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.

Netzmanager

Ein Netzmanager ist die Person, die die Erstellung und den Betrieb eines Netzes über mehrere Sitzungen hinweg überwacht. Diese Person gibt das Format, das Datum, die Uhrzeit, die Teilnehmer und das Netzkontrollskript an. Der Net-Manager wählt auch die Net Control Station für jedes Netz und kann diese Funktion gelegentlich übernehmen, insbesondere in kleineren Organisationen.

Net Control Station

Funknetze sind wie Konferenzschaltungen, bei denen beide einen Moderator haben, der die Gruppenkommunikation einleitet, der dafür sorgt, dass alle Teilnehmer den Standardprozeduren folgen und wer bestimmt und leitet, wann die andere Station sprechen darf. Der Moderator in einem Funknetz wird als Net Control Station, kurz NCS genannt, bezeichnet und hat folgende Aufgaben:

• Richtet das Netz ein und schließt das Netz;
• Leitet Netzaktivitäten, wie z. B. den Verkehr, um eine optimale Effizienz zu gewährleisten;
• Wählt die Netzfrequenz, hält die Schaltungsdisziplin und Frequenzgenauigkeit aufrecht;
• Pflegt ein Netzprotokoll und registriert die Teilnahme am Netz und die Bewegung der Nachrichten; (weiß immer, wer ein- und ausgeschaltet ist)
• Ernennt eine oder mehrere alternative Netzkontrollstationen (ANCS);
• Bestimmt, ob und wann Netzwerkkontinuitätsprüfungen durchgeführt werden sollen;
• Bestimmt, ob die vollständige Prozedur und die vollständigen Rufzeichen die Kommunikation verbessern können.
• Unterliegt vorbehaltlich der Anleitung des Net Managers einem Netz, das gerichtet oder frei ist.

Die Net Control Station wird für jedes Netz mindestens eine Alternate Net Control Station, abgekürzt ANCS (Abkürzung NC2 in WWII procedures), ernennen, die folgende Aufgaben hat:

• Unterstützt die NCS, um optimale Effizienz aufrechtzuerhalten;
• Übernimmt NCS-Aufgaben, falls das NCS Stationsprobleme entwickelt;
• Nimmt NCS-Zölle für einen Teil des Netzes an, wie vorgeschrieben oder wie nötig;
• Dient als Ressource für die NCS; echo Übertragungen der NCS, wenn und nur wenn von der NCS dazu aufgefordert;
• Behält ein doppeltes Netzprotokoll bei

Struktur des Netzes

Netze können so beschrieben werden, dass sie immer eine Nettoöffnung und ein Netto-Closing haben, wobei ein Roll-Call normalerweise der Nettoöffnung folgt, gefolgt von regulärem Netto-Geschäft, das Ankündigungen, offizielle Geschäfte und Nachrichtenübermittlung einschließen kann. Militärische Netze folgen einer sehr gekürzten und undurchsichtigen Version der unten skizzierten Struktur, haben aber immer noch die kritischen Elemente des Öffnens, des Appells, des späten Eincheckens und des Schließens.

Ein Netz sollte immer nach dem gleichen Prinzip operieren wie die im Journalismus verwendete umgekehrte Pyramide: die wichtigsten Kommunikationen stehen immer an erster Stelle, gefolgt von Inhalten in immer niedrigeren Prioritätsstufen.

1. Netzöffnung
   1. Identifikation des NCS
   2. Ankündigung des regulären Datums, der Uhrzeit und der Häufigkeit des Netzes
   3. Zweck des Netzes
2. Anrufen
   1. Ein Anruf für Stationen zum Einchecken, oft aus einer Liste von regulären Stationen
   2. Ein Anruf für verspätete Check-ins (Stationen auf dem Dienstplan, die nicht auf die erste Check-in-Zeit reagiert haben)
   3. Ein Anruf für Gast-Stationen zum Einchecken
3. Nettogeschäft
4. Optionale Konvertierung in ein freies Netz
5. Netto schließen

Jedes Netz hat in der Regel einen Hauptzweck, der je nach Netzbetreiber, der während der Netzgeschäftsphase auftritt, unterschiedlich ist. Bei Amateurfunknetzen dient es in der Regel dazu, den Stationen die Möglichkeit zu geben, ihre jüngsten Betriebsaktivitäten (funktionierende Stationen, aufgebaute Antennen usw.) zu besprechen oder Geräte auszutauschen. Für Netze des Militärhilfsfunksystems (Netzhilfsfunksystem) und des nationalen Netzes (Nationale Verkehrssystem), Netzgeschäft wird hauptsächlich das Übergeben von formalen Nachrichten, bekannt als Radiogramm miteinbeziehen.

Zwei Modi der Netzoperation

• Gerichtetes Netz
  • Ein Netz, in dem keine andere Station als die Netzkontrollstation mit irgendeiner anderen Station kommunizieren kann, außer für die Übertragung von dringenden Nachrichten, ohne vorher die Erlaubnis der Netzkontrollstation einzuholen.
• Kostenloses Netz
  • Ein Netz, in dem jede Station mit irgendeiner anderen Station in demselben Netz kommunizieren kann, ohne vorher die Erlaubnis von der Netzkontrollstation erhalten zu haben.

Net-Control-Prozedur Wörter

Das US Army Field Manual ACP 125 (G) enthält den vollständigsten Satz von Prozedurwörtern, die in Funknetzen verwendet werden:

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.)
SILENCE LIFTED	Silence is lifted. (Transmissions must be authenticated by means of self authentication system, codeword, etc.)	ZUG
CLOSE DOWN	Stations are to close down when indicated. Acknowledgments are required	ZKJ

Arten von Funknetzen

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 en:International Amateur Radio Union defines six different types of nets in its IARU Emergency Telecommunications Guide:

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.
en:Skywarn net	Used to coordinate Amateur radio weather spotters, exchange weather reports, and coordinate ham radio responses to weather disasters—especially en: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:

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

Seefunknetze

Wenn Schiffe oder Schiffe in Seenot geraten, werden sie ein Seeverkehrs-Kommunikationsnetz betreiben, um zwischen dem in Seenot geratenen Schiff und allen anderen Schiffen, Flugzeugen und Küstenstationen zu kommunizieren, die bei der Notfallreaktion helfen.

Siehe auch

• en:National Traffic System
• en:Amateur radio net

Externe Links

• Air Force MARS Training Manual 2006
• Air Force MARS National Training Manual 2016

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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:

1. gerichtete Kommunikation
2. ungerichtete Verfahren
3. 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).
4. digitale und nicht-digitale Übertragung

Funknetzplanung in der DDR

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

• Beispiele: GSM-Netz (A_bis-Schnittstelle zwischen BTS und BSC)

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

• Frequenzband

Literatur

• Jörg Roth: Mobile Computing. Grundlagen, Technik, Konzepte. Heidelberg: dpunkt-Verl., 2002. ISBN 3-89864-165-1

Weblinks

• Wireless Networking in the Developing World