Luisterrijke ruimte; De onverbiddelijke opmars van de satellietcommunicatie

Communicatiesatellieten. Op 35.786 kilometer boven de evenaar draaien ze in precies 24 uur rond de aarde, zodat ze steeds op dezelfde plaats lijken te staan: als enorme zendmasten zonder mast. Radiosignalen die vroeger moeizaam door de dampkring ploegden, flitsen over een V-vormig traject door de ruimte. Snelle communicatie langs de geostationaire baan. De ongekende mogelijkheden van Inmarsat (International Maritime Satellite Organisation).

Om radiosignalen door de ruimte te zenden zijn, behalve een satelliet, ook twee grondstations nodig. Decennia lang waren dat schotelantennes van een meter of dertig doorsnee en tientallen kubieke meters bijbehorende elektronica, maar sinds een paar jaar kan een van de twee grondstations verplaatsbaar zijn. Ze zijn nog nauwelijks te betalen en te tillen, maar wie rijk is en veel spinazie eet kan tegenwoordig vanaf elke locatie op aarde telefoneren. Over een paar jaar is dat ook mogelijk voor minder draagkrachtigen, want naar verwachting zullen gewicht en prijs dalen tot minder dan één kilo respectievelijk minder dan duizend dollar. De Westerse zakenman op het Russische platteland hoeft geen uren meer te wachten tot een telefoniste verbinding met zijn hoofdkantoor heeft gemaakt; het Papoea-dorpshoofd op Nieuw-Guinea heeft een satelliettelefoon in een holle kokosnoot verstopt om even met Reuter te bellen als het Indonesische leger vervelend doet; en om in noodgevallen een helikopter te kunnen ontbieden heeft de wandelende toerist in Lapland er een in zijn jaszak.

Nog een jaar of acht en het is zover.

Gangmaker

De onbetwiste gangmaker van de draagbare satellietcommunicatie heet International Maritime Satellite Organisation, ofwel Inmarsat. In 1979 tekenden 26 landen een overeenkomst om telefoongesprekken met schepen op zee mogelijk te maken. Nederland leverde 2,54 procent van het werkkapitaal en staat daarmee op de achtste plaats onder de inmiddels 64 leden. Elk land wees vervolgens een overheidsdienst of particuliere organisatie aan als vertegenwoordiger binnen Inmarsat; voor Nederland is dat PTT Telecom.

De scheepstelefonie werd in 1982 operationeel onder de naam Inmarsat-A, en is ook bruikbaar voor telex en datacommunicatie (standaard met 9600 bits p/s, maar in opgevoerde editie tot 64 kilobits p/s, ofwel deze hele bijlage in veertig seconden). De oudste Inmarsat-A terminals wegen meer dan een koe en trekken tijdens het zenden honderden watts aan stroom, maar op een beetje schip hindert dat weinig. Een van de vier Inmarsat-satellieten geeft de gesprekken (of data) door aan een van de grondstations, waar ze per telefoonkabel worden doorgesluisd naar de gekozen abonné. Om vanaf de wal te bellen, pakt de verloofde van de matroos het telefoonboek, kijkt bij de internationale toegangsnummers onder Inmarsat, draait het "landnummer' van de satelliet boven de oceaan in kwestie, en vervolgens het nummer van het schip. Het kost achttien gulden per minuut, maar het werkt uitstekend.

Zakelijk gezien vallen de kosten in het niet bij de winst. ""Omdat schepen tegenwoordig altijd en overal bereikbaar zijn'', zegt marketing director ir. A.J.M. Valk van PTT Telecom, ""hoeft de bestemming niet bekend te zijn op het moment van uitvaren. Shell-tankers krijgen vaak pas dagen na vertrek te horen waar ze heen moeten. De hele vlootlogistiek is veel efficiënter geworden.'' Dat Inmarsat ook de reddingskansen voor schepen in nood zeer gunstig beïnvloedt, hoeft nauwelijks betoog.

Wat bij de oprichting van Inmarsat niet of nauwelijks werd voorzien, was dat elektronische apparatuur in recordtempo zoveel beter, goedkoper en vooral kleiner en lichter zou worden. Ook onvoorzien was de Golfoorlog. Dank zij Inmarsat kon CNN's Peter Arnett uit het Rashid Hotel in Bagdad dagelijks honderden miljoenen mensen toespreken - en dank zij CNN werd de verplaatsbare satelliettelefoon een begrip.

