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Funkverbindungen


DECT, GSM, CT1+, Bluetooth, IEEE 803.11 usw. sind Bezeichnungen für Techniken, die per Funk Daten oder Sprache übertragen. Daneben gibt es auch ungenormte Übertragungsverfahren, etwa für Funkmäuse und -tastaturen. Dieser Beitrag soll hier ein paar Einblicke geben.

Elektrosmog

Elektromagnetischer Smog ist gegenwärtig ein ganz großes Reizwort in der öffentlichen Diskussion. Meine grundsätzliche Einstellung dazu: Etwas Grundwissen auf dem Gebiet der elektromagnetischen Strahlung verdirbt einem gar schrecklich die Angst vor den bösen Mobilfunkern.

Als Elektrotechnik-Ingenieur und Funkamateur setze ich mich seit Jahrzehnten überdurchschnittlich starker elektromagnetischer Strahlung aus und kenne durch mein Hobby auch eine ganze Menge Menschen, die das noch viel intensiver tun als ich. Die überdurchschnittlich starke Verfettung vieler Besucher von Amateurfunk-Veranstaltungen kann ich mir völlig problemlos erklären: Das sind extreme Stubenhocker. Von einer verkürzten Lebenserwartung bei Funkamateuren ist mir nichts bekannt.

Eindeutig ist aber, daß Emotionen und Unwissenheit die schädlichsten Einflüsse sind. Vor einiger Zeit ging durch die Presse, man solle sein Haus aus Lehm bauen, weil das die schädlichen Strahlen am besten abschirme. Das ist natürlich Blödsinn, denn da kommt nichts gegen Stahlbeton an – das kann jeder problemlos mit einem Taschenradio ausprobieren. Etwas anders hörte es sich übrigens schon in der Primärliteratur an der Uni Kassel an. Es könnte aber nicht schaden, den Lehm auf (natürliche) Radioaktivität zu untersuchen...

Natürlich wird's problematisch, wenn große Leistungen im Spiel sind: Ich wollte nicht in der unmittelbaren Nähe von Hochspannungsleitungen (so ab 100 kV) oder Kurzwellen-Rundfunksendern leben. Dafür gibt es mittlerweile zu viele Indizien gegen Sendeanlagen wie die von Voice of America/Radio Free Europe/Radio Liberty früher in Oberbayern oder Radio Vatikan in Italien. Erzähle mir keiner, da gebe es keine Ionisierungseffekte und folglich keine höchst aggressiven Moleküle im Überfluß...

Sendeleistung, Reichweite und biologische Wirkungen

Ich will mich hier auf Funksysteme beschränken, die für den mobilen Einsatz gedacht sind. Das ermöglicht, die Funkfelder als mehr oder weniger gleichmäßig um den Serder herum verteilt anzunehmen, denn Richtantennen gibt es hier nicht - im Gegensatz zu den zugehörigen Feststationen. Daran ändern übrigens auch eigenartige Einrichtungen wie Antennenabschirmungen für Handys nichts: Die führen nur dazu, daß die Abstimmung der Handy-Antenne beeinflußt wird und das Handy selber noch unkontrollierter strahlt. Es glaube doch keiner, daß bei einem Handy nur die Antenne Funkwellen von sich gebe! Zwangsweise ist das ganze Ding hochfrequenzmäßig heiß.

Wer Lust hat, kann dazu von mir etwas erfahren über Lambda/4-Strahler, deren Eingangsimpedanz und den Folgen daraus. Wer die Strahlungsdichte reduzieren will, sollte übrigens mit einem möglichst großen "Knochen" telefonieren, womöglich einem der antiken Stücke mit ausziehbarer Antenne.

Ganz grob lassen sich Funksysteme in folgende Leistungsklassen einteilen:

  • Reichweite wenige Meter: Wer hier hysterisch wird, dem bleibt nur noch das Auswandern in ein Entwicklungsland, wo 100 km im Umkreis keine Stromversorgung existiert. Auch Radiohören ist dann tabu, denn die systembedingte Störstrahlung eines Radios liegt in der gleichen Größenordnung. Der Beweis ist leicht anzutreten, wenn man zwei UKW-Radios nebeneinander legt und das eine 10,7 MHz oberhalb vom anderen abstimmt.
     
