T-Mobile und Starlink: Mit dem Handy ins All telefonieren

Mit einem Handy über Satellit telefonieren, das gab es doch schon mal? Ja, richtig, speziell das Iridium-Satellitennetzwerk bietet dies mit Telefonen an, die nur etwa wie die D-Netz-Handys der Gründerzeit aussehen, aber keine Satelliten-Parabolantennen benötigen. Es gab auch noch einige andere solche Netzwerke mit „etwas größeren“ Telefonen. Ihrem Alter entsprechend bieten sie nur sehr langsame Datenübertragung mit maximal 9600 Bit/s, meist weniger, Telefonie war hier das Wichtigste.

Nun sollen aber normale moderne Smartphones in abgelegenen Gegenden ohne terrestrische Mobilfunknetze sich stattdessen in Satelliten-Netzwerke, konkret: Starlink, einbuchen können. T-Mobile USA und SpaceX wollen dies in einer Kooperation ermöglichen und verkünden, dass hierzu Mobiltelefone geeignet sind, wie sie jeder heute in der Tasche hat.

Zunächst werden aber nur Textnachrichten, SMS, unterstützt. Die Beta-Phase startet auf dem Gebiet der USA, samt Hawaii, Teilen Alaskas, Puerto Ricos und in US-Hoheitsgewässern. Sprache und Datenübertragung sollen später folgen. „Coverage Above and Beyond“, so der Name des Projekts, soll später durch die Zusammenarbeit mit anderen globalen Netzbetreibern weltweit möglich werden.

Bislang waren nur Erweiterungen von 5G geplant, die dann auch Betrieb über Satelliten ermöglichen. Dazu werden allerdings neue Mobiltelefone benötigt. Ein solches Projekt wurde letzten Monat von Qualcomm, Ericsson und Thales angekündigt, nachdem im März satellitengestützte nicht-terrestrische 5G-Netze (5G NTNs) in der Version 17 der 5G-Spezifikationen des 3GPP-Telekommunikationsstandardisierungsgremiums genehmigt wurden.

Ericsson sagte, dass die Änderungen zur Unterstützung von 5G NTNs minimal sein würden und nur einige Software-Ergänzungen und einen neuen Filter zur Unterstützung des Satellitenbandes umfassen würden, aber dennoch würden die Nutzer ein neues Handy benötigen.

Es ist fraglich, ob ein Satellitendienst wirklich mit jedem bestehenden Mobiltelefon funktioniert und welche Auswirkungen dies beispielsweise auf die Akkulaufzeit des Geräts haben könnte.

Doch auch die aktuellen SpaceX/Starlink-Satelliten können diesen Dienst noch gar nicht erbringen. StarLink plant zwar bereits den Einsatz größerer Satelliten (v2, etwa viermal so schwer) mit größerer Antenne, doch sind diese Systeme noch gar nicht genehmigt und auch nicht die zugehörige Frequenznutzung.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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WiFi 6 statt 5G für das IIoT?

IIoT? Ja, kaum hat man die Abkürzung IoT für das „Internet der Dinge“ (Internet of Things) verinnerlicht, so gibt es schon eine neue: IIoT – das Industrial Internet of Things. Gemeint sind damit also nicht mehr die Kaffeemaschine, die beim Frühstück zuhause mit dem Toaster und dem Kühlschrank spricht, sondern Produktionsanlagen, Maschinen, die ihren Zustand und den Restbestand an zu verarbeitenden Materialien untereinander rückmelden.

Der neue Mobilfunkstandard 5G wird hierfür oft als Mittel der Wahl propagiert. Doch so, wie man zuhause am Smartphone ein WLAN benutzt und nicht Mobilfunk, ist es auch in der Fabrik sinnvoller, per WLAN zu vernetzen, angeblich sogar sinnvoller als per Kabel, aber vorzugsweise im neuesten Standard 6/6E, so die Wireless Broadband Alliance (WBA). Dieser enthält neue, freie und je nach Standort bis zu 1,2 GHz breite Frequuenzbereiche bei 6 GHz.

Die von Cisco, der Deutschen Telekom und Intel geleitete Arbeitsgruppe Wi-Fi 6/6E for IIoT der WBA hat Ideen für die Zukunft vernetzter Geräte in Fabriken zusammengetragen und in dem 52-seitigen Whitepaper Wi-Fi 6/6E for Industrial IoT zusammengefasst. Die Arbeitsgruppe führt ein Beispiel aus der Öl- und Gasindustrie an, in der die Umstellung auf eine drahtlose Installation zu einer Senkung der Installationskosten um 75% führt.

