Alles, was Sie über AIS wissen sollten
AIS wird bereits seit vielen Jahren zur Vermeidung von Kollisionen auf See in der Berufsschifffahrt genutzt, findet aber aufgrund der vielen Vorteile auch in der Sportschifffahrt immer mehr Anklang. Erfahren Sie, welche Vorteile ein AIS-Gerät Ihnen bringt, warum es eine sinnvolle Ergänzung zum Radargerät ist, für welchen AIS-Transponder Sie sich entscheiden sollten und wie dieser an Bord zu installieren ist. Das SVB-Sortiment an AIS-Geräten und passendem Zubehör finden Sie hier.
Was ist AIS?
Die Abkürzung AIS steht für Automatic Identification System oder Automatisches Schiffsidentifizierungssystem. AIS-Geräte bestehen aus einem GPS-Empfänger und einem Datenfunkgerät. Über das AIS-System können sich Schiffe auf der ganzen Welt untereinander identifizieren und wichtige Daten an andere Schiffe, aber auch an Landstationen und Verkehrszentralen an der Küste weitergeben. Um sicherzustellen, dass AIS-Daten weltweit nutzbar sind, hat die internationale Fernmeldeunion standardisierte Nachrichtentypen bzw. Telegramme festgelegt, die jede AIS-Anlage empfangen bzw. senden können muss, sofern der Gerätetyp für das jeweilige Telegramm zulässig ist. Die wichtigsten Telegrammtypen im Alltag sind die Schiffsdaten, Position, Geschwindigkeit und Kurs.
Wozu dient AIS?
Das AIS-System wurde ursprünglich für die Berufsschifffahrt zur Vermeidung von Kollisionen auf See entwickelt. AIS an Bord sorgt für eine bessere Planung und Entscheidungsfindung. Denn dank AIS kann die aktuelle Verkehrssituation auf dem Wasser dynamisch überwacht werden. Kurs und Geschwindigkeitsänderungen umliegender Schiffe werden automatisch angezeigt und es kann berechnet werden, wann genau zwei Schiffe den kürzesten Abstand zueinander haben, wie groß der Abstand sein wird und wie lange es bis dahin noch dauert. Notwendige Manöver können, dank der Übermittlung von MMSI (Maritime Mobile Service Identity) Nummern, leicht über Seefunk abgesprochen werden. Bei der Nutzung eines AIS-fähigen Kartenplotters oder Alarmgebers sind Alarme einstellbar, die darauf aufmerksam machen, wenn sich beispielsweise ein Schiff auf eine Meile nähert oder bei gleicher Geschwindigkeit und Peilung in einer voreingestellten Zeit eine Kollision erfolgen könnte.
Inzwischen wird AIS auch immer mehr auf kleinen, nicht ausrüstungspflichtigen Schiffen, beispielsweise in der Sportschifffahrt eingesetzt. Mit einem günstigen AIS-Empfänger kann man sich die Schiffsdaten, Position, Kurs und Geschwindigkeit der umliegenden Schiffe anzeigen lassen. Die eigene Position wird dadurch aber nicht angezeigt. AIS bietet eine praktische Möglichkeit, um beispielsweise auf viel befahrenen Bereichen des Rheins „um die Ecke zu gucken“ und Kollisionen oder gefährliche Manöver zu vermeiden. Wenn Sie einen AIS-Empfänger kaufen, sollten Sie darauf achten, ob es sich um einen 1- oder 2-Kanal-Empfänger handelt. AIS-Daten werden abwechselnd auf zwei Kanälen gesendet. Bei einem 1-Kanal AIS-Empfänger dauert die Aktualisierung der Daten länger als bei einem 2-Kanal Empfänger. Inzwischen gibt es fast nur noch Zweikanalempfänger zu kaufen. Zusätzlich zu einer erhöhten Sicherheit auf dem Wasser, können Sie dank AIS auch die Nutzung von Schleusen und Liegeplätzen besser planen.
Durch die Übertragung der AIS Live Schiffspositionen an Landstationen und Verkehrszentralen an der Küste, kann eine Überwachung und Lenkung des Schiffsverkehrs erfolgen. Für Küstenstaaten bietet AIS außerdem eine Möglichkeit, durch die Daten zu Schiffen und Ladung, illegalen Fischfang zu überwachen.
AIS Daten sind über MarineTraffic & Vesseltracker auch für die Allgemeinheit einsehbar. Dank der MarineTraffic App wird auch das Tablet oder Smartphone zum Kartenplotter mit AIS-Funktion. Alles, was man dafür benötigt, ist Mobilfunkabdeckung und eine Datenoption. Allerdings lebt MarineTraffic von den Freiwilligen weltweit, die die über ihre Empfangsstation erhaltenen Daten an marinetraffic.com liefern. Dies kann zu Lücken führen. Je nachdem, wie gut die Mobilfunk-Datenübertragung gerade ist, können die abgerufenen Daten schon einige Sekunden alt sein, wenn man sie erhält. Dadurch sind sie nicht sonderlich zuverlässig.
