physikalische / technische Grundlagen

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Kristian Meinhardt
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1 Seite 1 Freiwillige Feuerwehren Meschede & Eslohe Fachgebiet Physikalisch / technische Grundlagen Lernziel: Der Lehrgangsteilnehmer soll die physikalischen und technischen Grundlagen für den digitalen Sprechfunk BOS, sowie die Unterschiede zum analogen Sprechfunk BOS, kennen. Seite 2 Funkwellen! Analog / digital? Funkwellen sind elektromagnetische n Funkwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (ca km/s) aus Funkwellen benötigen kein Medium zur Übertragung Funkwellen breiten sich in alle Richtungen gleichmäßig aus. Der Begriff / Definition der nlänge ist gleich Das Abstandsgesetz gilt für den anlogen sowie den digitalen Funk Seite 3

Funkwellen sind elektromagnetische n Funkwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 300.

2 ! analog / digital? Der Begriff der und deren Definition ist somit natürlich der gleiche wie beim analogen Funk und jedem sich periodisch wiederholden Vorgang in Natur und Technik! Dementsprechend bleiben auch der Begriff und Definition der der Amplitude gleich Seite 4 nbereiche bereiche Niederfrequenz Sprache 30 khz Funkuhren 300 khz Lawinen -Ortung Hochfrequenz 3 Amateur funk 30 Langwelle Mittelwelle Kurzwelle Ultra- Kurz- BOS analog 300 Ultra- High- Freq. BOS digital 3 GHz Super High- Freq. SAT-TV 30 GHz Seite 5 Seite 6 Einteilung des BOS - bereiches 4 m 2 m Digital 4 m 100 Unterband Oberband Unterband Oberband Uplink Downlink 2 m TETRA 25 von bis Kanal 74,215 84, , , , ,000 77,475 87, , , , ,000 von 347 bis schaltbare Kanäle von 01 bis schaltbare Kanäle Gruppen

30 Langwelle Mittelwelle Kurzwelle Ultra- Kurz- BOS analog 300 Ultra- High- Freq. BOS digital 3 GHz Super High- Freq.

3 Auch im bereich des TETRA verhalten sich die Funkwellen quasi optisch => Absorption => Reflektion => Brechung => Überreichweiten bei atmosphärischen Störungen Seite 7 Seite 8 Abhängigkeit der Reichweite Geländeformation Ausgangsleistung Sender Antennenstand ort Antennenart Wetterlage Empfindlichkeit Empfänger Trageart Gerät Bauart des Gebäudes Seite 9

Abhängigkeit der Reichweite Geländeformation Ausgangsleistung Sender Antennenstand ort

4 Kanalabstand - Bandabstand Kanal 471 Kanal 55 Gruppe Bsp O = 86, O = 173,24 1 Downlink = 380, U = 76, U = 168,64 1 Uplink = 390,025 Bandabstand = 9,800 Bandabstand = 4,60 Bandabstand= 10,000 Kanalabstand 20 khz Kanalabstand 20 khz Kanalabstand 25 khz Kanal 472 Kanal 56 Gruppe Bsp O = 86, O = 173,26 2 Downlink = 380, U = 76, U = 168,66 2 Uplink = 390,050 Bandabstand = 9,800 Bandabstand = 4,60 Bandabstand= 10,000 Seite 10 Demodulation analog Niederfrequenz (NF) Sprachsignal Hochfrequenz (HF) Trägersignal Amplitudenmodulation modulation Seite 11 Übertragungsverfahren digital ca. 60 ms X Zeitmultiplexverfahren Seite 12 ca. 14 ms

Kanalabstand 20 khz Kanalabstand 20 khz Kanalabstand 25 khz Kanal 472 Kanal 56 Gruppe Bsp.

5 40 ms Verzögerung Übertragungsverfahren digital 40 ms Verzögerung Seite 13 Übertragungsverfahren digital Organisationskanal Seite 14 Seite 15 Aufbau Digitales Funknetz TETRA Funkwellen sind und bleiben elektromagnetische n. Sie sind deshalb grundsätzlich analoge Signale. Der Begriff des Analog- bzw. Digitalfunks bezieht sich daher rein auf das Signal (Nutzsignal / Sprache), das auf die Trägerwelle moduliert wird. Auf Grund der Sicherheitsanforderungen an das Digitalfunknetz ist eine Verbindung zwischen Analog und Digital nicht möglich. Bei der Gesprächsabwicklung im Digitalfunk sollte wegen der Verbindungsaufbauzeit folgender Merksatz berücksichtigt werden: Sprechtaste drücken, denken, sprechen. In der Übergangsphase bleiben die analogen Funkgeräte als Rückfallebene erhalten

Digitalfunks bezieht sich daher rein auf das Signal (Nutzsignal / Sprache), das auf die Trägerwelle moduliert wird.

6 Aufbau Digitales Funknetz TETRA Das Digitalfunknetz der deutschen BOS ist ein Funknetz nach dem TETRA-Standard. TETRA steht für Terrestrial Trunked Radio; übersetzt erdgebundener, gebündelter Funk. Die Grundstruktur des TETRA-BOS-es ist einem Mobiltelefonnetz sehr ähnlich. Zur Funkversorgung dienen Basisstationen, die den bereich abdecken. Herzstück des Digitalfunknetzes sind die Vermittlungsstellen (DXT), welche die Basisstationen untereinander vernetzen und an die auch die Leitstellen mittels Drahtverbindung angeschlossen sind. Seite 16 Aufbau Digitales Funknetz TETRA werk Management Center (NMC) Leitstelle steuerung DXT Vermittlungsstellen DXT BS BS Basisstation BS BS Seite 17 FRT 4 4 MRT HRT Aufbau Digitales Funknetz TETRA Wie vom Mobilfunk (Handy) her bekannt, reißt bei schlechtem Funkempfang die Verbindung plötzlich ab. Dies gilt gleichermaßen für den BOS-Digitalfunk; die mit zunehmender Entfernung schlechter werdende Verbindung (zunehmendes Rauschen) des Analogfunks kommt hier nicht zum Tragen. Seite 18

Herzstück des Digitalfunknetzes sind die Vermittlungsstellen (DXT), welche die Basisstationen untereinander vernetzen und an die auch die Leitstellen mittels Drahtverbindung angeschlossen sind.

