesatelliten im Orbit) und den on-board-Mitteln der einzelnen betroffenen Satelliten den Netzbetrieb sicherzustellen. Deshalb entschied GlobalStar die acht Reserve-Satelliten am Boden startbereit zu machen und zu verwenden. Diese 8 weiteren Satelliten der ersten Generation wurden in 920 km Höhe ausgesetzt[13] Mit der Zeit stiegen sie selbsttätig auf die Operationshöhe von 1414 km, wo sie dann den Betrieb aufnahmen.[14] Die Satelliten der zweiten Generation wurden zwischen 2010 und 2013 ebenfalls in dieser Höhe ausgesetzt und stiegen ebenfalls auf ihre Operationshöhe von 1414 km.[15]
Aktuell arbeitet der Satellitenbestand mit 32 Satelliten,[16] jedoch ohne Reservesatellit im Orbit. Aufgrund etwas geänderter Antennengeometrie kann jedoch mit 32 Satelliten fast die gleiche Versorgungsqualität erreicht werden wie zuvor mit 48 Satelliten.
Auf den Coverage Maps[17] kann die Verfügbarkeit des Netzes in Abhängigkeit vom gewählten Dienst weltweit angezeigt werden.
Auch die Satelliten der zweiten Generation werden keinen Satelliten-Interlink unterstützen. Daher plant Globalstar einen Ausbau seines Gateway-Netzes im Zuge des Upgrades auf die neue Satellitengeneration.
Am 14. Januar 2010 hat Globalstar angefangen bestehende Gateways in Argentinien, Australien, Botswana, Frankreich, Korea und den USA für das neue System umzurüsten. Im Fokus lag hierbei die Telemetry Control Unit (TCU), da hier die größten Unterschiede zum "alten" System bestehen. Da bei den 24 neuen Satelliten im Prinzip reine "Verstärker" zum Einsatz kommen, sind diese nahtlos zur bisherigen Infrastruktur und zu bereits am Markt befindlichen Geräten kompatibel. In Zukunft sollen diese 24 Satelliten für die gesamte Abdeckung der bisher bereits bedienten Regionen ausreichen und Stück für Stück die in die Jahre gekommenen alten Satelliten ersetzen. Die neue Generation Globalstar-Satelliten soll darüber hinaus über ein verbessertes Telemetriesystem verfügen, das dem Globalstar Satellite Operations and Control Center in Kalifornien bessere Kontrollmöglichkeiten bietet.
Die Validierungstests (Temperatur/Vakuumtests) für die neuen Satelliten wurden abgeschlossen und das erste Zeitfenster für einen Start von zunächst sechs Satelliten der neuen Generation für einen 90-tägigen Zeitraum ab 5. Juli 2010 avisiert. Am 19. Oktober konnten die ersten sechs Satelliten erfolgreich mit einer Sojus ins All befördert werden. Zwei der Satelliten wurden binnen eines Monats in Betrieb genommen, die restlichen vier Anfang des Jahres 2011.
Ab Mai 2011 sollen jeweils in drei aufeinanderfolgenden Starts im 3-Monatsrhythmus, die restlichen 18 neuen Trabanten ins All befördert werden. Am 13. Juli und 26. Dezember 2011 zwei Tage nach dem geplanten Start, beförderte eine Trägerrakete des Typs Sojus-2.1a jeweils sechs Globalstar-2-Satelliten in die Erdumlaufbahn.[18]
Bis auf sechs Satelliten, die Mitte 2012 gestartet wurden und der weiteren Lückenfüllung und Reserve dienen, ist der Austausch der Satelliten abgeschlossen. Bis Mitte Mai 2012 sollten auch die letzten, noch nicht aktiven, neuen Satelliten positioniert und aktiviert sein.
Der Austausch ist somit vollzogen und das Netz wieder funktionsfähig.
Einzelnachweise
- https://eu.globalstar.com/en/index.php?cid=5550 Secondary Phone Number Service
- ITU Operational Bulletin. (PDF; 600 KB) In: www.itu.int. 18. Mai 2012, abgerufen am 10. Mai 2015 (englisch).
- https://www.globalstar.com/en/ir/docs/GlobalstarOverviewPresentation.pdf Globalstar - Globalstar Overview 2017 - Foliensatz (englisch)
- https://gsproductsupport.files.wordpress.com/2009/04/description-of-the-globalstar-system-gs-tr-94-0001-rev-e-2000-12-07.pdf Globalstar - Description of the Globalstar System (GS-TR-94-0001)
- http://spectrum.welter.fr/international/cept/ecc-reports/ecc-report-171-unwanted-emissions-iridium-ras-1610-1613-MHz.pdf IMPACT OF UNWANTED EMISSIONS OF IRIDIUM SATELLITES ON RADIOASTRONOMY OPERATIONS IN THE BAND 1610.6-1613.8 MHZ
- Degradation Of Satellites Puts Globalstar's Service, Business Plan At Risk
- GLOBALSTAR, INC. FILES FORM 8-K WITH SEC
- Constellation Update and Advisory (Memento vom 6. Oktober 2012 im Internet Archive)
- FEBRUARY 2008 LEO SATELLITE TELEPHONE QUALITY OF SERVICE COMPARISON - GULF COAST ANALYSIS (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- Satellite Telephone Quality of Service Comparison Iridium vs. Globalstar July 2002 (Memento vom 28. September 2007 im Internet Archive) (PDF; 146 kB)
- Starsem-Pressemitteilungen
- GLOBALSTAR SIGNS SECOND-GENERATION SATELLITE CONSTELLATION LAUNCH CONTRACT WITH ARIANESPACE
- Globalstar Pressemeldung 22. GLOBALSTAR ANNOUNCES SUCCESSFUL LAUNCH OF FOUR SATELLITES
- Globalstar Second-Generation Satellite Constellation
- Skyrocket.de - Globalstar 73 - 120 (Globalstar-2)
- Globalstar Second-Generation Satellite Constellation
- Karten zur Verfügbarkeit. Zugriff: 15. April 2016
- Weitere sechs Nachritensatelliten im Orbit 13. Juli 2011. Zugriff 15. April 2016
