Lernunterlage BOS-Digitalfunk

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1 Senatsverwaltung für Inneres und Sport Arbeitsergebnis der Bund-Länder- Arbeitsgruppe Schulung Lernunterlage BOS-Digitalfunk Modul 1 Systemübersicht - allgemeine Grundlagen Stand: Teilüberarbeitet

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine Hinweise Allgemeine Informationen zur Einführung des BOS- Digitalfunks Grundlagen Digitalfunk Komponenten Netzaufbau/-struktur Analog- / Digitalfunk (physikalische Grundlagen) Gegenüberstellung Analog-/Digitalfunk Vor- und Nachteile Leistungsmerkmale Perspektiven Übersicht über die Betriebsorganisation BDBOS Koordinierende Stelle Autorisierte Stelle Vorhaltende Stelle Betreiber Systemtechniklieferanten Support Betriebskonzept Migration Roll-Out-Planung Technische Lösungen Schulungskonzept Migrationsrisiken Verweis auf bestehende Bestimmungen Grundlagen Endgeräte...18 Seite 2

3 1 Allgemeine Hinweise Die vorliegende Unterlage soll Ihnen eine erste Übersicht zum Thema Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) bieten. Sie enthält das für anschließende und weiterführende Schulungen erforderliche Grundlagen- bzw. Übersichtswissen für alle Zielgruppen. Darüber hinaus werden Ihnen auch noch einige interessante Informationen zur Einführung des BOS-Digitalfunks in der Bundesrepublik Deutschland angeboten, die Sie zur Kenntnis nehmen sollten, aber nicht unbedingt müssen. Keine Sorge, alle bedeutsamen Themenbereiche und Inhalte werden in nachfolgenden Schulungen im jeweils erforderlichen Umfang wieder aufgegriffen, ergänzt und vertieft. Mit dem Grundlagenwissen aus dieser Lernunterlage sind Sie bestens darauf vorbereitet! Der inhaltliche Rahmen -und die Inhalte selbst wurden unter Beteiligung von Fachleuten aus der Projektorganisation der so genannten Starterländer und der auf Bundesebene zuständigen Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS; siehe Abschnitt 3.3 Übersicht über die Betriebsorganisation) erstellt und abgestimmt. Detailregelungen zum Digitalfunkbetrieb und zur künftigen Betriebsorganisation, wie zum Beispiel Aufgaben und Zuständigkeiten, erfolgen in den jeweiligen Länderbetriebskonzepten. Diesbezügliche, grundlegende Regelungen und Standards sind jedoch bundeseinheitlich und wurden im Betriebskonzept von Bund und Ländern im Juli 2005 festgelegt. Hierauf beziehen sich die nachfolgenden Ausführungen. Viel Spaß beim Lesen und viel Erfolg bei der weiterführenden Ausbildung! 2 Allgemeine Informationen zur Einführung des BOS-Digitalfunks Die Einführung der Digitalfunktechnik bei den BOS ist, vor dem Hintergrund der Tatsache, dass die Bundesrepublik Deutschland über ein im Vergleich mit den europäischen Nachbarn recht gut ausgebautes und funktionssicheres Analogfunknetz verfügt und auch unter dem Aspekt des Kostenaufwandes für die Einrichtung des BOS Digitalfunks, nicht ganz unumstritten. Über Für und Wider wurde und wird in den Reihen der BOS-Angehörigen mit unterschiedlicher Fachkompetenz und teilweise recht emotional diskutiert. Die nachfolgenden Informationen sollen vor diesem Hintergrund auch dazu dienen, Ihnen eine objektive Betrachtungsweise zu ermöglichen und eine fachlich begründete, persönliche Einstellung hierzu zu finden. Abgesehen von der Tatsache, dass sich die Bundesrepublik Deutschland im Bereich Gefahrenabwehr aus grundsätzlichen Erwägungen nicht von Entwicklungen, hier der Einführung der Digitalfunktechnologie bei den BOS im benachbarten europäischen Ausland, isolieren kann und darf, sprechen eine Reihe von schwerwiegenden technischen und sicherheitsrelevanten Gründen für den BOS-Digitalfunk, die im Abschnitt 4, Gegenüberstellung Analog-/ Digitalfunk, dargestellt und erläutert werden. Im Rahmen des Schengener Übereinkommens vom (Art. 44) beschlossen zunächst die Länder Deutschland, Belgien, Luxemburg und die Niederlande den Wegfall der Grenzkontrollen ab dem Bis 1996 traten die Länder Italien, Spanien, Portugal, Griechenland, Österreich, Finnland, Schweden und Dänemark dem Abkommen bei. Als Ausgleich für den schrittweisen Wegfall der Grenzkontrollen und vor dem Hintergrund der Neuordnung polizeilicher Behörden im Europäischen Rahmen, sollte ein einheitliches Sprach- und Datenfunknetz für die BOS errichtet werden. Auf diesem Übereinkommen basierend, beschlossen am 26. Juni 2003 der damals amtierende Bundeskanzler Schröder und die Regierungschefs der Länder, die Voraussetzungen für die schrittweise Einführung des bundeseinheitlichen Digitalfunks zu schaffen und den Analogfunk abzulösen. Seite 3

