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Alles Gute kommt von oben

 

Ist mehr gefragt als der reine TV-Empfang über Satelliten, spricht man von Satelliten- Kommunikation für Telefon, E-Mail, Fax und Internet übers All. Über den aktuellen Stand der Dinge sprach Hans Wischer mit dem Experten Niko Reisch von Nordwest-Funk und besuchte Inmarsat in London.

In den 50er Jahren wurden Bilder, beispielsweise von den Olympischen Spielen in Melbourne, per Funk übertragen. Das geschah nur in Schwarz/Weiß, die Fotos wurden zeilenartig abgetastet, mussten zuvor entwickelt und auf Papier vergrößert werden und waren am nächsten Tag in der Tageszeitung zu finden. Damals war es schon eine kleine Sensation. Heute im digitalen Zeitalter lächeln wir darüber. Da gibt es ganz andere Möglichkeiten – und nicht nur die Übertragung von Bildern sondern auch von Filmen. So lassen die Segelyachten beim Volvo Ocean Race Drohnen über sich aufsteigen, deren Videofilme live an Bord übertragen werden und von dort ebenfalls live über Inmarsat-Satelliten auf häuslichen PCs in aller Welt zu sehen sind – in Echtzeit und nicht zeitversetzt wie die Bilder aus Melbourne vor 63 Jahren.

Satellitenübertragung entwickelte sich zur Selbstverständlichkeit und ist für die Sicherheitskommunikation auf See im Rahmen des GMDSS (Global Maritime Distress Safety System)eine wichtige Voraussetzung. Das von der International Maritime Organization (IMO) entwickelte GMDSS wurde erstmals in den 1990er Jahren eingesetzt und definierte die Art und Weise, wie Notrufe gesendet wurden. Zum ersten Mal wurden die Schiffe angewiesen, Warnungen an Land statt an andere Schiffe zu senden, sodass die an Land gelegenen Einrichtungen die Verantwortung für die Koordinierung der erforderlichen Rettungsmaßnahmen übernehmen können. Neben der Verbesserung der Schiffsnotkommunikation sorgt GMDSS auch für die automatische Ausstrahlung von Sicherheitsinformationen für den Seeverkehr (MSI), mit der Schiffe sicherer durch die Gewässer navigieren können.

Die Satellitenübertragung besteht aus diversen Bausteinen: den Satelliten selbst, den Übertragungsbändern (Frequenzen), der Hardware für Antennen und Terminals für Empfangen/Senden an Bord und der Software der einzelnen Netzanbieter für ihre Dienste.

Zu den Satellitenbetreibern für Yachten zählen Inmarsat und Iridium

Inmarsat, 1979 von der IMO (International Maritime Organization), einer Institution der UNO gegründet und seit 1999 eine unabhängige Aktiengesellschaft mit Hauptsitz in London, betreibt aktuell 13 eigene, geostationäre Satelliten, die 35.786 km über der Erde "fest" auf ihrer Position stehen, sich also stets über dem gleichen Bezugspunkt zur und mit der Erde synchron mitdrehen. Mit drei geostationären Satelliten kann eine Netzabdeckung realisiert werden, die fast die ganze Erdoberfläche umfasst, auch für die GMDSS-Sicherheitskommunikation mit automatischer Ausstrahlung von Sicherheits- und Warnmeldungen sowie Seenotfällen.

Das globale Vertriebsnetz von Inmarsat umfasst neben Vertriebspartnern wie Nordwest-Funk in Deutschland – auch Hardware (Antennen und Terminals), die unter dem Namen Inmarsat angeboten, aber von anderen Unternehmen gefertigt werden. Bei Inmarsat werden einzig die beiden Polarregionen nicht mit Diensten versorgt. Ansonsten ist die Abdeckung abhängig von der jeweiligen Dienstleistung ab: reine Satellitenkonnektivität oder in Kombination mit terrestrischen Strukturen - von küstennah bis auf alle Weltmeere. Derweil sich die Inmarsat Dienste Fleet Xpress und Global Xpress allein schon wegen der Größe der dafür benötigten Antennen und Kosten eher für die kommerzielle Schifffahrt und Sußeryachten eignen, ist der Inmarsat Dienst Fleet One Coastal/Global auch für kleinere Yachten gedacht. Bei ihm loggt sicht die Sende/Empangseinheit in Küstennähe ins Mobilfunknetz ein. Fleet Express ist HighSpeed Satellitenkommunikation, sollte jedoch immer mit Fleet Broadband als Backup betrieben werden, da es über Ka Band läuft und deshalb sehr stark von den Wetterbedingungen abhängt. Nur mit Inmarsat Fleet (Fleet 77) oder Inmarsat C ist derzeit GMDSS abgedeckt,

