Sonstige Dienste

Die folgende Übersicht sonstiger Dienste kann und will nicht vollständig sein. ADSL sowie verwandte Techniken, Datex-P, Inmarsat und Amateurfunk werden wegen ihrer Bedeutung etwas ausführlicher beschrieben, weitere werden nur kurz angerissen.

DSL, PLC, TV-Kabel

Eine Reihe von Techniken wurde entwickelt, um Daten mit möglichst hoher Geschwindigkeit (high speed) über existente Kabelnetze zu übertragen, die ursprünglich für ganz andere Zwecke gebaut wurden, so etwa über Telefon- und Stromleitungen oder über das TV-Kabel.

ADSL und SDSL: Daten via Telefonleitung

Die ADSL-Technik (Asymmetric Digital Subscriber Line) ist noch relativ jung. Ziel ist es, vorhandene Kupferkabel, beispielsweise Telefonkabel, für sehr hohe Übertragungsraten zu nutzen, ohne ihren ursprünglichen Verwendungszweck (hier das Telefonieren) zu beeinträchtigen. Die Daten werden mittels DMT (Discrete Multitone Modulation) auf 255 Kanäle mit je 4 kHz Bandbreite im Frequenzbereich bis 1,1 MHz verteilt. "Asymmetric" heißt die Technik deshalb, weil die Übertragungsrate (ähnlich wie bei 56k-Modems!) in der Downstream-Richtung - z.B. vom Internet-Provider zum Teilnehmer - höher ist als umgekehrt. In der Richtung von der Vermittlung zum Teilnehmer (Downstream) sind theoretisch bis zu 8 Mbit/s möglich, in umgekehrter Richtung (Upstream) bis zu 768 kbit/s.

Die Deutsche Telekom nennt ihre Variante T-DSL. Im Juni 1998 wurde in einigen Städten ein Feldversuch mit zunächst 450 Anschlüssen durchgeführt. Ein Jahr später wurde der offizielle Betrieb in Berlin, Hamburg, Köln, Düsseldorf, Bonn, Frankfurt/Main, Stuttgart und München aufgenommen. Seit Ende 2001 steht der Dienst in Deutschland in allen Ballungszentren zur Verfügung stehen. Die Downstream-Geschwindigkeit war zunächst auf 768 kbit/s begrenzt, damit T-DSL auch einige Kilometer von der Vermittlung entfernt noch funktioniert; in Upstream-Richtung waren es maximal 128 kbit/s. Inzwischen haben sich schnellere Varianten z.B. mit 6000 oder 16000 kbit/s Down- und 576 oder 1024 kbit/s Upstream durchgesetzt, soweit dies abhängig von der Entfernung zum nächsten DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, DSL-Vermittlung) möglich ist.

Die bisherigen Telefon- und ISDN-Dienste sind über die Kupferleitung gleichzeitig mit der ADSL-Übertragung weiterhin nutzbar. Machbar ist das durch die Verwendung eines höheren Frequenzbereichs für ADSL. Es ist eine Frequenzweiche (Splitter) sowie ein spezielles ADSL-Modem nötig, das z.B. über eine Netzwerkkarte mit dem PC verbunden werden kann. Es gibt allerdings ein paar kleine Haken dieser Technik:

Spektrum bei DSL-16000

Die Grafik zeigt das Frequenzspektrum eines ADSL2-Modems von AVM mit 1 Mbit/s Upstream (Senderichtung, grün) und 16 MBit/s Downstream (Empfangsrichtung, blau). Die Träger sind von 0 bis 512 durchnumeriert, entsprechend dem Frequenzbereich 0 bis 2208 kHz. Die Downstream-Rohdatenrate beträgt 18 MBit/s, nach Abzug der Framing- und Fehlerkorrektur-Bits bleiben netto 16 MBit/s übrig.

Basierend auf dem frequenzabhängigen Signal-/Rauschabstand (SNR = Signal/Noise Ratio) werden die Daten hier mit bis zu 13 Bit je Trägerfrequenz gesendet und mit bis zu 12 Bit empfangen. An den Rändern der benutzten Sende- und Empfangs-Frequenzbereiche, wo der Störabstand schlechter wird, werden entsprechend weniger Bits verwendet. Die Grafik zeigt auch, dass der Bereich bis etwa 1200 kHz wegen Nebensprechen benachbarter ADSL-6000-Leitungen einen ungünstigeren Störabstand als der nur für ADSL2 genutzte Bereich darüber aufweist, obwohl die Leitungsdämpfung mit steigender Frequenz eigentlich zunimmt.

