Zwischenstand zu LoRa Mesh
Es ist noch gar nicht so lange her, dass ich von dem Thema "LoRa Mesh" erfahren habe (Long range Radio) erfahren und noch viel kürzer her, dass ich aktiv eingestiegen bin. Doch in der kurzen Zeit konnte ich viel erfahren (durch Lesen und Erlebnisse).
Am Anfang war Meshtastic
Mit der Anwendung "Meshtastic" hat die aktive Nutzung der LoRa-Funktechnologie für andere Zwecke als die Übermittlung simpler Sensordaten (Temperatur, Luftdruck usw.) begonnen - nämlich die internetunabhängige Übertragung von Textnachrichten. Damit konnte die Anwendung zeigen, das LoRa durchaus das Potential hatte, Nachrichten auch im Ausfall anderer Kommunikationsmöglichkeiten übertragen zu können.
Leider war die Anwendung "zu erfolgreich" und hat sehr schnell einen großen Nutzerkreis begeistert - so wie einst 1971 der CB-Funk in der Bundesrepublik Deutschland. Diese Nutzer wollten aber vor allem nur eines: Quatschen! Sprich: Leichte, lockere Kommunikation über Belangloses - und das mit möglichst weit entfernten Gleichgesinnten. Meshtastic hat dies geboten, da mehr oder weniger alle Stationen (Nodes) gleichberechtigt gearbeitet und Nachrichten weitergeleitet haben. Durch Ausschöpfung der technischen Möglichkeiten (Hoher Standort, Filter, gute Antennen etc.) konnten hier trotz der maximalen Anzahl von Weiterleitungen (7 Hops) konnten hier beispielsweise Menschen in Österreich mit Menschen in der Nord-Westschweiz kommunizieren.
Feine Sache - aber leider extrem problematisch für die Kommunikation im Notfall. Denn man konnte zwar festlegen, dass eigene Nachrichten z.B. nur dreimal weitergeleitet werden konnten (max. Hops 3) - aber man konnte nicht filtern, welche Nachricht man empfangen würde.
Sprich: Für eine stabile Notfallkommunikation auf Dauer war Meshtastic nicht wirklich geeignet.
Dann doch nützlich
Für einen Zweck war - besser gesagt "ist" - Meshtastic dann doch sehr gut zu gebrauchen: Die schnelle Errichtung von Ad-Hoc-Funknetzwerken. Denn: Meshtastic-Funkgeräte (Nodes) sind ab dem Einschalten innerhalb wenige Sekunden empfangsbereit und gehen sofort auf Sendung. Auch sind alle Nodes gleichberechtigt und leiten Nachrichten weiter.
Man kann damit also extrem schnell und mit extrem wenig Aufwand (Node, Akku/Batterie, Antenne und für Akkus noch ein Solarpanel mit Ladeelektronik) errichten und sofort zum Einsatz bringen. Jeder zusätzliche Node erweitert dann das Netz ohne etwas daran konfigurieren zu müssen (MESH = Selbstvernetzende Netzwerk-Technologie).
Somit kann ein Notfallnetz - z.B. bei einem Stromausfall, Hochwasser oder selbst bei einem Hochhausbrand - innerhalb weniger Minuten betriebsbereit eingerichtet werden.
Hierfür habe ich ein grundlegendes Meshtastic-Notfunkkit entwickelt (Textbeschreibung & Video-Vorstellung), welches im Endeffekt skalierbar ist und mit seinen 4 Nodes (und 4 Handfunkgeräten) die absolute Grundlage für ein solches Netz darstellen kann. Das Kit ist durch seinen stabilen Koffer sogar aus einem Hubschrauber abwerfbar, und kann daher in vom Hochwasser eingeschlossenen Ortschaften sofort für eine Verbindung nach Außen und ein internes Kommunikationsnetzwerk sorgen. Dazu passen auch meine CB-Notfunk-Pakete, welche die Verbindung einer Region über physische Grenzen hinweg ermöglichen sollen.
Übrigens: Ich habe hierfür tatsächlich Kritik von einigen Seiten bekommen. Sogar lustig hat man sich gemacht über meine Bemühungen, Geräte herzustellen, welche eine Katastrophe auch überleben können.