Iridium (McLean, Virginia, USA), 1991 von drei Ingenieuren gegründet, betreibt 66 (inklusive Reserve 76) vernetzte Low-Earth Orbit (LEO)-Satelliten, die sich 780 km über der Erde  mit ungefähr 27 000 km/h auf sechs niedrigen, polnahen Bahnebenen bewegen und 100 Prozent der Erdoberfläche abdecken. Wegen der hohen Geschwindigkeit besteht nur etwa 10 Minuten Sichtkontakt zu einem einzelnen Iridium-Satelliten. Die vergleichsweise kleinen Telefone des Systems nehmen daher vom Nutzer jeweils Kontakt zum nächsten Satelliten auf, der sich in Reichweite befindet. Die Gesprächs­daten werden dann zwischen den Nachbar­satelliten weitervermittelt, bis sie einen Satelliten erreichen, der sich über einer Boden­station befindet.

Seit Februar 2019 sind nur noch Iridium Next-Satelliten mit höheren Signalstärken als bei der ersten Generation im Einsatz, die mit sogenannten AIS-Empfängern ausgestattet sind, die die Überwachung der Schifffahrt in Regionen ermöglicht, die nicht vom UKW-Seefunk abgedeckt sind. Vor allem für die Satelliten-Telefonie entwickelt, stehen für den Nutzer handyähnliche Sender/Empfänger zur Verfügung, über die neben Sprachdiensten teilweise auch kurze E-Mails möglich sind und man die aktuellen Wetterberichte für das jeweilige Seegebiete per E-Mail anfordern kann. Unter der Bezeichnung Iridium Certus gibt es bei der Münchner Expeditionstechnik Därr ab rund 7.000 Euro Breitbandanlagen, beispielsweise von Thales und Sailor, für Dienste auf dem hohen Inmarsat-Niveau. Iridium verspricht eine weltweite Abdeckung - von Pol zu Pol - und sogar in den Weltraum. Bei Iridium werden Gespräche über Satellite-Interlinks bis zu den Gateways (Netzübergängen) in den USA und Italien weitergeleitet, netzinterne Gespräche werden direkt über die Satelliten vermittelt.

Daneben gibt es weitere Satelliten-Betreiber wie Intelsat, Globalstar und SES (Astra) die eher Landmassen abdecken, ihre Kapazitäten an andere Betreiber vermieten oder eher auf den reinen TV-Empfang ausgerichtet sind.

Bänder und Frequenzen

Ein Frequenzband bezeichnet Frequenzbereiche, also Teilbereiche des elektromagnetischen Spektrums der zur technischen Kommunikation verwendeten elektromagnetischen Wellen. Der althergebrachte weltweite Seefunkverkehr über Küstenfunkstellen erfolgt auf  SSB (single-sideband modulation) im Kurzwellenbereich. Wer das nutzen möchte, muss eine Funklizenz besitzen. Für die Satellitenkommunikation nicht. Dafür aber mag die Nutzung der diversen möglichen Bänder – und das zu unterschiedlichen Gebühren auf den ersten Blick verwirren.

Inmarsat hat verschiedene Dienste für unterschiedliche Bänder und Frequenzen entwickelt: Das C-Band im Bereich von 4 bis 8 GHz ist ein paketbasierter Dienst, über den z. B. E-Mail-Verkehr und Telex abgewickelt oder Wetterinformationen empfangen werden können. Weiterhin bietet Inmarsat C einige Sicherheitsfunktionalitäten im Rahmen des GMDSS an, wie den Empfang von nautischen Warnmeldungen.

Inmarsat D+ bietet ähnliche Dienste an wie Inmarsat-C, aber mit geringeren Übertragungsraten.

Inmarsat Fleet umfasst mehrere Systeme: Inmarsat Fleet 77 wird noch bis 1. Dezember 2020 in Betrieb sein.

