Bericht über. Hochfrequenzmessungen. im Februar in Mäder (V)

Transkript

1 Bericht über Hochfrequenzmessungen (900 MHz bis 2,5 GHz) im Februar 2007 in Mäder (V) 18. Juni 2007 Manfred Trefalt

2 1. Einleitung Die Stadtwerke Feldkirch haben im Auftrag der Gemeinde Mäder die Aufgabe übernommen, mittels Hochfrequenzmessungen an geeigneten Messpunkten die tatsächlichen Sendeleistungen (Immissionen) im Gemeindegebiet von Mäder zu messen. Das vorliegende Dokument gibt einen Überblick über die Ergebnisse von 45 Einzelpunktmessungen, die am 13. und 14. Februar 2007 durchgeführt wurden. Die Messwerte werden wenn möglich in der Einheit Watt/m 2 publiziert. Bei der Verwendung der Untereinheiten Milliwatt/m 2, Mikrowatt/m 2 bzw. Nanowatt/m 2 muss folgender Zusammenhang berücksichtigt werden: 1 Milliwatt/m 2 entspricht 0,001 Watt/m 2 1 Mikrowatt/m 2 entspricht 0, Watt/m 2 1 Nanowatt/m 2 entspricht 0, Watt/m 2 2. die gesetzlichen Grenzwerte Die in Österreich geltenden Sicherheitsnormen bezogen auf den Bereich hochfrequenter elektromagnetischer Felder sind in der ÖNORM E 8850 festgelegt. Der Europäische Rat hat am 12. Juli 1999 die Einhaltung von Vorsorgegrenzwerten empfohlen, deren Werte mit der ÖNORM E 8850 ident sind. Maximal zulässige Sendeleistungen laut ÖNORM E 8850 bzw. laut EU-Ratsempfehlung: Funkdienst GSM 900 GSM 1800 UMTS DECT WLAN (Frequenz) (900 MHz) (1.800 MHz) (2.100 MHz) (1.890 MHz) (2.450 MHz) maximale Immission 4,5 Watt/m 2 9 Watt/m 2 10 Watt/m 2 9,45 Watt/m 2 10 Watt/m 2 Seite 2

3 3. Messung der Immission Zur Messung der durch Mobilfunk-Sendeanlagen verursachte Immmission benötigt man ein hochwertiges Messgerät, das idealerweise die Sendeleistung jeder Antenne getrennt ( frequenz-selektiv ) messen kann. Eine Immission ist die am Messpunkt gemessene Sendeleistung ( genau: Leistungsflussdichte). Mit einem einfachen Messgerät, welches nur den Mittelwert der Sendeleistung über einen großen Frequenzbereich ( Breitband- Messung ) ermittelt, kann der Zusammenhang von Ursache (Sender) und Wirkung (anteilige Sendeleistung an einem bestimmten Messpunkt) nicht überprüft werden. Das eingesetzte Hochfrequenzmessgerät NARDA SRM 3000 der Stadtwerke Feldkirch erfasst und protokolliert im Frequenz-bereich 75 MHz bis 3 GHz alle am Messpunkt ( Immissionspunkt ) vorhandenen Sendeleistungen ( Leistungsflussdichten ). Messgerät: Sonde: NARDA SRM 3000; Messbereich 75 MHz 3 GHz; Ser.Nr.: G-0072; ID.Nr.: E65D1CBA46B988FF; NARDA 3AX75M-3G; Messbereich 75 MHz 3 GHz (dreiachsig); Ser.Nr.: G /01; Abbildung 1 (oben): Messgerät Abbildung 2 (rechts): 3-achsige, isotrope Sonde mit Stativ Seite 3