Außer dem heute am meisten verbreiteten ADSL-Verfahren sind folgende Standards üblich:

Hier ist noch eine tabellarische Übersicht der besprochenen xDSL-Techniken. Zum Vergleich sind auch die entsprechenden Werte für analoge Modems und ISDN-Anschlüsse angegeben. Die "Reichweite" ist hier die unter günstigsten Bedingungen mögliche Entfernung zwischen Vermittlung und Teilnehmer, wobei allerdings nicht mehr unbedingt die maximale Datenrate erzielt wird:

System Empf. Senden Frequenz Hz km
Modem
ISDN
ADSL
ADSL2+
HDSL
UDSL
SDSL
VDSL-A
VDSL-S
56 k
128 k
8 M
24 M
2 M
1,5 M
2,3 M
52 M
26 M
33,6 k
128 k
768 k
1 M
2 M
512 k
2,3 M
1,6 M
26 M
0,3-3,5 k
0 - 120 k
138-1100 k
138-2200 k
0-240 k
4-550 k
0-387 k
0-20 M
0-20 M
25
15
5
1,5
4
6
2,5
1,5
1,5

(In der Tabelle ist aus Platzgründen bei Empfang und Senden k statt kbit/s und M statt Mbit/s geschrieben, in der Spalte Frequenz k statt kHz und M statt MHz).

In der Praxis wird heute meist ADSL bis 6000 kbit/s und ADSL2 bis 16000 kbit/s eingesetzt. Spezielle Techniken wie adaptive Datenrate (automatische Geschwindigkeits-Anpassung je nach aktuellem Störabstand) und L2 Power Save (nutzungsabhängige Modem-Energieaufnahme) werden nicht von allen Vermittlungsstellen unterstützt.

DPL und PLC - die Energieversorger-Lösung

Außer den Telefonleitungen gibt es noch eine andere Sorte Kabel, die in jedes Haus führt - die Leitungen der Energieversorger. Diese experimentieren bereits mit DPL (Digital Power-Line) alias BPL (Broadband over Power Line), um wie ADSL ebenfalls mit bis zu etwa 1 Mbit/s Daten frei Haus zu liefern. Die Einspeisung der Daten erfolgt auf der Niederspannungs-Ebene, also bei der örtlichen Trafostation, in einem 2 MHz breiten Spektrum zwischen 2,2 MHz und 10 MHz. Die Reichweite bis zum Hausanschluss beträgt etwa 250 m. So verlockend diese Technik auch ist, kann sie im Vergleich mit ADSL und Fernseh-Kabeln doch nur als Notlösung gelten:

Aus diesen Gründen ist die anfängliche Euphorie bereits der Ernüchterung gewichen. Teure Pilotprojekte in Deutschland und England wurden inzwischen wieder eingestellt, vor allem wegen der kaum beherrschbaren Störstrahlung. Die früheren Pioniere Siemens und Nortel haben sich aus der Entwicklung zurückgezogen.

Eine Abart von DPL ist PLC (Power Line Communication). Diese Technik erlaubt eine Datenübertragung über Mittelspannungs-Leitungen (10...20 kV) und schafft dabei 2 Mbit/s. Sie eignet sich damit besonders für das Verbinden von Telefon-Vermittlungsstellen untereinander sowie für Stadtnetz-Betreiber.

Für die Datenübertragung innerhalb eines Hauses werden Powerline-Netzwerkadapter angeboten, die inzwischen theoretisch bis zu 200 Mbit/s übertragen können (in der Praxis allerdings erheblich weniger). Leider wird dadurch teilweise der Rundfunk- und Funk-Empfang auch in der Nachbarschaft teilweise erheblich gestört, so dass man nur hoffen kann, dass sich solche Geräte möglichst wenig verbreiten.

Das TV-Kabel als Internet-Zugang

All die bei DPL auftretenden Störstrahlungsprobleme hat ein anderes Medium nicht - das Fernsehkabel. Die Deutsche Telekom als bisher dominierende Kabelnetz-Eigentümerin setzt vor allem auf ADSL via Telefonkabel, Versuche mit dem Fernsehkabel zur Datenübertragung fanden deshalb vorwiegend in anderen Ländern statt. Hinzu kommt, dass der technisch dafür unabdingbare Rückkanal in Deutschland nur in sehr wenig Kabelnetzen zur Verfügung steht. Unverzichtbare Verstärker in den langen Koax-Zuleitungswegen lassen die Signale eben nur in einer Richtung durch. Zwar gibt es die Möglichkeit, für den Rückkanal (ähnlich wie beim TV-Digital-Decoder D-Box) ein herkömmliches Telefonmodem oder einen ISDN-Adapter zu benutzen, wegen der dann aber wieder anfallenden Telefongebühren ist das aber nur eine Notlösung.