Mit Inmarsat 4 und Inmarsat 5 werden unter unterschiedlichen Bezeichnungen Breitbanddienste für land-, see- und luftgestützte Kommunikation angeboten. FleetBroadband stellt auf See paketorientierte Dienste mit einer Datenrate von 432 kbits/s und leitungsorientierte Dienste (ISDN) mit 64 kbit/s bereit - auch für Notrufe.

„Das L-Band (1 bis 2 GHz) gilt derzeit als das Zweitbeste neben dem wetterunabhängigen Ku-Band (12 bis 18 GHz) und dem wetterempfindlicheren, bei Regen anfälligeren Ka-Band (27 bis 40 GHz),“ sagt SatCom-Experte Niko Reisch von Nordwest-Funk in Emden.

Bei den eingangs erwähnten Live-Übertragungen der Drohnen beim Volvo Ocean Race gelangten die Videos per WLAN an Bord und von dort weiter per Fleet Broadband in die ganze Welt.

 

System / Abdeckung / Antennendurchmesser und -gewicht, entnommen dem aktuellen Nordwestfunk-Katalog

Iridium / weltweit / ca. 12 cm / 2 kg

Fleet ONE / Küstennähe u. weltweit / ca. 28 cm / 4 kg

Fleet Broadband FB150 / weltweit / ca. 33 cm / 5 kg

Fleet Broadband FB250 / weltweit / ca. 27 - 48 cm / 5 - 9 kg

Fleet Broadband FB500 / weltweit / ca. 69 - 89 cm / 18 - 35 kg

mini VSAT V3HTS Spotbeams 39 cm, 11,3 kg  

mini-VSAT V7HTS Spotbeams 67 cm, 26,1 kg

mini VSAT V11IP / weltweit Ku u. C-Band / 120 cm / 102 kg

 

Baustein Nr. 3: Hardware an Bord

Das Pendant zu den Satelliten im All ist die Hardware an Bord. Inmarsat bezeichnet sie als Terminals, weil sie eben mehr leisten als eine übliche Funkanlage. Sie empfangen oder senden Sprach- und Textnachrichten und dienen als Internet-Zugang – über das kurze Videosequenzen oder Spielfilme zu sehen sind. Inmarsat meint, dass gerade die Spielmöglichkeiten in den Internet-Playstores Kids an Bord bei Laune halten. Doch hier lauert auch eine Kostenfalle (siehe dazu den nächsten Absatz). Zu den Herstellern der entsprechenden Hardware zählen KVH, Thrane & Thrane, Intellian, EPak, Cobham oder Skytech für die Terminals und Inmarsat sowie VSat bei den Antennen. Inmarsat selbst fertigt keine Terminals, lässt sie außer Haus bei Fremdherstellern herstellen und vermarktet sie unter eigenem Namen. Wir kennen derartige Praktiken aus dem täglichen Leben, beispielsweise wenn wir bei einem der großen Discounter Lebensmittel einkaufen.

 

Software macht die Hardware betriebsbereit

Soweit zu den technischen Voraussetzungen. Nach dem Kauf der Hardware (je nach Leistungsstärke zwischen 5.400 und 80.000 Euro beispielsweise bei Nordwest-Funk), muss  schlussendlich noch ein Vertrag mit üblicher Laufzeit von einem Jahr über die Netznutzung abgeschlossen werden. Den bietet in der Regel der Hardware-Anbieter an. Da ist dann, so wie man es von den Mobiltelefonen in den GSM-Netzen kennt, eine monatliche Grundgebühr und für die Datenübermittlung zu zahlen. Meist ist in der Grundgebühr bereits ein kleines Datenübertragungsvolumen enthalten. Da ist dann die Rede von kB (Kilobyte), MB (Megabyte) und GB (Gigabyte) für das Volumen und kb/s (Kilobits pro Sekunde) und Mb/s  für die Übertragungsgeschwindigkeiten die Rede. Niko Reisch errechnete für ein 10minütiges HD-Video ein Volumen von 15 MB. Da können dann im Ka-Band bei einer KVH-Mini V Sat Anlage für 90 Minuten Filme schauen schon mal Gebühren in Höhe von rund 900 US $ anfallen. Reine Telefongespräche kosten zwischen 0,49 und 1,49 US $ pro Minute.

