Lösungen für die Breitbandkommunikation der BOS – heute

Darüber, dass der professionelle Mobilfunk der BOS in Zukunft breitbandig sein wird, besteht weitestgehend Konsens, auf dem Weg dorthin sind jedoch noch einige komplexe Aufgaben zu bewältigen, sowohl politisch als auch technisch. Im Folgenden werden daher heute verfügbare Lösungen beschrieben, die die zeitliche und technische Lücke kurzfristig schließen können und mit welchen die einsatzkritische Sprachkommunikation der Polizei auf Basis des TETRA-Digitalfunks wirksam ergänzt werden kann.

Insbesondere bei Großeinsätzen im Bereich der öffentlichen Sicherheit und bei Großschadenslagen ist breitbandige Kommunikation nicht nur wichtiges Instrument für eine realistische Lageeinschätzung in der Einsatzzentrale, sondern ermöglicht den Einsatzkräften vor Ort auch einen schnellen Zugriff auf einsatzrelevante Daten.

In einigen Bundesländern ist der Einsatz von Smartphones mit intelligenten breitbandigen Datendiensten bei den BOS längst Alltag. Hierzu müssen jedoch derzeit noch die öffentlichen Mobilfunknetze genutzt werden, die insbesondere bei Großschadenslagen oder Großeinsätzen weder eine ausreichende Verfügbarkeit gewährleisten können noch über eine entsprechende Laufzeitreserve im Schwarzfall verfügen.

Daher stellt sich die Frage, wie die Breitbandkommunikation der BOS bei Überlastung der Mobilfunknetze oder im Schwarzfall garantiert werden kann.

Breitbandige Mobile Ad-Hoc Netzwerke (MANET)

Abhilfe können breitbandige mobile Ad-Hoc-Netzwerke schaffen, die schnell im Einsatzgebiet ausgebracht werden und die entweder über eine SATCOM-Verbindung oder mit Hilfe von Relaisknoten eine Verbindung ins Weitverkehrsnetz herstellen. Für genau diesen Einsatzfall sind die HiMoNN-Funkrouter bei den BOS seit Jahren als zuverlässige, robuste und ausgereifte Lösung bekannt und bereits bei vielen Organisationen innerhalb der Polizei und bei Feuerwehren in Verwendung.

HiMoNN-MANET

Ein HiMoNN-MANET arbeitet im BOS-Frequenzband (5,15-5,25 GHz), benötigt keine feste Netzinfrastruktur und unterstützt breitbandige Video-, Audio- und Datenkommunikation. Es besteht typischerweise aus drei oder mehr HiMoNN-Knoten, die im Einsatzgebiet verteilt werden und die sich automatisch vernetzen. Dadurch lassen sich Netzwerke über mehrere Quadratkilometer aufspannen, zur Anbindung an öffentliche Mobilfunknetze ist LTE integriert. In Einsatzräumen ohne Mobilfunk-Abdeckung lässt sich die Anbindung eines MANETs an ein Weitverkehrsnetz (WAN) durch eine Netzverlängerung erreichen, welche durch die Relaisfähigkeit der einzelnen Kommunikationsknoten ermöglicht wird.

Alternativ lässt sich eine von öffentlichen Netzen unabhängige Weitverkehrsanbindung durch eine SATCOM-Verbindung herstellen: SATCOM-Modems lassen sich problemlos per Ethernet an HiMoNN anbinden. HiMoNN erkennt in den beschriebenen Fällen automatisch, ob SATCOM oder LTE zur Verfügung steht und routet entsprechend.

Jeder HiMoNN-Knoten ist zusätzlich ein WLAN-Access Point: Er stellt in seiner direkten Umgebung ein WLAN zur Verfügung, das über spezielle Sicherheitsmechanismen verfügt.

Prinzipiell lassen sich über WLAN oder LAN alle IP-fähigen Einsatzterminals wie PCs, Tablets, Smartphones, etc. einbinden.

Darüber hinaus sind insbesondere die extrem flexiblen Netzwerk-Konfigurations- und IP-Routingmöglichkeiten von HiMoNN zu erwähnen. In vermaschten HiMoNN-Netzen wird durch einen optimierten Routing-Algorithmus automatisch der Pfad mit der jeweils besten Link-Qualität ausgewählt, um den Datendurchsatz zwischen zwei Endpunkten zu optimieren. Zudem werden L2- und L3-Tunneling (durch IPSec und OpenVPN Protokolle), UDP Multicast und weitreichende Gateway-Funktionen u. a. mit automatischer WAN-Link-Auswahl unterstützt.