Das Team beschreibt auch, wie Wi-Fi 6 mehrere deterministische Funktionen zur Steuerung der Dienstgüte (QoS) bietet, um hohe Zuverlässigkeit für kritische Anwendungen zu gewährleisten. Dazu gehören die Priorisierung des Datenverkehrs durch die Unterstützung von Time-Sensitive Networking (TSN) sowie der Multi-Link-Betrieb (MLO), der es einem Gerät ermöglicht, mehr als einen Funkkanal gleichzeitig zu nutzen.

All dies setzt allerdings voraus, dass industrietaugliche Chipsätze (z. B. Mikrocontroller) verfügbar sind, die diese Generation der drahtlosen Kommunikation tatsächlich unterstützen. Angesichts der aktuellen Chipknappheit könnte es sein, dass mancher dann lieber vor einer Umrüstung WiFi 7 abwartet.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Siliziumanode soll zu 10 Minuten Ladezeit führen

Bildquelle: welt.de

Mit Silizium-Anoden sollen Lithium-Ionen-Akkumulatoren möglich werden, die sich in 10 Minuten laden lassen. Die von dem kalifornischen Unternehmen Enovix entwickelte und gebaute Batterie behält auch nach 1000 Aufladungen noch 93% ihrer Kapazität und wurde nach Angaben des Unternehmens durch einen sechsmonatigen Betrieb bei erhöhten Temperaturen nur minimal beeinträchtigt. Dies sind beides wichtige Bestandteile der Ziele des US Advanced Battery Consortium (USABC) für Hochleistungs-EV-Batterien.

Die Batterietechnologie von Enovix soll bereits in kleineren Zellen eingesetzt werden, darunter auch in einer Smartwatch, die von einem ungenannten OEM hergestellt wird, der laut Enovix „eines der führenden Unternehmen der Unterhaltungselektronik weltweit“ ist.

Die gleiche Technologie steckt auch in den Batterien für Elektrofahrzeuge. Sie werden mit einer proprietären Architektur gebaut, die laut Enovix die Probleme beseitigt, die bei der Verwendung von Silizium als Anode auftreten. Graphit, das übliche Anodenmaterial, hat eine weitaus geringere Energiespeicherkapazität als Silizium, ist aber aufgrund der technischen Probleme von Silizium wie z. B. Aufquellen, das die Lebensdauer erheblich verkürzt, bislang Standard.

Enovix sagte, dass seine BrakeFlow-Technologie, die die Missbrauchstoleranz in Lithium-Ionen-Batterien erhöht, zudem eine Sicherheitsverbesserung gegenüber herkömmlichen Batterien darstellt.

Enovix ist nicht das einzige Unternehmen, das die Verwendung von Silizium als Anode für EV-Batterien erforscht. Die USABC hat bereits die Finanzierung ähnlicher Projekte von Amprius angekündigt, das an EV-Batterien mit einer Siliziumdrahtanode arbeitet, und von Nanoramic, das EV-Batterien mit siliziumdominierten Anoden entwickelt hat, die auf bestehenden EV-Batterieanlagen hergestellt werden können.

Ein weiterer Batterieexperimentator, Enevate, entwickelt eine poröse, schwammartige Siliziumanode und arbeitet nach eigenen Angaben bereits mit mehreren Elektroautoherstellern zusammen, um seine Batterie, die nach eigenen Angaben mit einer fünfminütigen Ladung 400 km weit fahren kann, in nicht näher spezifizierte Modelle für 2024 einzubauen. Zu den Investoren von Enevate gehören die Automobilhersteller Renault, Nissan und Mitsubishi.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Tesla-Klau leicht gemacht dank Bluetooth

Bildquelle: drivek.de

Moderne „Keyless Entry“-Systeme für Autos erleichtern das Aufsperren – nicht nur für den rechtmäßigen Besitzer. Oft sind die Schlüssel-Codes zu leicht zu knacken und innerhalb von 45 Minuten kann ein BMW geöffnet und weggefahren werden. Teils sind die Funksysteme auch zu empfindlich und erlauben Öffnen und Start auf mehrere Meter Entfernung. Damit haben sich auch bereits rechtmäßige Besitzer vergiftet.

