Funkende Hütten

26.12.2009

In vielen Teilen der Welt ist Internet noch seltener Luxus. Das könnte sich durch den Einsatz drahtloser Mesh-Technologie ändern

Weltweit haben rund 5 Milliarden Menschen keinen oder nur begrenzten Zugang zu Informationstechnologien. Wie man das ändern könnte, erforscht das Fraunhofer Institut im Rahmen seines "International Center for ICT in Developing Countries". In Sambia testen die Fraunhofer-Forscher in einem Pilotprojekt die Möglichkeiten drahtloser Meshnetzwerke und banden eine bisher vom Netz abgeschnittene Schule, einen Arzt und die Wasserverwaltung ans Netz an. Die Freifunk Community aus Berlin tüftelt bereits seit Jahren an der Technologie und setzt sie in Projekten unter anderem in Afghanistan und Bangladesh ein. Und in Südafrika wird an der "Mesh Potato" gearbeitet: ein Gerät, das Telefonanschluss und Router in einem ist und so gleich zwei Probleme auf einmal löst.

Mweetwa ist als Senior Clinical Officer des Mabombo Rural Health Center im sambischen Ubuntu für rund 8000 Patienten zuständig. Wenn er bisher mit dem Krankenhaus in der nächstgelegenen Stadt Macha kommunizieren wollte, musste er 40 Kilometer zu Fuß laufen. Infrastruktur für die Kommunikation zwischen Macha und dem abgelegenen Ubuntu gab es nicht. Seit kurzem kann Mweetwa sich das sparen und Macha über das Internet erreichen. Forscher des Fraunhofer Instituts haben die Siedlung im September mittels einer Richtfunkstrecke an das Satellitennetz in Macha angeschlossen. Auch eine Schule und die örtliche Wasserverwaltung haben jetzt Netz.

Die Verbindung in Sambia ist das Pilotprojekt des neuen Forschungszentrums FOKUS NET4DC, dem "International Center for ICT in Developing Countries", mit dem das Fraunhofer Institut die Möglichkeiten drahtloser Meshnetzwerke erforschen und sie für die Bedürfnisse infrastrukturarmer Länder weiterentwickeln möchte. "Connecting the Unconnected", lautet das Motto.

Die digitale Kluft zwischen armen und reichen Ländern ist tief. Insgesamt rund fünf Milliarden Menschen weltweit haben keinen oder erschwerten Zugang zu Internet und Kommunikationsinfrastrukturen. Das erschwert die medizinische Versorgung, Bildung und Teilnahme am wirtschaftlichen und politischen Leben. In Afrika ist Internet ein besonders seltener Luxus. Weniger als sieben Prozent der Afrikaner können das Netz Schätzungen zufolge nutzen. Durchschnittlich, sollte man hinzufügen, denn die Netzversorgung auf dem Kontinent ist sehr heterogen: In Marokko haben 30 Prozent der Menschen Zugang zum Netz, in Sierra Leone nur 0,3 Prozent.

Hunderte von Glasfaserkabeln versorgen Europa, die USA und Asien. Nach Afrika führen gerade zehn. Ans globale Netz kann man dort meist nur über Satellit andocken. Doch der Zugang ist so teuer, dass ihn sich selbst öffentliche Einrichtungen oft nicht leisten können. Die Folge: Nicht einmal Radiostationen oder Krankenhäuser sind vernetzt. Finanzierbarer wird der Anschluss, wenn man das darüber gespeiste Netz verteilt und die Kosten unter mehreren Nutzern teilt. Doch meist fehlen Telefonleitungen, über die man das machen könnte, und Kabel zu legen ist aufwändig und kostspielig.

"Mesh Potato"

Die Alternative: Drahtlose und günstige Mesh-Funknetzwerke. Dafür werden WLAN-Router so programmiert, dass sie Signale empfangen und gegenseitig weiterleiten. Sie werden zu Knoten in einem "aus Maschen gestrickten" Netz. Spezielle Protokolle leiten die Signale auf dem stabilsten und schnellsten Weg durch das Netz. Weil Router nur über kleine Distanzen funken können, werden "Backbones" eingerichtet: Masten mit Richtfunk, die Signale gebündelt auch über größere Distanzen schicken können. So ein Mast mit Richtfunk wurde in Sambia installiert, um das Ubuntu mit Netz zu versorgen.