4 Trotz des sich anschließenden Streits um die damit verbundenen Kosten zwischen Bund und Ländern, wurden schließlich am 24. März 2004 endgültig die Weichen für die Einführung der Digitalfunktechnik für die BOS in der Bundesrepublik Deutschland durch den Bundesinnenminister und die Innenminister und senatoren der Länder in Form der Vereinbarung zur Regelung der Zusammenarbeit beim Aufbau und Betrieb eines bundesweit einheitlichen digitalen Sprech- und Datenfunksystems für alle Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben in der Bundesrepublik Deutschland (Dachvereinbarung) gestellt. In der Folgezeit wurden durch eine hierfür eingesetzte Arbeitsgruppe (Gruppe Anforderungen an das Netz kurz: GAN) technische Standards und Anforderungen (Versorgungsgrade) erarbeitet. Diese Versorgungsgrade stellen einen wichtigen Vertragsbestandteil für die aufgabenund kostenbezogenen Anteile des Bundes und der Länder (s. u.!) dar. Die diesbezüglichen, fachlichen Abstimmungen zwischen Bund und Ländern konnten im Januar 2005 erfolgreich abgeschlossen werden. Im Rahmen des Beschlusses der Innenministerkonferenz (IMK) vom 18. März 2005 wurden die Kernpunkte der abgestimmten Gesamtnetzplanung für ein bundesweit einheitliches und flächendeckendes Netz unter Berücksichtigung der Funkversorgungsanforderungen des Bundes und der Länder festgelegt. Hiernach verpflichtet sich der Bund zur Sicherstellung der durch die GAN formulierten Versorgungsgrade (Mindeststandards) für 50% der Fläche eines jeden Landes und zur Kostenübernahme für die Errichtung und den Betrieb dieses Anteils des Netzes (bezeichnet als Rumpfnetz ) sowie für die zentralen Netzelemente (bezeichnet als Kernnetz ) sowie für die Versorgung der Luftfahrzeuge der BOS und der Wasserfahrzeuge der BOS innerhalb der so genannten 12-Seemeilen-Zone (Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland entlang der Nord- und Ostseeküste). Die Länder tragen laut vorgenanntem IMK-Beschluss die Kosten für Errichtung und Betrieb des Netzes im jeweiligen Land mit Ausnahme des Bundesanteils. Sie können den Versorgungsgrad (Standard GAN oder GAN+) und die Funkversorgungskategorie ihrem Bedarf entsprechend selbst festlegen. Funkversorgungskategorie nach GAN (Mindeststandard) Funkversorgungsgrad nach GAN+ 0 Flächendeckende Versorgung für Fahrzeugfunkgeräte (MRT) Flächendeckende Versorgung für Fahrzeugfunkgeräte (MRT) 1 Flächendeckende Versorgung für Handfunkgeräte (HRT) außerhalb von Gebäuden in Kopftrageweise bzw. -höhe Flächendeckende Versorgung für Handfunkgeräte (HRT) außerhalb von Gebäuden in Kopftrageweise bzw. -höhe. 2 Flächendeckende Versorgung* für Handfunkgeräte (HRT) außerhalb von Gebäuden in Gürteltrageweise bzw. -höhe. 3 Flächendeckende Versorgung* für Handfunkgeräte (HRT) innerhalb von Gebäuden in Kopftrageweise bzw. -höhe. 4 Flächendeckende Versorgung* für Handfunkgeräte (HRT) innerhalb von Gebäuden in Gürteltrageweise bzw. -höhe. * Die Beschreibung und Festlegung der zu versorgenden Flächen und die Zuordnung der Funkversorgungskategorie erfolgt durch die Länder. Seite 4

5 3 Grundlagen Digitalfunk Zielsetzung dieses Abschnittes ist es, Sie mit den wichtigsten technischen Informationen zum Digitalfunk zu versorgen und einige neue und wichtige Fachbegriffe zu erklären. Dabei wird ganz bewusst und aus zwei Gründen nicht auf Details eingegangen: 1. das Übersichtswissen soll überschaubar und leicht verständlich sein und 2. diese Grundlageninformationen werden im Rahmen weiterführender Schulungen ergänzt und vertieft. Hierdurch wird Ihnen die Informationsaufnahme erleichtert und Sie müssen sich nicht unnötigerweise mit komplizierten Fakten und Zusammenhängen beschäftigen. Die folgenden Ausführungen orientieren sich an den Fragestellungen 3.1 Komponenten welche technischen Einrichtungen/Anlagen (diese können auch als (technische) Komponenten bezeichnet werden) werden für den BOS-Digitalfunk benötigt? Wie funktioniert Digitalfunk? Worin bestehen die wesentlichen Unterschiede zwischen der Analog- und der Digitalfunktechnik? Welche Funktionalitäten und Leistungsmerkmale ergeben sich im Digitalfunk zunächst und zukünftig? Nachfolgend sind die erforderlichen Komponenten für den Analogfunk und den Digitalfunk dargestellt. Komponenten Analogfunk - Funkgeräte - Meldeempfänger - Antennenanlagen - Relaisstelle - Leitstellen Abbildung 1 Darstellung der für den Analogfunk erforderlichen Komponenten Seite 5

6 7pqrs 9wxyz Lernunterlage Modul 1 Systemgrundlagen allgemeine Übersicht Komponenten Digitalfunk - Funkgeräte - Antennenanlagen - Basisstationen (Funkzellen) - Übertragungsstrecken (z. B. Richtfunk, Netzwerk) - digitale Vermittlungsstellen - Leitstellen Leitstellen Vermittlungsstellen des TETRA-Netzes Netzleitstelle MENÜ Basisstation (BS) BS Abbildung 2 Darstellung der für den Digitalfunk erforderlichen Komponenten 3.2 Netzaufbau/-struktur Kennzeichnend für den Netzaufbau und die Netzstruktur im Anlalogfunk ist, dass die funkgebundene Kommunikation über die den einzelnen Hilfsorganisationen fest zugewiesenen, eigenen und damit BOS-spezifischen Kanäle erfolgt. Hinzu kommt, dass aus funktechnischen Gründen (Vermeidung von Störungen) und organisatorischen sowie rechtlichen Gründen (Funkkommunikation / Fernmeldeorganisation) bei der Zuweisung der Funkkanäle auch noch regionale Zuständigkeitsbereiche, z.b. Landkreise, zu beachten sind. Die jeweils erforderlichen Funkkanäle müssen manuell eingestellt werden. Seite 6