Wie funktioniert AIS?
Senden von AIS-Daten
AIS-Daten werden mit AIS-Sendern vom Schiff über zwei dafür reservierte UKW-Frequenzen (AIS 1: 161,975 MHz, Kanal 87 B und AIS 2: 162,025 MHz, Kanal 88B) in einem festen Zeitrahmen per HDLC-Datenprotokoll gesendet. Pro Minute stehen insgesamt 4500 Zeitschlitze (Slots) – 2250 Slots je Kanal – zur Verfügung, auf die ein AIS-Gerät über seinen integrierten GNSS-Empfänger synchronisiert wird.
Empfangen von AIS-Daten
AIS-Daten können kostenlos von AIS-Empfängern empfangen und ausgewertet werden. Für die Auswertung und sinnvolle Nutzung der AIS-Daten ist ein entsprechendes Display nötig. Das kann ein Kartenplotter mit elektronischer Seekarte, ein Radargerät mit AIS-Software oder ein geeignetes PC-Programm sein. Der Anschluss an einen Kartenplotter kann je nach Gerät über NMEA0183 oder NMEA2000 erfolgen. Sollten Sie sich für die Auswertung am PC entscheiden, ist ein zusätzlicher NMEA-Eingang für die GPS-Daten hilfreich – einige AIS Sender übertragen die eigene GPS-Position zusammen mit den empfangenen AIS Datensätzen.
Welche Daten werden per AIS übermittelt?
Je nachdem, ob ein AIS-Transceiver auf einem Sportboot oder einem Berufsschiff installiert ist, können die übertragenen Daten sehr unterschiedlich ausfallen. Die Übertragung der folgenden Daten ist generell über AIS möglich, wird jedoch maximal in der Berufsschifffahrt voll ausgenutzt. In der Sportschifffahrt sind in der Regel MMSI-Nummer, Rufzeichen, Position, Kurs und Schiffsgröße ausreichend.
Statische Daten
- Schiffsname
- Rufzeichen
- MMSI Nummer und internationales Funkrufzeichen
- IMO-Nummer
- Schiffstyp (Sportboot, Schlepper, Frachter, Tanker, Passagierschiff, SAR)
- Schiffsmaße
Dynamische Daten
- Position des Schiffes (LAT, LON)
- Geschwindigkeit über Grund (SOG)
- Kurs über Grund (COG)
- Zeit der Schiffsposition in Sekunden (UTC)
- Navigationsstatus (unter Maschine, unter Segeln, vor Anker, festgemacht, manövrierunfähig usw.)
- Kursrichtung (Heading)
- Kursänderungsrate (ROT)
Reisebezogene Daten
- aktueller maximaler statischer Tiefgang in dm
- Bestimmungshafen (UN/LOCODE)
- geplante Ankunftszeit (ETA)
- ggf. Angabe zur Ladungskategorie (Gefahrgutklasse)
Unterschiedliche Arten von AIS-Anlagen – Welches AIS ist das richtige für mich?
Zunächst einmal ist zwischen AIS-Receivern, auch AIS-Empfänger genannt, mit denen man Daten der umliegenden Boote sehen, aber keine eigenen senden kann und AIS-Transceivern, auch AIS-Transponder genannt, zu unterscheiden. AIS Transponder empfangen die AIS-Daten der umliegenden Boote und senden zugleich auch die Daten des eigenen Bootes. Je nach Einsatzbereich des AIS-Transceivers können sehr unterschiedliche Daten von Bedeutung sein. Es gibt daher unterschiedliche Arten von AIS Transceivern, deren Nutzung sich vor allem in die Bereiche Berufsschifffahrt und Sportsschifffahrt unterteilt.
Klasse-A-Transceiver
Internationale Seeschiffe mit über 300 BRZ (Bruttoraumzahl) und bestimmte Passagierschiffe unterliegen dem SOLAS-Übereinkommen. Für diese Schiffe besteht eine Ausrüstungspflicht mit Klasse-A-Transceiver. Klasse-A-AIS-Transceiver haben mit einer Sendeleistung von bis zu 12,5 W eine höhere Sendeleistung als Klasse B-Geräte, die auf Sportbooten zum Einsatz kommen. Klasse-A-Transceiver können also Daten über größere Strecken senden und empfangen. Das Senden von AIS-Daten erfolgt darüber hinaus häufiger als bei Klasse-B-Transceivern. Die genaue Häufigkeit ist abhängig von Fahrtgeschwindigkeit und Manöverstatus des Schiffes und reicht von alle 2 Sekunden bis alle 3 Minuten.