Bild: Kgrr, Lizenz: CC-BY-SA-2.5

Die Freifunk Community tüftelt schon lange an der Technologie. In Berlin hat sie das weltweit größte Meshnetzwerk aufgebaut, auch in anderen Ländern setzen Freifunker die Technik ein. So hat der Freifunker Mario Behling in Afghanistan ein solarbetriebenes lokales Netzwerk mit einer Kopie der Wikipedia ausgestattet und damit Kindern Zugang zu Wissen ermöglicht. Denn auch ohne "Uplink", also Anbindung an das Internet, hat ein Meshnetzwerk viele Nutzungsmöglichkeiten. In Gegenden mit schlechter kommunikativer Infrastruktur kann es als virtuelle Bibliothek digitale Schulbücher bereitstellen, als Schaufenster für lokale Händler dienen oder Ärzte und Kliniken vernetzen. Für ein sehr lokales Problem nutzen die Bewohner des südafrikanischen Peebles Valley ihr lokales Netz: Auf einer Karte verzeichnen sie, wann und wo sie das letzte Mal Baboons gesichtet haben. Die hungrigen Affen räumen mit Vorliebe Kühlschränke leer.

Meshnetzwerke könnten in Afrika nicht nur Internet zur Verfügung stellen, sondern auch das Problem der fehlenden Telefonleitungen lösen. Dort ist Festnetz vielfach nicht verfügbar und Mobiltelefonie sehr teuer. In Südafrika bastelt die Initiative Village Telco zur Zeit an der Lösung, der "Mesh Potato": Das Gerät ist Telefonanschluss und Router in einem. Die Mesh Potato soll das weltweit günstigste Gerät für Funktelefonie werden, als Selbstbauset und auf Basis von Open-Source-Standards. Das Gerät ist mit einem Anschluss für ein herkömmliches Telefon ausgestattet und kann an einem Mast über Häusern und Hütten befestigt werden. So können die Bewohner sowohl Internetanschluss als auch Voice-Over-IP-Telefonie nutzen.

Noch ist das Gerät mit 100 Dollar Stückpreis relativ teuer, räumt Corinna Aichele ein. Die Berliner Freifunkerin und Ko-Autorin des Buches "Wireless Networking in the Developing World" arbeitet an der Entwicklung des Gerätes mit. Sobald es in Serienproduktion gehe, werde sich der Preis reduzieren. Aichele hofft, dass schon in einigen Jahren viele Menschen in Afrika das Gerät verwenden können.

Karl Jonas, Leiter des neuen Fraunhofer-Zentrums NET4DC, schätzt, dass es noch mindestens zehn Jahre dauern wird, bis die Technik ausgereift ist. Dann dürfte es ihm zufolge leistungsstarke und erschwingliche Geräte geben, die auch sehr weite Distanzen überbrücken können. Mit der gegenwärtigen Technik seien erst etwa 30 bis 50 Kilometer möglich, für größere Entfernungen müssten noch nachhaltige Lösungen entwickelt werden.

Der langfristige Erfolg hängt nicht nur von der Technik ab: "Es ist der einfachere Teil, ein Funknetz aufzubauen, der schwierigere, dafür zu sorgen, dass es in vier Wochen auch noch funktioniert", sagt Jonas.  Mit der Einrichtung solcher Netzwerke ist eine ganze Reihe Voraussetzungen verbunden, wie das Vorhandensein von Stromversorgung, von Geräten und von Menschen, die mit der Technik umgehen können und wollen. Auch Modelle, wie sich solche Netzwerke wirtschaftlich nachhaltig betreiben lassen, müssen noch entwickelt werden.

Noch gibt es viele weiße Flecken auf der digitalen Weltkarte. Wenn sich das ändert, könnte es nicht nur Medizin, Bildung, Politik und Gesellschaft in den betroffenen Gebieten neu gestalten, sondern auch die weltweite Kommunikation über globale Probleme. Vielleicht klappt es ja Masche für Masche.

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