Als een raket

Zo'n ding moet ik ook hebben, dacht ik in maart vorig jaar, voordat ik voor deze krant naar het Iraakse Koerdistan vertrok. Een paar telefoontjes met experts maakten me snel wijzer: weliswaar kon ik voor honderdduizend gulden een set aanschaffen, maar voor het transport, inclusief stroomgenerator en voorraad dieselolie, zou ik een bestelbusje of vijf muilezels nodig hebben.

Er bestond echter ook een andere mogelijkheid, meldde een voorlichter van de PTT: sinds 17 januari had Inmarsat een nieuw systeem in bedrijf, Inmarsat-C, waarmee alleen data konden worden verzonden (met 600 bits ofwel 75 lettertekens per seconde). De apparatuur van de Deense fabrikant Thrane & Thrane kostte maar ƒ 15.000.-, woog een kilo of zeven, en paste in een rugzak. De PTT had twee demonstratiemodellen en Frits Schwing, Product Manager International Mobile Communications, wilde wel eens meemaken hoe het systeem vanuit Noord-Irak werkte. En het werkte als een trein, of beter, een raket (Van de krant naar Irak ging ook, maar kostte wat meer moeite.).

Simpel gesteld gaat het zo: een gewone laptop wordt geladen met speciale software, waarvan ook een eenvoudig tekstverwerkingsprogramma deel uitmaakt. Is de te verzenden tekst gereed, dan wordt een (RS-232) kabeltje gelegd tussen laptop en terminal (ter grootte van een platte schoenendoos), wordt de antenne ingeplugd en wordt het geheel aangesloten op een auto-accu. Enige kennis van de satelliet-posities is nodig. Uit Noord-Irak is Indian Ocean het best te bereiken (in het zuidoosten op 50 graden boven de horizon); East Atlantic (op 15 graden boven de zuidwestelijke horizon) lukte vaak ook. Een vrije lijn tussen satelliet en antenne is voorwaarde, maar anders dan bij het A-systeem hoeft de Inmarsat-C antenne niet gericht te worden. Na inschakeling zoekt de terminal zelf de satelliet met het sterkste bakensignaal en stemt vervolgens af op de bijbehorende zend- en ontvangfrequentie. De gebruiker hoeft dan alleen nog maar op het menu van de laptop aan te geven welk stuk de lucht in moet, en via welk grondstation het in welke vorm waarheen moet worden doorgestuurd. Doorzenden van het bericht van grondstation naar ontvanger kan als telex, als fax, als datafile of als radiobericht terug de ruimte in, naar een andere C-set.

Zijn al die gegevens verstrekt, dan kan er gezonden worden door in het menu naar send te gaan en enter in te drukken. De rest gaat automatisch, en dat is maar goed ook: terminal, grondstation en network coordination station (het grondstation dat als centrale dienst doet; voor Indian Ocean is dat Thermopylae in Griekenland) beginnen aan een gecompliceerde berichtenuitwisseling, waarbij de terminal onder meer te horen krijgt op welke frequentie (rond 1.6 gigahertz) en wanneer de datastroom de ruimte in mag.

Van de honderd watt waarmee de tekst uit Irak vertrok, was bij de satelliet nog ongeveer een honderdmiljardste watt over; dat signaal werd vervolgens met zonne-energie veertigbiljoen maal versterkt om het hoorbaar te maken voor de schotelantenne van het grondstation in Perth, Australië. (Perth was toen het enige grondstation voor de Indian Ocean-satelliet dat Inmarsat-C kon verwerken. Nu zijn er meer stations, waaronder een in Nederland.) Daar werd het opgeslagen in een computergeheugen en naar Rotterdam verzonden zodra het station een telexlijn vrij had. Bij de krant zorgde de koppeling tussen telex en computersysteem ervoor dat de tekst in één keer bij de redactie op het beeldscherm verscheen. Vrijwel op datzelfde moment veranderde op mijn beeldscherm in Koerdistan de melding confirmation requested in confirmation OK en kon ik overgaan tot de orde van de dag.

Gridpad

Het is niet te veel gezegd dat met Inmarsat-C een droom werkelijkheid is geworden. De lichtste set van nu, een Toshiba, weegt inclusief accu en antenne 3,8 kilo en is niet groter dan een dik A-viertje. Nog een laptop van twee kilo erbij en klaar ben je. Sinds 17 januari 1991 is homo sapiens vrij van zijn eigen communicatie-infrastructuur. En het is allemaal nog maar het begin. Een greep uit de mogelijkheden: fotograferen op floppy in plaats van film (bijvoorbeeld met de Canon Ion FC 260, van ƒ 1899.-), floppy in de laptop, en digitaal verzenden met Inmarsat-A.

