Gebruikersterminal: hoe een plat schoteltje je verbindt met een zwerm satellieten
Een gebruikersterminal is het apparaat dat bij jou thuis, op een boot, in een vliegtuig of ergens in de rimboe staat en dat rechtstreeks contact maakt met satellieten om internet te leveren. Vergelijk het met de modem die je nu misschien hebt voor kabel- of glasvezelinternet, maar dan zonder kabel: in plaats daarvan praat het apparaat met satellieten die honderden kilometers boven je hoofd voorbijrazen. Het bekendste voorbeeld is de Dishy van Starlink, een plat wit ovaal schoteltje op een paaltje dat je gewoon in de tuin of op het dak zet.
Het bijzondere aan zo'n moderne gebruikersterminal is dat hij zichzelf niet fysiek hoeft te richten, zoals een klassieke satellietschotel voor televisie dat wel moet. Hij 'kijkt' elektronisch de lucht in en volgt satellieten die in een paar minuten van horizon tot horizon trekken, om vervolgens naadloos over te schakelen naar de volgende. Dat maakt satellietinternet mogelijk op plekken waar geen kabel, glasvezel of zendmast ligt: van een afgelegen boerderij in Friesland tot een onderzoeksstation in Antarctica.
Wat is het precies?
Een klassieke satellietschotel voor tv werkt met één vaste, geostationaire satelliet die altijd op dezelfde plek aan de hemel hangt, op zo'n 36.000 kilometer hoogte. De schotel wordt één keer mechanisch gericht en blijft dan stilstaan. Dat werkt goed voor televisie, maar geeft een merkbare vertraging (latency) van rond de 600 milliseconden, omdat het signaal zo'n grote afstand moet afleggen.
De nieuwe generatie gebruikersterminals is gemaakt voor satellieten in een lage baan om de aarde (low earth orbit, LEO), meestal op 500 tot 1.200 kilometer hoogte. Die satellieten bewegen razendsnel over de hemel en zijn maar een paar minuten per keer zichtbaar vanaf een vaste plek op aarde. Een schotel die je één keer richt, is dus onbruikbaar: de terminal moet continu van satelliet wisselen.
Dat lossen fabrikanten op met een phased array antenne: een plat vlak met honderden of duizenden piepkleine antenne-elementjes. Door de timing (fase) van het signaal in elk elementje elektronisch te sturen, kan de antenne de richting van zijn 'bundel' laten veranderen zonder dat er iets beweegt. Zo kan de terminal binnen milliseconden overschakelen van de ene satelliet naar de andere, terwijl hij er van buiten roerloos bij staat.
Binnenin zit verder gewoon een modem dat het satellietsignaal omzet naar een normale internetverbinding, meestal via een kabel naar een wifi-router in huis. De meeste systemen werken in de Ku-band of Ka-band, delen van het radiospectrum die goed geschikt zijn voor breedband maar wel gevoelig zijn voor regen en interferentie met andere signalen. Omdat de satellieten dichterbij staan dan bij klassieke systemen, daalt de vertraging naar ongeveer 20 tot 40 milliseconden, vergelijkbaar met gewoon glasvezelinternet.
Wat wil men ermee bereiken?
Het hoofddoel is simpel: internet overal ter wereld, ook waar aanleg van kabels of zendmasten te duur of onmogelijk is. Wereldwijd hebben nog altijd miljarden mensen geen betrouwbare breedbandverbinding, vooral op het platteland, op eilanden en in ontwikkelingslanden. Satellietterminals moeten die kloof - vaak de digital divide genoemd - verkleinen zonder dat je op elke heuveltop een zendmast hoeft te bouwen.
Daarnaast is er een economisch motief: bedrijven als SpaceX en Amazon zien een grote markt in gebieden waar traditionele telecomaanbieders niet of nauwelijks actief zijn, en willen daarnaast schepen, vliegtuigen en voertuigen onderweg van internet voorzien. Ook noodcommunicatie is een belangrijke drijfveer: na overstromingen, aardbevingen of andere rampen vallen kabelverbindingen vaak uit, terwijl een gebruikersterminal binnen minuten kan worden opgezet zolang hij vrij zicht op de hemel heeft. In Oekraïne werden Starlink-terminals vanaf 2022 op grote schaal ingezet om communicatie draaiende te houden nadat vaste infrastructuur beschadigd was.
