Sandbox:Funknetz
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Netzbetrieb
Ein Funknetz besteht aus drei oder mehr Funkstationen, die auf einem gemeinsamen Kanal oder einer gemeinsamen Frequenz miteinander kommunizieren. [1] Ein Netz ist im Wesentlichen eine moderierte Konferenzschaltung, die über Zweiwegefunk, typischerweise in Halbduplex-Betriebszuständen, durchgeführt wird. Die Verwendung von Halbduplex-Betrieb erfordert einen sehr speziellen Satz von Betriebsverfahren, die befolgt werden müssen, um Ineffizienzen und Chaos zu vermeiden.
Netze arbeiten entweder planmäßig oder kontinuierlich (kontinuierliche Überwachung). Netze, die planmäßig arbeiten, behandeln den Verkehr nur zu bestimmten, vorher festgelegten Zeiten und in Übereinstimmung mit einem im Voraus vereinbarten Interkommunikationsplan. Netze, die kontinuierlich arbeiten, sind jederzeit bereit, den Verkehr zu bewältigen. Sie halten die Betreiber an allen Stationen im Netz zu jeder Zeit im Dienst. Wenn es machbar ist, werden Nachrichten, die sich auf Zeitpläne beziehen, mittels einer anderen Signalkommunikation als Funk übertragen. [2]
Nettooperationen:
- den Teilnehmern die Durchführung von geordneten Konferenzen unter Teilnehmern ermöglichen, die normalerweise gemeinsame Informationsbedürfnisse oder ähnliche Funktionen haben
- zeichnen sich durch die Einhaltung von Standardformaten und -verfahren aus, und
- sind auf eine gemeinsame Überwachungsstation ansprechbar, die als " Netzkontrollstation " bezeichnet wird, die den Zugriff auf das Netz ermöglicht und die Betriebsdisziplin aufrechterhält.
Net manager
A net manager is the person who supervises the creation and operation of a net over multiple sessions. This person will specify the format, date, time, participants, and the net control script. The net manager will also choose the Net Control Station for each net, and may occasionally take on that function, especially in smaller organizations.
Net Control Station
Radio nets are like conference calls in that both have a moderator who initiates the group communication, who ensures all participants follow the standard procedures, and who determines and directs when each other station may talk. The moderator in a radio net is called the Net Control Station, formally abbreviated NCS, and has the following duties:[1]
- Establishes the net and closes the net;
- Directs Net activities, such as passing traffic, to maintain optimum efficiency;
- Chooses net frequency, maintains circuit discipline and frequency accuracy;
- Maintains a net log and records participation in the net and movement of messages; (always knows who is on and off net)
- Appoints one or more Alternate Net Control Stations (ANCS);
- Determines whether and when to conduct network continuity checks;
- Determines when full procedure and full call signs may enhance communications;
- Subject to Net Manager guidance, directs a net to be directed or free.
The Net Control Station will, for each net, appoint at least one Alternate Net Control Station, formally abbreviated ANCS (abbreviated NC2 in WWII procedures), who has the following duties:[1]
- Assists the NCS to maintain optimum efficiency;
- Assumes NCS duties in event that the NCS develops station problems;
- Assumes NCS duties for a portion of the net, as directed or as needed;
- Serves as a resource for the NCS; echoes transmissions of the NCS if, and only if, directed to do so by the NCS;
- Maintains a duplicate net log
Structure of the net
Nets can be described as always having a net opening and a net closing, with a roll call normally following the net opening, itself followed by regular net business, which may include announcements, official business, and message passing. Military nets will follow a very abbreviated and opaque version of the structure outlined below, but will still have the critical elements of opening, roll call, late check-ins, and closing.
A net should always operate on the same principle as the inverted pyramid used in journalism—the most important communications always come first, followed by content in ever lower levels of priority.
- Net opening
- Identification of the NCS
- Announcement of the regular date, time, and frequency of the net
- Purpose of the net
- Roll call
- A call for stations to check in, often times from a roster of regular stations
- A call for late check-ins (stations on the roster who did not respond to the first check-in period)
- A call for guest stations to check in
- Net business
- Optional conversion to a free net
- Net closing
Each net will typically have a main purpose, which varies according to the organization conducting the net, which occurs during the net business phase. For amateur radio nets, it's typically for the purpose of allowing stations to discuss their recent operating activities (stations worked, antennas built, etc.) or to swap equipment. For Military Auxiliary Radio System and National Traffic System nets, net business will involve mainly the passing of formal messages, known as radiograms.
