Wie das Chaos Communication Camp ins Internet kommt

Der Chaos Computer Club richtet vom 21. bis zum 25. August im Ziegeleipark Mildenberg das sechste Chaos Communication Camp aus (kurz CCCamp). Auch dieses Mal erwarten die Organisatoren tausende Hacker, Künstler und Maker aus aller Herren Länder zur weltweit größten Hacker-Veranstaltung unter freiem Himmel.

Etwas wird aber anders sein: Bisher war das CCCamp per frei über Stock und Stein verlegter Glasfaser ans Internet angebunden, doch unidentifizierte Nagetiere fanden Geschmack am Kabel. Nun sollen Richtfunkanbindungen als Backups Totalausfälle verhindern.

Die Mildenberger Ziegelei bietet mit ihren Schornsteinen gute Voraussetzungen für den Richtfunk, der direkte Sichtverbindung zwischen den Endstellen erfordert. Wie gut die Voraussetzungen sind, davon war selbst der Berliner Sponsor der Richtfunktechnik, serve-u, überrascht: Deren Mitarbeitern gelang es, eine Brücke über 57 Kilometer direkt bis zum Fernsehturm am Berliner Alexanderplatz zu schlagen. Üblich sind Strecken unter 20 Kilometern. In Google Maps findet man den Ziegeleipark unter den Koordinaten 53.029666N und 13.304354E und den Turm am Alex unter 52.520829N, 13.409304E.

"Sind just im Feld, am Schornstein"

Wir haben Clemens Schrimpe und Phillip Sünderhauf von serve-u während der Aufbauphase gesprochen.

c’t: Ihr habt viel Aufwand betrieben, um das kommende CCCamp zusätzlich per Richtfunk ans Internet anzubinden. Leuchtet jetzt der Himmel über Berlin heller als vorher?

Clemens Schrimpe: (lacht) Ich denke nicht – aber beim Camp sind ja viele Lichtkünstler am Start. Vielleicht können die uns noch was Buntes an den Richtstrahl hängen?

c’t: Wie kam es dazu, dass ihr euch für das Camp engagiert?

Schrimpe: Wir wurden gefragt. Beim letzten Mal ging eine Glasfaser 2,5 Kilometer quer durchs Land und fiel prompt zwei Mal den Knabbergelüsten von Nagetieren zum Opfer. Also dachten sich die Veranstalter, sie fragen mal nach einem knabberfesten Backup für die Glasfaser der Internetmanufaktur.

c’t: Von wem stammt die Hardware?

Schrimpe: Die Sender stammen von einer Firma aus dem lettischen Riga, die Schüsseln von Firmen aus Israel und den USA.

c’t: Was gehört zum Equipment dazu?

Schrimpe: Es wird jede Menge Rigging-Zeug, also Rohre, Klemmschellen, Safeties et cetera benötigt, dann Outdoor-Netzwerk-Hardware wie Switches, Glasfaserkabel und natürlich fach- und arbeitsschutzgerechte Ausrüstung zum Klettern am Schornstein und auch zum Besteigen des Fernmeldeturms in Gransee.

c’t: Was kostet die Ausstattung?

Phillip Sünderhauf: Das geht schnell in die Tausender. RiFu bei 80 GHz bis 10 Gigabit kostet rund 10.000 Euro. Das ist aber nur Hardware in der Kiste ohne alles.

c’t: Womit fängt man an, wenn man eine Richtfunkstrecke aufsetzen will – Kaffee kochen und planen? Oder macht ihr das mittlerweile intuitiv?

Sünderhauf: Bei mir: Kaffee! Dann klären, ob eine Sichtverbindung besteht und welche Bandbreite gewünscht ist. Parallel Link mit 99,995 Prozent Verfügbarkeit berechnen und dafür Frequenz, Hardware, Sendeleistung und derartiges planen. Wenn alles passt, vor Ort die Montage und Leitungsführung abklären. Wir machen das routiniert, aber es bleibt ein Handwerk, das akribisch ausgeführt werden möchte.

c’t: Bei wem stellt ihr den Antrag für die Funkfrequenzen?

Sünderhauf: Da muss man lizenzierte und nicht lizenzierte Funkbänder unterscheiden. Die lizenzierten beantragen wir bei der Bundesnetzagentur in Berlin.

c’t: Wie lange dauert das Genehmigungsverfahren?

