Leitfaden zur Planung und Realisierung von Objektversorgungen (L-OV)

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1 d Leitfaden zur Planung und Realisierung von Objektversorgungen (L-OV) für das digitale Sprech- und Datenfunksystem für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) in der Bundesrepublik Deutschland Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS), PG NA Fehrbelliner Platz 3, Berlin Postanschrift: Berlin AZ: OV / 2 Version V

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... 2 Historie... 5 Abkürzungsverzeichnis Vorbemerkung Einleitung Rechtliche Vorgaben und Randbedingungen Bauordnungsrecht Kriterien für die Gewährleistung der Objektversorgung Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln RABT Richtlinie über die Anforderungen an Eisenbahntunnel Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen BOStrab Nutzung und Verteilung der Kosten Errichtung einer Gebäudefunkanlage Anforderungen der BOS Verfügbarkeit (permanent / Bedarfsfall) Redundanzvorgaben Kapazität und Versorgungskategorie im Gebäude Weitergehende taktische Forderungen Anforderungen an die Sicherheit Ausgangssituation Anforderungen an die Materielle Sicherheit Anforderungen an die IT-Sicherheit Anforderungen an den Geheimschutz Anforderungen an den Sabotageschutz Anforderungen an ortsfeste Anlagen mit DMO-Komponenten Weiterführende Maßnahmen Technische Realisierungsmöglichkeiten TMO-Lösungsansätze für einzelne Objekte Eigene Basisstation im Objekt Direkte HF-Ankopplung an eine Freifeld-Basisstation Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter (LWL) Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle Passive Einkopplung mit gerichteter Außenantenne TMO-Lösungsansätze mit eigener Basisstation für mehrere Objekte Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter (LWL) Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle DMO-Lösungsansatz TMO-DMO-Gateway DMO-Repeater Verteilsystem im Objekt Optische Verteilnetze Version 2.0 Seite 2 von 57

3 6.4.2 Schlitzkabel Antennen Im Bedarfsfall aktivierte TMO-Repeater Aktivierung über externen Impuls Variante mit Aktivierung über Endgerät Uplink-Stummschaltung Mobiler TMO-Repeater Technische Anforderungen an TMO-Repeater Anforderungen an sonstige Komponenten Strategie zur Objektversorgung Klassifizierung der einzelnen Objekte Strategische Vorgehensweise Versorgung eines Objektes ohne aktuell verfügbare Netzabdeckung Versorgung von Objekten ohne eigenständige Objektversorgung Basisversorgung Objektversorgung bei vorhandener Basisstation zur Freifeldversorgung Objektversorgung über Repeater Objektversorgung über eigene Basisstation Taktische Bewertung der technischen Varianten Schnittstellen, Verantwortlichkeiten und notwendige Maßnahmen Prozess zur Realisierung einer Objektversorgung Landesinterne Prozesse und Anzeigeformular Prüfung der Rückwirkungsfreiheit durch Landesstelle Abnahme und Inbetriebnahme Bereitstellung von DMO-Repeatern Beantragung Netzparameter Funknetz Kapazität Frequenzzuweisung und -beantragung Standortbescheinigung und Inbetriebnahmeanzeige Rückwirkungen auf das Kernnetz Planungsrichtlinien Erweiterung bestehender Anlagen Antennenisolation (Entkopplung) Signallaufzeit Rauschbeitrag des Repeaters Redundante Signaleinspeisung Feldstärkevorgaben und Zellwechsel Anforderung an LWL-Kabel Frequenznutzung und Kriterien für störungsfreien Betrieb Nutzung der reservierten TMO-Frequenzen für Objektversorgung Nutzung der DMO-Frequenzen Nutzung von TMO-Frequenzen in Abstimmung mit BDBOS-Frequenzplanung Funktionen im Netzmanagement Standortdatenbank des BOS-Digitalfunknetzes Zusätzlicher Einsatz von Außenantennen Version 2.0 Seite 3 von 57

4 10 Messungen Funkversorgung am Objekt Abbildung 20: Beispielhafte Best Server Versorgung um ein Objekt Abnahmemessungen für Objektfunkanlagen Empfangsspektrum der Anbindeantenne ( Panorama-Messung ) Rundstrahlantenne Richtantennen Ableitungen aus der Messung Entkopplung von Anbinde- und Sendeantenne Signallaufzeiten Funkversorgung im Objekt Literaturhinweise Version 2.0 Seite 4 von 57

5 Historie Version Bemerkungen 0.1 Entwurf 0.2 Einarbeitung Kommentare aus AG Objektversorgung 0.3 Einarbeitung weiterer Kommentare 0.4 Umstrukturierungsvorschlag der UAG 0.9 Einarbeitung der Kommentare aus Bund und Ländern und der Workshop-Ergebnisse, Version für Umlaufbeschluss und Versand 1.0 Abgestimmte Version von Bund, Ländern und BDBOS 1.1 Integration Arbeitspapier, Kommentare Axell Wireless und EADS, Anpassung Abschnitt zu Produktbibliothek 1.2 Integration des Technischen Konzeptes zur Planung und Realisierung von Objektversorgungen in ein einziges, nicht eingestuftes Dokument Anpassung an neue technische und juristische Erkenntnisse Einarbeitung von Kommentaren aus Bund und Ländern sowie Bahn AG und Detecon International GmbH 1.3 Generelle Anpassung an neue Erkenntnisse, Präzisierungen und editorische Überarbeitung Ergänzung der neuen Abschnitte 6.5, 6.6 und 8.1 Änderungen und Ergänzungen in Abschnitt 4.1, 6.2.2, 8.3, 9.4, 9.10, 9.11, 10.1 und Änderungen und Ergänzungen in Abschnitten 5.1 bis 5.7, 6.5.3, 6.7, und 8.3.3, 10.1, 10.4 Löschung der Abschnitte Abgestimmte Version von Bund, Ländern und BDBOS Version 2.0 Seite 5 von 57

6 Abkürzungsverzeichnis BNetzA Bundesnetzagentur BDBOS Bundesanstalt für den Digitalfunk der BOS BOS Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben DL Downlink (Verbindung Basisstation zu Mobilstation) DMO Direct mode operation DN2 Dynamic Node Equipment 2MBit/s Cross-Connect Multiplexer DXT Digital Exchange (Vermittlungsstelle) E1 PCM Bitrate Ebene1 mit 2 Mbit/s EIRP Equivalent isotropic radiated power (äquivalente isotrope Strahlungsleistung) HKFZ Hochkapazitäts-Funkzelle (4 bis 8 TRX) HF Hochfrequenz HRT Handfunkgeräte ISI Inter System Interface LM Leistungsmerkmal des Systemliefertrages LOS Line of sight (Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger) LWL Lichtwellenleiter MRT Fahrzeugfunkgeräte NKFZ Normalkapazitäts-Funkzelle (2 TRX) NMC Network Management Center OMU Optische Master Unit OV Objektversorgung PCM Puls Code Modulation PHB Planungshandbuch RABT Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln RX Receiver (Empfänger) TETRA Terrestrial Trunked Radio TB3, TB3c, TBS TETRA Basisstationen der EADS TMR Trunked mode repeater (Repeater im TMO-Betrieb) TMO Trunked mode operation TRX Transceiver (Sende- und Empfangsteil der Basisstation) TX Transmitter (Sender) UL Uplink (Verbindung Mobilstation zu Basisstation) USV Unterbrechungsfreie Stromversorgung VSA Verschlusssachenanweisung VStättVO Verordnung über den Bau und Betrieb von Versammlungsstätten VSWR Voltage Standing Wave Ratio (Stehwellenverhältnis) Version 2.0 Seite 6 von 57