Two modes of net operation
- Directed Net
- A net in which no station other than the net control station can communicate with any other station, except for the transmission of urgent messages, without first obtaining the permission of the net control station.[2]
- Free net
- A net in which any station may communicate with any other station in the same net without first obtaining permission from the net control station to do so.[2]
Net-control procedure words
U.S. Army Field Manual ACP 125(G) has the most complete set of procedure words used in radio nets:[3]
| Proword | Explanation | Prosign/ OPSIG |
| NET NOW | All stations are to net their radios on the unmodulated carrier wave which I am about to transmit. | ZRC2 |
| THIS IS A DIRECTED NET | From now until further notice this net is directed. | ZKB |
| THIS IS A FREE NET | From now until further notice this net is free. | ZUG ZKB |
| BRAODCAST YOUR NET | Link the two nets under your control for automatic rebroadcast | |
| STOP BROADCASTING | Cut the automatic link between the two nets that are being rebroadcast and revert to normal working. | |
| REBROADCAST YOUR NET | Commence automatic rebroadcasting of your other net onto this frequency | |
| STOP REBROADCASTING | Cease rebroadcasting your other net onto this frequency | QRT |
| ASSUME CONTROL | You will assume control of this net until further notice | ZKD |
| I AM ASSUMING CONTROL | I am assuming control of this net until further notice | ZKA |
| REPORTING INTO THE NET | Calling station is joining an established net or returning after having been closed down. | |
| REPORT STRENGTH AND READABILITY | Report to me how you are receiving all other stations on the net | |
| ANSWER AFTER | The station called is to answer after call sign……..when answering transmissions. | ZGO |
| USE ABBREVIATED CALL SIGNS | Call signs are to be abbreviated until further notice. | |
| USE FULL CALL SIGNS | Call signs are to be sent in full until further notice. | |
| USE ABBREVIATED PROCEDURE | As conditions are normal, all stations are to use abbreviated procedure until further notice. | |
| USE FULL PROCEDURE | As conditions are not normal, all stations are to use full procedure until further notice. | |
| SILENCE (Repeated three or more times) | Cease transmissions on this net immediately. Silence will be maintained until lifted. (Transmissions must be authenticated by use of a self authenticated system, codeword, etc.) | Vorlage:OverlineVorlage:NbspVorlage:OverlineVorlage:NbspVorlage:Overline |
| SILENCE LIFTED | Silence is lifted. (Transmissions must be authenticated by means of self authentication system, codeword, etc.) | ZUG Vorlage:OverlineVorlage:NbspVorlage:OverlineVorlage:NbspVorlage:Overline |
| CLOSE DOWN | Stations are to close down when indicated. Acknowledgments are required | ZKJ |
Types of radio nets
Maritime mobile nets serve the needs of seagoing vessels.
