MeshCore und Meshtastic im Katastrophenschutz

Was die Systeme tun

Meshtastic und MeshCore nutzen LoRa, ein Funkverfahren für geringe Datenraten mit großer Empfindlichkeit. Kleine, günstige Knoten, meist per Smartphone über Bluetooth bedient, reichen kurze Textnachrichten und Positionen von Knoten zu Knoten weiter. In Europa laufen sie lizenzfrei im 868-MHz-Bereich mit gesetzlich begrenzter Sendeleistung und Sendezeit. Lizenzfrei heißt dabei nicht regellos: Leistung, Sendezeit und Kanalnutzung legt die Allgemeinzuteilung der Bundesnetzagentur fest, und eine Amateurfunkzulassung erweitert diese Grenzen nicht. Funkamateure können die Systeme auch im Amateurfunkband betreiben, dann gelten die Amateurfunkregeln. Beide verschlüsseln Nachrichten in der Grundeinstellung, was im Amateurfunk unzulässig ist. Meshtastic hat dafür eine eigene Einstellung für Funkamateure, die die Verschlüsselung abschaltet.

Ein drittes System ist Reticulum, meist mit der App Sideband und LoRa-Knoten namens RNode. Laut Projektbeschreibung überträgt es Nachrichten, Sprachnachrichten, Dateien und kleine Bilder, außer über LoRa auch über Packet Radio und WLAN. Reticulum verschlüsselt grundsätzlich jede Verbindung. Im Amateurfunk ist Verschlüsselung unzulässig, deshalb kommt es nur auf Jedermann-Frequenzen wie 868 MHz infrage. In Deutschland ist es noch wenig verbreitet.

Warum Mesh im Katastrophenschutz besonders ist

Mesh gehört wie der Jedermannfunk mit PMR446, Freenet und CB-Funk zu den Techniken, die Bürgerinnen und Bürger ohne Prüfung selbst nutzen dürfen, und ist darunter die einzige, die Nachrichten als Text über andere Knoten weiterreicht. Damit schließt es eine Lücke, die Amateurfunk nicht schließen kann: Nachbarn erreichen sich untereinander, und wer einen eigenen Knoten hat, erreicht die Anlaufstelle, ohne hingehen zu müssen. Dieselben Knoten verbinden Anlaufstellen und Feuerwehrhäuser mit der Einsatzleitung der Gemeinde. Die Geräte kosten wenig, laufen tagelang mit Akku oder dauerhaft mit Solar und sind in wenigen Minuten bedienbar.

Meshtastic und MeshCore: der entscheidende Unterschied

Beide übertragen dasselbe, sind aber verschiedene Protokolle: Ein Meshtastic-Knoten und ein MeshCore-Knoten verstehen sich nicht, auch wenn dieselbe Hardware darunter liegt. Ein Netz muss sich deshalb für eines entscheiden, und Firmware, Frequenz und Modemeinstellungen aller Knoten müssen zusammenpassen. Die Systeme unterscheiden sich darin, wer Nachrichten weiterleitet, und das bestimmt, wie groß ein Netz werden kann.

Meshtastic: jeder Knoten kann weiterleiten: Nachrichten an einen Kanal werden geflutet: Jeder Knoten, der sie hört, wiederholt sie, bis ein Hop-Limit erreicht ist (Standard 3, höchstens 7). Vorher horcht er kurz und verzichtet, wenn ein anderer Knoten die Nachricht schon wiederholt hat. Neuere Versionen leiten Direktnachrichten zwar über einen gelernten nächsten Knoten, der Kanalverkehr bleibt aber geflutet. Das funktioniert ohne Planung: Knoten einschalten, und das Netz entsteht. Mit jedem zusätzlichen Knoten und Hop steigt aber die Belastung des gemeinsamen Kanals. Meshtastic spielt seine Stärke deshalb im örtlichen Bereich aus, von der Nachbarschaft bis zur Einsatzleitung der Gemeinde.
MeshCore: feste Repeater leiten weiter: Endgeräte leiten nicht weiter, das übernehmen eigens eingerichtete Repeater. Nach der ersten Zustellung merkt sich das Netz den Weg und schickt weitere Nachrichten gezielt über diesen Pfad statt an alle. Das spart Sendezeit und trägt über größere Flächen. Mit Repeatern an hohen Standorten ist MeshCore auch für Verbindungen im Kreisgebiet geeignet, etwa von der Gemeinde zum Kreis-Führungsstab.