7 RS 1 RS 2 RS 4 BS 2 RS 3 RS = Relaisstelle Analogfunk getrennte Systeme mit gleicher Technik BS = Basisstation Digitalfunk ein System für alle Abbildung 3 Gegenüberstellung Netzaufbau/-struktur Analog-/Digitalfunk Aus einem Frequenzband.. 84,015 MHz 74,215 MHz 87,255 MHz Unterband werden zwei Bänder Oberband 74,215 MHz 77,475 MHz 84,015 MHz 87,255 MHz Abbildung 4 Darstellung der Frequenznutzung im Analogfunk Seite 7

8 Vergleich der Frequenznutzung Analog-/Digitalfunk Aus den Frequenzbändern 380 bis 385 und 390 bis 395 Mhz wird beim Digitalfunk dem Benutzer durch das System automatisch ein Verkehrskanal zur Verfügung gestellt. Weitere Erläuterungen siehe Abschnitt 4.1! Analoger BOS-Funk 2 Frequenzen (O/U) Digitaler BOS-Funk 2 HF-Träger 1 Verkehrskanal max. 4 Verkehrskanäle In digitalen Systemen werden durch ein so genanntes Zeitschlitzverfahren (TDMA) mit 2 Hochfrequenz-Trägern (HF) max. 4 Verkehrskanäle zur Verfügung gestellt. Dies wird im Abschnitt 4.1 näher erläutert ( Frequenzökonomie ) Abbildung 5 vergleichende Darstellung der Frequenznutzung Analog-/Digitalfunk 3.3 Analog- / Digitalfunk (physikalische Grundlagen) Sowohl beim Analog- als auch beim Digitalfunk werden Funkwellen, also elektromagnetische Wellenstrahlen, als Informationsträger genutzt. Aus dieser Tatsache ergeben sich auch die grundsätzlichen vergleichbaren physikalischen Auswirkungen hinsichtlich der Ausbreitung der Funkwellen, die quasioptisch wie bei Lichtwellen erfolgt (typisch für Funkwellen mit Wellenlängen kürzer als etwa 3m, also BOS Funkfrequenzen!), der Reflexion von Funkwellen an Oberflächen oder der Grenze unterschiedlich dichter Luftmassen in der Atmosphäre (typisch bei so genannten Inversionswetterlagen), der Brechung von Funkwellen und der Schwächung von Funkwellen mit zunehmender Entfernung des Senders vom Empfänger und beim Durchdringen von Materialien abhängig von deren Dichte und Materialstärke (z.b. Wände). Prinzipiell sind die hieraus erwachsenden Probleme beim Analog- und Digitalfunkbetrieb also vergleichbar, wobei die Größenordnung der Auswirkungen bei den vorstehend beschriebenen Effekten frequenzabhängig ist und die Digitalfunktechnologie Problemlösungsmöglichkeiten in Gestalt der Fehlerkorrektur bietet, die die Analogfunktechnologie nicht ermöglicht. Hierauf wird in den nachfolgenden Ausführungen noch einmal näher eingegangen. Beim Analogfunk werden Audiosignale (Schallwellen) in Funkwellen (=elektromagnetische Wellenstrahlung) umgewandelt und anschließend übertragen, wobei frequenz- oder amplitudenmodulierte Sinuswellen genutzt werden, die nach dem Empfang wieder in hörbare Schallwellen zurückverwandelt werden. Seite 8

9 Beim Digitalfunk werden Audiosignale (Schallwellen) vor dem Senden digitalisiert und im Empfangsgerät nach dem Empfang wieder analogisiert, das heißt, in hörbare Audiosignale (Schallwellen) zurück verwandelt. Die sinusförmige Schallwelle wird in Gestalt einer Abfolge von binären Zahlen ( ) verschlüsselt (codiert) und wieder entschlüsselt (decodiert). Dieses Prinzip lässt sich auch auf Videosignale und Daten übertragen. Das Verfahren ist aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik hinlänglich bekannt. Für den Audiobereich könnte der Vergleich zwischen einem (Schall-) Plattenspieler und einem CD-Player herangezogen werden. 4 Gegenüberstellung Analog-/Digitalfunk Aus den vorhergehenden Darstellungen lassen sich die spezifischen Vor- und Nachteile der Analog- und Digitalfunktechnologie ableiten, die sich maßgeblich auf die Leistungsmerkmale, Nutzungsmöglichkeiten und auch Zukunftsperspektiven auswirken. 4.1 Vor- und Nachteile Kriterium Übertragungs-/ Sprachqualität Qualitätsminderung durch Störgeräusche Die Digitalfunktechnologie ermöglicht durch elektronische Filterverfahren weitgehend die Beseitigung der Übertragung von qualitätsminderndem Umgebungslärm am Standort des Sendenden. Da Nutzsignale von Störsignalen (z.b. Straßenlärm, Geräusche von Pumpen und Aggregaten) unterschieden und herausgerechnet werden können, wird die Empfangsqualität und Sprachverständlichkeit gegenüber dem Analogfunk deutlich gesteigert. Reichweitenbedingte Qualitätsminderung Wie im Kapitel 3.3, physikalische Grundlagen, beschrieben, können grundsätzlich sowohl bei der analogen, als auch bei der digitalen Informationsübertragung reichweitenbedingte und sonstige Verluste auftreten. Diese wirken sich immer negativ auf die Übertragungs- bzw. Sprachqualität aus. Beim Analogfunk können derartige Qualitätsverluste in den jeweils kritischen Empfangsbereichen technisch nicht, bzw. durch sogenannte Rauschfilter nur begrenzt, beseitigt werden. Hier hilft oft nur ein sehr ausgeprägter Standortwechsel um viele Meter. Beim Digitalfunk ergibt sich diesbezüglich ein deutlicher Vorteil in Gestalt der digitalen Fehlerkorrektur. Fehlerhaft übertragene und/oder fehlende binäre Daten können durch raffinierte Rechenverfahren im Empfangsteil repariert oder ersetzt werden. Derartige Fehlerkorrekturverfahren sind auch aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik bekannt. Während eine analoge und beschädigte Schallplatte bei der Wiedergabe knackt, rechnet die intelligente Elektronik einen Kratzer auf der CD einfach weg und den Klang damit wieder schön. Auf diese Art und Weise lässt sich eine hervorragende Übertragungsqualität bis zum Abreißen der Funkverbindung aufrechterhalten. Beim Analogfunkbetrieb kündigt sich das Abreißen der Funkverbindung durch einen stetig ansteigenden Verlust der Übertragungs- und damit Empfangsqualität und Rauschen an. Beim Digitalfunkbetrieb geschieht dies ohne Vorankündigung bzw. warnung. Ohne Kenntnis hierüber, könnte ein Gerätefehler vermutet und in kritischen Situationen möglicherweise falsch reagiert werden. Wie Erfahrungen belegen, hilft aber in derartigen Situationen oft eine Körperdrehung oder ein sehr geringfügiger Standortwechsel zur Wiederherstellung des Funkkontaktes (oft nur ein Schritt!). Weiterhin besteht die Möglichkeit durch den Einsatz von Repeatern (Funkverstärkern) den geographischen Bereich der Funkversorgung bzw. die Reichweite für Endgeräte zu vergrößern. Dies funktioniert mit jeweils geeigneten Geräten sowohl im netzgebundenen Betrieb (TMO), als auch im Direktbetrieb (DMO). Die genannten Funkbetriebsarten werden im nachfolgenden Kapitel unter erläutert. Seite 9