AIS-Transceiver der Klasse A verfügen über eine Datenschnittstelle, einen so genannten Pilot Port, der es beispielsweise Lotsen erlaubt, auf Verkehrslage und Navigationsdaten zuzugreifen.
| Sendehäufigkeit AIS Signal | Fahrtgeschwindigkeit und Manöverstatus des Schiffes |
|---|---|
| 2 Sekunden | Geschwindigkeit mehr als 23 kn Geschwindigkeit 14-23 kn + Kursänderung |
| 3 1/3 Sekunden | Geschwindigkeit bis zu 14 kn + Kursänderung |
| 6 Sekunden | Geschwindigkeit 14-23 kn |
| 10 Sekunden | Geschwindigkeit bis zu 14 kn Vor Anker oder festgemacht + schneller als 3 kn |
| 3 Minuten | Vor Anker oder festgemacht + nicht schneller als 3 kn |
Klasse-B-Transceiver
Für Sportschiffe, die nur in der Freizeit oder zum Fischen genutzt werden, gibt es keine Ausrüstungspflicht für AIS-Transceiver. Da ein AIS-Transceiver an Bord aber viele Vorteile bringt, gibt es die so genannten Klasse-B-AIS-Transceiver. AIS-Transceiver der Klasse B sind in der Regel günstiger als die Transceiver der Klasse A, da es weniger strikte Anforderungen an ihre Leistung gibt. Klasse-B-Transceiver sind auf die wichtigsten Daten reduziert. Häufig werden nur die MMSI-Nummer des Schiffes, die aktuelle Position, der Kurs und die Schiffsgröße übermittelt. Dadurch ist die Bedienung von Klasse-B-Transceivern sehr einfach. Es müssen einmalig der Schiffsname und die Schiffsabmessungen programmiert werden, dann ist der AIS-Transceiver einsatzbereit. AIS-Transceiver der Klasse B haben eine niedrigere Melderate als Klasse-A-Transceiver. Ihre Sendeleistung liegt bei maximal 2W. Während Klasse-A-Transceiver sich über ein komplexes System (SOTDMA = SelfOrganising Time Division Multiple Access) mit anderen Transceivern in der Umgebung zur Belegung der Sendungsfrequenzen abstimmen, nutzen Klasse B-Transceiver in der Regel einfach die freien Zeitschlitze um ihre Daten zu senden (CSTDMA = Carrier Sense Time Division Multiple Access). Es gibt aber auch AIS-Transponder der Klasse B, die sich die SOTDMA-Technologie zunutze machen. Die Sendehäufigkeit von AIS-Daten ist bei Klasse-B-Transceivern von der Fahrtgeschwindigkeit und der Frequenzauslastung abhängig und reicht von alle 5 Sekunden bis alle 3 Minuten.
| Sendehäufigkeit AIS Signal | Fahrtgeschwindigkeit und Manöverstatus des Schiffes |
|---|---|
| 5 Sekunden | Geschwindigkeit mehr als 23 kn (geringe Frequenzauslastung) |
| 15 Sekunden | Geschwindigkeit mehr als 23 kn (hohe Frequenzauslastung) Geschwindigkeit 14-23 kn (geringe Frequenzauslastung) |
| 30 Sekunden | Geschwindigkeit 14-23 kn (hohe Frequenzauslastung) Geschwindigkeit 2-14 kn |
| 3 Minuten | Geschwindigkeit bis zu 2 kn |
Sonstige Arten von AIS Transceivern
Neben AIS-Transceivern der Klasse A und B für Berufsschifffahrt und Sportschifffahrt, gibt es auch noch weitere Arten von AIS-Transceivern. So gibt es beispielsweise Inland-AIS-Transceiver, die Klasse-A-Transceivern entsprechen, aber weiter Optionen für die Binnenschifffahrt haben und andere Daten senden. Über AIS-Basisstationen wird von Verkehrszentralen an Land der Schiffsverkehr überwacht. AtoN (Aids to Navigation) Transceiver sind auf Tonnen und anderen Schifffahrtszeichen installiert. Sie können Informationen über dessen Art, Bezeichnung und Position aussenden. Für die Markierung von Sperrgebieten oder wasserbaulichen Anlagen mit flächenmäßiger Ausdehnung werden so genannte virtuelle AtoNs verwendet. Dafür muss lediglich auf einer Tonne ein aktiver AIS-Sender installiert sein, der die Position aller anderen Begrenzungstonnen des Gebiets mitsendet. Auch Flugzeuge und Rettungshubschrauber, die am SAR (Such- & Rettungsdienst auf See) beteiligt sind, nutzen spezielle Mobilgeräte-AIS-Transceiver.