... dann kam Meshcore
Ein Mensch in Australien (Liam Cottle) hat sich mit den Schwächen von Meshtastic analysiert und in einer neuen Anwendung namens "Meshcore" versucht, diese zu beseitigen. Zum einen lagen dieser in der nicht vorhandenen Struktur von Meshtastic - und vor allem darin, dass jeder Node einfach vollkommen unmotiviert seine (und die von ihm wiederholten) Nachrichten in die Gegend "geschrien" hat - ohne Info darüber, ob diese jemals irgendwo ankommen würden.
Dazu hat er vollkommen korrekt erkannt, das ein Meshnetz, trotz seiner selbstvernetzenden Fähigkeiten, doch am besten mit einer Infrastruktur funktioniert. Und so hat er die verwirrenden und vielfältigen Konfigurationsmöglichen auf wenige Rollen reduziert:
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Companion ⇒ Der ganz normale Benutzer. Er kann seine Nachrichten in seiner gesamten Funkreichweite versenden - aber nicht weiter. Mehrere Companions (Freund, Begleiter, Wohltäter, Kumpel) zusammen bilden dann ein lokales Netzwerk in welchem jeder jeden versteht - aber keine Nachrichten über dieses Netzwerk hinaus transferiert werden.
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Room-Server ⇒ Die Funktion einer Mailbox ist schon extrem lange bekannt und in der Datenwelt extrem beliebt, und gipfelte dann irgendwann im EMail-System, welches wir aus dem Internet kennen (SMTP, POP, IMAP). Und schließlich sind auch Meshcore Nutzer nicht ständig in der Lage, ihre "Smart Devices" in der Hand zu halten. Daher kann ein "Room-Server" als kleine "Mailbox" und als lokales Chat-System für Gespräche genutzt werden - selbst wenn im Netzwerk nicht jeder Companion mit den anderen direkt sich unterhalten kann.
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Repeater ⇒ Dieser "Umsetzer" (aka "Relais") hat als einziger die Möglichkeit, Nachrichtenpakete weiterzuleiten - und zwar an jeden anderen Repeater und Companion, welcher diesen empfangen kann. Man kann sowohl "an alle" senden - oder festgelegte Routen benutzen, um den Nachrichtentransport zu vereinfachen.
... dies nur in aller Kürze zum System "Meshcore".
Die Vorteile für den Notfunk und die Krisenkommunikation
Wie man sieht, benötigt ein funktionierendes Netz daher zumindest eine minimale Infrastruktur: Mindestens einen Repeater und am besten auch noch einen Room-Server, wobei letzterer die Funktion eines Repeaters mit übernehmen kann. Man erspart sich so sogar noch eine Funkstation.
Die Vorteile des Meshcore-Systems gegenüber Meshtastic sind nicht sofort ersichtlich, aber tatsächlich eminent:
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Man kann nämlich seine Nachrichtenpakete in einer Region (egal wie groß und/oder klein diese ist) kursieren lassen, ohne diese zwangsweise mit der ganzen Welt teilen zu müssen.
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Man kann Regionen miteinander verkoppeln durch gezielte Aussetzung eines Repeaters - und damit die Reichweite gezielt erhöhen.
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Man kann endlich Nachrichten speichern und später abrufen. Das war zwar auch mit Meshtastic möglich, aber hier musste jeder Client immer eingeschaltet sein. Bei Meshcore reicht es, wenn ein Room-Server aktiv bleibt.
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Es lassen sich bereits vor eine Katastrophe Infrastrukturen errichten, warten, pflegen und testen, ohne dass die ganze Welt davon erfahren und an diesem beteiligt werden muss.
Und natürlich kann mein oben beschriebenes Meshtastic-Notfallkit bequem auf Meshcore umstellen - in dem man einen fünften LoRa-Node als Room-Server konfiguriert und diesem je nach Wunsch auch die Funktion eines Repeaters verleiht. Dies kann sogar im Betrieb problemlos ein- und ausgeschaltet werden per Funkfernsteuerung.
... und da war doch noch was mit den Funkamateuren
Natürlich sind Funkamateure überall dort mit ihrer Nase dabei, wo elektromagnetische Wellen zur Kommunikation benutzt werden. Daher sind diese auch bei "LoRa Mesh" nicht fern und bilden einen Großteil der Benutzer der beiden aufgeführten Systeme - auch wenn diese nicht auf Frequenzen kommunizieren, welche für den Amateurfunkdienst in der Bundesrepublik Deutschland freigegeben sind.