10 Kriterium Frequenzökonomie Vereinfacht ausgedrückt bedeutet Frequenzökonomie, die möglichst effiziente Nutzung frequenzabhängiger Funkkapazitäten. Aufgrund der Tatsache, dass im Analogfunkbetrieb Funkkanäle - und damit Frequenzbereiche - den jeweiligen Hilfsorganisationen fest zugewiesen und damit im Regelbetrieb nur durch diese nutzbar sind, werden Frequenzen nicht optimal genutzt. So kann es in der Praxis vorkommen, dass der Feuerwehrkanal stark ausgelastet ist während z.b. der Rettungsdienstkanal kaum genutzt wird. Vor diesem Hintergrund kann im Analogfunk von Frequenzökonomie nicht gesprochen werden. Wie im Kapitel 3.2 Netzaufbau/-struktur beschrieben, wird beim Digitalfunkbetrieb ein gemeinsames Funknetz genutzt. Dies ermöglicht die organisationsübergreifende Nutzung bestehender Freiräume im Funk. Zur Differenzierung der verschiedenen Organisationen findet die Kommunikation zwar innerhalb von Nutzergruppen (Feuerwehr, Polizei, Rettungsdienste etc.) aber auf nur einem gemeinsamen Kanal statt. Hierbei werden die zu übertragenden digitalen Signale der unterschiedlichen Gruppen in kleine und damit kurze Pakete portioniert und auf nur einem Kanal zeitlich hintereinander gestaffelt übertragen. Dabei wird zunächst nur ein Zeitschlitz genutzt und erst bei voller Auslastung ein zweiter, dritter und ggf. 4. Zeitschlitz belegt. Es sind pro Frequenz 4 Zeitschlitze verfügbar, wobei pro Basisstation mindestens ein Zeitschlitz als Organisationskanal für das System abgezogen werden muss. Frequenz 1 Zeitschlitz Zeitschlitz Zeitschlitz Zeitschlitz Zeitlicher Ablauf / Zeitabschnitte Abbildung 6 Darstellung der Aufteilung einer Frequenz in Zeitschlitze beim Digitalfunk Ein weiterer Vorteil der digitalen Übertragung besteht in der Möglichkeit der Datenkompression bzw. reduktion mittels einer Codier- und Komprimier-Routine (CODEC) im Endgerät. Durch dieses Verfahren ist eine enorm hohe Datenübertragungsrate gewährleistet. Es können also Gespräche und Daten in hoher Dichte auf nur einem Kanal übertragen werden. Kriterium überregionale Kommunikationsmöglichkeiten Anders als beim Analogfunk, wird nach Einführung des BOS-Digitalfunks eine bundesweite Kommunikation möglich sein. Überregionale Einheiten können jederzeit mit ihrer Heimatleitstelle kommunizieren. Das lästige Umschalten auf die jeweiligen regionalen Analogfunkkanäle wird damit entfallen. Im Rahmen des als Handover bezeichneten Vorgangs wird beim Digitalfunk eine unterbrechungsfreie Übergabe an die jeweils nächste Funkzelle automatisch durchgeführt. Dieser Vorteil ist jedem Handynutzer vertraut, der im GSM-Netz telefoniert. Kriterium Abhörsicherheit: Wesentlicher Nachteil der Analogfunktechnologie ist die vielfach fehlende, bzw. sehr eingeschränkte Abhörsicherheit. Da wirksame Verschlüsselungsverfahren nicht gegeben sind, kann praktisch jeder, der über ein Empfangsgerät mit Zugriffsmöglichkeiten auf BOS-Funkfrequenzen (u.a. Funkscanner) verfügt, unabhängig von seiner Berechtigung, den BOS-Sprechfunk uneingeschränkt mithören. Hieraus ergeben sich eine Vielzahl von Missbrauchsmöglichkeiten und Seite 10

