Datenfunk: Unsichtbar doch überall

Datenfunk bezeichnet die drahtlose Übertragung von Daten über eine analoge oder digitale Datenfunkstrecke. Er wird eingesetzt im mobilen Bereich, wenn eine mobile Einheit Daten an eine zweite stationäre oder mobile Einheit sendet oder von dieser empfängt.  Er wird eingesetzt in stationären Bereichen, in denen die Weitergabe von Daten per Kabel entweder zu umständlich oder zu aufwändig wäre.

Beispiele für eine mobile Einheit, die Datenfunk anwendet sind etwa der Intercityzug, der Störungen per Datenfunk an das zuständige Reparaturwerk weiterleitet oder der Laptop-Besitzer, der unterwegs Emails sendet oder empfängt. Beispiele für die stationäre Anwendung von Datenfunk sind beispielsweise die Überwachung von industriellen Produktionsanlagen per Datenfunk oder die Verwendung einer drahtlosen Maus am heimischen PC mit der Bluetooth-Technologie.

Generelle Techniken des Datenfunks in Mobilfunknetzen

Generell verwendete Techniken des Datenfunks in öffentlich zugänglichen Mobilfunknetzen sind: HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) und EDGE, GPRS (General Packet Radio Service) mit MMS (Multimedia Messaging Service) und WAP (Wireless Application Protocol) sowie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) mit HSDPA und HSUPA.

High Speed Circuit Switched Data (HSCSD, deutsch: Im Schnelltempo durchgeschaltete Daten) ist eine ältere Datenübertragungstechnik für das GSM-Mobilfunknetz der zweiten Generation. Sie spielt heute im öffentlichen Mobilfunk keine wesentliche Rolle mehr, wird aber in der Industrie noch häufiger genutzt beispielsweise zur Weitergabe von Messdaten. Mit HSCSD können theoretisch Datenübertragungsraten bis etwa 115,2 Kilobit pro Sekunde erreicht werden. Die neuere und deutlich schnellere Datenübertragungstechnologie für GSM-Netze ist EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution deutsch: Verbesserte Datendurchsätze zur GSM-Entwicklung). Sie bringt es auf Übertragungsraten von 150 bis 200 Kilobit pro Sekunde.

General Packet Radio Service (GPRS) (deutsch: „Allgemeiner paketorientierter Funkdienst“) ist die Bezeichnung für eine Datenübertragungstechnologie in den Mobilfunknetzen der zweiten (GSM) und dritten (UMTS) Generation. Der Multimedia Messaging Service (MMS deutsch: Multimedianachrichtendienst) basiert auf GPRS, damit kann man mit einem Mobiltelefon multimediale Nachrichten an andere mobile Endgeräte oder an E-Mail-Adressen schicken. Gleichfalls auf GPRS basiert WAP (Wireless Application Protocol, deutsch Protokoll für Drahtlosanwendung), damit werden Webseiten für die langsamere Übertragungsrate und die längeren Antwortzeiten im Mobilfunk sowie für die kleinen Displays der Mobiltelefone fit gemacht. Eine Technologie, die ähnliches leistet ist der vor allem in Japan und Singapur verbreitete i-mode (deutsch: i-Modus).

Universal Mobile Telecommunications System  (UMTS, deutsch: Universelles Mobiles Telekommunikations-System) bezeichnet die Technik, welche Mobilfunknetze der dritten Generation benutzen. Sie erreicht bei der Datenübertragung maximal 384 Kilobit pro Sekunde. Werden zusätzliche Beschleunigungstechnologien beim Empfangen und Senden eingesetzt, sind es deutlich mehr: Mit High Speed Downlink Packet Access (HSDPA, deutsch: Paket-Hochgeschwindigkeitszugang zum Empfangen) werden bis zu 7,2 Megabit pro Sekunde beim Datenempfang erzielt, mit High Speed Uplink Packet Access (HSUPA: deutsch:  Paket-Hochgeschwindigkeitszugang zum Senden) maximal  bis zu 5,8 Megabit pro Sekunde beim Senden von Daten.