HiMoNN lässt sich komplett auf verschiedenste Einsatzszenarien vorkonfigurieren, ohne dass im Einsatzgebiet IT- oder Netzwerk­experten vor Ort sein müssen. Die Vorkonfiguration lässt sich komfortabel am PC erzeugen und wird per USB-Stick auf die HiMoNN-Knoten übertragen. Dadurch sind HiMoNN-Netze in wenigen Minuten einsatzfähig: Wenn die HiMoNN-Knoten nebst Antennen in das Einsatzgebiet verbracht und aufgestellt sind, müssen sie lediglich eingeschaltet werden und stellen sofort die Vernetzung der Einsatzkräfte untereinander sowie mit mobilen und stationären Einsatzzentralen sicher. Die Netze lassen sich per USB-Stick durch zusätzliche HiMoNN-Knoten erweitern bzw. dem jeweiligen Einsatzfall anpassen. HiMoNN-Netzwerke ermöglichen darüber hinaus eine gesicherte Kommunikation, u. a. durch die Verwendung von IPsec und VPNs.

Die mit HiMoNN-Netzen zu realisierende Video-Übertragung vom Einsatzort zum Befehls-/Lagezentrum in Echtzeit, kombiniert mit detaillierten Lage- und Sensordaten, ermöglicht jederzeit ein präzises Bild der aktuellen Situation und erhöht somit die Effizienz eines Einsatzes.

Auch eine weitere HiMoNN-Anwendung ist bereits in einigen Bundesländern im Einsatz: die Anbindung mobiler TETRA-Basisstationen an eine entfernte, noch funktionierende Infrastruktur per HiMoNN-Backhaul-Funkstrecken.

Die HiMoNN-Produktfamilie

HiMoNN wurde speziell für die Anwendungen der BOS entwickelt und erhält nicht nur regelmäßige Software-Updates, auch wird das Portfolio der HiMoNN-Produktfamilie kontinuierlich weiter ausgebaut. Noch relativ neu am Markt ist die HiMoNN Serie-4, die hier beschrieben werden soll. Alle Serie-4-Geräte haben serienmäßig LTE und GPS an Bord.

HiMoNN-4R

ist die Hardware-Variante, die speziell für den Einsatz in 19“-Racks konzipiert wurde, wie sie in ELWs, mobilen Befehlsstellen und in Festinstallationen gebräuchlich sind.

Der geregelte RF-Verstärker mit 8W Ausgangsleistung wird als separate Einheit mitgeliefert und lässt sich daher z. B. am Mast nahe an der Antenne montieren, um Leitungsverluste zu minimieren.

HiMONN-4R ist mit einem eingebauten 230V-AC-Netzteil ausgerüstet und selektiert automatisch die jeweils zur Verfügung ­stehende Betriebsspannung: entweder Batteriespannung mit
DC 9…36V oder AC 230V, wodurch sich das Gerät in jeglicher Fahrzeugumgebung einsetzen lässt.

HiMoNN-4M

Die „klassische“ HiMoNN-Bauform steht weiterhin zur Verfügung, grundlegend überarbeitet als HiMoNN-4M: ein hochmobiler kompakter Knoten mit IP65 geschütztem Gehäuse, Netzwerk- und Antennenanschlüssen, Tragegriff und abtrennbarem RF-Verstärker.

HiMoNN FuelCase – Kofferlösung mit Brennstoffzelle

Für Einsätze von einigen Stunden Dauer ist eine Kofferlösung mit integriertem Akku und Ladeelektronik für HiMoNN verfügbar. Für Einsätze von bis ca. einer Woche Dauer haben die VITES GmbH und die SFC Energy AG nun eine innovative Kofferlösung konzipiert, die über diesen Zeitraum energieautark läuft. Sie integriert einen HiMoNN-Knoten (IP65-Version) mit einer 110W-Brennstoffzelle von SFC Energy (EFOY Pro 2400) nebst einer 10l-Methanol-Patrone sowie Akkus und Ladeelektronik in einen Pelicase-Trolley. Damit lassen sich auch länger dauernde Einsätze ohne Nachladen bewerkstelligen. Laufzeiten jenseits einer Woche können durch einfaches Austauschen der Methanol-Patrone erreicht werden.

VIKOMOBIL – Mobiler Kommunikations­knoten mit autarker Energieversorgung

Das VIKOMOBIL ist ein als PKW-Fahrzeuganhänger konzipierter mobiler Kommunikationsknoten mit HiMoNN als zentralem Router. Immer dann, wenn Kommunikationsnetze überlastet, gestört oder regional zerstört sind, kann mit Hilfe des VIKOMOBILs Abhilfe geschaffen werden.

Das VIKOMOBIL bringt insbesondere dann noch größere operative Vorteile, wenn die Energieversorgung in der betroffenen Region ausgefallen ist oder abgeschaltet werden muss: Es ist durch die integrierte Methanol-Brennstoffzelle von SFC Energy (EFOY Pro 12000 Duo Set mit 500 W) sofort einsatzbereit, einfach zu handhaben und bei Bedarf wochenlang energieautark zu betreiben, ohne Lärm oder schädliche Abgase zu erzeugen.