7 1 Vorbemerkung Die vorliegende Unterlage wurde von der Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS) in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Objektversorgung, bestehend aus Vertretern des Bundes und der Länder, erarbeitet. Der Leitfaden soll die Planung und Beschaffung digitaler Gebäudefunkanlagen unterstützen und ist grundsätzlich zur Umsetzung dieser Vorhaben heranzuziehen. Der Leitfaden richtet sich an die am Baugenehmigungsverfahren beteiligten Behörden und an die Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS), an entsprechende Fachgremien sowie Planungsbüros, Fachfirmen oder Objekteigentümer. Die technischen Informationen und Vorgaben, die zuvor in einem gesonderten Technischen Konzept zur Planung und Realisierung von Objektversorgungen (TK-OV) beschrieben waren, sind nun in den Leitfaden integriert. Dieser Leitfaden wurde nach den aktuell vorliegenden Kenntnissen und Erfahrungen erstellt und erhebt daher keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Das Digitalfunknetz befindet sich zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Unterlage noch im Aufbau, so dass der Leitfaden aufgrund neuer fachlicher Erkenntnisse fortgeschrieben werden wird. Neue Erkenntnisse und neu gewonnene Erfahrungen aus der Praxis sollen in den Leitfaden einfließen, der somit besonders in der Anfangszeit einem stetigen Aktualisierungsprozess ausgesetzt sein wird. Version 2.0 Seite 7 von 57

8 2 Einleitung Vor dem Hintergrund, die Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) mit einem bundesweit einheitlichen digitalen Sprech- und Datenfunksystem (Digitalfunk BOS) auszustatten, muss der Digitalfunk BOS nicht nur im Freien (Freifeld) verfügbar sein und eine reibungslose Kommunikation gewährleisten, sondern auch die Koordination von Einsatzkräften innerhalb von Objekten ermöglichen. Zur Sicherstellung der Grundversorgung durch Standorte des Freifeldes berücksichtigen die Funkversorgungskategorien 3 und 4 einen pauschalen Dämpfungswert von 9 db. Obwohl der Digitalfunk BOS aufgrund der niedrigeren Frequenz eine geringere Gebäudedämpfung aufweist als beispielsweise GSM-Mobilfunk, wird die Güte dieser Grundversorgung nicht mit der aus dem Mobilfunk gewohnten Versorgung vergleichbar sein. Je nach Gebäudebeschaffenheit (Stahlbeton, metallbedampfte Fenster, usw.) und Entfernung zur Basisstation wird die Versorgung von außen nur einen Teil des Gebäudeinnern abdecken. Eine Erhöhung der Standortdichte mit dem Ziel, alle Gebäude von außen zu versorgen, wäre technisch schwer realisierbar und wirtschaftlich nicht sinnvoll. Unabhängig von der flächenmäßigen Zuordnung zur Funkversorgungskategorie werden daher bei einer Vielzahl von Objekten zusätzliche technische Maßnahmen erforderlich sein, um eine ausreichende Versorgung im Inneren zu erreichen. Dies gilt vor allem dann, wenn im gesamten Gebäudeinneren die Versorgung sichergestellt werden muss. Eine derartige Funkversorgung von Bauwerken und Gebäuden besonderer Art und Nutzung wird im Folgenden als Objektversorgung bezeichnet. Die Funkversorgung in Objekten ist eine sicherheitsrelevante Forderung von Feuerwehren, Polizei und Rettungskräften. Kapitel 3 dieses Leitfadens beschreibt daher, aufgrund welcher (rechtlichen) Grundlage vom Gebäudeverantwortlichen die Umsetzung von Maßnahmen der Objektversorgung verlangt werden kann und welche (rechtlichen) Vorgaben dabei zu beachten sind. Die Nutzung des Digitalfunks BOS ist den BOS vorbehalten (s. Nr. 3.2). Die BOS legen, basierend auf einsatztaktischen Gesichtspunkten, die Anforderungen an die Objektversorgung fest, die in Kapitel 4 beschrieben werden. Des Weiteren werden in diesem Kapitel Begriffe wie Verfügbarkeit und Redundanz definiert, um ein gemeinsames Verständnis zu schaffen. So unterschiedlich wie die Objekte sind auch die technischen Möglichkeiten zur Realisierung der Objektversorgung. So kann bei kleinen Gebäuden eine passive Einspeisung des außen vorliegenden Funksignals ausreichen. Große Objekte dagegen benötigen eine komplexe Gebäudefunkanlage, die den Digitalfunk im gesamten Innenbereich verteilt. In Ausnahmefällen kann eine eigene Basisstation zur Versorgung notwendig sein. Kapitel 6 stellt die technischen Möglichkeiten vor und beschreibt die Vor- und Nachteile der Realisierungskonzepte. In Kapitel 7 werden die technischen Lösungsansätze den verschiedenen Objekttypen zugeordnet, für die eine Objektversorgung in Frage kommt. Zudem wird die strategische Herangehensweise an die Planung einer Objektversorgung und die Auswahl der geeigneten Alternative beschrieben. Für die Nutzung der zum Betrieb notwendigen Frequenzen oder der Berücksichtigung von Kapazitäten in Funk- und Festnetz gilt es, Richtlinien zu beachten. Um dies sicherzustellen, wurde ein Prozess zur Realisierung der Objektversorgung und für die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Bedarfsträger bzw. der für die Objektversorgung Verantwortlichen mit der BDBOS entwickelt. Diese Themen werden in Kapitel 8 behandelt. Werden Objektversorgungen an das Digitalfunk BOS-Netz angebunden, sind Rückwirkungen auf das Freifeld außerhalb der Objekte nicht auszuschließen. Eine negative Beeinträchtigung der Freifeld-Versorgungsgüte muss vermieden werden, so dass bestimmte Randbedingungen bei Konzeption und Aufbau der Objektversorgung einzuhalten sind. Kapitel 9 beschreibt diese Randbedingungen in Form von Planungsrichtlinien. In Kapitel 10 wird abschließend die Durchführung von vorbereitenden sowie validierenden Messungen anhand von konkreten praktischen Beispielen erläutert. Version 2.0 Seite 8 von 57