Weitere Techniken des Datenfunks

WLAN von englisch: (von englisch: Wireless local area network deutsch: Drahtloses Ortsnetzwerk) ist eine Datenfunktechnik, die sowohl in Mobilfunknetzen als auch privat genutzt wird. Ihre Reichweite ist allerdings im Gegensatz zu den oben beschriebenen Techniken mit maximal dreihundert Metern stark begrenzt. Sie wird zuhause genutzt, um in der eigenen Wohnung über ein Privatnetzwerk eine Funkverbindung von den PCs und Laptops zum Internetanschluss oder zu Geräten wie dem Drucker zu schaffen. Sie wird darüber hinaus an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen, Messen oder Flughäfen eingesetzt, um Kunden einen schnellen Zugang ins Internet zu bieten. Mit Ausnahme von E-Plus bieten alle deutschen Mobilfunkbetreiber eigene WLAN-Zugangspunkte in vielen Städten an.

Bluetooth hat als Datenfunk eine Reichweite von einem bis maximal hundert Meter. Es dient in der Regel zum Datenaustausch zwischen verschiedenem Geräten wie beispielsweise PC und drahtloser Maus oder PC und Kopfhörer oder Mobiltelefon und PC. Bluetooth nutzt den Frequenzbereich zwischen 2,402 Gigahertz und 2,480 Gigahertz.

Noch geringer ist mit vier bis zehn Zentimetern  NFC (für englisch: Near Field Communication, deutsch: Nahbereichskommunikation). Dabei werden mit einem Handy  Informationen aus einem Funkchip ausgelesen. Dieser Funkchip ist in einen Gegenstand wie beispielsweise ein Werbeplakat oder einen Fahrkartenautomaten eingebaut. In Deutschland wird diese Technik vom in Frankfurt ansässigen vom Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) zum Verkauf von Fahrtkarten per Handy eingesetzt.

Eigene Einsatzgebiete des Datenfunks gibt es beispielsweise beim Militär und der Luftfahrt. Link 16 deutsch:Verbindung 16) ist der Standard, der beim mobilen Datenfunk der Nato angewendet wird, damit können Flugzeuge, Schiffe und Heereseinheiten eines Verbandes ihre Lageinformationen in Echtzeit übertragen. Es wird beispielsweise in Frühwarnsystemen eingesetzt.

Das Aircraft communications addressing and reporting system (ACARS, deutsch: Flugzeug-Kommunikationssystem zum Ansprechen und Berichten) ist ein digitales Datenfunksystem das Nachrichten zwischen Verkehrsflugzeugen und Bodenstationen übermittelt. Es erlaubt den Austausch von einfachen Standardnachrichten, erspart Funksprüche und entlastet so die Sprechfunk-Frequenzen.

Die Anwendung von Datenfunk privat und in der Wirtschaft

Die private Anwendung von Datenfunk kennt jeder, der einmal eine SMS per Handy geschickt hat. Dazu gehören weiter die mobile Nutzung des Internet, samt allen Funktionen wie Surfen oder Senden und Empfangen von E-Mails.

Weniger bekannt ist der Datenfunk in der Wirtschaft. In der Prozess- und Steuerungstechnik industrieller Anlagen, in Kraftwerken, Raffinerien, Chemie- und Stahlwerken, sowie bei Fördertechnik, Schienenverkehr und mobilen Produktionsmaschinen werden Datenfunksysteme zur Steuerung und Überwachung eingesetzt. Weitere Beispiele sind das Erfassen und Weiterleiten von Messdaten in der produzierenden Industrie, die Fernüberwachung von Containern beispielsweise im Abfallbereich, die Lagerverwaltung, Ortung und Steuerung von Stückgut im Transportwesen, die Ortung von Fahrzeugen und Zuweisung von Fahrgästen in der Taxibranche oder das Betreiben von Warn- und Alarmsignaleinrichtungen per Datenfunk. Die Größe und Komplexität reicht bis hin zu  Funkmeldesystemen zur Überwachung von ganzen Produktionsanlagen beispielsweise im Bereich der Raffinerien.

Bei der Bahn ist ein Beispiel für Datenfunk der sogenannte ICE-Diagnosefunk. Damit werden die vom Bordcomputer registrierten Störungen bei Intercity-Zügen von dem Funkgerät Teleport 10 schon vor Erreichen des Endbahnhofes dem Betriebswerk mitgeteilt. In der kommerziellen Luftfahrt gibt es, wie oben beschrieben,  mit ACARS einen eigenen Datenfunk. Dieser soll in absehbarer Zukunft auch die Übertragung der Flugschreiber-Daten per Satellit zu Bodenstationen umfassen, um bei künftigen Unglücksfällen nicht mehr auf die Datensammlung eines stark zerstörten oder unauffindbaren Flugschreibers angewiesen zu sein.