Datenfunk – Ersatz für Standardfestverbindungen?

Datenfunk landete bei mir bisher immer in der Schublade “ein paar hundert Meter”. Nun hat mich Daniel Maurice von Datenfunk-Spezi Welotec darüber  aufgekärt, dass Datenfunk doch einigs mehr an Reichweite zu bieten hat. Auch wenn sonst nur GPRS/EDGE und UMTS/HSDPA Thema des Blogs ist, kann ein Exkurs – insbesondere zum Ersatz von Standleitungen – doch interessant sein.

Ich habe gelernt, dass «Datenfunk ist nicht gleich Datenfunk» ist und sich in unterschiedliche Gruppen aufteilt:

1. Entfernungen <1 Km (line of sight Outdoor) bzw. bis 60m Indoor

   Für diese kurze Strecken und Übertragungsraten zwischen 19.200bps und 460.800bps eignen sich lizenzfreie Datenfunklösungen auf 433MHz und 2,4GHz Basis. Die Preise solcher Module und Boards liegen je nach Ausführung zwischen 25,-€ und 160,-€. Diese später in Endgeräten fest eindesignten Funkboards bauen meist auf einheitlichen Kommunikationsstandards wie 802.11b/g(WLAN) und 802.15.4 (ZigBee Basis) im ISM-Band auf und besitzen sowohl serielle wie auch digitale und analoge I/O’s um z.B. Sensoren (auch Low-Power zur Langzeitversorgung per Batterie) zu vernetzen.

2. Entfernungen <3 Km (Outdoor) bzw. bis 800m Indoor

   Sind Entfernungen von mehr als 1km zu überbrücken so bietet sich zur lizenzfreien Nutzung in Europa nur das 869MHz und in Nord- und Süd-Amerika nur das 900MHz Band an. Das 869MHz Band kann in Europa mit bis zu 500mW Sendeleistung genutzt werden. Der Preis für solche Modems liegt zwischen 500,-€ und 1200,-€ je Station. Diese deutliche Reichweitenerhöhung bekommt man wie so ziemlich alles im Leben nicht ohne einen Kompromiss eingehen zu müssen. Die maximale Datenübertragungsrate schrumpft hierbei auf 19.200bps.

3. Entfernungen <30-50 Km (Outdoor)

   Sollten die o.g. maximal 3km Reichweite für lizenzfreien Datenfunk nicht ausreichen oder der Wunsch nach Störsicherheit bei der Datenübertragung höher sein, so kann auf diverse lizenzierte Frequenzen im 70cm Band (380MHz – 470MHz) in Europa zurückgegriffen werden. Hier können dann mit Sendeleistungen von 6W bis 12W Reichweiten von 10km bis hin zu 50Km erreicht werden. Auch bei den maximalen Entfernungen bleibt hier dann die Datenübertragungsrate fest bei 19.200bps. Diese Datenfunkmodems kosten 1200,-€ bis zu 1800,-€ je Station. Die maximalen Reichweiten werden nur durch den Einsatz von Richtantennen an eventuell extra errichteten Antennenmasten möglich und erhöhen die einmaligen Anschaffungskosten meist deutlich.

4. Entfernungen über 50 Km

   Derartig große Entfernungen sind per Datenfunk in Deutschland i.d.R. nicht wirtschaftlich (bzw. mit akzeptablen Datenraten) realisierbar. Lösungen für größere Entfernungen können statt dessen auf Basis der Mobilfunknetze (GPRS/EDGE/UMTS/HSDPA) realisiert werden. Je nach zur Verfügung stehenden Netztechnologie stehen Datenraten von etwa 100 kBit bis zu mehreren MBit zur Verfügung. Anders als bei der Lösung per Datenfunk sind  hier neben einer höheren Latenz aber auch monatliche Kosten für einen Datentarif (z.B. Datenflatrate für ca. 30 EUR pro Monat und Station) in Kauf zu nehmen.

Insgesamt bleibt das Thema Datenfunk aber nicht ganz einfach, denn sowohl die Machbarkeit als auch die Kosten (über die gesamte Nutzungsdauer) können nicht pauschal beurteilt bzw. beziffert werden. Der sicherste Weg ist – wie so häufig – eine Beratung, am besten von jemandem, der sich sowohl mit Datenfunk als auch mit Mobilfunk auskennt.

In diesem Zusammenhang:

«lizenzfrei» vs. «lizensierte Frequenzen»

Einige Frequenzbänder (z.B. 433 MHz oder 2,4 GHz)  können in Deutschland unter gewissen Rahmenbedingungen lizenzfrei “einfach so” benutzt werden. Ohne Anmeldung, ohne Genehmigung, ohne Kosten aber auch “ohne Garantie”. Dies bedeutet, dass z.B. der Mikrowellenherd (2,4 Ghz) schon mal das WLAN (meist auch 2,4 GHz) stören kann (und darf!).

Zur Nutzung von lizensierten Frequenzen muss bei der Bundesnetzagentur eine sog. Frequenznutzungsurkunde (wirklich schönes Verwaltungsdeutsch) unter Angabe der Koordinaten der Stationen, Antennenhöhe über NN und Grund sowie der abgestrahlten Sendeleitung beantragt werden. Die Bearbeitungsgebühr beträgt einmalig 130,-€. Danach wird eine jährliche Gebühr von ca. 14,60€ für das Funksystem fällig.

Im Gegenzug erhält man aber nach einer Bearbeitungszeit von 3-4 Wochen mit der Frequenznutzungsurkunde die Zusicherung über die kommenden 10 Jahre exklusiver Nutzer dieser Frequenz zu sein.

Bei auftretenden Störungen durch Dritte kann hier dann auch ein Messtrupp der Bundesnetzagentur den Störer lokalisieren und diesem die Anlage stilllegen sowie eine Ordnungswidrigkeit verhängen…

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