Voorbeelden uit de praktijk
Starlink (SpaceX) bracht zijn Dishy-terminal in 2021 op de markt en is tot nu toe de grootste speler: het bedrijf claimt wereldwijd miljoenen actieve terminals, verspreid over tientallen landen. De terminal is in de loop der jaren kleiner, lichter en goedkoper geworden, met varianten als de compacte 'Mini' voor onderweg.
Amazon Project Kuiper werd in 2019 aangekondigd en lanceerde zijn eerste testsatellieten in 2023, gevolgd door de opbouw van de eigenlijke constellatie vanaf 2024. Amazon presenteerde eigen terminal-ontwerpen die kleiner en goedkoper zouden moeten zijn dan de eerste Starlink-schotels, maar op het moment van schrijven is de dienst nog niet breed beschikbaar voor consumenten.
OneWeb, tegenwoordig onderdeel van het Frans-Britse Eutelsat, richt zich vooral op zakelijke klanten en overheden - denk aan internetverbindingen voor luchtvaartmaatschappijen, mijnbouwbedrijven en overheidsdiensten - met terminals die via lokale partners worden geleverd in plaats van rechtstreeks aan consumenten.
Viasat en Hughes zijn oudere spelers die vooral met klassieke geostationaire satellieten werken en terminals leveren voor onder meer scheepvaart en luchtvaart-wifi; zij bewegen zich langzaam richting hybride systemen die ook LEO-capaciteit gebruiken.
In China bouwen staatsbedrijven aan eigen megaconstellaties: Qianfan (ook bekend als de 'G60 Starlink', met lanceringen vanaf 2024) en Guowang, geleid door het staatsbedrijf China SatNet. Beide moeten China onafhankelijk maken van westerse satellietinternetdiensten en hebben eigen terminals in ontwikkeling.
Hoe ver is de techniek?
Starlink is verreweg het meest volwassen systeem: de terminals zijn breed verkrijgbaar, de prijs is gedaald van enkele honderden naar soms rond de 200 tot 350 euro afhankelijk van regio en model, en het abonnement is in tientallen landen te bestellen. Toch blijven er duidelijke beperkingen. Een terminal trekt tientallen Watts aan stroom, wat hem minder geschikt maakt voor plekken zonder betrouwbaar elektriciteitsnet, en bij zware regen of sneeuw kan het signaal verzwakken.
Amazon Kuiper bevindt zich nog in de opbouwfase: er zijn duizenden satellieten nodig voor volledige wereldwijde dekking, en dat kost jaren. Ook OneWeb en de Chinese constellaties zijn nog niet compleet. Een structureel obstakel voor de hele sector is dat elke satelliet maar een beperkte hoeveelheid capaciteit heeft, waardoor het aantal terminals dat in één gebied tegelijk goede snelheden kan halen, begrensd blijft - vergelijkbaar met een druk wifi-netwerk waar iedereen dezelfde bandbreedte deelt.
Verder is er internationale afstemming nodig: de Internationale Telecommunicatie Unie (ITU), een VN-orgaan, coördineert wie welke radiofrequenties en satellietbanen mag gebruiken om interferentie tussen concurrerende constellaties te voorkomen. Naarmate meer bedrijven en landen eigen netwerken lanceren, wordt die coördinatie en de bijbehorende geopolitiek complexer.
Wie werken eraan?
SpaceX (Verenigde Staten) is met Starlink de huidige marktleider. Amazon bouwt met Project Kuiper een concurrerend Amerikaans systeem. Eutelsat/OneWeb (Frankrijk/Verenigd Koninkrijk) richt zich op de zakelijke en overheidsmarkt. Viasat en Hughes (beide VS) komen uit de wereld van klassieke satellietcommunicatie en breiden uit naar nieuwe technologie.
In China werken staatsbedrijven achter Qianfan (uit Shanghai) en Guowang (via China SatNet) met expliciete steun van de overheid aan eigen constellaties en terminals. Op antennegebied zijn gespecialiseerde bedrijven als Kymeta en ALCAN Systems actief in de ontwikkeling van goedkopere phased-array-technologie die ook door andere aanbieders gebruikt kan worden.
In Europa werkt het Europees Ruimteagentschap (ESA), samen met de Europese Unie, aan een eigen constellatie genaamd IRIS², bedoeld om Europa minder afhankelijk te maken van Amerikaanse en Chinese aanbieders voor satellietconnectiviteit. Ook diverse universiteiten en onderzoeksinstituten in Europa en de VS doen onderzoek naar goedkopere en energiezuinigere antennechips voor toekomstige terminals.