Da Funkamateure aber in Sachen Frequenzen, Antennen, Sendeleistung etc. ganz andere Möglichkeiten besitzen als der LoRa-Nutzer ohne eine Amateurfunkgenehmigung, hat man sich hier ein eigenes System erdacht: Meshcom
Dieses ist primär dazu gedacht, auf Frequenzen um 433 MHz zu arbeiten. Weiterhin ist Funkamateuren problemlos die Nutzung von hohen Sendeleistungen (bis max. 750 Watt Senderausgangsleistung) vorbehalten. Auch benötigen diese keine Einschränkungen im Sendeverhalten. Der sogenannte "Duty-Cycle-Wert" entfällt - womit sie unbegrenzt lange Nachrichten unbegrenzt oft und mit hoher Bandbreite versenden und empfangen können - ganz im Gegensatz zu Meshtastic und Meshcore, welches hier durch die genutzten ISM-Frequenzbereiche und Auflagen limitiert sind.
Leider hat man das Meshcom-System an APRS angebunden - das seit Jahrzehnten genutzte "Automatic Position Reporting System" der Funkamateure. Eine an sich gute Idee, nur leider im Krisen-/Katastrophenfall nutzlos, da dieses APRS nicht ohne das Internet funktioniert. Da wir aber von einem ausgefallenen Internet als Mindest-Szenario für eine Krise betrachten müssen, ist dieses Meshcom, wenn es nicht gerade für feste Funkverbindungen genutzt wird, dann leider nutzlos.
Zudem bräuchte man dann für jede Funkstation einen Funkamateur - und so viele gibt es nicht mehr in der Bundesrepublik Deutschland. Zudem haben die Bundesdeutschen Funkamateure ein Organisationsproblem.
Entweder sie sind im Bundesverband der Funkamateure DARC e.V. organisiert. Dann müssen sie sich an die Struktur des Verbandes halten, welcher als solche nichts entscheidet, sondern die Aufgaben an seine Ortsverbände und "Distrikte" abgegeben hat. Zudem wird der Not- und Katastrophenfunk im DARC extrem stiefmütterlich behandelt. Neue Kilowatt-Endstufen und Anhänger voller WLAN-Equipment sind hier wichtiger, als sich vernünftig zu organisieren.
Oder die Funkamateure sind - ganz so wie der Autor dieser Worte - nicht (mehr) organisiert, haben daher in der Regel keinen Anschluss an einen DARC-Ortsverband und haben (ab hier wieder nicht wie der Autor) eine Abneigung gegen das "sich organisieren". Dazu kommt noch der Föderalismus der Bundesrepublik - und die vielerorts vorhandene Abneigung von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS), mit hochnäsigen und selbstverliebten Funkamateuren zu kooperieren - eine Hol-Schuld der Funkamateure und das DARC e.V. bzw. seiner Distrikts- und Ortsverbände.
... und nun?
Nach den Monatelangen Erfahrungen des Autors dieser Zeilen möchte er seinen Lesern folgendes mit auf den Weg geben für den Notfunkbetrieb mittels LoRa Mesh-Technik:
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Meshtastic ist gut zum Experimentieren und zum Sammeln erster Erfahrungen. Die Anzahl der Meshtastic-Nutzer in der BRD nimmt derzeit aber beständig ab. Dennoch: Nirgendwo kann man besser erfahren, was mit der LoRa Mesh Technologie möglich ist.
Wie zuvor beschrieben ist Meshtastic für den "Erstangriff" aber durchaus sehr gut brauchbar und geeignet. -
Möglichst bald wünscht man sich aber in Sachen Notfunk ein stabiles und vor allem problemloses Netz. Daher sollte man - ist man von der LoRa Mesh-Technologie überzeugt - möglichst bald mit der Installation eines Meshcore-Netzes beginnen, diese beüben und so weit wie möglich optimieren in Sachen Erreichbarkeit und Signalstabilität.
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Hat man sein Meshcore-Netz einsatzbereit (am besten geht dies in Kooperation mit anderen), geht man zur Katastrophenschutzbehörde seines Landkreises oder Gemeinde - und stellt dieses (funktionierende) Netz einfach mal vor, zeigt, was es kann und wie man dieses handelt. Man stellt das Potential vor (am besten im Rahmen eines Szenarios) und bietet den BOS an, dieses aktiv in ihr Notfallkonzept für Landkreis oder Gemeinde einzubeziehen.
Meshcom (die Amateurfunkvariante) halte ich aus den oben beschriebenen Gründen nicht tauglich, im Krisen- und Katastrophenfall einen nennenswerten Mehrwert zu liefern und zu bieten.
