Beim Richtfunk handelt es sich um Funkverbindungen des festen Funkdienstes, bei denen stark bündelnde Parabolantennen Signale im Mikrowellenbereich senden und empfangen. Der funktechnische Bereich zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung wird durch die Fresnel- Zonen gebildet, die maßgeblich ist für die funktechnische Übertragungsqualität.
Die Sendefrequenzen und die Kanalbandbreiten für Richtfunk und für Mikrowellen-Richtfunk, englisch: Free Space Radio Link (FSRL), sind von der internationalen Fernmeldeunion ( ITU) in den F.-Spezifikationen festgelegt. Gesendet wird mit Mikrowellen mit Frequenzen zwischen 2 GHz und 60 GHz. Die in Deutschland benutzten Trägerfrequenzen für den lizensierten Mikrowellen-Richtunk liegen bei 7, 13, 18, 23, 26 und 38 GHz. Die lizenzfrei benutzbaren Frequenzen sind bei 5, 24 und 60 GHz. Die Übertragungsraten liegen zwischen 1.000 Mbit/s und 20.000 Mbit/s.
Witterungseinflüsse und Modulationsverfahren
Die maximal überbrückbaren Entfernungsbereiche von Mikrowellen-Richtfunk sind frequenz- und witterungsabhängig und können bei Frequenzen von 2 GHz zwischen 40 km und 100 km liegen. Da die überbrückbaren Entfernungen durch Witterungseinflüsse beeinträchtigt werden, ändern Richtfunksysteme je nach Wetterverhältnissen ihre Modulationsverfahren von Quadraturamplitudenmodulation mit QAM 1024 bis QAM 4096, in Zweiphasenumtastung ( BPSK) oder in Quadratur-Phasenumtastung ( QPSK). Dadurch wird eine unterbrechungsfreie Übertragung sichergestellt.
Bei höheren Frequenzen reduziert sich die Reichweite und liegt bei 10 GHz bei maximal 30 km und bei 60 GHz bei etwa 1 km. Zur Erhöhung der Übertragungskapazität wird auch mit orthogonaler Polarisation gearbeitet. Dabei übertragen die vertikal und horizontal polarisierte Frequenz unterschiedliche Signale. Diese Betriebsart nennt sich Co-Channel Dual Polarization (CCDP). Auftretende Interferenzen werden durch Cross Polarisation Interference Cancellation ( XPIC) kompensiert.
Die Stationen zur Weiterleitung der Signale heißen Richtfunkrelais. Sie empfangen die Mikrowellensignale, verstärken sie und senden sie zur nächsten Station. Wurden früher frequenzmodulierte analoge Signale übertragen, so findet heute zunehmend die Phasenumtastung Anwendung.
Die Datenübertragung wird durch Richtfunkprotokolle geregelt, wobei die Plesiochronous Digital Hierarchy ( PDH) mit Asynchron-Übertragung und die Synchronous Digital Hierarchy ( SDH) mit Synchron-Übertragung arbeitet. Darüber hinaus hat sich auch die Arbeitsgruppe 802.16 des IEEE des Themas angenommen und entwickelt entsprechende Protokolle.
Die Übertragungsarten von Richtfunksystemen
Richtfunksysteme können grundsätzlich in Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ( P2P) und Punkt-zu-Mehrpunktverbindungen ( P2MP) unterschieden werden. Die Punkt-zu-Punkt-Richtfunksysteme verbinden zwei Außeneinheiten über eine Richtfunkstrecke und werden insbesondere in Weitverkehrsnetzen und zur Überbrückung größerer Distanzen verwendet. Beim lizensierten Mikrowellen-Richtfunk werden damit Datenraten von 10 Gbit/s im duplex erreicht.
Neben dem Mikrowellen-Richtfunk (FSRL) gibt es auch den optischen Richtfunk, Free Space Optic ( FSO), bekannt als Freiraumübertragung. Diese optischen Systeme können dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn eine Sichtverbindung zwischen Sende- und Empfangsstelle besteht und diese nicht atmosphärisch oder anderweitig beeinträchtigt wird. Die optischen Systeme arbeiten mit nfrarot und können Entfernungen von einigen Kilometern bei Übertragungsraten von mehreren Gbit/s überbrücken.