Diese Gefahr besteht bei einem E-Auto zwar nicht, aber eine andere Schwäche der Funkschlüssel tritt auch hier zutage: Ein ordnungsgemäß nach mehr als einem Meter zu schwaches Signal kann über Relayeinrichtungen so verstärkt werden, dass das Auto auch auf 20 m Entfernung zum Schlüssel geöffnet werden kann.

Bluetooth Low Energy sollte hier über die Signallaufzeiten und Latenzen eine Entfernungsmessung möglich machen und bei zu großer Entfernung auch bei starkem Signal das Öffnen verweigern. Diverse Tesla-Modelle nutzen diese Technologie.

Die von Forschern der NCC Group entdeckte und demonstrierte Technik besteht darin, die Bluetooth Low Energy-Signale von einem mit einem Tesla gekoppelten Smartphone an das Fahrzeug weiterzuleiten. So lässt sich nicht nur die Tür entriegeln, sondern auch das Auto starten und wegfahren.

Zum Tesla-Klau werden zwei weitere Smartphones benötigt: Eins in der Nähe des gekoppelten Telefons des Besitzers und ein weiteres Gerät in der Nähe des Autos. So wird direkt auf der Verbindungsebene des Bluetooth-Protokolls gekoppelt und so die „Entfernungsmessung“ umgangen. Diese Sicherheitslücke betrifft alle Produkte, die über ein Smartphone und Bluetooth Low Energy etwas öffnen lassen, auch Haustüren.

Die Bluetooth-Kernspezifikation hat im Übrigen nie die Sicherheit dieser Entfernungsbestimmungen garantiert. In den Aktualisierungen der Proximity-Profil-Spezifikation aus dem Jahr 2015 erklärte die Bluetooth Special Interest Group (SIG), dass das Proximity-Profil nicht als einziger Schutz für wertvolle Güter verwendet werden sollte und dass es derzeit keine bekannte Möglichkeit gibt, sich gegen solche Angriffe mit Bluetooth-Technologie zu schützen.

Diese Zugangstechnik, bei Tesla heißt sie „Passiver Zugang“, sollte also wo möglich abgeschaltet werden

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Flachlautsprecher mit hohem Wirkungsgrad

Bildquelle: news.mit.edu

Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology haben aus einer Kunststofffolie und einer piezoelektrischen Schicht Flachlautsprecher hergestellt. Die Arbeit wird in einem kürzlich in der Fachzeitschrift IEEE Transactions on Industrial Electronics veröffentlichten Artikel mit dem Titel An Ultra-Thin Flexible Loudspeaker Based on a Piezoelectric Micro-Dome Array beschrieben. Ein YouTube-Video zeigt den Lautsprecher in Aktion.

Heutige Lautsprecher wandeln elektrische Signale üblicherweise in ein Magnetfeld um, das eine Lautsprechermembran bewegt, um hörbare Vibrationen zu erzeugen. Die MIT-Wissenschaftler benötigen keine Drahtwicklung. Sie verwenden piezoelektrisches Material, um eine Mikroanordnung von Kuppeln zu bewegen, die den Klang erzeugen.

Die Konstruktion basiert auf einer Kunststofffolie aus PET (Polyethylenterephthalat), die perforiert und mit einem dünnen Film aus piezoelektrischem Material, PVDF (Polyvinylidenfluorid), überzogen ist.

In einer Entfernung von 30 cm können diese Dünnfilm-Lautsprecher durch das Anlegen von 25 V bei 1 kHz eine Lautstärke erzeugen, die der eines typischen Gesprächs (66 dBa) entspricht. Bei 10 kHz erreicht die Lautstärke das Niveau des Stadtverkehrs (86 dBa). Die Folienlautsprecher benötigen angeblich nur 100 mW/m² Lautsprecherfläche, weniger als ein Zehntel heutiger Lautsprecher. Von 100 Hz bis 100 kHz sollen die Lautsprecher funktionieren, allerdings steigt der Schalldruck mit der Frequenz, weshalb der Klang ohne Korrektur sehr spitz und plärrend ist. Dafür können die Lautsprecher leicht in vorhandene Gegenstände wie einen Fahrzeuginnenraum integriert werden – die Forschung wurde zum Teil von der Ford Motor Company finanziert. Auch die Nutzung als Mikrofon ist angedacht. Ultraschall und Echolote sind eine naheliegende Anwendung.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Tag des Morsezeichens

Am Mittwoch, 27. April, feiern wir den Tag des Morsezeichens. Das Datum ist nicht zufällig gewählt. Bei dem 27. April handelt es sich um den Geburtstag von Samuel Finley Breese Morse, dem Begründer der Morsetelegrafie. Gemeinsam mit seinem Mitarbeiter Alfred Lewis Vail entwickelte er in den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts einen Code aus Zeichen von drei verschiedenen Längen und unterschiedlich langen Pausen.

