AIS: Unterschied der Klasse-A- und B-Signale (SOTDMA, CSTDMA)

Von Sönke Roever

Sönke hat 80.000 Seemeilen Erfahrung im Kielwasser und von 2007 bis 2010 zusammen mit seiner Frau Judith die Welt umsegelt. Er veranstaltet diverse Seminare auf Bootsmessen (siehe unter Termine) und ist Autor der Bücher "Blauwassersegeln kompakt", "1200 Tage Samstag" und "Auszeit unter Segeln". Sönke ist zudem der Gründer von BLAUWASSER.DE und regelmäßig mit seiner Frau Judith und seinen Kindern auf der Gib'Sea 106 - HIPPOPOTAMUS - unterwegs.

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Titelfoto: ©️Sönke Roever/Garmin

Was ist AIS?

Das Automatic Identification System (AIS) ist seit mehr als zwanzig Jahren ein verbindlicher Standard und dient zur Verbesserung der Sicherheit des Schiffsverkehrs. Dabei handelt es sich um ein Funk-Netzwerk, über das zwischen Verkehrsteilnehmern Schiffs- und Navigationsdaten ausgetauscht werden, unter anderem die Position, der Kurs und die Geschwindigkeit. Für Segler ist die Ausrüstung mit AIS eine interessante Option im Rahmen der Kollisionsverhütung.

Über AIS werden die Bewegungsdaten von Schiffen ausgetauscht. ©Sönke Roever/VesperMarine

Auf einer technischen Oberfläche können die AIS-Daten sichtbar gemacht werden. Die einfachste Form der Darstellung wäre eine Liste. Dies ist jedoch wenig praxisorientiert. Stattdessen kommen in den meisten Fällen Laptops, Tablets oder Plotter zum Einsatz. Auf diesen Geräten kann grafisch sichtbar gemacht werden, wohin ein anderes Schiff fährt, wie schnell es ist und ob eine Kollision droht. Fast immer werden die Informationen mit einer elektronischen Seekarte kombiniert.

Beispiel für die Darstellung auf einem Plotter. Die AIS-Informationen werden mit einer elektronischen Seekarte kombiniert. ©Sönke Roever/Raymarine

So funktioniert die Aussendung der AIS-Signale

Am AIS teilnehmende Fahrzeuge senden automatisch und abwechselnd über die UKW-Seefunk-Kanäle 87 (161,975 Megahertz) und 88 (162,025 Megahertz) die angesprochenen Daten zum Schiff und seiner Bewegung aus.

Pro Minute und Kanal stehen für die AIS-Aussendungen 2.250 Zeitschlitze zur Verfügung. Insgesamt können über beide Kanäle zusammen 4.500 Signale pro Minute verarbeitet werden. Die Schlitze werden Slots genannt und jeder Slot kann immer nur von einem Schiff belegt werden. Wer welchen Slot belegt, stimmen die in Reichweite befindlichen Geräte automatisch untereinander ab.

Typische AIS-Antenne auf einer Yacht (rote Markierung). ©Sönke Roever

Tipp für Blauwassersegler: Da AIS auf den UKW-Seefunkkanälen 87 und 88 arbeitet, kann es ratsam sein, die AIS-Antenne am Heck und nicht im Masttopp zu montieren. Kommt es zu einem Riggverlust, geht in der Regel auch die für einen Notruf wichtige UKW-Seefunk-Antenne im Mast verloren. Existiert dann eine AIS-Antenne am Heck, kann einfach das Antennenkabel am AIS abgezogen und auf das UKW-Seefunk-Gerät gesteckt werden. Damit ist man wieder in der Lage, auf hoher See einen Notruf an ein Fahrzeug in der Nähe abzusetzen — ein interessanter Sicherheitsaspekt.

Unterschiede zwischen AIS-Empfängern und AIS-Transpondern

Wer ein AIS anschaffen möchte, kann zwischen zwei Geräte-Arten wählen. Zum einen gibt es AIS-Empfänger, mit denen die Signale der in der Umgebung befindlichen Fahrzeuge ausgelesen werden können. Zum anderen gibt es AIS-Transponder – auch AIS-Transceiver genannt –, mittels derer auch eigene AIS-Signale ausgesendet werden können.

Transponder erhöhen die Sicherheit auf dem Wasser stärker, als es reine Empfänger leisten können, da nicht nur die Daten der anderen Fahrzeuge empfangen werden, sondern auch die eigenen Bewegungsdaten ausgesendet werden.