Sünderhauf: Das hängt vom Antrag ab. Wenn er plausibel ist und ein Notfall vorliegt, kann die Fachabteilung noch am selben Tag zuteilen. Üblich sind etwa zwei Wochen. Bei fehlerhaftem Antrag kann es viel länger dauern.

c’t: Wie richtet man die Schüsseln aus?

Schrimpe: Wir machen uns zuerst einen Plan mit Hilfe von Google Maps und Google Earth. So kann man die Blickrichtungen über Gebäude simulieren und sich Screenshots mit Markierungslinien als Orientierung mit hoch nehmen.

Im zweiten Schritt kann man bei dem von uns verwendeten System Kopfhörer mit 3,5-mm-Klinke in die Radios auf beiden Seiten einstecken und sich anhand eines Tonsignals orientieren. Das läuft wechselseitig: Zunächst richtet das Team auf der einen Seite so gut wie möglich aus, dann das andere – nie beide gleichzeitig. Ist man mit dem Ergebnis halbwegs zufrieden, fixiert man die eine Seite und die andere Seite optimiert weiter.

Am Ende dieser Grobausrichtung haben wir eine erste Verbindung mit symmetrisch circa 71 MBit/s, sodass man Daten beider Radios lesen kann. Zum Beispiel ist der Empfangspegel auf der anderen Seite ein guter Anhaltspunkt für die Genauigkeit der eigenen Ausrichtung. Dann wird wieder wechselseitig nach Absprache feinabgestimmt bis zum Optimum.

c’t: 57 Kilometer, das klingt sehr weit. Welchen Öffnungswinkel hat der Richtstrahl?

Sünderhauf: Unsere Antennen haben Öffnungswinkel zwischen 60° bei 5 GHz und 0,5° bei Punkt-zu-Punkt und 80 GHz. Die Ausrichtung muss so genau sein, dass die geplanten Werte erreicht werden. Das kann Millimeterarbeit sein und erfordert Geschick und vor allem Übung. Die Strecke vom Alex zur Ziegelei spielt mit 1,3° Öffnungswinkel.

c’t: Welche Sendeleistung setzt ihr ein?

Schrimpe: Die BNetzA genehmigt die beantragte Sendeleistung, die anhand der Geräte, der Strecke und atmosphärischen Grunddaten berechnet wird. Da fließen auch Antennengewinn und Verluste durch HF-Leitungen ein. Für die Langstrecke Berlin-Mildenberg sind wir von einer Ausgangsleistung von –8 dBW entsprechend 158 mW, einer Weichendämpfung von 1 dB und einem Antennengewinn von 43,5 dBi ausgegangen – pro Seite. Das ergibt einen maximalen EIRP von je 34,5 dBW oder 2818,38 W – Du hast gefragt (lacht).

c’t: Prima – mit EIRP meint ihr wie üblich die Effective Isotropic Radiated Power, also die Strahlungsleistung bezogen auf einen idealen Kugelstrahler. Was ist schlechter für die Leitungskapazität: Ein Regenguss oder eine steife Brise, die die Schüssel verkantet?

Schrimpe: Jeder Guss senkt die Kapazität – abhängig von der Frequenz, hier 18 und 19 GHz, und von der Länge der Strecke: Je länger, desto wahrscheinlicher geht Regen auf den Strahl nieder. Die Geräte versuchen das mit mehr Power auszugleichen. Das berücksichtigen wir in der Rechnung. Reicht das nicht, schalten sie auf robustere Modulationen herunter, bis auf 71 MBit/s. Danach ist Feierabend – was extrem selten und auch nur kurz vorkommt.

Das Verhalten kann man ganz gut einschätzen und berechnen. Der Klimawandel schlägt sich jedoch auch hier schon nieder. Die noch vor ein paar Jahren gültigen Annahmen bezüglich des durchschnittlichen Niederschlags kann man heute fast vergessen. Wir beantragen inzwischen auf Basis tropischer Werte, was bei manchen Beamten der BNetzA Stirnrunzeln verursacht, dann aber auch Nicken nach sich zieht – auch die schauen ja mal aus dem Fenster.

Unser Zeug muss jedenfalls bombenfest montiert sein. Schon aus Sicherheitsgründen muss ein Verkanten so gut wie ausgeschlossen sein.

c’t: Welche Modulationen verwenden die Sender?

Schrimpe: Die Radios adaptieren automatisch. Zum Alex hin läuft meist 512QAM, also 384 MBit/s oder 256QAM, das heißt, 334 MBit/s mit „vorauseilender“ Fehlerkorrektur (lacht). Mit Glück geht auch mal 2048QAM, also 472,6 MBit/s, was aber ob der dreckigen, nassen Luft nur kurz anhält.