9 3 Rechtliche Vorgaben und Randbedingungen 3.1 Bauordnungsrecht Gesetzliche Regelungen, auf deren Grundlage die Eigentümer oder Nutzer eines Gebäudes oder Bauwerkes zur Installation einer Gebäudefunkanlage verpflichtet werden können, finden sich in den verschiedenen Bauordnungen der Länder. Die Bauordnungen sehen bspw. vor, dass im Rahmen des Baugenehmigungsverfahrens, die sog. Sonderbauten (Sportstadien, Einkaufszentren etc.) betreffen, besondere Vorgaben zur Gewährleistung eines ausreichenden Brandschutzes gemacht werden können. Zu den Maßnahmen, die dem Eigentümer bzw. Nutzer in diesem Zusammenhang aufgegeben werden können, gehört die Installation und Wartung einer Gebäudefunkanlage, die die Kommunikation der Feuerwehr innerhalb des Gebäudes sicherstellt Kriterien für die Gewährleistung der Objektversorgung Welche technischen Anforderungen an eine solche Objektversorgung zu stellen sind und welche baulichen Maßnahmen für die Unterbringung der funktechnisch relevanten Einrichtungen ergriffen werden müssen, ergibt sich aus entsprechenden Richtlinien und Rahmenempfehlungen der Feuerwehren, die von den zuständigen Bauordnungsämtern bei der Bearbeitung der Baugenehmigungsanträge zu beachten sind. Daneben gibt es für bestimmte Objektklassen spezifische Vorgaben zur Gestaltung der Objektversorgung (i. d. R. in Form von Richtlinien). Beispielhaft werden im Folgenden einige dieser, auf bestimmte bauliche Anlagen bezogene Vorschriften zur Errichtung von Objektversorgungsanlagen erläutert. Diese umfassen Versammlungsstättenverordnung VStättVO die Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln RABT, die Richtlinie über die Anforderungen des Brand- und Katastrophenschutzes an den Bau und den Betrieb von Eisenbahntunneln, sowie die Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen BOStrab. Im Interesse der Einheitlichkeit des Digitalfunk BOS sollten alle Objekte möglichst in der Weise ausgestattet werden, dass die hohen Standards des Digitalfunks BOS erfüllt werden. Bestehende Anlagen genießen Bestandsschutz Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln RABT Die Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT) gelten für Neuanlagen mit einer geschlossenen Länge ab 80 m, Bestandsanlagen mit einer geschlossenen Länge ab 400 m, Für Bestandsanlagen mit einer geschlossenen Länge ab 80 m sofern verhältnismäßig. Gemäß RABT müssen in solchen Tunneln die benannten Funkdienste in den genannten Bereichen unterbrechungsfrei zur Verfügung stehen. Als Straßentunnel gelten ebenfalls teilabgedeckte unter- oder oberirdische Verkehrswege, oberirdische Einhausungen von Straßen, Kreuzungsbauwerke mit anderen Verkehrswegen sowie Galeriebauwerke. Die RABT berücksichtigt bereits, dass mehrere BOS (Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienst) die Objektversorgungen nutzen. Auch gibt sie schon einen Hinweis auf die zukünftige Verwendung des digitalen BOS-Funks, weswegen auch bei vorhandenen analogen OV-Anlagen Forderungen zur Nachrüstung erhoben werden können Richtlinie über die Anforderungen an Eisenbahntunnel Die Richtlinie über die Anforderungen des Brand- und Katastrophenschutzes an den Bau und den Betrieb von Eisenbahntunneln fordert in Kapitel 2.12 Einrichtungen des BOS-Funks : Version 2.0 Seite 9 von 57

10 Die bei den Rettungsdiensten gebräuchlichen Funksysteme müssen innerhalb eines Tunnels uneingeschränkt verfügbar sein. Dies gilt auch für notwendige Funkstrecken zwischen der Einsatzstelle und der Einsatzleitung. Die Rettungsdienste verwenden ein einheitliches Funksystem (BOS-Funk), das im Einsatzfall die Verständigung der Rettungskräfte untereinander, sowie die Verständigung zwischen Rettungskräften und Einsatzleitung gewährleistet. Der Einsatz von Sprechfunk zwischen den oben genannten Stellen ist zur Steuerung des Einsatzes, sowie zur Gewährleistung der persönlichen Sicherheit der einzelnen Rettungskräfte unabdingbar. Die Richtlinie gilt für Eisenbahntunnel ab 500 m Länge. Bestehende Objekte genießen Bestandschutz Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen BOStrab Für Tunnel von Bahnen des ÖPNV gilt die BOStrab. Im 23 Nachrichtentechnische Anlagen heißt es in Absatz 4: Im Tunnel müssen Einrichtungen vorhanden sein, die eine rasche und sichere wechselseitige Verständigung zwischen Polizei, Feuerwehr, Rettungsdiensten, deren Einsatzzentralen und den zentralen Betriebsstellen ermöglichen. 3.2 Nutzung und Verteilung der Kosten Die Nutzung der Gebäudefunkanlagen darf nur durch Berechtigte i. S. von 4 BOS- Funkrichtlinie erfolgen. Daher sind die Funkanlagen nach derzeitiger Rechtslage nach der Fertigstellung der Feuerwehr zur Nutzung zu überlassen. Die Kosten der Beschaffung, Installation und Unterhaltung der Funkanlagen trägt jedoch der jeweilige Bauherr bzw. der Eigentümer des Objekts. 3.3 Errichtung einer Gebäudefunkanlage Wird ein Bauherr nach bestehender Gesetzeslage durch eine entsprechende Auflage zur Baugenehmigung zur Installation einer Funkversorgungsanlage verpflichtet, bleibt es dem Bauherrn soweit aus der Baugenehmigung oder entsprechenden Richtlinien keine weitergehenden Vorgaben ergeben grundsätzlich überlassen, welche technische Lösung (aktive oder passive Systeme) er wählt, um die geforderte Funkversorgung zu gewährleisten. Mit der Planung der Funkversorgung kann der Bauherr ein Planungsbüro seiner Wahl beauftragen. Die daraus resultierende funktechnische Detailplanung muss i. d. R. von der zuständigen Feuerwehr genehmigt werden. Die Funkanlage ist darüber hinaus nach ihrer Fertigstellung auf ihre Wirksamkeit und Betriebssicherheit zu überprüfen (Funktionsprüfung). Weitere Details werden in der Prozessbeschreibung in Abschnitt 8.1 beschrieben. Version 2.0 Seite 10 von 57