Mit der Änderung der Eigentumsverhältnisse vieler regionaler Kabelnetze ist aber eine Umrüstung zur Realisierung des Rückkanals, den die Telekom bisher wegen des Interessen-Konflikts mit dem Telefonnetz ablehnte, absehbar. Tatsächlich sind die mit gut geschirmten Koaxialkabeln verlegten TV-Netze optimal für höchste Datenraten geeignet, da sie von vornherein für eine Bandbreite von rund 400 MHz ausgelegt sind. Zudem könnte bei einer zukünftigen weitgehenden Umstellung von Analog- auf Digital-TV ein erheblicher Teil des bisher im Kabel genutzten Spektrums für Datenübertragungs-Zwecke frei werden. Das gleicht die Tatsache aus, dass sich (wie bei DPL) stets mehrere Teilnehmer die Übertragungs-Kapazität teilen müssen.

Das Datex-P-Netz

Das deutsche Datex-P-Netz existiert seit 1980, wird aber von der Deutschen Telekom inzwischen nicht mehr aktiv vermarktet. Datex-P ist Bestandteil des internationalen PSDN (Public Switched Data Network), das nach dem CCITT-Standard X.25 paketorientiert arbeitet. Der entscheidende Unterschied zum Telefonnetz (PSTN, Public Switched Telephone Network) ist, dass zur Gebühren-Berechnung nicht die Verbindungszeit, sondern die übertragene Datenmege herangezogen wird. Damit ist Datex-P günstiger für Anwendungen, bei denen regelmäßig kleinere Datenmengen übertragen werden. Die Verbindungsaufbauzeit beträgt meist weniger als zwei Sekunden und ist damit sogar noch kürzer als bei einer ISDN-Übertragung.

Ferner können von einem Datex-P-Anschluss mehrere Verbindungen zur selben Zeit aufgebaut werden, es sind also "logische Kanäle" zu unterschiedlichen Gegenstellen möglich. Die Zuordnung erfolgt durch Steuer-Bytes am Anfang eines jeden Datenpakets. Im Gegensatz zu IP-Netzen garantieren X.25-Netze die korrekte Reihenfolge der übertragenen Pakete und übertragen die Zieladresse nicht in jedem, sondern nur im ersten Paket einer Verbindung. Zur Anbindung eines Computers an das Datex-P-Netz gibt es u.a. folgende Möglichkeiten:

  1. X.31 im ISDN-D-Kanal, bei der Deutschen Telekom "ISDN-Access", mit bis zu 16 kbit/s (nominell 9600 bit/s) und typisch 2, maximal 4 logischen Kanälen; dafür kann ein externer Terminal-Adapter mit V.24-Schnittstelle oder eine ISDN-Karte mit speziellen X.31-Treibern benutzt werden. Allerdings ist ein solcher Anschluss bisher nicht aus allen ausländischen X.25-Netzen erreichbar.
  2. Datex-P20F, bei der Deutschen Telekom "Remote Access", Modem-Zugang über das Telefonnetz mit nur einem logischen Kanal; für diese Zugangsart fallen allerdings zusätzliche Telefongebühren an, und sie eignet sich nur für abgehende, nicht für ankommende Datex-P-Verbindungen. Zur Identifikation gegenüber dem Telekom-PAD (Packet Assembly/Disassembly, damit werden aus seriellen Modem-Daten X.25-Pakete erzeugt und umgekehrt) ist eine NUI erforderlich (Network User Identification mit Benutzername und Passwort).
  3. Datex-P10H: Vollwertiger X.25-Anschluss für ankommende und abgehende Rufe; es ist jedoch eine spezielle Interface-Karte im PC nötig (z.B. von Dialogics/Eicon), die meist über eine NetBIOS-ähnliche Schnittstelle angesprochen wird und die im HDLC-Protokoll mit der Vermittlung kommuniziert. Alternativ gibt es auch externe PAD-Geräte (siehe Datex-P20F), die für die einzelnen logischen Kanäle jeweils eine eigene V.24-Schnittstelle bereitstellen.

Bei Datex-P20F erfolgt der Zugang durch Einwahl mit einem Terminalprogramm, z.B. Windows-Hyperterminal oder ShamCom von Shamrock. Nach erfolgter Einwahl muss man einen Punkt eingeben und frühestens nach weiteren 0,25 Sekunden die Enter-Taste drücken, dann meldet sich der Einwahlrechner, man kann mit NUI Dxxxxxxx seine Benutzernummer eingeben und wird dann nach dem zugehörigen Passwort gefragt.