Einsatzbereiche nach Ebene

Nachbarschaft: Nachbarn stimmen Hilfe ab, Familien im Ort bleiben in Kontakt.
Bürger und Anlaufstelle: Bürger mit eigenem Knoten melden Hilfebedarf an den Knoten der Anlaufstelle.
Örtliche Führung: Anlaufstellen und Feuerwehrhäuser melden an die Einsatzleitung der Gemeinde.
Kreis: mit MeshCore und festen Repeatern Meldungen aus den Gemeinden an den Kreis.

Für Verbindungen zum Land reicht die Reichweite nicht, dafür sind NVIS und Winlink über Kurzwelle gedacht, für Verbindungen über Ländergrenzen und sehr große Entfernungen QO-100. Die Einstufung aller Techniken steht im Vergleich nach Ebenen.

Was vor dem Ereignis erledigt sein muss

Knoten und Repeater aufbauen: Reichweite entsteht durch Knoten an guten Standorten. Ein Netz, das erst im Ereignis aufgebaut wird, ist ungeprüft und trägt meist deutlich schlechter. Anlaufstellen, Feuerwehrhäuser und Einsatzleitung brauchen fest installierte Knoten mit Außenantenne.
Strom der Knoten: Repeater auf Dächern und Masten brauchen Akku und Solar mit Reserve für mehrere trübe Tage. Ihr Verhalten nach einem Stromausfall muss bekannt sein.
Kanaldisziplin: Der Kanal ist langsam und wird von allen geteilt. Kurze, klare Nachrichten und getrennte Kanäle für Führungsverkehr und Bevölkerung halten ihn nutzbar, auch wenn viele Menschen gleichzeitig schreiben.
Zustellung prüfen: Bei Meshtastic bestätigt der Empfänger eine Direktnachricht. Bei einer Kanalnachricht hört der Absender nur, dass ein Nachbar sie weitergereicht hat. Ob sie überall ankam, weiß er nicht. Und auch eine zugestellte Nachricht ist noch keine gelesene. Für Führungsinformationen gehört eine inhaltliche Rückmeldung dazu, wie bei jeder Nachrichtenübermittlung.
Uhrzeit: Knoten ohne Zeitquelle können nach einem Neustart falsche Zeiten anzeigen. Zeitkritische Meldungen tragen die Uhrzeit deshalb im Text.
Bevölkerung vorbereiten: Wer als Bürger die Anlaufstelle per Mesh erreichen soll, muss Gerät, Kanal und Ablauf vorher kennen.

Einordnung

Für die örtliche Kommunikation sind Meshtastic und MeshCore sehr zu empfehlen, MeshCore mit festen Repeatern auch auf Kreisebene. Kein anderes Mittel verbindet Bevölkerung, Anlaufstellen und Einsatzleitung so günstig und ohne Lizenz. Wie belastbar ein Netz ist, hängt von seinem Ausbau ab: Community-Projekte wie HanseMesh dokumentieren Erfahrungen aus Stromausfällen und Übungen, darunter die Zustellquote über viele Hops. Solche Berichte sind wertvolle Hinweise, ersetzen aber keine Messung im eigenen Netz.

Was ein eigener Test messen sollte

Reichweite direkt und über Repeater
Zustellquote über ein, drei und mehr Hops, für Direkt- und Kanalnachrichten getrennt
Kanalbelastung und Latenz bei 10, 50 und 100 Teilnehmern
Akkuverbrauch pro Tag
Verhalten nach Stromunterbrechung, einschließlich Uhrzeit
Verhalten, wenn einzelne Repeater oder begleitende Internetdienste ausgefallen sind
technische Bestätigung und Rückmeldung des zuständigen Menschen getrennt

Auch Lasttests bleiben innerhalb der zulässigen Sendezeit und stören das gemeinsam genutzte Netz nicht unnötig.

Ein solcher Vergleich ist als Praxistest geplant.

MeshCore und Meshtastic im Notfunk

Wofür sich Meshtastic und MeshCore eignen

Selbsthilfe und Bevölkerung

Kommunale und örtliche Führung

Übergeordnete Führung