AIS-Transponder an Bord einer Segelyacht. ©Sönke Roever

Egal für welche Variante sich ein Eigner entscheidet, ist es wichtig zu verstehen, dass es zwei Klassen von AIS-Signalen gibt: Sie heißen Klasse A und Klasse B.

Unterschiede zwischen AIS-Signalen der Klassen A und B

Die AIS-Klasse A ist die höherwertigere Klasse. Sie ist für die Berufsschifffahrt konzipiert und für bestimmte Schiffe zwingend vorgeschrieben (AIS-Ausrüstungspflicht). Zu den AIS-ausrüstungspflichtigen Fahrzeugen gehören international fahrende Berufsschiffe, die mit einer Brutto-Raum-Zahl (BRZ) von 300 oder mehr unterwegs sind. Bei nur national verkehrenden Schiffen liegt die Grenze für die AIS-Ausrüstungspflicht etwas höher bei einer BRZ von 500 und mehr. Unabhängig von der AIS-Ausrüstungspflicht kann auch jedes andere Fahrzeug freiwillig ein AIS-Signal der Klasse A aussenden.

Die Berufsschifffahrt sendet AIS-Signale der Klasse A aus. ©Sönke Roever

Die AIS-Klasse B wiederum kann von allen Schiffen verwendet werden, die nicht AIS-ausrüstungspflichtig sind — also auch von Sportbooten oder beispielsweise kleinen Fischereifahrzeugen. Klasse-B-Transceiver sind deutlich preiswerter als Klasse-A-Transceiver und daher auf den meisten Yachten die erste Wahl.

Wer einmal AIS-Signale am Empfänger genauer beobachtet und verfolgt hat, hat vielleicht schon bemerkt, dass die Bewegungen des Signals eines anderen Sportboots (AIS-Klasse B) im Vergleich zu einem Berufsschiff (AIS-Klasse A) eher stockend vorangehen können. Das kann daran liegen, dass bei AIS-Transpondern der Klasse A die Aussendung an die Fahrgeschwindigkeit und den Manöverstatus des Fahrzeugs angepasst wird – beispielsweise sendet eine Hochgeschwindigkeitsfähre in Fahrt deutlich öfter ein Signal aus, als ein auf Reede ankernder Frachter. Bei AIS-Transpondern der Klasse B werden der Manöverstatus und die Geschwindigkeit in der Regel gar nicht berücksichtigt!

AIS erhöht die Sicherheit der verschiedenen Verkehrsteilnehmer untereinander. ©Sönke Roever

AIS-Anlagen der Klasse B sind einfacher zu handhaben als AIS-Anlagen der Klasse A, da sie nur einen einmaligen Programmieraufwand verlangen. Erforderlich ist vor dem ersten Törn lediglich die Eingabe der grundlegenden Informationen (Schiffsname, Schiffstyp, Schiffsabmessungen, Rufzeichen und MMSI-Nummer). Diese werden eingespeichert und können nicht mehr geändert werden. Bei jedem weiteren Törn wird das AIS-Klasse-B-Gerät nur noch eingeschaltet und genutzt. Bei einem AIS-Gerät der Klasse A hingegen müssen vor jedem Ablegen Informationen, wie beispielsweise die Ladung oder der Zielort, hinterlegt werden.

AIS-Signal der Klasse A: Der Manöverstatus „Unter Maschine fahrend“ und das Ziel „Suez Canal“ werden dargestellt. ©Sönke Roever/Raymarine

Im Gegensatz zu den AIS-Transpondern der Klasse B haben AIS-Transponder der Klasse A eine andere Sendeleistung. Mit 12,5 Watt im Vergleich zu 2 Watt bei Klasse B ist sie deutlich höher und das Signal hat folglich eine höhere Reichweite. Mit einem AIS-Gerät der Klasse A werden wir folglich früher gesehen.

Die AIS-Sendeverfahren CSTDMA und SOTDMA

Es gibt zwei Verfahren, die bei der Aussendung von AIS-Signalen Anwendung finden. Sie tragen die sperrigen Abkürzungen CSTDMA (Carrier Sense Time Division Multiple Access) und SOTDMA (Self Organizing Time Division Multiple Access).

Bei CSTDMA schaut das System nach, ob ein freier Slot zur Verfügung steht, und sendet dann die AIS-Informationen aus. Sind keine freien Slots verfügbar, wird abgewartet, bis wieder ein freier Slot verfügbar ist.