Civil Air Patrol nets
The Civil Air Patrol defines a different set of nets:
| Type | Usage |
|---|---|
| Command and Control (C2) Nets | For conveying messages and information between different locations and levels of command. This is where formal messages are exchanged, so it serves the same purpose as an IARU Traffic net. |
| Tactical Net | A Tactical Net is established whenever a requirement exists to coordinate the actions of deployed units in a mobile or portable environment. The primary purpose is to support deployed units, and it would generally be conducted from an Incident Command Post |
| Liaison Nets | Anytime CAP is involved with other agencies, CAP may be invited to participate on their frequencies or a previously signed agreement may allow the other agencies on CAP frequencies. |
| Contingency Nets | Communications managers at each level have the authority to initiate stand-by nets, placing CAP radio stations within their span of control on alert to be available for developing conditions that may result in mission activity. |
| Training Net | Communication managers may establish nets for training purposes, such as to teach radio procedures to novice operators, or new skills and procedures to more advanced operators. |
Amateur radio nets
The International Amateur Radio Union defines six different types of nets in its IARU Emergency Telecommunications Guide:[4]
| Type | Usage |
|---|---|
| Traffic net | Handles formal written messages (radiograms) |
| Resource net | Used for incoming operators to receive assignments, and to be reassigned as needs changed. Can also be used to locate equipment and operators with special skills. More than one resource net may be created in large-scale events if the traffic warrants. |
| Logistics net | A type of resource net specifically tasked with logistical needs separate from those of the communications teams. |
| Tactical net | Handle the primary on-site emergency communication. |
| Information net | Used to disseminate official bulletins, answer general questions, etc. |
| Health and Welfare (H&W) net | Handle messages among those people impacted by or in the vicinity of a disaster and their friends and family living outside the disaster zone. |
Other Amateur radio net types
| Type | Usage |
|---|---|
| DX net | Used to exchange information on long-distance (DX) communications opportunities. |
| Hurricane Watch Net | Operating since Labor Day weekend, 1965, the Hurricane Watch Net is run by Amateur radio operators in support of the National Hurricane Center, using the callsign WX4NHC, on 14.325.00 MHz USB.[5] |
| Skywarn net | Used to coordinate Amateur radio weather spotters, exchange weather reports, and coordinate ham radio responses to weather disasters—especially tornados. |
| Club net | A common practice among Amateur radio clubs, where a portion of the club membership meets on a defined frequency, on a defined schedule (often once a week) to conduct official club business, share recent radio operating activity and equipment builds or purchases, etc. |
| Hospital net | Conducts official communications for one or more county Departments of Public Health, to provide back-up and auxiliary communications during a time of crisis. |
U.S. Military radio nets
The U.S. Army Field Manual FM 6-02.53, Tactical Radio Operations, defines the following types of radio nets:[6]
| Type | Usage |
|---|---|
| Command and Control (C2) | |
| Administrative and Logistics Nets | |
| Operations & Intelligence Nets | |
| Operations & Intelligence Nets | |
| Operations & Intelligence Nets | |
| Sustainment Operations Net | |
| High-Frequency and Data Nets | |
| Brigade Combat Team | |
| Medical Network | |
| Fire Direction Net | |
| Surveillance Net | |
| Sustainment Area Battle Command Net |
Maritime radio nets
Vorlage:Main When boats or ships are in distress, they will operate a maritime broadcast communications net to communicate among the vessel in distress and all the other vessels, aircraft, and shore stations assisting in the distress response.
See also
External links
Ursprünglicher Artikel als weitere Grundlage
Ein Funknetz ist ein Netzwerk, in welchem Informationen mittels elektromagnetischer Wellen übertragen werden. Es ist ein leitungsloses Telekommunikationssystem, in dem die Methoden der Funktechnik genutzt werden.
In der Anwendung gibt es eine grobe Unterscheidung nach:
- gerichtete Kommunikation
- ungerichtete Verfahren
- unidirektionale Übertragung (nur in einer Richtung, das heißt Teilnehmer im Funknetz enthalten entweder nur einen Empfänger oder nur einen Sender; siehe auch Rundfunk) und bidirektionale Übertragung (jeder Teilnehmer im Funknetz enthält sowohl einen Empfänger als auch einen Sender).
- digitale und nicht-digitale Übertragung
Gerichtete Kommunikation
Bei einer gerichteten Kommunikation werden die Daten gebündelt entlang einer gewünschten Strecke gesendet. Die Sende- und Empfangsantennen müssen exakt aufeinander ausgerichtet sein. Vielfach werden aber auch Reflexionsflächen genutzt, die ähnlich einem Spiegel den gerichteten Strahl umlenken, um beispielsweise Täler zu erreichen. Die Antennen müssen eine ausgeprägte Richtcharakteristik besitzen, wie beispielsweise Parabolantennen und Hornstrahler. Gründe für die gerichtete Kommunikation sind unter anderem: Störungsarmut, größere Abhörsicherheit, weniger Gleichkanalstörungen, geringerer Sendeleistungsverbrauch, mehrfache Nutzung der gleichen Frequenz. Ähnliche Techniken werden auch in anderen Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums genutzt, um dort die gleichen Probleme zu lösen, wie beispielsweise Mikrowellen- oder Laser-Strahlen (siehe auch Optischer Richtfunk).