PAD-Befehl Zweck
PROF2 Wählt Profil 2 aus
026245231029002 Wählt X.25-Nummer
Strg+P Online-/Befehlsmodus
CLR oder CLEAR Disconnect z.B. nach Strg+P

Der CCITT-Standard X.3 beschreibt das Verhalten eines PAD zur Anschaltung eines herkömmlichen, asynchronen Endgeräts (z.B. COM-Port eines PC) an das X.25-Netz. X.28 definiert den PAD-Befehlsumfang. X.29 legt das Format bestimmter Steuerpakete fest, mit denen ein angerufener Computer die PAD-Parameter und damit die Interpretation bestimmter Steuerzeichen (z.B. CR, LF, Backspace) im PAD bestimmen kann. Vordefinierte PAD-Profile erlauben wahlweise einen Online-Dialog mit lokalem Tastatur-Echo (Profil 2) oder eine transparente Binär-Übertragung, die alle Steuerzeichen durchlässt (Profil 3).

Die Adressierung im X.25-Netz erfolgt mit bis zu 15stelligen Rufnummern, bestehend aus einer Landesvorwahl (auch DNID = Data Network ID genannt, z.B. 0262 für Deutschland), einer Netzkennung (45 für das deutsche Datex-P-Netz), einer Ortsnetzkennung, die meist mit der Telefon-Vorwahl identisch ist (z.B. 231 für Dortmund), und der lokalen Teilnehmernmmer. Innerhalb Deutschlands kann man die Landeskennung 0262 (und nur diese) auch weglassen.

Im ISDN-X.31-Netz bestehen die Nummern dagegen aus der Telefonnetz-Landeskennung (z.B. 049 für Deutschland), der Ortsnetzkennzahl (z.B. 89 für München) und der Haupt-MSN des ISDN-Anschlusses. Um aus dem X.31-Netz einen X.25-Anschluss zu erreichen, muss man dessen Landeskennung (0262 in Deutschland) stets mitwählen.

Die Grundgebühren und Volumenpreise im Datex-P-Netz sind von der Anschlussart und der Geschwindigkeit abhängig. Am preiswertesten ist derzeit der X.31-Zugang mit etwa 50 Euro monatlich, wenn man auch angerufen werden möchte und Datex-P20F deshalb nicht in Frage kommt. Als Internet-Zugang ist das Datex-P-Netz wegen der dafür zu hohen Volumenpreise allerdings ungeeignet. Eine typische Anwendung ist beispielsweise die Übertragung von Kreditkarten- oder Buchungs-Daten von Kassen-Terminals.

Das Inmarsat-System

Schiff mit Inmarsat-AntennenDer Satellitendienst Inmarsat wird seit 1979 vor allem auf Schiffen (Bild), aber auch in Flugzeugen, bei Expeditionen und von internationalen Speditionen eingesetzt. Er basiert auf derzeit 9 geostationären Satelliten in 36000 km Höhe, die an vier Positionen (Atlantik-Ost/West, Indischer Ozean, Pazifik) die gesamte Erdoberfläche außer Nord- und Südpol erreichen. Der benutzte Frequenzbereich um 1,5 GHz eignet sich besonders gut, da die Signale mit einer Wellenlänge von 20 cm Wolken und Regen ohne große Verluste durchdringen können.

Bis 2001 wurde der Inmarsat-Verkehr in Deutschland durch die Erdfunkstelle Raisting am Ammersee abgewickelt (LES = Land Earth Station, Bild unten)), dann verkaufte die Deutsche Telekom die Dienste an France Telecom, wo sie 2007 an die Vizada SA ausgegliedert wurden, die u. a. eine LES in der Nähe von Toulouse betreibt. 2012 wurde Vizada dann von Astrium Services übernommen.