    Die hierdurch verursachten Bewegungen im Bereich der Elementarteilchen gehen völlig unter im durch Temperatur und andere Strahlung (Tageslicht...) verursachten Rauschen. Sie können nur deshalb überhaupt wieder erkannt werden, weil die Empfangseinrichtungen hoch selektiv nach genau diesen Komponenten suchen - und auch das funktioniert nur in geringer Entfernung vom Sender. Die Reichweite wird nicht dadurch begrenzt, daß das Verstärken so teuer wäre, sondern durch die ganz normalen, von der Temperatur verursachten Elektronenbewegungen im Eingangsteil des Empfängers. Es gibt tatsächlich Spezialempfänger, die genau deshalb auf wenige Grad Kelvin gekühlt werden.
     
    In diese Klasse gehören schnurlose Mäuse oder die kleinere Variante von Bluetooth.
     
  • Reichweite einige 100 m: Diese Systeme haben Strahlungsleistungen von wenigen mW, also tausendstel Watt. Erwärmungen irgendwelcher Art sind hier nur mit großer Mühe zu beobachten. In einem Meter Abstand kann man die Funkfelder nur noch mit Einrichtungen nachweisen, die das Signal erst einmal verstärken. Mir ist völlig unkar, wie hier ungewöhnliche biologische Wirkungen entstehen sollten: Die Sonne bestrahlt die Erde auf vielen Frequenzen mit Feldstärken, die um viele Größenordnungen größer sind – insgesamt etwa 1 kW/m2. Auch suche ich nach irgendwie effizienten Empfangsantennen. Die sehe ich aber erst auf molekularer Ebene, d.h. bei viel höheren Frequenzen als den hier betrachteten – oder in den Sensoren einschlägiger Meßaufbauten.
     
    In die hier betrachtete Klasse gehören Schnurlostelefone (DECT, CT1+), WLAN (IEEE 803.11) oder die leistungsstärkere Bluetooth-Version.
     
  • Reichweite im km-Bereich: In unmittelbarer Umgebung solcher Sender mit Leistungen von einigen Watt treten hier durchaus merkliche physikalische Wirkungen auf – man lege ein Handy unmittelbar neben ein Radio und schalte das Handy dann ein. Wer hier Bedenken hat, möge ein paar Meter Abstand halten: Die Feldstärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. In wenigen Metern Abstand liefert ein Handy auch keine größere Feldstärke als ein Schnurlostelefon am Körper.
     
    Außer dem Handy und kleineren Funkgeräten (CB-Funk, Taxifunk...) gibt es eigentlich kaum weit verbreitete Anwendungen für diese Leistungsklasse. Feststationen für Mobilfunknetze erzeugen zwar größere Feldstärken, das aber weit außerhalb der Reichweite von Menschen. Aus meiner Sicht sind diese Funkmasten in erster Linie ein ästhetisches und ein psychosomatisches Problem.
     
  • Weitverkehrs-Funksysteme: Die werden immer seltener, seit es Glasfasern und Nachrichtensatelliten gibt. Über Rundfunksender habe ich mich schon geäußert. Auch hier werden die Feldstärken zurückgehen, wenn der Rundfunk im Lauf der nächsten vielleicht 10 Jahre digitalisiert wird. Die mit Abstand größten Feldstärken erzeugen Fernsehsender und große Radaranlagen. Die sind relativ selten und gut zu erkennen. Da kann man gut Abstand halten – zumal die zugehörigen Antennenanlagen die Strahlung Richtung Boden sowieso so gut wie irgend möglich reduzieren.
     
    Die Strahlenschäden bei den Bundeswehr-Radartechnikern werden übrigens kaum von der Mikrowellenstrahlung der Radaranlagen ausgegangen sein, sondern von der Röntgenstrahlung der Sender: Die arbeiten mit sehr hohen Spannungen und Elektronenstrahlen und im Gegensatz zu Röntgengeneratoren sind diese Strahlungsquellen nur sehr aufwendig abzuschirmen – die Abschirmungen müssen für Wartungszwecke abnehmbar sein, massenweise Hitze ist abzuführen und diverse Anschlüsse müssen durch die Abschirmung hindurch gehen. Ein typischer Röntgengenerator hat vergleichsweise die Komplexität einer Taschenlampe. Nebenbei: Bei einem meiner Kunden hatte ich mit Röntgengeräten intensiv zu tun.
     