11 Nachteilen, die, insbesondere aus polizeilicher Sicht und unter Berücksichtigung der allgemeinen Sicherheitslage sowie aus Datenschutzgründen, heutzutage nicht mehr akzeptabel sind. Beim BOS-Digitalfunk ist eine Abhörsicherheit in mehrfacher Hinsicht gewährleistet: 1. BOS-Digitalfunkgeräte werden mit einer digitalen Kennung ( TETRA Adresse = TSI TETRA Subscriber Identity) versehen. Diese setzt sich zusammen aus o o o der Länderkennung ((T)MCC = (TETRA) Mobile Country Code), der Netzkennung ((T)MNC = (TETRA) Mobile Network Code) und der Teilnehmerkennung (SSI = Short Subscriber Identity), wobei diese wiederum in drei weitere Kennungen unterteilt wird, die Teilnehmerkennung ISSI = Individual Short Subscriber Identity (Teilnehmer bzw. Gerät) die Teilnehmerkennung GSSI = Group Short Subscriber Identity (Gruppen) und die Teilnehmerkennung ASSI = Alias Short Subscriber Identitiy (Teilnehmer aus fremden Netzen) Diese digitale Kennung (Identifikationsnummer ID) stellt die Berechtigung zur Teilnahme am BOS-Digitalfunk dar, ermöglicht die Nutzung und differenzierte Zuweisung bestimmte Leistungsmerkmale und ist die technische Grundlage der Fernmeldeorganisation beim Digitalfunkbetrieb, worauf in den nachfolgenden Ausführungen noch Bezug genommen wird. Diese individuelle Kennung (ID) wird bei Inbetriebnahme des Gerätes - digital verschlüsselt - an die Netzsteuerung übertragen. Erst nach erfolgreicher Überprüfung der ID erfolgt die Freigabe in Form der Einbuchung in das Digitalfunknetz (Verbindung zum Digitalfunk-Netz wird hergestellt). Hierdurch wird gewährleistet, dass eine Teilnahme am BOS-Digitalfunk ausschließlich mit berechtigten, offiziell zugelassenen und registrierten Funkgeräten möglich ist. Diese Überprüfung nimmt eine kurze, aber für den Geräteanwender anfangs gewöhnungsbedürftige Zeitspanne (max. 500 ms) in Anspruch. Nach Betätigung der Sprechtaste (PTT-Taste = Push To Talk) muss daher vor Gesprächsbeginn erst das Freigabesignal (akustisch > Signalton / optisch > grüne LED) abgewartet werden. 2. Selbst für den Fall, dass ein BOS-Digitalfunkgerät durch Verlust oder Entwendung in falsche Hände geraten sollte, ist vorgesorgt. In diesem Fall kann durch die zuständige Stelle über die so genannte Luftschnittstelle, also über Funk, das Gerät auf elektronischem Wege widerruflich (reversibel) oder endgültig (irreversibel) gesperrt werden. Dies kann durch Unbefugte weder verhindert noch rückgängig gemacht werden. Die reversible Sperrung lässt die Wiederinbetriebnahme eines verloren gegangen und später wieder aufgefundenen Gerätes zu. Bei Verdacht auf Entwendung sollte ein BOS - Funkgerät aus Sicherheitsgründen jedoch endgültig gesperrt werden. 3. Nutzsignale werden beim Digitalfunk digital verschlüsselt (codiert) übertragen und sind daher nicht für jeden potenziellen Empfänger verwertbar wie beim Analogfunk. Durch besondere Verschlüsselungsverfahren im Rahmen des so genannten Kryptomanagements soll eine Entschlüsselung / Decodierung praktisch ausgeschlossen sein. Die Beschränkung auf sehr wenige zur Verschlüsselung berechtigte Stellen und Personen soll zusätzlich das Risiko des Missbrauchs noch weiter minimieren. Seite 11

12 4.2 Leistungsmerkmale Übersicht Leistungsmerkmale Teledienste Netzgebundener Betrieb Der Digitalfunk ermöglicht den netzgebundenen Betrieb (Trunket Mode Operation, kurz: TMO). Der Funkbetrieb findet also im Digitalfunknetz über Basisstationen, Netzsteuerung etc. statt. Dies ist prinzipiell mit dem analogen Funkbetrieb im 4m Bandbereich vergleichbar. Im netzgebundenen Betrieb wird unterschieden in den Gruppenruf, wobei es sich um eine Punkt-zu-Multipunkt-Verbindung handelt und die Verbindung vom Sendenden zu dem/den Empfänger/n innerhalb einer Gruppe durch Betätigen der Sprechtaste hergestellt wird (Einer spricht, alle Gruppenmitglieder können hören) und den Einzelruf, der eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung im TETRA-Netzwerk darstellt, wobei der Aufbau dieser Verbindung von einem einzelnen Endgerät zu einem ganz bestimmten Endgerät durch Anwahl einer Rufnummer durch den Sendenden erfolgt (Gespräch zwischen zwei beliebigen Teilnehmern innerhalb des TETRA-Netzwerkes, wobei nur Einer spricht und nur der angerufene Empfänger hört). Einzelgespräche können im Wechselsprechbetrieb oder im Gegensprechbetrieb, letzteres vergleichbar einem Telefongespräch, erfolgen. Dies ist beim Analogfunkbetrieb nicht möglich. Direktbetrieb Mit Digitalfunkendgeräten kann auch im Direktbetrieb (Direct Mode Operation, kurz: DMO) kommuniziert werden. Das ist grundsätzlich mit dem 2m Analogfunkbetrieb im Bereich von Einsatzstellen vergleichbar. Die Kommunikation erfolgt hierbei direkt, d.h. ohne Anbindung an das Netz. Der jeweils erforderliche Betriebsmodus (TMO oder DMO) ist am Digitalfunkendgerät einstellbar. Telefoniebetrieb Ein TETRA-Netzwerk ermöglicht darüber hinaus Telefonate mit Digitalfunkgeräten in private oder öffentliche Telefonnetze durch Anwahl einer Telefonnummer (vergleichbar mit einem Handy). Dies ist jedoch nur mit hierzu berechtigten Endgeräten realisierbar. Allerdings werden hierfür recht hohe Funkkapazitäten benötigt. Notruf Nach Betätigung der Notrufruftaste an digitalen Handsprech- oder Mobilfunkgeräten wird automatisch ein bevorrechtigter Notruf abgesetzt und zur nächsten, nach Landesrecht zuständigen, Notrufabfragestelle und ggf. Empfängergruppe geleitet. Dieses Leistungsmerkmal ist im Analogfunk bei Handsprechfunkgeräten (2m Band) nicht verfügbar und im 4m Band nur in Verbindung mit einem ggf. vorhandenen Funkmeldesystem (FMS) Übersicht Leistungsmerkmale Datendienste Statusmeldungen Vergleichbar mit dem Funkmeldesystem FMS beim Analogfunk, können auch im Digitalfunk vordefinierte Statusmeldungen abgesetzt werden, aber in erheblich größerem Umfang. Seite 12