4 3.1 Messung der GSM-Sendeleistungen Bei der Mobilfunktechnologie GSM als Technologie der 2. Generation bezeichnet - ist die Sendeleistung der Antennen unabhängig von der Kommunikationslast. Es ist also nahezu egal, ob zum Zeitpunkt der Messung wenig oder viele Kunden das Netz nutzen. GSM-Sendeanlage in dicht bebauten Gebieten verfügen in der Regel über drei Antennen, die - jeweils um 120 Grad versetzt - über einen gewissen Abstrahlwinkel ein bestimmtes Gebiet versorgen. Die maximalen Sendeleistungen treten dabei in Richtung der jeweiligen Hauptsenderichtungen auf. Jede Antenne verwendet eine bestimmte Sendefrequenz mit einer Bandbreite von ca. 0,2 MHz. Mit einer frequenzselektiven Messung kann der Beitrag einer bestimmten Antenne zur Gesamtimmission an einem Messpunkt ermittelt werden. Bei der Messung der GSM-Sendeleistungen werden die Frequenzbänder GSM 900 (935,2 959,0 MHz) sowie GSM (1.805, ,6 MHz) getrennt gemessen. Details dazu siehe Anhang A.1 und A Messung der UMTS-Sendeleistungen Im Gegenzug zu GSM ist bei der Mobilfunktechnologie UMTS als Technologie der 3. Generation bezeichnet - die momentane Sendeleistung von der aktuellen Kommunikationslast abhängig. Benutzen nur wenige oder gar keine Kunden ihr Handy oder ihre mobile Datenkarte, dann wird die Sendeleistung der betreffenden Antenne auf einen minimalen Wert abgesenkt. Erst bei einem erhöhten Verkehrsaufkommen wird die Sendeleistung vorübergehend erhöht. Nachdem die UMTS-Sendeleistungen benutzerabhängig sind, soll auch der (theoretische) Fall der maximalen Kommunikationslast als Bewertungskriterium herangezogen werden. UMTS-Sendeanlage in dicht bebauten Gebieten verfügen in der Regel über drei Antennen, die - jeweils um 120 Grad versetzt - über einen gewissen Abstrahlwinkel ein bestimmtes Gebiet versorgen. Die maximalen Sendeleistungen treten dabei in Richtung der jeweiligen Hauptsenderichtungen auf. Bei UMTS kann man nicht die Sendeleistungen der jeweiligen Antennen frequenzselektiv erfassen und einer bestimmten Funkzelle zuordnen, wie dies bei GSM einfach möglich ist. Die Information der einzelnen Kanäle wird über einen Frequenzbereich von 5 MHz gespreizt ( spreading ) und verwürfelt ( scrambling ). Dieses Verfahren wird als W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) bezeichnet. In diesem Multiplex- Signal ist ein sogenannter P-CPICH (Primary Common Pilot Channel) je Antenne eingebettet, der immer mit konstanter Leistung gesendet wird. Jede Antenne kann daher über einen eigenen P-CPICH mit einem zugehörigen Scrambling Code eindeutig identifiziert werden. Das eingesetzte Messgerät kann alle an einem Punkt gemessenen Scrambling Codes dekodieren, die in dem ausgewählten UMTS-Frequenzkanal vorhanden sind. Damit werden die Beiträge der einzelnen Antennen (Funkzellen) zur gesamten Sendeleistung getrennt erfasst und aufgelistet. Weiters wird die Summe dieser Beiträge gemessen. Daraus werden die theoretisch maximal möglichen Sendeleistungen hochgerechnet, die Seite 4

5 dann entstünden, wenn alle Traffic Channels voll ausgelastet wären (entspricht dem maximalem Verkehrsaufkommen). Die theoretisch maximal mögliche Sendeleistung einer Antenne entspricht nun der gemessenen Sendeleistung des zugehörigen P-CPICH multipliziert mit dem Faktor 7,5. Die UMTS-Sendeleistungen werden im Frequenzbereich 2.110,3 bis 2.169,70 MHz gemessen. Details dazu siehe Anhang A Messung der Sendeleistungen von DECT und WLAN Mit dem Messgerät können auch die Sendeleistungen von DECT- und WLAN-Sendern gemessen werden. Die Anwendung DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone; digitales Schnurlostelefon) ist typischerweise als mobiles Festnetztelefon in Gebäuden im Einsatz. Die Immission von DECT-Sendern kann im Frequenzbereich bis MHz gemessen werden. Details siehe Anhang A.4. Die Anwendung WLAN (Wireless Local Area Network) ist ein mobiles EDV-Datennetz, welches Funk als Übertragungsmedium nutzt. Verwendet wird diese Technlogie ebenfalls überwiegend in Gebäuden für den Anschluss von mobilen Rechnern (Laptops) an Netzwerke, beispielsweise mobiles Internet. Neben dieser indoor-anwendung wird WLAN auch in gewissen Gebieten outdoor, als öffentlicher Dienst angeboten. Die Immission von WLAN-Sendern kann im Frequenzbereich bis MHz gemessen werden. Details siehe Anhang A.5. Seite 5