    Um etwas für mein Hobby zu tun: Funkamateure sind meist mit völlig anderen Dingen als mit dem Verteilen von Hochfrequenz beschäftigt. Das beginnt bei Aufbau und Optimierung der Funkanlage und endet bei Sachzwängen wie dem Broterwerb. Selbst wenn die Feldstärken mit denen von Mobilfunk-Feststationen vergleichbar sein sollten: Kaum ein Funkamateur wird es schaffen, mehr als 1 % der Zeit zu senden. Zudem: Was andere Funkdienste an Sendeleistung für weinige km Reichweite verwenden, reicht einem Funkamateur schon mal rund um die Welt.
Keine Meinung konnte ich mir bislang zu der Aussage bilden, gepulste Strahlung sei besonders schädlich. Analoge Funksysteme arbeiten gewöhnlich kontinuierlich, d.h. der Sender wird zu Beginn der Übertragung ein- und am Ende ausgeschaltet. Digitale Systeme wie DECT und GSM arbeiten dagegen so, daß sie den Datenstrom erst einmal sammeln und dann als kompaktes Datenpaket aussenden. Ein Handy schaltet so seinen Sender 214mal pro Sekunde ein und wieder aus. Bei manchen Geräten kann man das hören – schätzungsweise weil unter der Belastung die Batteriespannung einbricht.

Nebenwirkungen der Funksysteme

Wer Daten per Funk überträgt muß wissen, daß sich Funkwellen nur schwer aufhalten lassen. Mit entsprechenden Richtantennen auf der Empfängerseite lassen sich Funksystem auch über bedeutend größere Entfernungen abhören, als der normale Benutzer sich das vorstellen kann: Mit wenigen 100 mW, ohne Richtantenne, habe ich schon weit über 100 km überbrückt. Voraussetzung dafür ist nur ein freies Sichtfeld – im obigen Beispiel von der Schwäbischen Alb bis zur Zugspitze.

Wer Daten unverschlüsselt per Funk überträgt, muß wissen was er tut. Bei einer Funkmaus ist das noch harmlos – aber einer Funktastatur wichtige Passwörter anzuvertrauen kann schon fahrlässig sein. Bislang verschlüsselt noch keine handelsübliche Funktastatur die Daten. Aus diesem Grund ersetzte ich auch mein altes, analoges Schnurlostelefon (CT1+-Standard) durch ein DECT-Gerät. Mag sein, daß es dafür Abhöreinrichtungen gibt, aber mit Funkscannern der 50-Eur-Klasse hört man da nichts mehr.

Folglich bieten die meisten standardisierten Funkverfahren (IEEE 803.11, Bluetooth, GSM) Verschlüsselungsverfahren an. Allein: Was nutzt das, wenn diese Möglichkeit nicht genutzt wird? Siehe: Siering, P.: Vorsicht Nachbar! – Funk-LAN offen für Mitlauscher. c't 22/2000, S. 62

Eine andere Komplikation ist, daß viele Systeme bewußt oder unbewußt die gleichen Frequenzbereiche benutzen. Wer den Empfänger seiner Funkmaus auf den Monitor oder das Rechnergehäuse legt oder die Antenne um das Videokabel wickelt, braucht sich über Empfangsprobleme nicht zu wundern. Und wenn der Nachbar zufällig die gleiche Funktastatur benutzt, dann wirkt sein Klammergriff womöglich gleich auf mehreren Rechnern.

Die aktuellen Funkmäuse arbeiten zudem im 27-MHz-CB-Funk-Bereich. Wenn der Nachbarsjunge mit seinem Freund die Schulaufgaben abgleicht, setzt er damit womöglich die Funkmaus außer Betrieb. Er hört die Maus nicht, weil sie eine viel geringere Sendeleistung hat als die Handgurke seines Freundes.

Literaturhinweise:

  • Mobilfunk-Information
  • Gneiting, S.; Demmelhuber, S.: Strahleninferno oder Öko-Funk? – UMTS und die Strahlendebatte. In: c't 3/02, S. 82ff
  • Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit an der RWTH Aachen
  • Asendorpf, D.: Hohe Masten, heiße Köpfe. In: 'Die Zeit' vom 28.02.2002, S. 10
  • Elektrosmoginfo
  • Meyer, Angela: Ungewisser Ausgang – Forschungsergebnisse zu Gesundheitsgefährdungen durch Elektrosmog In: c't 9/2005, S. 90f
  • Meyer, Angela: Ansichtssache – Gesundheitsbelastungen durch Funktechniken In: c't 9/2005, S. 90f
  • Phone mast allergy 'in the mind' – Mobile phone masts are not responsible for the symptoms of ill health some blame them for, a major UK study says.
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Alexander von Obert * http://www.techwriter.de/thema/funkverb.htm
Letzte Änderung: 27.07.07 (1 neuer Link)


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