Inmarsat-C (1200 bit/s) eignet sich wegen der volumenabhängigen Tarifierung vor allem für kurze Nachrichten bis zu einigen tausend Zeichen und ist heute auf jedem größeren Schiff vorhanden, da das von den maritimen Sicherheitsregeln (GMDSS = Global Maritime Distress and Safety System) zwingend gefordert wird. Selbst hochseetaugliche Segelyachten sind heute oft mit Inmarsat-C-Geräten ausgerüstet, meist in Kombination mit einem GPS-Empfänger (Global Positioning System), so dass im Notfall die Schiffsposition automatisch gesendet werden kann. Folgende Dienste werden von Inmarsat-C zur Verfügung gestellt:

  1. Messaging: Senden und Empfangen von Nachrichten bis zu je 32000 Zeichen, auch als Internet-Mail; bei 7-Bit-Nachrichten ohne Umlaute erfolgt ggf. eine automatische Druckerausgabe. Als Adresse dient eine stets 9stellige MES-ID (mobile earth station ID), ggf. mit vorangestellter Kennung für den Ozeanbereich: 1111 = Atlantik-Ost, 1112 = Pazifik, 1113 = Indischer Ozean, 1114 = Atlantik-West.
  2. EGC (Enhanced Group Call): Nachrichten an mehrere Teilnehmer gleichzeitig, z.B. Sturmwarnungen an bestimmte Ozeangebiete (Safety Net) oder Nachrichten an alle Schiffe einer Reederei (Fleetnet). Hierzu dient eine jeweils für einen Ozeanbereich gültige und bis zu fünfstellige Gruppen-Adresse (ENID = EGC network ID).
  3. Polling: Anfordern der Daten z.B. eines Schiffes, typischerweise seine GPS-Position (Breite und Länge), der momentane Kurs in Grad sowie die Geschwindigkeit in Knoten. Wie bei EGC ist eine Gruppen-Adressierung möglich, hier mit der ebenfalls für einen Ozeanbereich gültigen, bis zu 5stelligen DNID (data network ID).
  4. Data Reporting: Automatisches regelmäßiges oder per Polling angefordertes einmaliges Senden von Positions- und sonstigen Daten. Die gemeldete Adresse besteht aus der DNID (data network ID) und der Nummer innerhalb der Gruppe (member number, 0...255).
  5. Downloading: So bezeichnet man das ferngesteuerte Programmieren von ENID oder DNID (siehe oben) von der Erdfunkstelle aus, damit das Inmarsat-Gerät EGC-Nachrichten und Polls empfangen kann.
  6. Distress alert: Notrufe von Schiffen oder Fahrzeugen, üblicherweise mit Angabe der GPS-Position.

RaistingFür umfangreichere Datenmengen eignen sich der digitale Dienst Inmarsat-B (9600...64000 bit/s) sowie der technisch auf GSM basierende, ebenfalls digitale Sprach-, Fax- und Datendienst Inmarsat-Phone (2400 bit/s), eine auf Spot-Beams basierende Weiterentwicklung von Inmarsat-M und deshalb oft auch Mini-M genannt. Die Inmarsat-Phone-Geräte sind bereits kleiner als ein Notebook-PC; man kann mit ihnen nicht nur an fast jedem Fleck der Erde telefonieren, sondern auch ohne zusätzliches Modem Daten übertragen: Eine PC-Schnittstelle ist schon eingebaut. Inmarsat-Fleet schließlich ist ein ISDN-kompatibles System mit 64 kbit/s zur Bild- und Datenübertragung; das Telefonieren ist damit wahlweise auch kostengünstig mit 4800 bit/s möglich. M4 ist die landmobile Variante, Swift diejenige für den Luftverkehr. Das System wird auch GAN (Global Area Network) bzw. FBB (Fleet BroadBand) genannt. Der analog arbeitende Dienst Inmarsat-A wurde Ende 2007 eingestellt.

MPDS (Mobile Packet Data Service) basiert auf Inmarsat-M4/F und ist ein dem GPRS-Dienst von GSM-Netzen ähnlicher, nach Volumen tarifierter neuer Datendienst mit TCP/IP-Zugang, über den bis zu 64 kbit/s möglich sind. Er kann sowohl für den Internet-Zugang als auch für virtuelle private Netzwerke (VPN) benutzt werden. Schnellere Varianten sind BGAN (Broadband Global Area Network) mit 128 kbit/s und mehr sowie das in Europa, Afrika und Südwestasien einsetzbare RBGAN (Regional BGAN). Die sehr kompakten RBGAN-Transceiver sind ausschließlich für den Internet-Zugang gedacht und bieten keine Telefonie-Funktion.

Kommando Wirkung
AT+WS45=0
AT+WS45=1
AT+WS45=201
AT+WXR=2
AT+IFC=2,2
AT+IPR=9600
Fehlerkorrektur aus (ARQ)
Fehlerkorr. Sat+terrestrisch ein
Fehlerkorr. Sat ein, terr. aus
Connect m. ARQ+Baudrate
Hardware-Handshake ein
PC-Baudrate = 9600 bit/s

Inmarsat-B, -M und -Phone-Geräte verstehen normale AT-Befehle wie herkömmliche Modems und darüber hinaus einige spezielle Kommandos, die herstellerunabhängig standardisiert sind. Die einzelnen Parameter lassen sich entweder setzen, wie in der Tabelle für die wichtigsten beschrieben, oder mit einem Fragezeichen (z.B. AT+WS45?) auch abfragen. Man kann mehrere Kommandos in eine Zeile schreiben, wenn man sie jeweils mit einem Semikolon trennt.