11 4 Anforderungen der BOS Für alle Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) besteht die Notwendigkeit der zeitgerechten Koordination des Einsatzes von Sicherheitskräften und Sachmitteln. Vor diesem Hintergrund ergeben sich taktisch / betriebliche Anforderungen der BOS: Kommunikation aller BOS untereinander im Gebäude und zum Außenbereich und umgekehrt,nachfolgend sind Dienste und Funktionen beschrieben, die nur in bestimmten Betriebsarten zur Verfügung stehen vielleicht wäre eine tabellarische Übersicht besser Einzelruf und Telefonie, (nicht im DMO) Führen von Kräften im mobilen Einsatz, (im DMO mit Reichweitenbeschränkung) Führung über Leitstellen / Priorisierung der Leitstellen, (nicht im DMO) Kommunikation von zwei oder mehreren Endgeräten ohne ortsfeste Infrastruktur (DMO), sichere Übertragung, Abhörsicherheit / Verschlüsselungskonzept, Notruffunktionalität, (nicht im DMO) SDS-Funktionalitäten / Alarmierung / Übermittlung von taktischen Statusmeldungen, (nicht im DMO) Bildung von funktionalen Gruppen (statisch/dynamisch), (dynamisch nicht im DMO) hohe Sprachqualität, Empfindlichkeit, Störsicherheit usw., sowie hohe Verfügbarkeit und flächendeckende Funkversorgung. (nicht im DMO) 4.1 Verfügbarkeit (permanent / Bedarfsfall) In Abhängigkeit vom Bedarf der jeweiligen BOS-Kräfte wird bei Objektversorgungen nach permanenter Nutzung und nach Nutzung im Bedarfsfall unterschieden. Beim Einsatz von aktiver Systemtechnik wird empfohlen, die Objektversorgung permanent zu betreiben. Dadurch sind eine ständige Überwachung und eine fehlerfreie Funktion gewährleistet. Im Falle von TMO-Repeatern sollte zudem die Rückwirkung auf das Netz permanent überprüft werden. Auch eine regelmäßig über einen länger andauernden Zeitraum betriebene Objektversorgung, z. B. bei Großveranstaltungen in Stadien, gilt in der Planung als permanent auch wenn sie nur bei Bedarf läuft. Bei der Nutzung im Bedarfsfall wird die Funkanlage manuell über ein Bedienfeld oder aber automatisch z. B. durch eine Brandmeldeanlage eingeschaltet. Details zu den im Bedarfsfall aktivierten TMO-Repeatern werden in Abschnitt 6.5 erläutert. 4.2 Redundanzvorgaben Damit die Objektversorgung auch im Falle eines schädigenden Ereignisses sichergestellt ist, wird durch die BOS eine redundante Ausführung gefordert. Dabei ist generell zwischen einer redundanten Ausführung des Verteilsystems bzw. der Antennenanlage und einer redundanten Anbindung (Repeater, LWL oder Basisstation) zu unterscheiden. Die technischen Details eines redundant aufgebauten Antennensystems werden in Abschnitt 9.5 diskutiert. Konkrete Redundanzvorgaben werden in den Mustervorgaben der Länder beschrieben. 4.3 Kapazität und Versorgungskategorie im Gebäude Bei der Nutzung von TMO-Repeatern ist der Frequenzbedarf durch die Anbinde-Basisstation vorgegeben, da alle Kanäle im Objekt reproduziert werden müssen. Hierbei ist die Kanalanzahl mit Kapazitätsreserve (130%) relevant und in der Realisierung zu berücksichtigen. Version 2.0 Seite 11 von 57

12 Die Festlegung der Kapazität von OV-Basisstationen erfolgt in Abstimmung mit Bedarfsträgern, Landesstelle und BDBOS. Detaillierte Planungsvorgaben zur Feldstärke im Objekt sowie im Außenbereich des Objektes werden in Abschnitt 9.6 gegeben. 4.4 Weitergehende taktische Forderungen Neben den Anforderungen der BDBOS werden durch die örtlich zuständigen Dienststellen Vorgaben zu Redundanzen, funktionserhaltende Maßnahmen sowie zur Bauausführung definiert. Die behördlichen Anforderungen sind in Mustersätzen bzw. Merkblättern zur Objektfunkversorgung bei den zuständigen Dienststellen abrufbar. Das Dokument Allgemeine Anforderungen an Feuerwehr-Gebäudefunkanlagen [1] ist eine Empfehlung, welche auf der Homepage des Deutschen Feuerwehrverband (DFV) verfügbar ist. Version 2.0 Seite 12 von 57

13 5 Anforderungen an die Sicherheit Bei der Planung der Objektversorgung sind auch Anforderungen an die materielle Sicherheit, die IT-Sicherheit und den Geheim- und personellen Sabotageschutz zu beachten. Generell sind die einschlägigen Bestimmungen der geltenden landesspezifischen Rahmenempfehlungen und Richtlinien der Feuerwehren anzuwenden. 5.1 Ausgangssituation In einem zwischen Bund und Ländern abgestimmten Analyseprozess wurde der Schutzbedarf für die am Digitalfunk beteiligten Elemente ermittelt. Die Objektversorgung (OV) war kein Bestandteil des Analyseprozesses. Zur Wahrung der Funktionsfähigkeit des Digitalfunk BOS im Sinne des 2 Abs. 1 Satz 1 des BDBOS-Gesetzes ist es jedoch erforderlich, dass auch im Bereich OV gewisse Mindestanforderungen eingehalten werden, die mögliche negative Rückwirkungen auf das Digitalfunknetz verhindern sollen. Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass auch im Fall von OV die Erfüllung der Sicherheitsziele Verfügbarkeit, Vertraulichkeit und Integrität als Ausgangspunkt für die Erstellung der Sicherheitsanforderungen an das Netz herangezogen werden. Verfügbarkeit: Die Daten, Programme und Kommunikationsfunktionen müssen ständig bzw. innerhalb einer vorgegebenen Zeit zur Verfügung stehen. Vertraulichkeit: Die verarbeiteten Informationen müssen zu jedem Zeitpunkt ihrer Bearbeitung, Übertragung und Speicherung gegen unberechtigten Zugriff oder Kenntnisnahme geschützt sein. Unbefugter Informationsgewinn darf nicht stattfinden. Integrität: Daten und Programme dürfen nur von den dazu Befugten in beabsichtigter Weise modifiziert werden. Die Integrität beschreibt auch die - Unversehrtheit, - Vollständigkeit, - Widerspruchsfreiheit und - Korrektheit von Informationen. Die Einhaltung von Mindestanforderungen ist Voraussetzung dafür, dass Komponenten der Objektversorgung an das Digitalfunk BOS-Netz angeschlossen werden können. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund zu sehen, dass Rückwirkungen auf das BOS-Netz durch Zugriff auf die eingesetzte Systemtechnik, z. B. durch Hackerangriffe, nicht sicher ausgeschlossen werden können. 5.2 Anforderungen an die Materielle Sicherheit Der genannte Analyseprozess mündete für das Element der Basisstationen in das Konzept Maßnahmen zum Schutz von BOS-Basisstationen, welches durch einen Umlaufbeschluss Geltung erlangte. Sofern sich die in diesem Konzept angesprochenen Maßnahmen auch im Fall der OV umsetzen lassen, sind diese zu realisieren. Ist dies aufgrund der konkreten Bedingungen am Einsatzort nicht möglich, sind entweder geeignete Maßnahmen zu implementieren, die eine Rückwirkung in das BOS-Netz ausschließen oder Vorkehrungen zu treffen, die es ermöglichen, einen unbefugten Zutritt in die entsprechenden Räumlichkeiten bzw. einen Zugriff auf die Systemtechnik zuverlässig zu erkennen, zu melden und einen rechtzeitige wirkungsvolle Reaktion auszulösen. Ziel muss es sein, mechanische und elektronische Schutzmechanismen derart zu kombinieren, dass eine hilfeleistende Stelle die Möglichkeit besitzt, noch vor unbefugtem Zugriff auf die Systemtechnik einzugreifen. Die Bewertung der durchgeführten bzw. außer Acht gelassenen Maßnahmen und der sich hieraus ergebenden Risiken erfolgt durch die für die Errichtung von Basisstationen im Freifeld zust. Stellen (Gebietskörperschaft bzw. die BDBOS in Fällen des 3 Abs. 4 Verwaltungsabkommen). 5.3 Anforderungen an die IT-Sicherheit OV mit eigener Basisstation sind aus Sicht der IT-Sicherheit zu betrachten wie Basisstationen der Freifeldversorgung. D.h. die Maßnahmen des IT-Grundschutz sind analog zum generischen Grundschutzmodell für Basisstationen aus dem Gesamtsicherheitskonzepts umzusetzen. 5.4 Anforderungen an den Geheimschutz Aus Sicht des Geheimschutzes bestehen keine wesentlichen Unterschiede zu den Informationen zu Basisstationen der Freifeldversorgung. Daher sind die Informationen zu einzelnen OV von dem jeweiligen Ersteller entsprechend ihrer Vertraulichkeit einzustufen und nach den Vorgaben Version 2.0 Seite 13 von 57