AIS-Aussendungen nach dem Verfahren SOTDMA sind wesentlich komplexer. Hier wird das auszusendende AIS-Signal mit sämtlichen anderen AIS-Signalen in Reichweite abgestimmt und eine Priorisierung vorgenommen. Dazu gehört auch, dass nicht auf den nächsten freien Slot gewartet wird, sondern bei der Aussendung ein weiterer freier Slot für das nächste Signal reserviert wird. Die SOTDMA-Aussendungen erfolgen strukturierter und in der Folge auch deutlich öfter als die AIS-Aussendungen nach dem CSTDMA-Verfahren.

Gut sichtbar: die AIS-Signale zweier Fahrzeuge auf hoher See. ©VesperMarine

Ein Praxisbeispiel: Das eine Schiff ist über zehn Knoten schnell und mit einem Transponder der AIS-Klasse A ausgestattet. Es wird alle paar Sekunden ein Signal mit dem Verfahren SOTDMA aussenden. Bei Kursänderungen erhöht sich die Frequenz zudem. Das andere Schiff sendet AIS-Signale der Klasse B nach CSTDMA aus. Die Aussendung erfolgt dann etwa alle dreißig Sekunden. Bei einer Kursänderung wird kein Unterschied gemacht. Bei einer Geschwindigkeit von unter zwei Knoten erhöht sich die Sendefrequenz je nach Auslastung sogar auf drei Minuten!

Die Darstellung beider Signale ist auf den Endgeräten üblicherweise identisch – gleichwohl in der Detailansicht nachgesehen werden kann, wie lange die letzte Aktualisierung her ist. Vordergründig ist also nicht ersichtlich, wann das Signal beziehungsweise die dargestellte Position samt Kurs und Geschwindigkeit zuletzt aktualisiert wurde. Daher ist ein Ausguck unerlässlich!

In diesem Beispiel ist die letzte Aussendung eines anderen Fahrzeugs vier Sekunden her (rote Markierung). ©Sönke Roever/Garmin

AIS-Transponder der Klasse A verwenden ausschließlich das System SOTDMA. Sender der AIS-Klasse B nutzen überwiegend das System CSTDMA. Eine Ausnahme bietet der neuseeländische Hersteller Vesper Marine, der einen AIS-Transponder der Klasse B mit dem SOTDMA-Verfahren vertreibt.

Fazit

Im Grunde genommen ist AIS ein geniales System, das den Bordalltag vereinfacht, da ich nicht mit dem bloßen Auge oder einem Radargerät die Bewegungen der mich umgebenden Fahrzeuge ermitteln muss, sondern einfach auf dem Bildschirm ablesen kann. Die Voraussetzung dafür ist logischerweise, dass der andere Verkehrsteilnehmer ein AIS-Signal aussendet 🙂

Sehen und gesehen werden. Verschiedene Yachten mit ihren AIS-Signalen. ©Sönke Roever/Raymarine

Ein AIS-Empfänger wäre mir im Vergleich zu einem AIS-Transponder zu wenig, da auch ich meine Schiffsbewegung mit der Umgebung teilen möchte. Das schafft Sicherheit. Und sollte das einmal nicht gewollt sein, kann ich immer noch das Senden unterbinden, da es bei nahezu allen Geräten abgestellt werden kann.

Bei der Anschaffung des AIS-Transponders reicht es auf Sportbooten in meinen Augen völlig aus, einen Transponder der AIS-Klasse B zu verwenden. Die Vorteile von Klasse A kommen vor allem dann zum Tragen, wenn auf engem Raum sehr viele Fahrzeuge gleichzeitig unterwegs sind. Vor der Hafeneinfahrt von Rotterdam mag das interessant sein. Bei einem Törn auf hoher See, der Ostsee oder dem IJsselmeer ist es jedoch von untergeordneter Bedeutung.

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J. Volker Niebergall
J. Volker Niebergall
7 Monaten her

Ist schon einmal geprüft worden, welche Auswirkungen ein Hacker – Angriff auf AIS-A von Terroristen haben könnte, die ein international laufendes Kreuzfahrtschiff auf hoher See gekapert haben ?
Elektronische Abwehrmaßnahmen – oder bleibt nur Boarding durch entsprechende berechtigte / befähigte Kräfte ?
Volker Niebergall

Marc
Marc
30 Tagen her

… neben der “Ausnahme” bieten bereits seit vielen Jahren sehr viele Hersteller Klasse B Transponder im SOTDMA Standard an, unter anderem:

AMEC
em-track
Garmin
Navico
OceanSignal
Raymarine
Simrad
Watcheye
Weatherdock

(ohne Anspruch auf Vollständigkeit)