Datenübertragungs-Software sollte die erhebliche Signallaufzeit berücksichtigen, die sogar deutlich über dem anhand der Satelliten-Umlaufhöhe eigentlich zu erwartenden Wert liegt. Die nebenstehende Tabelle nennt für jeden Dienst die typische doppelte Signallaufzeit, also die Antwortzeit für Datenpakete, zwischen einem Inmarsat-Gerät und dem Festnetz. Brauchbare Transferraten erreicht man bei derarigen Antwortzeiten natürlich nur mit speziell optimierter Mail-Software wie SkyFile von Shamrock Software, die zudem durch eine effiziente Online-Kompression für kurze Transferzeiten sorgt.

Inmarsat-Dienst Vorwahl bit/s Antwort
A
B
B-HSD
Aero
IsatPhone
M4, F55, F77
M
Mini-M
F33, M4-Voice
A-FAX
0087r1...
008703...
0087039...
0087r5...
00870776...
0087060...
008706...
008707...
0087076...
0087r8...
9600
9600
64000
2400
2400
64000
2400
2400
9600
9600
1,0 s
1,3 s
1,5 s
3 s
3 s
1,5 s
3 s
3 s
1,5 s
1,0 s

Ferner ist in der Tabelle auch die Vorwahlnummer je nach Dienst angegeben (bei Inmarsat-A steht "r" für den Ozeanbereich: 1=Atlantik-Ost, 2=Pazifik, 3=Indischer Ozean, 4=Atlantik-West; bei den moderneren übrigen Diensten erfolgt ein automatisches Mobility Management).

Speziell als Paging-Dienst sowie für die Ortung von Fahrzeugen, z.B. als Diebstahlschutz, wurde Inmarsat-D entwickelt. Die relativ kleinen Geräte, meist mit einem GPS-Empfänger kombiniert, können im Alarmfall automatisch ihre Position übermitteln. Sie können auch Textnachrichten anzeigen und deren Empfang bestätigen, wobei das gleichzeitige Senden einer Nachricht an mehrere Endgeräte möglich ist, z.B. an eine Fahrzeugflotte. Inmarsat-E war dagegen vor allem für Seenotrettungs-Bojen gedacht; dieser 2006 eingestellte Dienst erlaubte sehr kleine mit einem GPS-Empfänger kombinierte Notfallsender, um die Position melden zu können.

Amateurfunk

Neben kommerziellen Funkdiensten gibt es auch den in den meisten Ländern gesetzlich verankerten Amateurfunk. Funkamateure müssen eine Prüfung ablegen und erhalten in Deutschland vom Bundesamt für Post und Telekommunikation (BAPT) eine Lizenz. Es dürfen jedoch nur nichtkommerzielle private Inhalte übertragen werden.

RaistingAmateurfunk wird auf Kurzwelle (KW oder auch HF = High Frequency, 3-30 MHz), UKW/VHF (UKW = Ultrakurzwelle bzw. VHF = Very High Frequency, 30-300 MHz), UHF (Ultra-High Frequency, 300-3000 MHz) und SHF (Super-High Frequency, oberhalb 3000 MHz = 3 GHz) betrieben.

Kurzwellen-Geräte (Bild) eignen sich bei Sendeleistungen von typisch 5 bis 750 Watt für den weltweiten Funkverkehr. Dabei dient die Ionosphäre der Erde als Reflektor für die Funkwellen. Die nutzbaren Frequenzen hängen stark von der Tageszeit ab (z.B. 1,8 und 3,5 MHz nachts, ab 7 MHz tagsüber). Die Ausbreitung schwankt aber auch stark mit dem etwa 11jährigen Sonnenflecken-Zyklus: Bei höherer Aktivität weist die Sonne mehr Flecken auf; die Erde wird dann von mehr UV-Strahlung getroffen, die Reflektionsfähigkeit der Ionosphäre steigt, und es lassen sich höhere Frequenzen bis etwa 30 MHz nutzen, mit denen große Entfernungen bei geringer Sendeleistung überbrückt werden können.