13 (Kurz-) Textübertragung (SDS) Die Digitalfunktechnik lässt auch die Übertragung frei formulierter Texte zu. Dieses mit der Übertragung von SMS im GSM-Netz mittels Handy vergleichbare Verfahren, wird im Digitalfunk als Short-Data-Service (SDS) bezeichnet und ist beim Analogfunkbetrieb nicht verfügbar. 4.3 Perspektiven Ausbaufähigkeit/ künftige Schnittstellennutzungen zur Datenübertragung Ein weiteres, neues Leistungsmerkmal des Digitalfunks, welches nach dem Start des BOS- Digitalsprechfunks Schritt für Schritt eingeführt und genutzt werden soll, ist die Übertragung von Daten und Dateien wie z.b. Bilddateien, Videosequenzen, Gefahrgutdateien, Feuerwehreinsatzplänen, Vitaldaten von Patienten oder Feuerwehreinsatzkräften etc. unter Nutzung von Schnittstellen an den Funkgeräten. 5 Übersicht über die Betriebsorganisation 5.1 BDBOS Als Interessenvertretung des Bundes und der Länder (Auftraggeber) gegenüber externen Betreibern (Auftragnehmern) wurde in Berlin die Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS) eingerichtet. Sie hat Anfang April 2007 ihre Arbeit aufgenommen. Wichtige Aufgaben der BDBOS sind der Aufbau, Betrieb und Erhaltung der Funktionsfähigkeit des BOS-Digitalfunks für den Bund und die Länder die Ausübung der Funktion der Auftraggeberin für Bund und Länder gegenüber Unternehmen im Rahmen des BOS-Digitalfunks Weitere Informationen können Sie unter der Adresse im Internet erhalten. 5.2 Koordinierende Stelle Die koordinierende Stelle ist in Digitalfunkangelegenheiten zuständig für alle Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) eines Landes. Wo diese Stelle angesiedelt wird, ist im Landesbetriebskonzept festzulegen. Vor dem Hintergrund der Zuständigkeiten wird dies voraussichtlich bundesweit im Geschäftsbereich der Innenminister/-senatoren der Länder sein. Die Aufgaben der Koordinierenden Stelle umfassen die Erarbeitung von Vorgaben für den technisch-taktischen Betrieb, die Bearbeitung von strategischen Anfragen und Anforderungen, die Koordinierung, Bündelung und Harmonisierung des Landesbedarfes an die BDBOS und die Zuständigkeit für den Abruf von Leistungsmodulen, Netzerweiterungen und die Weiterentwicklung von Diensten. Seite 13

14 5.3 Autorisierte Stelle Die konkrete Aufgabenübertragung erfolgt nach den Regelungen der Länderbetriebskonzepte, für bestimmte Aufgabenbereiche, ggf. auch an mehrere, hierfür zuständige Stellen. Die Aufgaben der Autorisierten Stelle umfassen die Zuständigkeit für alle BOS eines Landes, die Gewährleistung des taktischen Funkeinsatzes bei der Einsatzbewältigung der BOS, die Koordinierung der Anforderungen zur Dienstebereitstellung und zum Einsatz der Kommunikationsmittel des Digitalfunks im Zuständigkeitsbereich des jeweiligen Bundeslandes, die Sicherstellung des technischen Betriebs des BOS-Digitalfunks, die Durchführung aller erforderlichen organisatorisch-technisch und betrieblichen Maßnahmen und die Bearbeitung aller taktischen Anfragen und Anforderungen der Nutzer an die Netzbetreiberin und die BDBOS. 5.4 Vorhaltende Stelle Auch die Festlegung der vorhaltenden Stellen erfolgt in den Länderbetriebskonzepten. Wesentliche Aufgaben der Vorhaltenden Stelle sind die Bereitstellung von Kommunikationsmitteln für temporäre Netzerweitungen (z. B. mobile Basisstationen), die Durchführung des Funkmessdienstes, die Qualitätskontrolle der Funkversorgung, die Reservebildung für Kommunikationsmittel (z. B. Endgeräte) und die Unterhaltung von Werkstätten und Supportstrukturen. 5.5 Betreiber Mit Lieferung, Einrichtung und Inbetriebnahme der Systemtechnik werden zwar die technischen Grundvoraussetzungen für die Aufnahme des BOS-Digitalfunkbetrieb geschaffen, darüber hinaus bedarf es aber auch umfangreicher betriebskonzeptioneller und personeller Voraussetzungen, die vorhandenen technischen Infrastrukturen zu nutzen, bzw. zu betreiben. Derzeit ist das eine Aufgabenstellung für die BOS. Bisher verfügt jede BOS über eine komplette eigene Infrastruktur für den Analogfunk und ist auch für deren Betrieb verantwortlich. Das ändert sich mit Einführung des Digitalfunks grundlegend und zwar dahingehend, dass es nur ein gemeinsames, bundesweites, BOS-übergreifendes Digitalfunknetz geben wird, mit einem Netzbetreiber als Generalbetreiber. Diese Aufgabe wurde zunächst der BDBOS (s. Abschnitt 5.1) übertragen, nachdem Verhandlungen mit der ursprünglich hierfür vorgesehen DB-Telematik, verantwortlich für Strategie, Planung, Realisierung, Betrieb und Service der Telekommunikations- und Telematiklösungen der Deutsche Bahn AG, scheiterten. Seite 14