Was genau ist SOTDMA
SOTDMA steht für Self Organising Time Division Multiple Access. Dieses Verfahren hat seinen Ursprung in Klasse-A Transceivern aber findet auch immer mehr Einzug in Klasse-B AIS-Sendern.
Gegenüber den reinen Klasse-B CSTDMA Transceivern, welche über eine Sendeleistung von meistens 2 Watt verfügen, arbeiten die Klasse-B SOTDMA Transceiver meist mit einer Sendeleistung von 5 Watt. Auch ist die Aussendung der AIS Signale ist bei SOTDMA Sendern beschleunigt und erfolgt im besten Fall alle 5 Sekunden anstelle von zweimal pro Minute bei herkömmlichen CSTDMA Transpondern.
Ein weiterer Vorteil von AIS-Transpondern mit SOTDMA Technologie ist die aktive Teilnahme an dem Zeitschlitzverfahren. Dies ist besonders in stark befahrenen Gebieten von Vorteil, da SOTDMA Transponder ebenso wie Klasse-A AIS-Sender in der Lage sind, sich Sendezeitschlitze zu reservieren, wohingegen Klasse-B CSTDMA Transponder stets auf einen freien Sendezeitpunkt warten müssen.
AIS oder Radar?
Der Vorteil eines AIS-Geräts zu einem Radargerät an Bord ist, dass der Empfang von AIS-Signalen nicht durch Landzungen, Gebäude oder Inseln behindert wird. Auch lassen sich für ungeübte Nutzer Ziele leichter identifizieren, als auf einem Radarbild. An Binnenwasserstraßen werden in Kurven, die für Funksignale abgeschottet sind, Transceiver aufgestellt, die AIS-Signale auch über Berge weiterleiten.
Trotzdem kann ein AIS-Gerät eine Radaranlage nicht ersetzen. Denn AIS-Daten sind nicht immer zuverlässig. Zum einen sind nicht alle Schiffe sind mit einem AIS-Gerät ausgerüstet oder haben dieses eingeschaltet. Vor allem kleinere Fahrzeuge haben oft keinen AIS-Transceiver und auch einige Militärfahrzeuge senden keine AIS-Signale aus. Zum anderen basieren die Informationen über Schiffspositionen auf GPS-Technik. Sie werden in regelmäßigen Zeitabständen übermittelt, wodurch geringfügige Abweichungen von der tatsächlichen Schiffsposition möglich sind.
Reichweite von AIS-Signalen
Die Reichweite von AIS-Signalen ist abhängig von der Antennenhöhe. Für Schiff-zu-Schiff-Verbindungen beträgt die Reichweite etwa 20 Seemeilen (37 km). Küstenstationen empfangen je nach Antennenhöhe Signale in einem Umkreis von 50-100 km.
Welche Antenne für AIS?
Zum Empfang von AIS-Daten kann jede handelsübliche UKW-Antenne verwendet werden. Bei der Installation der Antenne ist zu beachten, dass der Standort mindestens 3m von der UKW-Antenne des Funkgeräts entfernt sein sollte, damit sich die Antennen nicht gegenseitig beeinflussen.
Wenn Sie eine zweite Antenne an Bord vermeiden möchten, können Sie durch die Verwendung eines Antennensplitters (auch AIS-Splitter oder Duplexer-Weiche genannt) die Antenne des Funkgeräts für den AIS-Empfang mitverwenden. Ein AIS-Splitter sorgt für eine saubere Abstimmung von Funkgerät und AIS-Empfänger. Während das Funkgerät sendet, empfängt der AIS-Empfänger nicht und andersherum. Schließen Sie AIS-Empfänger und UKW-Funkgerät niemals parallel, also ohne Splitter, an die gleiche Antenne an! Durch die nicht vorhandene Abstimmung kann der Sender des Funkgeräts kann Schaden nehmen. Bei Funkgeräten, die mit 25 W senden, kann zusätzlich auch der der AIS-Empfänger durchbrennen.
Jetzt erfahren, wie Sie Ihre AIS mit externem Splitter installieren
Viele neuere AIS-Transponder haben bereits einen VHF-Splitter integriert, wodurch man sich den Kauf eines separaten AIS-Antennensplitters sparen kann.
Jetzt erfahren, wie Sie Ihre AIS mit integriertem Splitter installieren
Zur Vermeidung von zwei UKW-Antennen an Bord können Sie statt einem Antennensplitter auch ein UKW-Funkgerät mit integriertem AIS-Empfänger wählen.
Für das Senden von AIS-Daten benötigen Sie zusätzlich eine GPS-Antenne. Für das Senden und Empfangen von AIS-Daten gibt es auch kombinierte UKW-/GPS-Antennen.