14 der Verschlusssachenanweisung (VSA) bzw. des Geheimschutzhandbuches (GHB) zu behandeln. Dies muss im Rahmen der Vereinbarung mit dem Ersteller und Betreiber der OV festgelegt werden. Der Zugriff auf umfangreiche Informationen, also z.b. der Überblick über mehrere OV oder ein detaillierter Einblick in eine einzelne OV, kann schutzwürdiger sein als Einzelinformationen zu einer OV. Da der Umfang dieser Informationen noch nicht abgeschätzt werden kann, muss eine Bewertung hierrüber in konkreten Einzelfällen getroffen werden. Die Bewertung ist Grundlage für eine ggf. notwendige Verpflichtung bestimmter Personen gemäß VS-NfD-Regelung der VSA (Anlage 7) bzw. auf das GHB (Anlage 4). In dem Fall des Zugriffs auf Daten, die höher VS-NfD eingestuft sind, muss eine entsprechende Sicherheitsüberprüfung (SÜ) nach dem Sicherheitsüberprüfungsgesetzes (SÜG) sowie eine Ermächtigung durchgeführt werden. Neben den zuvor genannten Regelwerken ist auch die auf Grundlage der VSA erstellte Richtlinie zur Verschlusssacheneinstufung und Festlegungen zum Sabotageschutz, die die BDBOS erlassen hat, in der jeweils aktuellen Version zu beachten. 5.5 Anforderungen an den Sabotageschutz Die bisher umrissenen Maßnahmen zur Zutrittssicherung dienen im Wesentlichen dem Schutz vor Außentätern. Gegen zutrittsberechtigte Personen, also mögliche Innentäter, sind diese Maßnahmen wirkungslos. Hier können nur personelle Schutzmaßnahmen ihre Wirkung entfalten. Bisher liegen keine Festlegungen zum Sabotageschutz für den Bereich der OV vor. Aufgrund fehlender verbindlicher Zusage der Systemtechniklieferantin, dass ausgehend von (manipulierten) Basisstationen eine Rückwirkung auf das BOS-Netz nicht ausgeschlossen werden kann, ist die Systemtechnik als Einfallstor in das BOS-Netz zu sehen. Für den Bereich der Basistationen wurde daher festgelegt, dass die Systemtechnik innerhalb der Basisstationen als sicherheitsempfindliche Stelle im Sinne des vorbeugenden personellen Sabotageschutzes anzusehen ist. Personal, das an sicherheitsempfindlichen Stellen tätig wird - welches Systemtechnik installiert, in das Netz integriert, wartet und in Stand hält ist daher einer Sicherheitsüberprüfung nach den Vorgaben des SÜG zum vorbeugenden personellen Sabotageschutz (vps) zu unterziehen. Für die Systemtechnik, insbesondere die Basisstationen von OV kann nichts anderes gelten, da technisch gesehen diese Komponenten ein ähnliches Einfallstor für eine negative Rückwirkung darstellen. Die im vorigen Abschnitt 5.4 genannte Richtlinie zur Verschlusssacheneinstufung und Festlegungen zum Sabotageschutz findet hier ebenfalls Anwendung. 5.6 Anforderungen an ortsfeste Anlagen mit DMO-Komponenten Die Anforderungen an ortsfeste Objektversorgungsanlagen mit DMO-Komponenten haben sich an der Aufbewahrung von Endgeräten bei den BOS zu orientieren. Das bedeutet, dass Endgeräte mit Krypto-Komponente verschlossen und für Dritte nicht zugänglich einzubauen sind. Das Einbringen in die Objektversorgung und damit in das BOS Digitalfunknetz ist nur den berechtigten BOS (siehe Nr. 3.2) bzw. von diesen explizit Beauftragten gestattet. Ein Verlust oder Diebstahl des Endgerätes muss zuverlässig erkannt und gemeldet werden und letztendlich zur Deaktivierung des Endgerätes im Netz führen. 5.7 Weiterführende Maßnahmen Es bleibt Bund und Ländern unbenommen, neben den vorstehend geschilderten Mindestanforderungen weitere Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen. Da die Anforderungen an die konkreten Objektversorgungen sehr unterschiedlich ausfallen können, sind mannigfaltige Einzellösungen im Hinblick auf eine Erhöhung des Sicherheitsniveaus denkbar. Gleichwohl ist vorstellbar, dass es Maßnahmen gibt, die sich bei allen oder zumindest bei der überwiegenden Anzahl der Objektversorgungen als sinnvoll erweisen und technisch wie finanziell einfach realisierbar sind (z. B. eine wie auch immer ausgestaltete Notenergieversorgung für aktive Komponenten der Objektversorgung). Daher erscheint es auch im Interesse der Einheitlichkeit des Digitalfunk BOS zweckmäßig, sich in enger Abstimmung zwischen BDBOS, Bund und Ländern auf einheitliche Maßnahmen zu verständigen. Bund und Ländern sowie ggf. den Kommunen bliebe es im Rah- Version 2.0 Seite 14 von 57

15 men ihrer jeweiligen Rechtssetzungskompetenz überlassen, diese weiterführenden Maßnahmen ganz oder teilweise verbindlich festzuschreiben. Version 2.0 Seite 15 von 57