Zowel A- als C-terminals kunnen worden gecombineerd met positiebepalingsapparatuur. Het meest gebruikt worden de 24 satellieten van het Global Positioning System van het Amerikaanse ministerie van defensie. Iedereen mag de GPS-satellieten gratis gebruiken, en van de eerste geheel geïntegreerde GPS/Inmarsat-C set gaat dezer dagen de verkoop los. Nauwkeurigheidsmarge: vijftien meter.

Inmarsat-C werkt ook met gridpad, een computertje zonder toetsenbord. Berichten worden met een speciale pen op het beeldscherm genoteerd en de computer zet je handschrift om in een keurige verzendklare datafile. Binnen een paar jaar is ook de gridpad overbodig: de tekst kan gewoon worden ingesproken, wordt met een stemherkenningsprogramma omgezet in een datafile en dan met mondelinge commando's naar de bestemming gedirigeerd. De software kan ook vertalen: een kameelreiziger in de Gobi Woestijn doet in het Chinees een paar mededelingen, die twee minuten later in het Portugees op een beeldscherm in Rio de Janeiro verschijnen. Wat hij zou moeten zeggen is nog het grootste probleem.

Geen wonder dat het hoofdkwartier van Inmarsat in Londen bijna uit zijn voegen barst. Velen van de 450 medewerkers uit meer dan vijftig landen worstelen met een paradoxaal gebrek aan ruimte en de gangen staan vol kantoormeubilair. Aan een nieuw gebouw wordt hard gewerkt.

""Het gebruik van onze satellieten neemt enorm toe'', aldus James L. Fear, oud-officier van de Amerikaanse kustwacht en nu manager van Inmarsats Maritime Services Operations. ""Er zijn op dit moment 16.000 A-sets in gebruik en dat aantal groeit met 300 per maand. Van de C-sets zijn er tot nu toe 2500 verkocht. Dertien elektronicafabrikanten maken nu terminals: in totaal 19 verschillende modellen standaard-C, en nog veel meer voor A.''

Inmarsat is niet uniek. Zo heeft de European Telecommunications Satellite Organization het Euteltracs-systeem dat vrachtautochauffeurs in staat stelt uit de cabine korte berichten door te geven aan de thuisbasis. De terminals zijn echter maar in één, door Eutelsat voorgeschreven versie verkrijgbaar, berichtenuitwisseling tussen mobiele terminals is niet mogelijk, communicatie met telefoonabonné's evenmin, en het grootste bezwaar: het werkt alleen in Europa. ""Inmarsat is de enige organisatie met een werelddekkend systeem en dat is doorslaggevend voor ons succes'', aldus Fear. ""Met één terminal kan een schip overal ter wereld terecht. In 1990 zijn we begonnen met telefoonverkeer van en naar passagiersvliegtuigen. Stel je voor dat die toestellen voor verschillende delen van de wereld verschillende terminals aan boord moesten hebben.''

Kortom: bij de mobiele satellietcommunicatie is Inmarsat niet of nauwelijks meer te kloppen. De huidige doorbraak van Inmarsat heeft volgens Fear alles te maken met de uiterst liberale beleidsvoering. Iedereen die rekening houdt met de specificaties van de satellietorganisatie mag terminals bouwen - of een grondstation beginnen. ""De grondstations moeten berichten in de vorm van telex kunnen doorgeven, maar verder laten we ze volkomen vrij om te bepalen welke diensten ze willen bieden'', aldus Fear. ""Kijk: hoe meer mogelijkheden een station biedt, en hoe lager de prijs, en hoe korter de wachttijden, des te meer klanten het zal trekken. En zo worden andere stations ook gedwongen beter werk te leveren.''

Witte oren

Op dit moment zijn er 25 Inmarsat-stations in werking, onder meer in Polen, Egypte, China, Turkije, Korea - en in Nederland bij Burum in Noord-Friesland. De bezoeker kan onmogelijk misrijden: tien grote witte oren knallen uit de groene weiden. De vier grootste, een meter of dertig in doorsnee, staan gericht op kunstmanen van Intelsat, de mammoet onder de satellietorganisaties, een paar kleinere verwerken Eutelsat-signalen, en sinds vorig jaar heeft PTT Telecom twee middelgrote schotels gericht op de satellieten Indian Ocean en East Atlantic van Inmarsat. Een investering van ongeveer 25 miljoen.