Richtfunk
Satelliten-Direktfunk
- Beispiele: Übertragung von Telefongesprächen innerhalb eines Telefonnetzes, Fernsehen zwischen TV-Stationen
Ungerichtete Kommunikation
Terrestrischer Rundfunk
Beispiele: terrestrisches , Hörfunk im Bereich der Langwelle, Mittelwelle, Kurzwelle und Ultrakurzwelle
Nichtöffentlicher Landfunkdienst
- BOS-Dienste (z.B. Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienst usw.) verwenden zur Kommunikation analoge Funknetze mit Wellenlängen im 2-m- und 4-m-Bereich (BOS-Funk). Der Einsatz digitaler Funknetze nach dem TETRA-Standard ist in Planung, nachdem sich dieses gegen die Konkurrenzprojekte Tetrapol und BOS-GSM durchgesetzt hat. Die BOS sollen bis 2013 mit digitalem Funk in ganz Deutschland ausgestattet sein. In der Stadt und im Landkreis Aachen arbeitet man bereits im Wirkbetrieb, nachdem dieses System einen grenzüberschreitenden Probebetrieb durchlaufen hat. Mit dieser Technik können Bilder und Pläne per Funk übertragen werden. Bei der Fußball-Weltmeisterschaft 2006 wurde die Technik in drei Austragungsorten getestet.
- Übertragung von Befehlen an U-Boote im Längstwellenbereich, zum Beispiel über den Sender DHO38
- CB-Funk
Kommerzieller Funk
Betriebe nutzen für den Flottenfunk typisch Frequenzen im 70-cm-Bereich und den Chekker-Dienst. Auch der Seefunk ist ein Funknetz.
Zeitzeichendienste
An einigen Standorten werden leistungsstarke Sender genau definierter Frequenz betrieben, die im Dauerbetrieb Zeitzeichen senden. Sowohl Sendefrequenz als auch Takt der Zeitzeichen werden von Atomuhren gesteuert. Diese Signale werden beispielsweise von Funkweckern empfangen und korrigieren die Anzeige der eingebauten Uhr. Beispiele sind DCF77, MSF, usw.
Amateurfunk
Privatleute ohne kommerzielle Interessen dürfen ebenfalls Funkstellen auf dafür frei gehaltenen Frequenzbereichen betreiben und werden dann als Funkamateure bezeichnet. Voraussetzung ist eine Prüfung bei der Zulassungbehörde, nach deren Bestehen dem Betreffenden ein international eindeutiges Rufzeichen zugeteilt wird. Erlaubte Betriebsarten sind Morsen, Sprechfunk, Fernschreiben, Übermittlung von stehenden und bewegten Bildern und digitale Datenübertragung. Funknetze im Amateurfunkdienst sind z.B. das Packet Radio-Netz, bei dem die Teilnehmer Nachrichten über vernetzte Relaisstationen oder Digipeater austauschen und auch z.B. auch Endgeräten wie modifizierten Funkmeldeempfängern zugänglich machen. Weitere Einzelheiten werden in Amateurfunkdienst beschrieben.
In Not- und Katastrophenfällen schließen sich Funkamateure zusammen, um zusätzliche Kommunikationswege bereitzustellen - Notfunk. Oft werden dann Relaisstationen mit eigener Stromversorgung für die lokale Kommunikation oder Amateurbänder im Kurzwellenbereich zum Überbrücken größerer Entfernungen genutzt.
Satelliten-Rundfunk
Interkontinental werden Funknetze durch die Verwendung von geostationären Satelliten ermöglicht, die als Reflektor und Verstärker fungieren. Auch darüber lassen sich Computernetzwerke und Telefonieanwendungen (z. B. Iridium) oder Satelliten-Fernsehen realisieren.