15 5.6 Systemtechniklieferanten Am wurde der Auftrag zur Lieferung der (Funk-) Systemtechnik an die Fa. EADS erteilt. Dieser umfasst die zur Sicherstellung des Netzmanagements erforderlichen technischen Komponenten (Hardware) sowie die Betriebssoftware. Subunternehmer ist die Fa. Siemens. 5.7 Support Im Störungsfall wird ein Digitalfunkanwender den so genannten Nutzer-Support in Anspruch nehmen können, der von einer Beratung bis zur Veranlassung weiterer notwendiger Maßnahmen reicht. Nach dem Betriebskonzept von Bund und Ländern werden 2 Ebenen unterschieden (1st- und 2nd-Level-Support). Einzelheiten hierzu (Zuständigkeiten, Verfahrensweisen) regeln die Betriebskonzepte der Länder. Daneben wird es den herstellerseitigen Kundendienst / Reparaturservice geben. 5.8 Betriebskonzept Ein Betriebskonzept enthält alle für den Digitalfunkbetrieb notwendigen organisatorischen und technischen Rahmenregelungen, wie Aufgaben, Zuständigkeiten und Verfahren. Besondere Bedeutung hat das Nutzereigene Management (NEM). 6 Migration Die Migrationsphase (Einführungsphase) kann beschrieben werden als Übergang von der analogen zur digitalen Funktechnik, parallele operative Nutzung von Digitalfunkdiensten neben der operativen Nutzung analoger Endgeräte, Beginn der Migration mit dem Roll-Out (Einführung und Nutzung) der digitalen Endgeräte und Beendigung der Migration nach der operativen Abschaltung des letzten analogen Endgerätes. Vordergründig aus technischen und taktischen Erwägungen soll dieser Zeitraum möglichst kurz gehalten werden. 6.1 Roll-Out-Planung Das Digitalfunknetz kann nicht bundesweit, flächendeckend und gleichzeitig errichtet werden. Der Aufbau erfolgt abschnittsweise entsprechend der Roll-Out-Planung des Bundes und der Länder. Abschnitte können sich an politischen Grenzen kommunaler Gebietskörperschaften (Regierungsbezirke, Landkreise etc.) orientieren oder an Zuständigkeitsgrenzen wie z.b. Polizeiinspektionsbereiche. 6.2 Technische Lösungen Aus der Tatsache, dass der Digitalfunk abschnittsweise eingeführt wird und dass nicht alle BOS zeitgleich am BOS-Digitalfunk teilnehmen werden, ergibt sich die Notwendigkeit technische Interimslösungen zur Sicherstellung der Kommunikation untereinander in der Migrationsphase anzuwenden. Vorstellbar sind beispielsweise Seite 15

16 die Doppelausstattung von Fahrzeugen mit Analog- und Digitalfunkgeräten und Überleiteinrichtungen in Leitstellen (Analogfunk in Digitalfunk und umgekehrt) 6.3 Schulungskonzept Nach den Vorgaben des Bund/Länderbetriebskonzeptes, sollen alle notwendigen Schulungsmaßnahmen effizient, also kostengünstig, schnell und somit wirtschaftlich, zielgruppengerecht, also aufgabenbezogen und praxisorientiert, interdiziplinär, also BOS-übergreifend, mit gemischtem Teilnehmerkreis bei Präsenzschulungen, weitgehend dezentral, also standortnah und nach Möglichkeit unter Verzicht auf Anwesenheits- /Präsenzschulungen durchgeführt werden. Dies soll durch den Einsatz moderner E-Learningverfahren, zumindest für die zahlenmäßig stärksten Zielgruppen (Sprechfunker = Endanwender und ggf. Führungskräfte = Führungsanwender), erreicht werden. Entsprechende E-Learningmodule werden derzeit erarbeitet aber zu Beginn der Migration noch nicht verfügbar sein. Präsenzschulungen sollen durch Multiplikatoren erfolgen. Ein Basiskonzept hierfür wurde durch Experten aus den Projektgruppen BOS-Digitalfunk der Bundesländer als Grundlage für Schulungskonzepte der Länder erstellt und abgestimmt. Darin enthalten sind die Aufzählung und Definition der zu beschulenden Zielgruppen, die Beschreibung von Schulungsmodulen (Zusammenfassung von Schulungsinhalten zu Themenbereichen, die als in sich geschlossene, aufeinander aufbauende Schulungsmaßnahmen angeboten werden sollen), die Zuordnung vorgenannter Schulungsmodule zu den Zielgruppen, die Aufzählung und Definition der Lernzielstufen, die Festlegung des Basiswissens für alle Anwender des BOS-Digitalfunks, Empfehlungen zur Durchführung der erforderlichen Schulungsmaßnahmen hinsichtlich o einzusetzender Methoden (Präsenzschulung oder elearning bzw. Blended Learning) o o der jeweiligen Schulungs- bzw. Lehrgangsvoraussetzungen einer zentralen oder dezentralen Ausbildung und o der Schulung bestimmter Zielgruppenangehöriger durch Multiplikatoren und Dozenten der BOS (Einsatzpersonal!) oder durch Referenten der Auftragnehmer z. B. Netzbetreiber, Endgerätehersteller ( Spezialisten, u.a. Servicetechniker, Programmierer). Seite 16