""De schotelantennes kosten maar een kwart van dat bedrag'', zegt chef grondstation ing. J. Schaafsma. ""De rest is allemaal elektronica.'' Hij opent de stalen deur onder de East Atlantic-schotel en we betreden een betonnen ruimte waar krachtige ventilatoren razen om een paar kubieke meter radiozender koel te houden: één blok voor standaard-C, één voor standaard-A, en alles dubbel voor het geval van storing.

Maar wat hier staat is nog niets in vergelijking met de inhoud van het nabijgelegen gebouw waar de signalen worden verwerkt: alleen al voor standaard-C staat er tien kubieke meter Thrane & Thrane-apparatuur, maar daar komt dan ook bijna geen personeel meer aan te pas. De nog veel volumineuzere standaard-A-kasten kunnen in totaal 25 telefoongesprekken tegelijk verwerken: bijna een kuub elektronica per gesprek! Net als bij standaard-C is de signaal-uitwisseling tussen terminal, satelliet, netwerk coördinatiecentrum en grondstation dermate ingewikkeld, dat afluisteren van Inmarsat-berichten praktisch gesproken onmogelijk is.

Op een beeldscherm lezen we dat de piek voor standaard-C vanochtend tussen tien en elf viel, met 54 binnengekomen berichten; het wereldtotaal voor standaard-C bedraagt nu 4500 berichten gemiddeld per dag. Schaafsma: ""Burum doet het duidelijk goed. We begonnen met ongeveer honderd berichten per dag, nu is dat al vijf maal zo hoog. Het komt voor dat vrachtwagenchauffeurs in Australië hun onderlinge communicatie via ons station laten verlopen.''

De standaard-A en -C spullen zijn nog maar net geïnstalleerd, maar nu al moet Burum zich klaarmaken voor de volgende ronde: standaard-B en standaard-M, die beide over een jaar in werking zullen treden. Inmarsat-B is gelijk aan -A, maar dan digitaal en met grotere datatransmissiecapaciteit. Inmarsat-M, ook digitaal, wordt een stuk lichter en goedkoper dan de huidige standaard-A sets, in ruil voor een wat lagere geluidskwaliteit. Inmarsat-M past in een attachékoffer en gaat een kilo of twintig wegen. B en M vragen weer om nieuwe miljoeneninvesteringen in Friesland, terwijl de beschikbare gebouwen al vol staan met C- en A-techniek. Schaafsma: ""We zullen als de sodemieter moeten gaan bouwen!''

En dan nog is Burum niet klaar. Het idee op lange termijn is namelijk om de personal phone, de autotelefoon die in een binnenzak past, overal bruikbaar te maken. Nu kan dat alleen in gebieden met een cellulair netwerk van zend- en ontvangpalen zoals in Nederland. Maar in de Sahara, het Amazonebekken en zelfs grote delen van de Verenigde Staten, zullen de infrastructurele investeringen nooit opwegen tegen de inkomsten. Afhankelijk van de prijs van de terminal en het gesprekstarief, gaat het om een markt van één tot drie miljoen abonné's in het jaar 2000, maar het zouden er ook tientallen miljoenen kunnen worden - nog los van de gebruikers van een overal werkend oppiep-systeem.

Inmarsat is niet de enige organisatie die deze markt ruikt. Andere gegadigden zijn chip- en autotelefoon-gigant Motorola, de fameuze satellietbouwers Thompson, Raymo & Wallridge en nog zeker een half dozijn anderen. Op een of twee na zullen ze allemaal afhaken of over de kop gaan, zoveel is nu al zeker.

Zwak signaal

Peter Berlin leidt Inmarsats project-21 dat voor het eind van dit decennium werkelijkheid moet worden: een binnenzaktelefoon van minder dan duizend dollar die voor minder dan één dollar per minuut overal bruikbaar is, via een cellulair netwerk indien aanwezig, en elders via een satelliet.

