Cave-Link

Cave-Link-System im Einsatz an der Riesending-Schachthöhle

Cave-Link ist der Name eines Systems zur Übermittlung von Daten durch Felsen hindurch. Es wird in der Höhlenforschung und im Bergbau eingesetzt.

Messdaten und Kurznachrichten können mittels des Magnetfeldes von Längst- und Langwellen (20 bis 140 kHz<ref name="datasheet" />, d. h. 2 bis 15 km Wellenlänge) durch mehrere hundert Meter Fels übermittelt werden, durch die Aneinanderreihung mehrerer Geräte sind größere Distanzen möglich. Zur Übertragung wird über zwei voneinander entfernte Elektroden ein modulierter elektrischer Strom in den Fels eingespeist.<ref name="bergwacht" /> Der Erdstrom und das Kabel dienen gemeinsam als Magnetantenne.<ref>CaveLink-Telemetriesystem, Webseite des Höhlenvereins Blaubeuren.</ref> Ziel ist, einen möglichst großen Strom durch eine möglichst lange Felsstrecke zu senden,<ref name="ebi10" /> wofür ein geringer Erdungswiderstand wichtig ist. Das magnetische Feld breitet sich im umliegenden Fels aus und kann auch in 1000 m Entfernung noch vom Empfänger detektiert werden.<ref name="bergwacht" /> Bedingt durch die große Wellenlänge (> 10 km) müssen auch die Sende- und Empfangsantennen entsprechend groß dimensioniert werden, typischerweise werden Antennenlängen zwischen 50 und 100 m verwendet, als Richtwert dient eine Antennenlänge, die mindestens einem Zehntel der Übermittlungsdistanz entspricht.<ref name="ebi10" /> Die Antennen müssen möglichst parallel installiert sein, wobei in ausgeprägten Schachthöhlen durchaus vertikale Antennen sinnvoll sind.<ref name="ebi10">Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014. Seite 10.</ref>

Die maximale Datenübertragungsrate ist mit 104 Bit/s (entspricht 13 Zeichen pro Sekunde) sehr gering, es wird jedoch die Huffman-Kodierung zur Datenkompression eingesetzt.<ref name="datasheet">Christian Ebi: Daten Blatt Cave-Link Version 10</ref><ref name="ebi14">Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014. Seite 14.</ref> Die Datenübertragung geschieht in Blöcken zu 2 Bytes, die zur Vermeidung von Übermittlungsfehlern gesendet werden, bis die korrekte Übermittlung durch den Empfänger bestätigt wurde.<ref name="ebi17">Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014. Seite 17.</ref> Lange Strecken oder atmosphärische Störungen können die Übertragungsrate stark senken.<ref name="ebi17" /> Das System kann auch über eine lange Doppelader betrieben werden.<ref name="ebi28">Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014. Seite 28.</ref> Damit Cave-Link-Geräte miteinander kommunizieren können, selbst wenn ein Gerät nur über ein anderes erreichbar ist, wird eine Routingtabelle genutzt.<ref>Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014. Seite 11.</ref> Zur Weiterleitung der Daten von der Außenstation gibt es ein GSM-Modem, und wenn keine Netzabdeckung gegeben ist, ein Funk-Modem, welches die Signale an einen Ort mit GSM-Versorgung weiterleitet.<ref>Christian Ebi, Felix Ziegler: Anleitung zu Cave-Link mit Firmware 1.5x, 2. Januar 2014.</ref>

Das System wurde von Mitgliedern der Arbeitsgemeinschaft Höllochforschung entwickelt,<ref name="bergwacht">Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Cave-Link: Funktionsweise des Höhlenfunks (Memento des Vorlage:IconExternal vom 14. September 2014 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2. Bergwacht Bayern, 12. Juni 2014.</ref> die am zweitgrößten Höhlensystem Europas forschen. Es wird dort, aber auch in der Vetterhöhle<ref>Joachim Striebel: Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Daten kommen drahtlos aus der Höhle (Memento vom 16. Juli 2014 im Internet Archive), Südwest Presse, 21. November 2009.</ref> oder der Grotte de Milandre unter anderem zur automatischen Übertragung von Sensordaten für Pegelstände, Wassertemperatur, Höhlenwind, Luftzusammensetzung, Luftdruck oder Lufttemperatur eingesetzt.<ref> Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Messen / Ueberwachen (Memento vom 14. Juli 2014 im Internet Archive), cavelink.com, abgerufen am 25. Juni 2014.</ref> Bei der Rettungsaktion in der Riesending-Schachthöhle im Juni 2014 wurden mehrere Geräte eingesetzt.<ref name="bergwacht" /><ref>Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Retter arbeiten am Eingang der Riesending-Schachthöhle mit dem Höhlenfunksystem "Cavelink". (Memento des Vorlage:IconExternal vom 14. Juli 2014 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.focus.de In: Focus, 11. Juni 2014.</ref>

Ursprünglich war der Einsatz von Cave-Link juristisch umstritten, da für den Frequenzbereich eigentlich eine Sendegenehmigung vorliegen musste. Cave-Link arbeitet mit einer Leistung von bis zu 30 Watt. Deshalb erließ die Bundesnetzagentur 2010 eine Verordnung, die diese rechtliche Grauzone klärte. Induktive Funkanwendungen, welche keine elektromagnetischen Felder erzeugen, wurden durch die Verordnung in einem Bereich zwischen 9 und 30.000 kHz zugelassen, solange die Feldstärke den Grenzwert von 66 dBμA/m nicht überschreitet. Die Verordnung wurde 2014 geändert.<ref>Höhlenverein Blaubeuren Cavelink Telemetriesystem</ref>