Sünderhauf: Die 57-Kilometer-Strecke ist eine extreme Sonderlocke. Übliche Links liefern auch bei Starkregen, was gebucht wurde. Bei tropischen Güssen schalten sie einen Gang runter, aber Down sind sie nie.

c’t: Wie hoch ist die Latenz vom Camp zu ct.de?

Schrimpe: Nun, dabei misst man das Internet mit und der Funkweg wirkt sich kaum aus: Der RTT dieser Anlagen liegt unter 1 ms, wobei auf dem 57-km-Funkweg alleine rund 380 µ-Sekunden zusammenkommen. WLANs schlagen mit Latenzen von mindestens 5 ms zu Buche. Pings zu ct.de liegen bei 15 ms.

c’t: Müsst ihr eingreifen, wenn eine Leitung ausfällt?

Schrimpe: Teilweise bauen wir parallele Strecken auf. In Mildenberg kommen eine 10-Gigabit- und eine 472,6-MBit-Strecke nach Gransee zusammen. Und ja, je nach Ausstattung gibt es ein automatisches Fallback.

c’t: Werden sie gebündelt, sodass eine IP-Session über zwei oder mehr Wege ins Internet kommt?

Schrimpe: Das kann in Mildenberg passieren. Der BGP-Router wählt aus den vorhandenen Leitungen die bestmöglichen Pfade für jedes Ziel im Internet.

Kurz vor dem Camp kommt hoffentlich noch die Glasfaser hinzu, an deren Ende andere Verbindungen und Peering-Partner und Sponsoren sitzen. Diese wird gleich nach dem Camp wieder eingerollt. Der Richtfunk bleibt noch ein paar Wochen stehen, damit die Abbau-Crews auch noch Netz haben. Das Routing und Peering ändert sich im Verlauf des Ganzen mehrfach.

c’t: Erhalten die Clients vom Camp private IPv4-Adressen?

Schrimpe: Naja. Beim CCC sind öffentliche IPv4-Adressen quasi Religion. Dies gilt auch auf dem Camp. Die User können selbst entscheiden, ob diese aus dem Internet zugänglich sind. Wegen des großen Scan-Drucks aus dem „GBI“, dem großen bösen Internet, schalten wir aber das Aufbaunetz auf „Outbound only“.

c’t: Habt ihr auch das moderne IPv6?

Schrimpe: (lacht laut) Ist der Papst katholisch?

c’t: Unsere Mobilfunkgiganten haben womöglich übersehen, dass der CCC auch 2019 in Mildenberg campt, sodass die LTE-Netze am Camp überlastet sein könnten.

Schrimpe: Nun, die Telekom hat zur Kapazitätssteigerung extra eine mobile Basisstation hergefahren – die anderen Netzbetreiber bisher nicht.

c’t: Heißt also, auch die Telekom setzt am Camp Richtfunk ein, wenngleich nur für ihre LTE-Basis. Kann man über eure Standleitung auch telefonieren?

Schrimpe: Ja, es ist normales Internet. Das heißt VoIP und auch das WLAN-Calling einiger Mobilfunkprovider funktioniert. Außerdem stehen den Teilnehmern wie bei jeder CCC-Veranstaltung die DECT- und GSM-Netze der Kollegen von Eventphone kostenlos zur Verfügung.

c’t: Musstet ihr Urlaub nehmen für das Projekt oder verbucht eure Firma die geleisteten Stunden als Marketingaufwand?

Sünderhauf: Unsere Mitarbeiter haben das während der regulären Arbeitszeit sowie während bezahlter Überstunden gebaut. Der Marketingeffekt ist für uns relevant, klar, aber unser eigentlicher Antrieb ist: Wir haben einfach Bock drauf und 57 km sind für uns der längste Link ever. Wir wollten wissen, ob es in der Realität so funktioniert wie errechnet. Es gibt kaum Firmen und Techniker, die sowas gebaut haben.

c’t: Wie lange braucht ihr für den Abbau?

Sünderhauf: Einen Tag am Schornstein, halber Tag in Gransee, rund ein Tag prüfen und einlagern beziehungsweise woanders aufstellen.

Schrimpe: Für uns ist „nach dem Event vor dem Event“… Rein technisch gesehen ist das Camp bis auf die außergewöhnlich lange Strecke ein Standort von vielen – wenn auch ein besonders nerdiger.

Dieser Beitrag stammt aus c't 18/2019 (dz)