Die Reichweite bei VHF und UHF beträgt tageszeit-unabhängig je nach Standort und Sendeleistung (typisch sind hier 1 bis 50 Watt) meist etwa 10 bis 100 km, in seltenen Fällen durch Reflektionen in der Troposphäre oder an Inversions-Lufschichten auch 1000 km und mehr. Im SHF-Bereich ist die Ausbreitung dagegen quasi-optisch, d.h. es ist mehr oder weniger eine Sichtverbindung nötig.

Wellenlänge Frequenz/MHz
LW *
160 m
80 m
40 m
30 m
20 m
17 m
15 m
12 m
10 m
6 m *
2 m
70 cm
23 cm
12 cm
9 cm
5 cm
3 cm
1,2 cm
6 mm
0,1357-0,1378
1,810-2,0
3,5-3,8
7,0-7,2
10,1-10,15
14,0-14,35
18,068-18,168
21,0-21,45
24,89-24,99
28,0-29,7
50,08-51,0
144-146
430-440
1240-1300
2320-2450
3400-3475
5650-5850
10000-10500
24000-24250
47000-47200

Für eine Kurzwellen-Lizenz (linker Teil der nebenstehenden Tabelle) war bis 2003 noch der Nachweis von Morse-Kenntnissen erforderlich. Die mit * gekennzeichneten Bereiche, z.B. LW = Langwelle, sind wegen möglicher regionaler Konflikte mit anderen Sendern nur mit einer Sondergenehmigung bzw. nach spezieller Anmeldung benutzbar. Weitere Zuweisungen an den Amateurfunkdienst existieren oberhalb 75 GHz, werden aber wegen der ungünstigen quasi-optischen Ausbreitung derart kurzer Wellen ähnlich wie bei kommerziellen Diensten bisher kaum genutzt.

Sprache wird auf Kurzwelle meist in Einseitenband-Modulation (SSB, single side band) und oberhalb 144,3 MHz überwiegend in Frequenzmodulation (FM) übertragen. Zur Datenübertragung ist Packet Radio auf VHF/UHF am weitesten verbreitet, es benutzt ein X.25-ähnliches Protokoll namens AX.25 mit 1200 oder 9600 bit/s, in Einzelfällen auch mehr. Auf Kurzwelle wird dagegen häufig Funkfernschreiben (RTTY = Radio Teletype, s. Telex) benutzt; in letzter Zeit ist auch das schmalbandigere, phasenmodulierte PSK31 sehr beliebt, das selbst bei sehr schwachen und gestörten Signalen noch zuverlässig funktioniert.

Die Morse-Telegraphie spielt in kommerziellen Funkdiensten praktisch keine Rolle mehr und wird auch im Amateurfunk nur noch aus Nostalgie eingesetzt. Dennoch sei hier das Morse-Alphabet kurz erwähnt, da es sozusagen die Urmutter der digitalen Nachrichten-Übermittlung darstellt. Je nach Übung werden 25 bis 60 Buchstaben pro Minute (BpM) gesendet, das entspricht im Schnitt 5 bis 12 Worten pro Minute (wpm); Könner und Computer schaffen auch 100 BpM und mehr. Ein Strich dauert etwa dreimal so lang wie ein Punkt. Innerhalb eines Zeichens beträgt die Pause zwischen den Elementen etwa eine Punktlänge, zwischen zwei Buchstaben drei Punktlängen. Fünf Punktlängen dienen als Pause zwischen Worten. Naturgemäß werden diese Relationen beim manuellen Morsen per Handtaste nur ungenau eingehalten, weshalb die zuverlässige Decodierung von Morse-Signalen per Computer selbst bei ungestörtem Empfang keine leichte Aufgabe ist.

Weitere Dienste

Wimax: DSL per Funk

Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ist im Standard IEEE 802.16 definiert und erlaubt eine breitbandige Versorgung via Funk im Frequenzbereich 2 bis 11 GHz, typischerweise als drahtlose DSL-Alternative. Das benutzte Modulationsverfahren OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) ist spektral sparsam und unempfindlich gegenüber Mehrfach-Reflektionen der Funkwellen. In Deutschland werden Wimax-Produkte seit 2005 im Bereich 3400 bis 3600 MHz meist mit 1 MBit/s insbesondere in Gegenden angeboten, wo eine drahtgebundene DSL-Versorgung unrentabel wäre. Per VoIP ist damit auch Telefonieren möglich; teilweise werden hierbei auch normale Telefon-Anschlussdosen verwendet, wobei intern eine Umsetzung auf VoIP via Wimax stattfindet, was man auch WLL (Wireless Local Loop) nennt.