 

Beispiele für Übertragungsgeschwindigkeiten, entnommen dem aktuellen Nordwestfunk-Katalog

Iridium: 2,4 Kbps

Fleet ONE:  100 Kbps

Fleet Broadband FB150:  150 kb/s

Fleet Broadband FB250:  284 kb/s

Fleet Broadband FB500:  432 kb/s

mini-VSAT V3HTS: 128 kb/s (uplink), 2.048 kb/s (downlink)

mini-VSAT V7HTS: 64 - 3.072 kb/s (uplink), 64 - 10.240 kb/s (downlink)

 mini VSAT V11HTS: 64 - 1.024 kb/s (uplink),  64 - 4.096 kb/s (downlink)

 

„Inmarsat Fleet bietet die höchste Flexibilität und die Leistungsfähigkeit, um den unterschiedlichen Anforderungen an Kommunikation und Datentransfer in der maritimen Industrie gerecht zu werden,“ meint Niko Reisch. „Inmarsat Fleet bietet ebenso den Sicherheitsstandard für GMDSS (nur die Anlage F77) und auch MPDS (Mobile Packet Data Services), d. h. es werden nur die Daten bezahlt, die tatsächlich übertragen werden. Fleet Broadband ist der neueste Service von Inmarsat. Mit dem Standard IP Service für 99 US $ monatliche Grundgebühr (inklusive Leistungen bis zu dieser Höhe) ist man für E-Mails, Internet und Intranet (z.B. firmeninterne Netzwerke) immer online und bezahlt nur die Daten, die übertragen werden (Übertragungsgeschwindigkeit bis max. 150 kb/s mit der Anlage  FB150, bis max. 284 kb/s mit der FB250 bzw. max. 432 kb/s mit der FB500). Mit Fleet Broadband kann man gleichzeitig telefonieren und Daten übertragen (Standard IP). Die monatliche Grundgebühr* von 749,00 $ beinhaltet 40 MB Daten.“

*Alle Preise basieren auf einer Vertragslaufzeit von 6 Monaten (Fleet Broadband) bzw. 12 Monaten (Fleet und mini VSAT) und beinhalten die Verbindungen an Land.

 

Beispiele für die Gebühren, entnommen dem aktuellen Nordwestfunk-Katalog …

Inmarsat Airtime by KVH für Fleet ONE

Dienst Coastal  

Grundgebühr pro Monat: 49,99 $ (inkl. 10 MB Daten, 100 Min. Sprache)

Sprache: 0,59 US $ pro Minute (Land u. mobil)

Daten:  4,99 US $ pro MB

SMS (160 Zeichen):  0,49 US $

Dienst Global

Grundgebühr pro Monat: 129,99 $ (inkl. 15 MB Daten, 250 Min. Sprache

Sprache:  0,59 US $ pro Minute (Land u. mobil)

Daten:  9,99 US $ pro MB

 

… und von Därr Expeditionstechnik für Iridium

Grundgebühr pro Monat: 48 € (inkl. 10 Min. Sprache, 10 SMS)

Sprache:  0,80 bis 10 € pro Minute (abhängig vom anderen Netz)  

Daten:  1,20 € pro Minute

SMS:  0,40 €

 

Alternativ: Yachtrouter zum WiFi Anschluss in der Marina

Mit einem einfachen Yacht Router, beispiesweise dem Micro 4G Booster von Locomarine (ab 1.199 Euro bei Nordwest-Funk), kann man sich per WLAN in den WiFi-Hotspot der Marina (falls dort vorhanden und zu dessen Konditionen) ins Internet einloggen und darüber preiswerter während der Liegezeit im Hafen und abhängig von der Netzbelegung durch andere Nutzer in einer Entfernung von bis zu 2 sm kommunizieren. Die Anlage bietet eine preiswerte Lösung für die komplette Netzwerk-Infrastruktur. Oder mit dem Yacht Router Locomarine Mini 4G Booster (ab 1.825 Euro) innerhalb der WLAN-Reichweite des Hotspots der Marina preiswert und außerhalb die Vorteile seiner eigenen Satellitenanlage an Bord zu nutzen.

Alle Preise inkl. Mwst.