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Internet dank Luftballons? – Das «Project Loon»

Gemäss Schätzungen von Google hat mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung keinen Internetanschluss. Einen Schritt in Richtung weltweiter Internetversorgung wagt Alphabet mit dem «Project Loon». Ballons sollen für die Anbindung abgelegener Regionen sorgen, in denen terrestrische Netze zu teuer sind. Sie könnten auch zum Einsatz kommen, wenn Netze ausfallen.

Internetballon

Das Forschungslabor X des Google-Mutterkonzerns Alphabet Inc. verfolgt diverse ausgefallene Ideen. Viele dieser Projekte sind der Öffentlichkeit nicht zugänglich. Anders das «Project Loon», das der breiten Masse vorgestellt wurde. Die Idee ist, gasgefüllte und mit Sendestationen ausgerüstete Luftballons in die Stratosphäre aufsteigen zu lassen und so Menschen in abgelegenen und ländlichen Gegenden mit Internet zu versorgen. 

Konstruktion und Funktionsweise

Die aus Polyethylen gefertigten Ballonhüllen sind 15 Meter breit und 12 Meter hoch. Jeder Ballon besteht aus zwei Hüllen. Die Aussenhülle ist mit Helium gefüllt, im Inneren wurde der Ballon so gebaut, dass er Luft aufnehmen oder abgeben kann, je nachdem ob das Konstrukt sinken oder steigen soll. Auf der Unterseite ist ein zehn Kilogramm schwerer Kasten angebracht, in dem sich die Elektronik, also Recheneinheit und Mobilfunkmodul, befindet. Diese wurden speziell für extreme Temperaturen in der Luft entwickelt. An den Seiten des Kastens sind Solarmodule montiert, die den Strom in Li-Ion-Akkus speichern und auf diese Art den Ballon bzw. die Station mit Energie versorgen. Die Ballons fliegen in 20 bis 30 Kilometern Höhe in der Stratosphäre, wo sie keine Gefahr für den Flugverkehr darstellen, und funken von dort aus Signale zur Erde.

Die Kommunikation zwischen den Internet-Service-Providern auf der Erde, den Endgeräten, wie Smartphones oder Laptops, und den Internetballons erfolgt über die LTE-Technologie (Long Term Evolution). Der dafür genutzte Frequenzbereich ist das UHF-Frequenzband. Dort werden je nach Region und Land unterschiedliche Frequenzen verwendet, von ca. 700 bis 2600 Megahertz. Ein LTE-Signal kann durch einen einzigen Ballon auf eine runde Fläche von bis zu 5000 Quadratkilometern übertragen resp. von dort empfangen werden. Die Ballons leiten den Datenverkehr dann durch (von Google nicht näher definierte) Highspeed-Links an das globale Internet weiter. 

Unterstützung durch Algorithmen und künstliche Intelligenz

Alphabets Ziel ist es, die Ballons mindestens hundert Tage in der Luft halten zu können. Um dieses Ziel zu erreichen, bedient man sich künstlicher Intelligenz und Algorithmen. Die Steuerungssoftware ermöglicht präzise Vorhersagen von Strömungen durch Auswertung von 17 Mio. Kilometern Flugerfahrung. Um die Position ungefähr halten zu können, müssen sich die Ballons mit wechselnden Windströmungen bewegen. Durch die Algorithmen wird die Flughöhe angepasst und gesteuert. Der Ballon kann somit dank intelligenter Software (Erfahrung, Algorithmen, Meteo-Daten) zukünftige Situationen abschätzen und auch punktuell ungünstigere Strömungen nutzen, wenn dies langfristig Vorteile verspricht. Die Software sorgt zudem dafür, dass ein Ballon, wenn er seinen Bereich verlässt, rechtzeitig durch einen anderen ersetzt wird, um so die Versorgung ununterbrochen zu gewährleisten.

Fazit

Der Einsatz von Internetballons steckt noch in der Testphase. Alphabet strebt die Zusammenarbeit mit diversen Mobilfunkanbietern sowie Regierungen weltweit an. Sobald einige rechtliche Hürden aus dem Weg geschafft sind, werden wohl weltweit Millionen von Menschen von der Verfügbarkeit des schnellen und sicheren Internets profitieren. Neben dem Einsatz in ruralen Gebieten kann mit Internetballons auch die Internetverbindung in Katastrophen- und/oder Kriegsgebieten relativ rasch wieder aufgebaut werden, was humanitären Helfern die Arbeit deutlich erleichtern würde.

Bei AKAD Technics werden in verschiedenen Fächern aktuelle und kontroverse Themen aus den unterschiedlichsten Blickwinkeln beleuchtet, damit die Studierenden fundiert und aktiv zur Meinungsbildung beitragen können.

Autor: Herr Matej Smokrovic, Wirtschaftsinformatiker

publiziert am 5.10.2017 im Auftrag von AKAD Technics

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