7 Je nach Dichte der Basisstationen und der Geländebeschaffenheit werden fünf verschiedene Versorgungskategorien definiert: Seite 19 Störungsbeseitigung Keine Handsprechfunkgeräte in Fahrzeugen Standortwechsel Antennen immer senkrecht Seite 20 Seite 21 Beim Digitalfunk sind grundsätzlich zwei zu unterscheiden; der Funkverkehr über das Funknetz und der Funkverkehr nur zwischen den Funkgeräten ohne Zugriff auf das Funknetz. Der netzunterstützte Funkverkehr wird als modus bzw. Trunked Mode Operation (TMO) bezeichnet. Der netzlose Funkverkehr unmittelbar zwischen den Endgeräten wird Direktmodus bzw. Direct Mode Operation (DMO) genannt.

Funkverkehr über das Funknetz und der Funkverkehr nur zwischen den Funkgeräten ohne Zugriff auf das Funknetz.

8 betrieb TMO Seite 22 Gruppe HSK RD sendet Gruppenruf im TMO Gruppe SO RD Seite 23 Anruf Individual Call Halbduplex oder Duplex Anruf Individual Call Seite 24

Anruf 6011284 Individual Call Halbduplex

9 Gateway - Überleiteinrichtung HRT hat kein Seite 25 4 MRT umschalten in Gatewaybetrieb HRT umschalten in DMO Repeater im DMO Diese Betriebsart kann zur Vergrößerung der Reichweite an Einsatzstellen eingesetzt werden. Repeaterbetrieb wird durch den Einsatzleiter oder durch die Betriebsleitung befohlen. Für den Nutzer kann ein Gruppenwechsel erforderlich werden. Die Gesprächsabwicklung ändert sich nicht. Die Betriebsart wird im Display der erreichbaren Funkgeräte durch ein Symbol angezeigt. Seite 26 Seite 27 und Begriffe TETRA: TerrestrialTrunked Radio (erdgebundener, gebündelter Funk) NMC: Network Management Center kontrolliert das gesamte und behebt anfallende störungen DXT: Digital exchange for TETRA, Digitale Vermittlungsstelle für bis zu 128 Basisstationen Vermittlungsstelle (direkte Anbindung der leitstellen per Draht) DWS: Dispatcher Workstation, Management und Konfiguration der Teilnehmer, Gruppen, Organisationen etc. BS: Basisstation TMO: TrunkedMode Operation (modus, Gegensprechen) DMO: Direct Mode Operation (Direktmodus bzw. Wechselsprechen) SX: Simplex, Datenübertragung in eine Richtung (Radio, Fernsehen.) HX: (HDX) Half-Duplex, Datenübertragung wechselseitig (CB-Funk, => Wechselsprechen) DX: (FDX) Full-Duplex; Datenübertragung in beide Richtungen gleichzeitig (Trelefon, Funk => Gegensprechen) TDMA: Time Division Multiple Access, ein Multiplexverfahren der Nachrichtenübertragung => vier Zeitschlitzen von jeweils 14,167 ms Länge pro Trägerfrequenz HRT: Hand Radio Terminal, Handsprechfunkgerät MRT: Mobile Radio Terminal, Fahrzeugfunkgerät FRT: Fixed Radio Terminal, fest installiertes Funkgerät

Die Gesprächsabwicklung ändert sich nicht. Die Betriebsart wird im Display der erreichbaren Funkgeräte durch ein Symbol angezeigt.

10 Gemeide Eslohe Seite 27 und Begriffe TETRA: Terrestrial Trunked Radio (erdgebundener, gebündelter Funk) NMC: Network Management Center kontrolliert das gesamte und behebt anfallende störungen DXT: Digital exchange for TETRA, Digitale Vermittlungsstelle für bis zu 128 Basisstationen Vermittlungsstelle (direkte Anbindung der leitstellen per Draht) DWS: Dispatcher Workstation, Management und Konfiguration der Teilnehmer, Gruppen, Organisationen etc. BS: Basisstation TMO: Trunked Mode Operation (modus, Gegensprechen) DMO: Direct Mode Operation (Direktmodus bzw. Wechselsprechen) SX: Simplex, Datenübertragung in eine Richtung (Radio, Fernsehen.) HX: (HDX) Half-Duplex, Datenübertragung wechselseitig (CB-Funk, => Wechselsprechen) DX: (FDX) Full-Duplex; Datenübertragung in beide Richtungen gleichzeitig (Trelefon, Funk => Gegensprechen) TDMA: Time Division Multiple Access, ein Multiplexverfahren der Nachrichtenübertragung => mit vier Zeitschlitzen von jeweils 14,167 ms Länge pro Trägerfrequenz HRT: Hand Radio Terminal, Handsprechfunkgerät MRT: Mobile Radio Terminal, Fahrzeugfunkgerät FRT: Fixed Radio Terminal, fest installiertes Funkgerät

Konfiguration der Teilnehmer, Gruppen, Organisationen etc. BS: Basisstation TMO: Trunked Mode Operation (modus, Gegensprechen) DMO: Direct Mode Operation (Direktmodus bzw.

11 Alles klar, oder gibt s noch Fragen? Seite 28

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