16 6 Technische Realisierungsmöglichkeiten Dieses Kapitel stellt die Lösungsansätze nach dem derzeitigen Stand der Technik im Überblick vor. Grundsätzlich ist die Versorgung für Trunked Mode Operation (TMO) und Direct Mode Operation (DMO) zu unterscheiden. TMO bietet die volle Funktionsvielfalt des Digitalfunks BOS, ist aber aufgrund der Anbindung ans Freifeld technisch aufwendiger zu realisieren. DMO ist hingegen vergleichsweise einfach und kostengünstig aufzubauen, erlaubt allerdings wegen der fehlenden Anbindung an das Digitalfunknetz nur die Kommunikation innerhalb der jeweiligen DMO- Kanalgruppe mit technisch beschränkter Reichweite. DMO wird von vielen Feuerwehren für den Einsatzstellenfunk genutzt und dient allen BOS als Rückfallebene bei einem etwaigen Netzausfall. Die Aussagen in den Abschnitten 6.1 bis 6.3 gelten unabhängig von der Art der Verteilung im Objekt. Auf die Ansätze zur Signalverteilung im Objekt geht Abschnitt 6.4 ein. Es wird davon ausgegangen, dass aktive TMO-Komponenten grundsätzlich permanent betrieben werden. Dadurch ist eine ständige Überprüfung der Funktionalität aller Komponenten möglich und eine fehlerhafte Anlage würde nicht erst im Einsatzfall erkannt werden. In einigen Fällen kann ein im Bedarfsfall aktivierter TMO-Repeater sinnvoll sein. Derartige Lösungsansätze werden in Abschnitt 6.5 beschrieben. Als weitere Realisierungsmöglichkeit wird in Abschnitt 6.6 ein mobiler TMO-Repeater vorgestellt. Jedes zusätzlich in das Digitalfunk BOS-Netz eingebrachte Netzelement verursacht Rückwirkungen auf die Freifeldversorgung. Daher sind bei der Planung der Objektversorgung Randbedingungen zu beachten, die im Anschluss an die jeweiligen Lösungsansätze dargestellt werden. Zudem sind die in Kapitel 9 beschriebenen Planungsrichtlinien zu berücksichtigen. Welche der dargestellten technischen Lösungsmöglichkeiten in einem konkreten Anwendungsfall zum Einsatz kommen, ist darüber hinaus abhängig von den taktischen Konzepten der jeweiligen BOS. Die technische Konzeption muss deshalb mit dem jeweiligen Nutzer der digitalen Objektfunkanlage abgestimmt werden. 6.1 TMO-Lösungsansätze für einzelne Objekte Zur Versorgung von Objekten im TMO stehen mehrere technische Lösungsansätze zur Auswahl: 1. Versorgung des Objektes durch eine eigene Basisstation, 2. Direkte HF-Ankopplung an eine Basisstation der Freifeldversorgung, 3. Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter an eine Basisstation, 4. Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle an eine Basisstation der Freifeldversorgung mittels gerichteter Antenne, 5. Passive Einkopplung. Im Folgenden wird detailliert auf die oben genannten Lösungsansätze eingegangen. Weitere Anforderungen, die sich aus dem im Einzelfall realisierten Verteilsystem ergeben, sind in den jeweiligen Tabellen nicht aufgeführt Eigene Basisstation im Objekt Eigene Basisstationen im Objekt werden im Rahmen der Objektversorgung dort eingesetzt, wo aufgrund der Größe und Komplexität des entsprechenden Objektes ein erhöhtes Verkehrsaufkommen zu erwarten ist bzw. dort, wo mehrere Objekte zu einem Verbund zusammengefasst werden können. Dies können beispielsweise Flughäfen, Messegelände, Industrieanlagen oder ähnliches sein. Diese Basisstation wird gegebenenfalls in die bereits vorhandene oder eine separat zu schaffende Infrastruktur zur Objektversorgung eingekoppelt. Version 2.0 Seite 16 von 57

17 DXT TBS Abbildung 1: Eigene Basisstation im Objekt Bei der Planung von dedizierten Basisstationen für die Objektversorgung muss Folgendes beachtet werden: Auswirkung auf das Digitalfunk BOS- Netz Festnetz Erhöhung der TBS-Anzahl des Gesamtnetzes Erhöhung der Kapazität an der Vermittlungsstelle (DXT) Zusätzliche Anbindung im Zugangsnetz Einbringen neuer Trägerfrequenzen (TRXe) Funknetz Einbringen neuer Trägerfrequenzen (TRXe) Erhöhte Interferenz Netzmanagement Weiteres Netzelement zur Einbindung in das Netzmanagement Infrastruktur Separater Betriebsraum für TBS mit Übergabepunkten für Festnetzanbindung und Objektverteilnetz Folgeerscheinungen Hohe Kosten für das Equipment Kapazitätsbereitstellung an der DXT und evtl. am DN2, ggf. Schwenk vorhandener Ringe an andere DXT Bereitstellung einer E1-Anbindung vom Objekt zur nächsten TBS bzw. zweier E1-Anbindungen zur Ringeinbindung Erhöhung der Kapazitäten der Trägerverwaltung in der DXT Erweiterung des Frequenzplanes und Parametergenerierung Weitere Netzmanagementanbindung notwendig, Erhöhung des Serviceaufwandes usw. Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Tabelle 1: Anforderungen und Maßnahmen für eigene Basisstationen im Objekt Direkte HF-Ankopplung an eine Freifeld-Basisstation Eine HF-Ankopplung an eine bestehende Basisstation der Freifeldversorgung ist eine Lösungsvariante, wenn sich die Basisstation auf dem Objekt bzw. in unmittelbarer Umgebung des Objektes befindet. Das Signal wird leitungsgebunden von der Basisstation in das Antennensystem eingespeist. Hierbei wird das HF-Signal mittels asymmetrischer Leistungsteiler aus dem Antennensystem der Freifeldfunkanlage ausgekoppelt und per Koaxial-Leitung zum Antennenverteilsystem (passiv oder aktiv) des Objektes geführt und dort eingekoppelt. Es bleibt nahezu die gesamte Ausgangsleistung der BS zur direkten Versorgung der Freifeldfunkzelle verfügbar und nur ein Bruchteil der Leistung wird für die Objektversorgung abgezweigt. Version 2.0 Seite 17 von 57

18 Abbildung 2: Direkte HF-Ankopplung an Freifeld-Basisstation Diese Variante findet meist nur bei räumlicher Nähe zur Basisstation Anwendung, da die Kabeldämpfung abhängig vom verwendeten Kabeltyp die mögliche Länge der Koaxial-Leitung begrenzt. Auswirkung auf das Digitalfunk BOS- Netz Festnetz Keine zusätzliche Anbindung im Zugangsnetz zur DXT notwendig Funknetz Einbringen zusätzlicher Verkehrslast in die vorhandene Zelle, Kapazität wird nicht vergrößert Leichte Reduzierung der Maximalleistung für die Freifunkzelle Netzmanagement Keine Infrastruktur Zusätzliche Koppler für Sende- und Empfangspfad (z. B. 15-, 20- oder 30 db- Koppler) Kabeldämpfung beschränkt Kabellänge Bereitstellung von Übergabepunkten in das Objektverteilnetz Folgeerscheinungen Keine, TBS ist bereits angebunden Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Verringerung der Funkabdeckung in der Fläche in der Praxis nicht relevant keine, da die Basisstation bereits im Netzmanagement integriert ist. Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Tabelle 2: Anforderungen und Maßnahmen für direkte HF-Ankopplung Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter (LWL) Das Objekt wird mittels Verstärkersystem versorgt. Die Verstärker werden über Lichtwellenleiter (LWL) an eine Basisstation angebunden, von der das Versorgungssignal ausgekoppelt wird. Die Entfernung zur Basisstation ist dabei durch die optische Dämpfung der LWL begrenzt. Bei dieser Lösungsvariante wird die zuvor beschriebene direkte HF-Ankopplung in das Konzept integriert. Dabei wird das HF-Signal über eine Koaxial-Leitung zum elektrooptischen Wandler geführt, in ein optisches Signal gewandelt und auf eine Monomodefaser gegeben. Im Objekt wird das optische Signal zurück gewandelt und in das Antennenverteilsystem des zu versorgenden Objektes eingekoppelt. Version 2.0 Seite 18 von 57