Mobilfunk
- Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) für Schnurlostelefone in Gebäuden
- General Packet Radio Service (GPRS)
- Global System for Mobile Communications (GSM)
- Long Term Evolution (LTE)
- Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
Lokale Netzwerke
In der EDV teilt man insbesondere bidirektionale Funknetze nach ihrer Reichweite ein:
- Funknetze für den unmittelbaren Umkreis einer Person (engl. wireless personal area network, Abk. WPAN)
- lokale Funknetze (engl. wireless local area network, Abk. WLAN)
- Stadtfunknetze (engl. wireless metropolitan area network IEEE 802.16, Abk. WMAN)
- Weitverkehrsfunknetze (engl. wireless wide area network, Abk. WWAN)
Obwohl diese Einteilung etwas willkürlich und auch nicht exakt definiert ist, haben doch die Funknetze innerhalb jeder Gruppe neben der Reichweite weitere Gemeinsamkeiten bezüglich Datenrate, Leistungsaufnahme, Mobilität der Teilnehmer und Kosten für Teilnehmergeräte, was die Einteilung sinnvoll erscheinen lässt. Angestrebt werden eine große Reichweite, eine hohe Datenrate, eine geringe Leistungsaufnahme und geringe Kosten sowie eine hohe Mobilität, das heißt, die Verbindung zum Funknetz kann aufrechterhalten werden, wenn sich der Teilnehmer bewegt. In der Praxis verhindern die Gesetze der Physik, dass alle Ziele gleichzeitig erreicht werden.
WPAN
Wireless Personal Area Networks (WPAN) sind hauptsächlich zur Funkverbindung von tragbaren Geräten mit eigener Stromversorgung gedacht. Hierzu gehören beispielsweise PDAs, Laptops, Mobiltelefone, Funktastaturen und -mäuse als auch Funkkopfhörer, Freisprecheinrichtungen oder Spezialanwendungen wie Lego-Roboter. Dem Anwendungszweck entsprechend, sind eine geringe Leistungsaufnahme (und damit eine lange Batterie-/Akkulebensdauer) sowie ein geringer Preis für die Teilnehmergeräte wichtig. Dafür werden eine geringe Reichweite (0,2 m bis 10 m), eine geringere Datenrate (im Allgemeinen weniger als 4 Mbit/s) und eine geringe Mobilität der Teilnehmer in Kauf genommen. Als führende Technik hat sich Bluetooth durchgesetzt. Dieser Standard verdrängt damit die Infrarotdatenübertragung, welche vor Bluetooth Funkverbindungen mit sehr geringer Reichweite realisierte.
WLAN
Wireless Local Area Networks (WLAN) dienen dazu, mobile Geräte wie beispielsweise Notebooks direkt (Ad-hoc-Netz) oder über einen gemeinsamen Zugriffsknoten (Infrastruktur-Netz) zu verbinden. Soll das WLAN mit weiteren Netzen verknüpft werden, so wird in der Regel der Zugriffsknoten mit einem Gateway/Router verbunden. Das Hauptaugenmerk bei WLANs liegt auf einer hohen Datenrate (2008: 11 Mbit/s bis theoretisch 300 Mbit/s). Auch die Reichweite ist in der Regel größer als bei WPANs (100 m bis 300 m), dafür sind die Leistungsaufnahme und der Preis höher. Teilnehmer können sich innerhalb eines WLANs meist ohne Verbindungsabbruch bewegen (höhere Mobilität als in WPANs). Der wichtigste WLAN-Standard ist IEEE 802.11.
WMAN
Wireless Metropolitan Area Networks (WMAN) sind die größte Form eines Funknetzes, bei dem sich die beteiligten Zugangsknoten über eine Stadt oder eine Region verteilt befinden. Idealerweise sind die Standorte der Funkzugangsknoten so aufgestellt, dass sich die Funkausleuchtungszonen leicht überlappen. Dadurch kann ein Nutzer ein möglichst engmaschiges Funknetz ohne Funklöcher nutzen.
Funktechniken wie "Meshing" (Vermaschen) mit einem dynamischen Routing leisten dabei gute Dienste, um solchen Ansprüchen gerecht zu werden. In Deutschland gibt es bereits einige WMANs von kommerziellen und privaten Betreibern.
Weitere Netzwerke
Beispiele: ZigBee, Bluetooth, WIMAX, WISA.
Siehe auch
Literatur
- Jörg Roth: Mobile Computing. Grundlagen, Technik, Konzepte. Heidelberg: dpunkt-Verl., 2002. ISBN 3-89864-165-1