6 4. Messungen in Mäder Zwei Schüler der HTL-Rankweil (Fachrichtung Nachrichtentechnik, 5. Schuljahr) haben im Februar 2007 im Auftrag der Stadtwerke Feldkirch an insgesamt 45 vorgegebenen Punkten in Mäder Hochfrequenzmessungen durchgeführt. Die Messpunkte sowie alle weiteren Messparameter wurden von den Stadtwerken Feldkirch vorgegeben. Bei der Auswahl der Messpunkte wurden die Hauptsenderichtungen der UMTS-Anlage im Zentrum von Mäder insofern berücksichtigt, dass bevorzugt jene Standorte gewählt wurden, an denen eine maximale Sendeleistung zu erwarten ist. Alle Messungen wurden im Freien durchgeführt. Die Mess-Sonde ist auf einem Stativ in ca. ca. 1,5 m über Boden montiert. Neben den Punkten mit maximaler Immission laut Prognose wurden auch Messpunkte im Bereich der Hauptsenderichtungen der anderen Mobilfunkanlagen gewählt. Weiters wurden Messungen am Spielplatz sowie vor der Schule bzw. Kindergarten durchgeführt. Eine Liste der gewählten Standorte befindet sich in Anhang B.1. Ein Lageplan der Standorte befindet sich in Anhang B Ergebnisse der Messungen an allen Standorten Die im Frequenzbereich von GSM 900 gemessene maximale Sendeleistung beträgt 0, Watt/m² (0,132 Milliwatt/m²). Alle anderen Messwerte sind geringer. Die im Frequenzbereich GSM 1800 gemessene maximale Sendeleistung beträgt 0, Watt/m² (0,383 Milliwatt/m²). Alle anderen Messwerte sind geringer. Der im Frequenzbereich UMTS gemessene maximale Wert der aktuellen Sendeleistungen ( UMTS aktuell ) beträgt 0, Watt/m² (0,013 Milliwatt/m²). Alle anderen Messwerte sind geringer. Als theoretisch maximale Sendeleistung für UMTS ( UMTS maximal ; entspricht dem 7,5- fachem Betrag der Summe der gemessenen Sendeleistungen aller P-CPICH) wird ein Wert von 0, Watt/m² (0,043 Milliwatt/m²) ermittelt. Alle anderen Werte sind geringer. Der maximale Summenwert der an einem Standort gemessenen Sendeleistungen für GSM 900, GSM 1800 sowie UMTS aktuell beträgt 0, Watt/m² (0,410 Milliwatt/m²). Der maximale Summenwert der an einem Standort gemessenen Sendeleistungen für GSM 900 und GSM 1800 zuzüglich der theoretisch maximalen UMTS-Sendeleistung UMTS maximal beträgt 0, Watt/m² (0,409 Milliwatt/m²). Eine Tabelle aller Messwerte befindet sich im Anhang C. In Anhang D sind die Messwerte grafisch dargestellt. Die im Frequenzbereich von DECT und WLAN gemessenen Sendeleistungen betragen durchwegs weniger als 0, Watt/m² (10 Mikrowatt/m²). Ihr Beitrag zur Gesamtimmission kann deshalb vernachlässigt werden. Seite 6

7 Anhang A.1: GSM Frequenzband 900 MHz (935,2 959,0 MHz) Abbildung A.1: Darstellung der Sendeleistung über der Frequenz (typisch) Abbildung A.2: Tabelle der gemessenen Sendeleistung je Netzbetreiber (typisch) Seite A.1

8 Anhang A.2: GSM Frequenzband MHz (1.805, ,6 MHz) Abbildung A.3: Darstellung der Sendeleistung über der Frequenz (typisch) Abbildung A.4: Tabelle der gemessenen Sendeleistung je Netzbetreiber (typisch) Seite A.2

9 Anhang A.3: UMTS Frequenzband MHz (2.110, ,7 MHz) Abbildung A.5: Darstellung der Sendeleistung über der Frequenz (typisch) Abbildung A.6: Tabelle der gemessenen Sendeleistung je Netzbetreiber (typisch) Seite A.3

10 Anhang A.3: UMTS Frequenzband MHz (2.110, ,7 MHz) Abbildung A.7: Tabelle der gemessenen Sendeleistungen der Primary Common Pilot Channel (P-CPICH) eines Netzbetreibes Seite A.4