Zwar ist im kommerziellen Bereich das Morsen weitgehend verschwunden, doch Funkamateure halten bis heute die Kunst des Morsens lebendig. Weltweit treffen sich Funkamateure auf Kurzwellenfrequenzen und frönen Telegrafie-Funkverbindungen oder nehmen an CW-Contesten teil. Hier zählt Geschwindigkeit, Präzision, körperliche Fitness und ein hervorragendes Verständnis für die sportliche Welt der Amateurfunkwellen.

2014 wurde die Morsetelegrafie in das bundesweite Verzeichnis des Immateriellen Kulturerbes aufgenommen – die Deutsche UNESCO-Kommission würdigte sie als bedeutende interkulturelle Kommunikationsform, die Zeit und Raum überwindet.

Quelle: darc.de

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Icom kündigt SHF-SDR-Transceiver an

Bildquelle: icomjapan.com

Auf https://www.icomjapan.com/lp/shf findet man erste Informationen und Bilder zum SHF-P1, einem neuen Icom-SDR-Transceiver für das 2,4- und 5,6-GHz-Band. Der Transceiver besteht aus einem Controller, dessen Design dem IC-705 entspricht, und einer SHF-Einheit, die über am LAN-Kabel angeschlossen wird.

Erstmals gezeigt werden soll ein Prototyp des „SHF Project“ ab 20. Mai 2022 auf der Dayton Hamvention in Ohio (USA).

Quelle: funkamateur.de

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5G-Backbone-Versuche über 100 GHz

Quelle: Deutsche Telekom

In einem gemeinsamen Feldversuch realisierten Ericsson, der griechische Netzbetreiber Cosmote und Telekom erstmals erfolgreich eine drahtlose Richtfunkverbindung im W-Band über eine Reichweite von 1,5 km. Damit ist der Nachweis erbracht, dass sich Frequenzbänder jenseits von 100 GHz, wie das W-Band, für Mobilfunk-Transportnetze (Backbone, vergleichbar den Interlinks im Amateurfunk) eignen. Bei diesem Versuch wurden sehr hohe Datenmengen (mehrere Gigabyte) über das 5G-Netz verschickt. Die Tests wurden im Mobile Backhaul Service Center der Deutschen Telekom bei Cosmote in Athen durchgeführt.

Mit der zukünftigen Nutzung höherer Frequenzen, wie 26 GHz bei 5G, lassen sich hochleistungsfähige Transportnetze errichten, denn nicht nur zwischen Smartphone und der Antenne der Basisstation werden immer größere Datenmengen transportiert. Auch das dahinter gelegene Transportnetz (engl.: backhaul oder backbone) muss diese steigenden Kapazitätsanforderungen bewältigen. Für Gebiete, die nicht über Glasfaser angeschlossen werden können, erfolgt die Anbindung über Richtfunk. Dieser nutzt zurzeit Frequenzbänder von 4 GHz bis 80 GHz, um die hohen Breitband-Anforderungen von 5G zu unterstützen.

Der Versuchsaufbau bei Cosmote bestand aus zwei parallelen Richtfunkstrecken. Eine diente der Übertragung im E-Band (70/80 GHz), die zweite diente einer Übertragung im W-Band (92 GHz bis 114 GHz). Beim Versuch wurden Übertragungsgeschwindigkeiten von 5,7 GBit/s über die je 1,5 km langen Teilstrecken gemessen, bei einer auf 1 km verkürzten Distanz sogar mehr als 10 GBit/s.

Dieser Test hat gezeigt, dass das W-Band eine vergleichbare Leistung wie das E-Band erbringen kann. Letzteres ist derzeit das einzige Frequenzband, das für drahtlose Transportnetz-Kapazitäten im Bereich von 10 GBit/s für 4G und 5G verwendet wird. Mit dem W-Band steht dann technisch zusätzliches Spektrum zur Verfügung, das die Anforderungen für Hochgeschwindigkeits-Richtfunk erfüllt. Bereits vor zwei Jahren hatte man zum ersten Mal mehr als 100 GBit/s über 1 km Entfernung im Millimeter-Spektrum übertragen.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD nach PI)

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