19 Abbildung 3: Repeater mit Anbindung über LWL Auswirkung auf das Digitalfunk BOS- Netz Festnetz Derzeitig Monomodefaser als dark fiber erforderlich, d. h. es dürfen sich keine aktiven Elemente auf der Leitung befinden. Die Faser überträgt das gesamte 400 MHz-Signal Funknetz Einbringen zusätzlicher Verkehrslast in die vorhandene Zelle, Kapazität wird nicht vergrößert Leichte Leistungsreduzierung für die Freifunkzelle Rauschen der Anbinde-TBS erhöht sich durch Anbindung von Repeatern Signallaufzeiten, Mehrwegeempfang Alle Trägerfrequenzen der TBS werden im Objekt abgebildet Netzmanagement Weitere Netzelemente (Repeater, Master Unit) zur Einbindung in das Netzmanagement Infrastruktur Zusätzliche Koppler für Sende- und Empfangspfad (z. B. 15-, 20- oder 30 db- Koppler) Optische Dämpfung beschränkt Kabellänge Elektrooptischer Wandler in TBS-Nähe notwendig Betriebsraum für elektrooptischen Wandler mit zusätzlichen Übergabepunkten für Festnetzanbindung als Monomodefaser (dark fiber) Folgeerscheinungen Bereitstellung der Faser von der TBS bis zum Objekt aufwendig Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Verringerung der Funkabdeckung in der Fläche in der Praxis nicht relevant Desensibilisierung der Anbinde-TBS, daher Begrenzung der Anzahl an Repeater notwendig Erweiterung des Frequenzplanes und Parametergenerierung. Es darf keine Störeinwirkungen auf das Flächennetz geben. Weitere Netzmanagementanbindung notwendig, Erhöhung des Serviceaufwandes usw. Master Unit sammelt i.d.r. die Signalisierung der Repeater Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Version 2.0 Seite 19 von 57

20 Betriebsraum für Übergabepunkte Festnetzanbindung als Monomodefaser (dark fiber), Repeater und Einspeisepunkte für das Objektverteilnetz Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Tabelle 3: Anforderungen und Maßnahmen für Repeater mit Anbindung über LWL Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle Das Objekt wird mittels Verstärkersystem (Repeater) versorgt. Bei dieser Lösungsvariante erfolgt die Anbindung an das Netz durch eine gerichtete Anbindeantenne über die Luftschnittstelle an eine Vorzugsbasisstation der Freifeldversorgung. Hierbei muss mindestens Sichtverbindung oder besser eine freie 1. Fresnelzone zwischen den Antennen bestehen Bei Verwendung von kanalselektiven TMO-Repeatern müssen alle Kanäle der Freifeldbasisstation im Gebäudeinneren reproduziert werden. Bandselektive (breitbandige) TMO-Repeater hingegen übertragen alle empfangbaren Kanäle der Freifeldversorgung in das Objekt. Eine Selektion der Anbinde-TBS ist nur über die Antennenausrichtung und daraus folgende Unterschiede in den Empfangspegeln möglich. Insbesondere in Gebieten, in denen konzentriert Objektversorgungen vorgesehen sind, sollte daher auf die Verwendung von Breitband-Anbinderepeatern verzichten werden. Innerhalb eines Verteilnetzwerkes sind (optische) Breitbandrepeater hingegen uneingeschränkt einsetzbar, da hier die Kanalselektion bereits im Rahmen der Signalauskopplung oder Anbindung geschieht. In Abhängigkeit von der Verstärkung des Repeaters und den Funkausbreitungsbedingungen kann die Verwendung von Repeatern zu einem erhöhten Rauschanteil an der Anbinde- Basisstation führen. Die dadurch resultierende Desensibilisierung wird in Abschnitt 9.4 beschrieben und anhand eines Beispiels verdeutlicht. Generell ist zu beachten, dass beim Einsatz von Repeatern durch geeignete Pegelung bzw. Einstellung der Verstärkung zu gewährleisten ist, dass Selbsterregung ( Aufschwingen ) bzw. andere Störungen infolge zu hoher Schleifenverstärkung sicher vermieden werden. TBS Repeater Abbildung 4: Repeater mit Anbindung über die Luftschnittstelle Auswirkung auf das Digitalfunk BOS- Netz Festnetz keine Funknetz Einbringen zusätzlicher Verkehrslast in die vorhandene Zelle, Kapazität wird nicht vergrößert Rauschen der Anbinde-TBS erhöht sich durch Anbindung von Repeatern Signallaufzeiten, Mehrwegeempfang Folgeerscheinungen Keine Kapazität der Anbindezelle bleibt zunächst unverändert. Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Desensibilisierung der Anbinde-TBS, daher Begrenzung der Anzahl an Repeater notwendig Beachtung der Planungsrichtlinien notwendig. Sig- Version 2.0 Seite 20 von 57

21 Alle Trägerfrequenzen der TBS müssen im Objekt abgebildet werden Netzmanagement Weiteres Netzelement zur Einbindung in das Netzmanagement Infrastruktur Betriebsraum für Repeater und Einspeisepunkte in das Objektverteilnetz nallaufzeiten bei bandselektiven Repeatern in der Regel deutlich geringer als bei kanalselektiven. Es darf keine Störeinwirkungen auf die Freifeldversorgung geben, insbesondere bei bandselektiven Repeatern. Weitere Netzmanagementanbindung notwendig, Erhöhung des Serviceaufwandes usw. Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Tabelle 4: Anforderungen und Maßnahmen für Repeater mit Anbindung über die Luftschnittstelle Passive Einkopplung mit gerichteter Außenantenne Bei kleinen Objekten und sehr guter Freifeldversorgung ist eine passive Einkopplung mit gerichteter Außenantenne denkbar. Hierbei werden keine aktiven Komponenten eingesetzt. Die Weiterleitung des Signals erfolgt ohne Verstärkung von der Anbindeantenne zur Versorgungsantenne über ein Koaxial-Kabel. Dabei wird die durch das Koaxial-Kabel hervorgerufene Dämpfung des Signals durch den Antennengewinn kompensiert. Dieser Lösungsansatz kann auch zum Tragen kommen, wenn nur ein kleiner Teil eines Objektes (z. B. wenige Räume auf der von der Basisstation abgewandten Seite oder eine Tiefgarage) unversorgt ist. TBS Abbildung 5: Passive Einkopplung mit Außenantenne Auswirkung auf das Digitalfunk BOS-Netz Festnetz keine Funknetz Einbringen zusätzlicher Verkehrslast in die vorhandene Zelle, Kapazität wird nicht vergrößert Infrastruktur keine Folgeerscheinungen Keine Kapazität der Anbindezelle bleibt zunächst unverändert. Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Keine Tabelle 5: Anforderungen und Maßnahmen für passive Einkopplung mit Außenantenne Version 2.0 Seite 21 von 57

22 6.2 TMO-Lösungsansätze mit eigener Basisstation für mehrere Objekte Bei einer örtlichen Konzentration von zu versorgenden Objekten ist die Anbindung an Basisstationen der Freifeldversorgung nicht umsetzbar. Die Vielzahl der Objektversorgungen würde erhebliche Rückwirkungen auf die Netzqualität und -kapazität bedeuten. Für derartige Ballungsräume werden die nachfolgend beschriebenen Konzepte empfohlen, die dedizierte Basisstationen nur für die Objektversorgung vorsehen. Dies umfasst folgende Varianten: 1. Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter an eine Basisstation, 2. Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle an eine Basisstation, die ausschließlich zur Objektversorgung genutzt wird Repeater-Anbindung über Lichtwellenleiter (LWL) Für die Anbindung der Objekte wird ein optisches Verstärkersystem (Master-Unit) mit der Basisstation gekoppelt und das Versorgungssignal über Lichtwellenleiter in die zu versorgenden Objekte transportiert und in das Verteilsystem im Objekt eingespeist. Abbildung 6: Anbindung mehrerer Repeater über LWL Auswirkung auf das Digitalfunk BOS-Netz Festnetz Derzeitig Monomodefaser als dark fiber erforderlich, d. h. es dürfen sich keine aktiven Elemente auf der Leitung befinden. Die Faser überträgt das gesamte 400 MHz-Signal Die zusätzliche Verkehrslast der Objektversorgung wird zur DXT transportiert. Folgeerscheinungen Bereitstellung der Faser von der TBS bis zum Objekt Anbindung von zusätzlichen Basisstationen zur Versorgung von mehreren Objekten erforderlich. Funknetz In der Regel ist eine Kapazität von 2 Trägern ausreichend Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Rauschen der Objektversorgungs-TBS erhöht sich durch Repeater-Anbindung (ohne Auswirkung auf Freifeldversorgung) Signallaufzeiten, Mehrwegeempfang (direkter Pfad und Objektversorgung oder Objektversorgungen untereinander) Desensibilisierung der TBS begrenzt die Anzahl der anzubindenden Objekte Siehe Abschnitt 9 Als Trägerfrequenzen können die Kanäle 133 Eine Störeinwirkung auf das Freifeld ist nicht Version 2.0 Seite 22 von 57