De problematiek die Berlin en zijn staf al twee jaar hoofdbrekens kost, valt eenvoudig samen te vatten: ""Vrijwel alle satellietcommunicatie verloopt via geostationaire satellieten'', legt Berlin uit, ""en voor de terminal die we willen maken, staan die veel te ver weg. Een lichte telefoon met een kleine accu en zonder schotelantenne kan maar een zwak signaal afgeven. Globaal zijn er twee oplossingen denkbaar. De ene is om de satellieten veel gevoeliger te maken. Dat betekent grotere satellieten, en vooral: veel en veel grotere antennes. Die antennes moeten opgevouwen mee tijdens de lancering en de vlucht, en dan op de een of andere manier worden opengevouwen. Veel veertjes, palletjes, kabels, noem maar op. Er kan reuze veel fout gaan, het is een zeer berucht probleem. En dan hebben we het nog niet over de kosten.'' Vooralsnog wordt deze oplossing daarom verworpen, maar in de toekomst zouden de antennes in de ruimte geassembleerd kunnen worden door personeel van de Space Shuttle of het Europese ruimteveer Hermes alvorens de satelliet naar een geostationaire baan te dirigeren.

Handiger lijkt het om de satellieten veel lager rond de aarde te laten draaien. Echter: de geostationaire baan bestaat alleen op precies 35.786 kilometer. Op duizend kilometer hoogte draait een satelliet in nog geen twee uur de planeet rond. En omdat hij zo laag vliegt, bestrijkt hij ook maar een vrij klein deel van het aardoppervlak.

Iridium, het plan van Motorola, werkt met de laagste banen, 750 kilometer boven de aarde. Om op iedere plaats altijd een satelliet in zicht te hebben, zouden er 77 nodig zijn. Berlin: ""En dan begint het probleem pas. Want iedere satelliet moet de signalen van de telefoons ook weer door kunnen geven. Dat betekent heel veel grondstations. Nog los van de kosten: in de oceanen kan je die niet maken. Dus denken ze bij Motorola aan satellieten die het telefoonsignaal aan elkaar doorgeven, net zo lang tot het arriveert bij een satelliet met een grondstation in zicht. Daarvoor moeten 77 satellieten met schotelantennes op elkaar gericht zijn, terwijl ze dus allemaal rondvliegen!''

Zijn scepsis ten spijt denkt Berlin wel dat het uitvoerbaar is, maar alleen voor zoveel geld dat de telefoons veel te duur worden. ""We werken overigens vrij nauw samen met Motorola en een paar anderen. Het is zeker niet uitgesloten dat er plannen in elkaar geschoven gaan worden en dat we het samen gaan doen. Bij Inmarsat zitten we met soortgelijke problemen: in ons model schuiven we eindeloos met gigantische bedragen, grotere en kleinere antennes, lagere en iets minder lage banen, meer en minder satellieten. Wij denken nu in de richting van veertig satellieten op 1300 kilometer hoogte, en veertig grondstations, gesupplementeerd met ons huidige geostationaire systeem. Maar we zijn er zeker nog niet uit.''

Politieke aspecten

Deze hele technisch-financiële discussie, hier in uiterst summiere vorm weergegeven, heeft vèrstrekkende politieke aspecten. Want als de kleine telefoontjes die altijd en overal werken er zijn, zullen muren van censuur en geheimhouding mondiaal aan duigen vallen. Zoals Koerdenleider Jalal Talabani al meer dan een jaar over een Inmarsat-A set beschikt en direct naar het Westen belt als er iets aan de hand is, zo zullen mensenrechten- en milieu-organisaties, media en overheden in het Westen over een jaar of tien, twintig worden overspoeld met berichten over misstanden die anders onopgemerkt zouden blijven.

Peter Beardow van 7-E Communications in Ascot, Engeland, ziet het probleem nu al levensgroot op zich afkomen. Als een van de eerste verhuurt zijn bedrijf Inmarsat-apparatuur (ongeveer ƒ 100,- per dag voor een C-set), en Beardow gaat altijd tot het uiterste om te zorgen dat zijn huurders in het buitenland zijn voorzien van alle denkbare papieren, inclusief een zendvergunning. ""In vrijwel alle gevallen krijgen we die. Je ziet dat regeringen in ontwikkelingslanden niets tegen de apparatuur hebben, als zij de situatie maar kunnen controleren. Mijn grote angst is dat mensen de sets illegaal gaan gebruiken, en dan zou er wel eens een omslag kunnen komen: dat de overheden bang worden voor draagbare satelliet-terminals, en ze categorisch gaan verbieden.'' Op de lange duur valt zo'n verbod echter nooit vol te houden. De telefoons zullen te klein, te gewoon en te talrijk worden.

Blijft natuurlijk de vraag of het wel leuk is om altijd en overal bereikbaar te zijn. Inmarsat heeft al een oplossing voor dat probleem: vorig jaar september, bij de aankondiging van project-21, beloofde directeur-generaal Olof Lundberg dat de telefoons zullen worden voorzien van een aan/uit-knop.