11 Anhang A.4: DECT Frequenzband MHz ( MHz) Abbildung A.8: Darstellung der Sendeleistung über der Frequenz (typisch) Abbildung A.9: Tabelle der gemessenen Sendeleistung (typisch) Seite A.5

12 Anhang A.5: WLAN Frequenzband MHz ( MHz) Abbildung A.10: Darstellung der Sendeleistung über der Frequenz (typisch) Abbildung A.11: Tabelle der gemessenen Sendeleistung (typisch) Seite A.6

13 Anhang B.1 Adressen und Koordinaten der Messpunkte Standort Adresse Koordinaten Nr. Straße Rechtswert Hochwert 001 Gässele Kutzenau , , Reichshofstraße Egeten , , Tavernenstraße Tavernenstraße , , Egeten Dammstraße , , Wies , , Rheinstraße Maximilianstraße , , Altenholz , , Rheinstraße Exerzierplatz , , Exerzierplatz - Im Hau , , (Rosen Waibel) , , (Zollamt) , , Industriestraße , , Alter Stofel , , Im Hau , , Maximilianstraße , , Ulrichweg , , Ulrichweg - Maximilianstraße , , Ulrichweg - Starkenfeld , , Starkenfeld , , Rheinstraße , , Hirma , , Im Hau , , Neue Landstraße , , Alte Schulstraße , , Kirchfeld - Fenkern , , Fenkern , , Neue Landstraße - Schlössleweg , , Mähderweg , , Mähderweg , , Mähderle , , Neue Landstraße , , Alte Landstraße , , Ulimahd , , Feldweg - Böckwies , , Feldweg - Erlenweg , , Ulimahd , , (Spielplatz) , , (Schule) , , (Schule) , , (Schule) , , Egelseestraße , , Roggenplatz , , Torkelweg , , Wies - Starkenfeld , , Starkenfeld , ,23

14 Anhang B.2: Lageplan der Messpunkte in Mäder - Gesamtplan (1 Seite) - Detailplan Mäder-West (1 Seite) - Detailplan Mäder-Ost (1 Seite) Format: A3; Quer / Hoch / Hoch

15

16

17

18 Anhang C: Messergebnisse GSM 900, GSM 1800 und UMTS Standort GSM 900 GSM 1800 UMTS aktuell UMTS maximal GSM + UMTS aktuell GSM + UMTS max Nr. Immission in Watt/m 2 Immission in Watt/m 2 Immission in Watt/m 2 Immission in Watt/m 2 Immission in Watt/m 2 Immission in Watt/m , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Seite C.1

21 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte max. Messwerte GSM 900 (alle Messpunkte) 0,200 0,180 0,160 Milliwatt/m 2 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,

22 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte 0,500 max. Messwerte GSM 1800 (alle Messpunkte) 0,450 0,400 Milliwatt/m 2 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,

23 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte 0,020 max. Messwerte UMTS - Istwerte (alle Messpunkte) 0,018 0,016 Milliwatt/m 2 0,014 0,012 0,010 0,008 0,006 0,004 0,002 0,

24 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte max. Werte UMTS - theoret. Maximum bei Volllast (alle Messpunkte; Summe CPICH * 7,5) 0,050 0,045 0,040 Milliwatt/m 2 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,

25 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte max. Werte Summe Mobilfunk - Istwerte (alle Messpunkte) 0,500 0,450 0,400 Milliwatt/m 2 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,

26 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte 0,500 max. Werte Summe Mobilfunk - mit UMTS theor. Max. (alle Messpunkte; bei UMTS wird Summe C-PICH * 7,5 angenommen) 0,450 0,400 0,350 Milliwatt/m2 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,

27 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte 0,020 0,018 UMTS gemessen - nur One Messwerte UMTS - Istwerte (alle Messpunkte) Summe UMTS gemessen - ohne One 0,016 Milliwatt/m 2 0,014 0,012 0,010 0,008 0,006 0,004 0,002 0,

28 Anhang D: grafische Darstellung der Messwerte 0,050 0,045 UMTS maximal - nur One Messwerte UMTS - Maxwerte (alle Messpunkte) Summe UMTS maximal - ohne One 0,040 Milliwatt/m 2 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,