Satelliten für Telefonie und Datenübertragung

Ein verbreitetes Satelliten-System, Inmarsat, wurde bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben. In letzter Zeit entstanden noch weitere Systeme, die teils geostationär in 36000 km Höhe operieren, teils aber auch in erdnaher Umlaufbahn (LEO = low earth orbit). Die nebenstehende Tabelle nennt die derzeit wichtigsten Systeme mit der Anzahl der aktiven Satelliten, der Höhe ihrer Umlaufbahn und der erreichbaren Datenübertragungsrate in kbit/s.

System Satelliten Höhe/km kbps
Globalstar
ICO
Inmarsat
Iridium
Thuraya
48
12
4
66
1
1414
10390
36000
780
36000
14,4
2,4-144
2.4-64
2,4
2,4-9,6

Das Satellitensystem Iridium, das weltweites Telefonieren über 66 niedrig umlaufende Satelliten ermöglicht, wurde im Jahr 2000 zunächst aus Finanzmangel eingestellt, später aber von Boeing mit der US Army als Hauptkunden zu neuem Leben erweckt. Es ermöglicht eine Datenübertragung mit 2400 bit/s.

Thuraya ist ein geostationärer Satellit, der Europa, Afrika und das westliche Asien abdeckt. Außer dem Telefonieren ist auch eine Datenübertragung mit bis zu 9600 bit/s möglich. Ein im Endgerät eingebauter GPS-Empfänger ermittelt laufend die Position, so dass die arabische Betreibergesellschaft dem Land, in dem sich der Benutzer gerade aufhält, einen Anteil an den Gebühren überweisen kann. Dadurch gibt es mittlerweile viele Länder, in denen auch ein GSM-Roaming zu Thuraya unterstützt wird, denn die handlichen Thuraya-Endgeräte können auch terrestrische GSM-Netze nutzen.

Satelliten als Internet-Zugang

Auch über Fernseh-Satelliten ist eine Internet-Anbindung möglich. Bei geostationären Satelliten in 36.000 km Höhe treten dabei allerdings merkliche Signallaufzeiten auf, die interaktive Anwendungen deutlich bremsen, auch wenn die erreichbare Datenrate eigentlich recht hoch ist. Oft wird der Rückkanal dabei über eine Telefonverbindung realisiert, da das Senden von Daten zum Satellit technisch relativ aufwendig und teuer ist. Die vom Anbieter genannte Übertragungsrate wird nur mit speziellen Download-Protokollen für Satelliten erreicht, da die verzögerten Bestätigungs-Pakete eine normale TCP/IP-Verbindung zu sehr bremsen.

Telex (Fernschreiben)

Buchstaben abcdefghijklm
nopqrstuvwxyz
Ziffern + Zeichen 0123456789'()+,-./:=?
Fehlende Zeichen !"#$%&*@;<>[\]^_`{|}~

Die Deutsche Telekom stellte den Betrieb des Telex-Netzes nach rund 70 Jahren Ende 2007 ein, in Österreich endete der Betrieb bereits im März 2006. Die Flugsicherung betreibt intern jedoch noch ein Fernschreib-Netz. Im Ausland sind noch einige nationale Netze in Betrieb, manche Botschaften verwenden darüber hinaus auch noch Funkfernschreiben auf Kurzwelle. Die Übertragung erfolgt meist mit 50 Baud mit einem Start- sowie eineinhalb Stop-Bits je Zeichen, entsprechend knapp 7 Zeichen pro Sekunde. (Im Amateurfunk werden abweichend davon wie früher in den USA 45,5 Baud verwendet.)

Der eingeschränkte 5-Bit-Zeichensatz (IA2 = International Alphabet Nr. 2, auch Baudot-Code genannt) erlaubt keine gemischte Groß-/Kleinschreibung, Fernschreiber haben nur Kleinbuchstaben. Zahlreiche Satzzeichen und deutsche Umlaute fehlen (von nationalen Sonderlösungen abgesehen). Da mit 5 Bits eigentlich nur 32 Zeichen möglich sind, wählen zwei Umschaltzeichen jeweils eine von zwei Symbol-Ebenen aus, nämlich entweder Ziffern und Satzzeichen oder Buchstaben. Der Leerraum (Space) sowie Wagenrücklauf (CR) und Zeilenvorschub (LF) sind in beiden Ebenen vorhanden.

Der Versuch, die alten Telex-Geräte durch den Teletex-Standard mit erweitertem 7-Bit-Zeichensatz abzulösen, verlief trotz CCITT-Normung weitgehend im Sande; die Entwicklung wurde von Internet-Mails überholt.


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