23 und 139 für die TBS genutzt werden gegeben. Bei größerem Kapazitätsbedarf können Frequenzen der Freifeldversorgung genutzt werden, sofern dies im Frequenzplan berücksichtigt wird Netzmanagement Weitere Netzelemente (Repeater, Master Unit) zur Einbindung in das Netzmanagement Weitere Netzmanagementanbindung notwendig, Erhöhung des Serviceaufwandes usw. Infrastruktur Optische Dämpfung beschränkt Kabellänge, Signallaufzeit Sofern die Wechselwirkung benachbarter Objekte nicht ausgeschlossen werden kann, sind die Laufzeitunterschiede aufgrund von unterschiedlicher Leitungslänge auszugleichen. Elektrooptischer Wandler in TBS-Nähe notwendig Betriebsraum für TBS und elektrooptischer Wandler mit zusätzlichen Übergabepunkten für Festnetzanbindung als Monomodefaser (dark fiber) Betriebsraum für Übergabepunkte Festnetzanbindung als Monomodefaser (dark fiber), Repeater und Einspeisepunkte für das Objektverteilnetz Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Die vom Land festgelegten Anforderungen an die Sicherheit müssen umgesetzt werden Tabelle 6: Anforderungen und Maßnahmen für die Anbindung mehrerer Repeater über LWL Repeater-Anbindung über die Luftschnittstelle Ist eine geeignete LWL-Infrastruktur nicht vorhanden, können die Objekte über die Luftschnittstelle angebunden werden. Zu diesem Zweck kann es sinnvoll sein, an geeigneter Stelle dedizierte Basisstationen nur für den Zweck der Objektversorgung zu errichten. Diese Basisstationen dürfen nicht für die Freifeldversorgung genutzt werden, d. h. ein Zellwechsel im Freifeld zu derartigen Basisstationen muss ausgeschlossen werden. Dies ist durch geeignete technische Maßnahmen zu erreichen. Diese Abgrenzung kann in der Theorie über Teilnehmerklassen mit geringer Priorität erfolgen, mit deren Hilfe die normalen Freifeld-Basisstationen bevorzugt genutzt würden. Auf die Basisstation zur Objektversorgung würde erst bei erheblicher Beeinträchtigung der Freifeld-Versorgung zurück gegriffen, wie sie üblicherweise innerhalb des Objektes zu erwarten ist. Der aktuelle Planstand im Digitalfunk BOS-Netz lässt allerdings keine geeigneten Teilnehmerklassen für diesen Anwendungsfall zu. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung so genannter Signalinvertierer die das TETRA-Signal sowohl an der Basisstation als auch am Repeater geeignet umsetzen, so dass es im Freifeld nicht nutzbar ist. Dieses Verfahren ist zurzeit weder ein standardisiertes Leistungsmerkmal in TETRA noch funktionaler Bestandteil der Komponenten aus der Systemtechnikbibliothek. Auch im Hinblick auf die Urkunde zur Frequenzzuteilung ist das Verfahren nicht frei gegeben. Weiterhin treten bei diesem Verfahren im Umfeld der Objekte starke Gleichkanalstörungen auf, da das invertierte Signal der Basisstation mit dem rück-invertierten Signal innerhalb der Objekte interferiert. Falls das Verfahren nutzbar werden sollte, ist i. d. R. zusätzlich eine Umsetzung der Signale im Frequenzbereich vorzusehen (s. u.). Version 2.0 Seite 23 von 57

24 Eine Umsetzung des Basisstationssignales auf andere Frequenzen (ggf. in Kombination mit der Signalinvertierung) bedingt weitere Frequenzkanäle für die Nutzung zur Objektversorgung. Weiterhin muss ausgeschlossen sein, dass diese Frequenzkanäle im Freifeld genutzt werden. Unter den beschriebenen Randbedingungen bleibt derzeit nur die Möglichkeit, eine Trennung über die Sendeleistung zu realisieren. Dabei muss das Signal der Basisstation für die Objektversorgung im Freifeld deutlich (ca. 6 db) geringer empfangen werden, als die Signale der umgebenden Freifeld-Basisstationen. Dies ist notwendig, um im Freifeld einen Zellwechsel in die Zelle für die Objektversorgung zu verhindern. Praktisch ist dies beispielsweise durch Kollokation der Objektfunk-Basisstation mit einer Freifeld-Basisstation in Kombination mit einer geringeren Sendeleistung möglich. Die Anbindung an die Objektversorgungs-Basisstation über die Luftschnittstelle erfolgt durch gerichtete Anbindeantennen an den Objekten. Hierbei muss mindestens Sichtverbindung oder besser eine freie 1. Fresnelzone zwischen den Antennen bestehen. Aufgrund der technischen Eigenschaften werden kanalselektive Repeater eingesetzt, um die Funkkapazität in das Gebäude zu bringen. Die Kanalanzahl ist von der Dimensionierung der Objektversorgungs-Basisstation abhängig. Generell ist zu beachten, dass beim Einsatz von Repeatern durch geeignete Pegelung bzw. Einstellung der Verstärkung zu gewährleisten ist, dass Selbsterregung bzw. andere Störungen infolge zu hoher Schleifenverstärkung sicher vermieden werden. TBS Repeater Repeater Abbildung 7: Anbindung mehrerer Repeater über die Luftschnittstelle Auswirkung auf das Digitalfunk BOS- Netz Festnetz Die zusätzliche Verkehrslast der Objektversorgung wird zur DXT transportiert. Funknetz In der Regel ist eine Kapazität von 2 Trägern ausreichend Folgeerscheinungen Anbindung von zusätzlichen Basisstationen zur Versorgung von mehreren Objekten erforderlich. Verkehrsüberwachung und ggf. Trägernachrüstung erforderlich Rauschen der Objektversorgungs-TBS erhöht sich durch Repeater-Anbindung (ohne Auswirkung auf Freifeldversorgung) Signallaufzeiten, Mehrwegeempfang (direkter Pfad und Objektversorgung oder Objektversorgungen untereinander) Als Trägerfrequenzen können die Kanäle 133 und 139 für die TBS genutzt werden Desensibilisierung der TBS begrenzt Anzahl der anzubindenden Objekte Siehe Abschnitt 9 Eine Störeinwirkung auf das Freifeld ist nicht gegeben. Version 2.0 Seite 24 von 57