17 Somit ist das Basiskonzept die Grundlage für eine bundesweit einheitliche Digitalfunkschulung. Allerdings liegt die Entscheidungshoheit über die Schulungsmaßnahmen weitgehend bei den Ländern. Hieraus können sich im Einzelfall Abweichungen ergeben. Die Länder sind auch für die organisatorischen Vorbereitungen und Verfahrensweisen der erforderlichen Schulungsmaßnahmen verantwortlich. Es ist davon auszugehen, dass diese, dem Roll-Out folgend, beginnen, sobald im jeweiligen Roll-Out-Bereich die technischen Voraussetzungen (u.a. funktionsfähiges Digitalfunknetz) hierfür geschaffen wurden. Die Vorbereitungen für die Schulungsmaßnahmen laufen derzeit überwiegend noch innerhalb der Projektorganisation (Projektgruppen BOS-Digitalfunk der Länder). Sie sollen aber baldmöglichst den nach Länderbetriebskonzept und sonstigen landesrechtlichen Vorgaben zuständigen Stellen übertragen und damit in die sogenannte Alltagsorganisation überführt werden. Informationen zu Schulungsmaßnahmen werden durch die dafür zuständigen Stellen der Länder auf geeignete Art zeitgerecht veröffentlicht. Bedingt durch die Besonderheiten des Roll-Out-Verfahrens (zeitversetzte Einführung des BOS- Digitalfunks), den möglichst weitgehenden Verzicht auf Präsenzschulungen, die standortnahe Schulung durch Multiplikatoren für die zahlenmäßig größten Zielgruppen an der Basis und das differenzierte, zielgruppenbezogene Schulungsangebot, ist eine sachgerechte Schulung aller Zielgruppenangehörigen zum richtigen Zeitpunkt sichergestellt. 6.4 Migrationsrisiken In der Migrationsphase ist davon auszugehen, dass ein störungsfreier Betrieb nicht immer gewährleistet ist. Mögliche Störungsursachen können sich ergeben aus technischen Gründen, wie Ausfall von Netzkomponenten, verfahrenstechnischen Gründen, wie laufende Bau- und Installationsarbeiten oder organisatorischen Gründen. Zuständigkeiten und Verfahrensweisen für die Störungsbeseitigung haben die Länder im Betriebskonzept festzulegen (Regelungen zum Nutzereigenen Management, hier des so genannten Risikomangements). Bei der Komplexität der Digitalfunktechnik an sich und den möglichen zusätzlichen Problemen während der Netzeinrichtung, sind Störungen nicht ausgeschlossen. Damit ist aber die Digitalfunktechnik insgesamt nicht in Frage zu stellen. Anlaufprobleme sollen durch entsprechende Vorkehrungen minimiert werden und erstrecken sich auf einen begrenzten Zeitraum. Sie können zu gewissen Einschränkungen führen, aber nicht zum Scheitern der Kommunikation. Diese Einschränkungen sind mit etwas Geduld und der Aussicht auf den modernen, leistungsfähigen und sicheren Digitalfunk zu verschmerzen! 6.5 Verweis auf bestehende Bestimmungen Wesentliche Vorgaben zum BOS-Funk ergeben sich aus dem Telekommunikationsgesetz (TKG), dem Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG) vom 18. September 1998, Seite 17

18 4ghi 7pqrs 2abc 5jkl 8tuv 3def 6mno 9wxyz * = 0 + # Lernunterlage Modul 1 Systemgrundlagen allgemeine Übersicht dem Gesetz über die Errichtung einer Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS-Gesetz) vom , dem Verwaltungsabkommen über die Zusammenarbeit von Bund und Ländern beim Aufbau und Betrieb eines bundesweit einheitlichen digitalen Sprech- und Datenfunksystems für alle BOS in der Bundesrepublik Deutschland vom , den Bestimmungen für Frequenzzuteilungen zur Nutzung für das Betreiben von Funkanlagen der BOS (BOS-Funkrichtlinie) vom , den Bestimmungen für Frequenzzuteilungen zur Nutzung für das Betreiben von digitalen Funkanlagen der BOS im Frequenzband 380 bis 385 MHz und 390 bis 395 MHz (Funkrichtlinie Digitalfunk BOS) vom , der Polizeidienstvorschrift/Dienstvorschrift (PDV/DV 800) Fernmeldeeinsatz (Ausgabe 1986), der PDV/DV Sprechfunkbetriebsdienst vom , der PDV/DV Formelle elektronische Kommunikation Ausgabe 2004, den Länderbetriebskonzepten sowie den ggf. hierzu ergänzend herausgegebenen Sicherheitsbestimmungen (z.b. Kryptokonzept. 7 Grundlagen Endgeräte Ziel dieses Kapitels ist es, ihnen eine grundlegende Übersicht über die Bedienelemente digitaler Handfunkgeräte (HRT) und Mobilfunkgeräte MRT) zu geben. Diese sind im Interesse der leichteren Bedienbarkeit bei Geräten unterschiedlicher Hersteller sowie bei HRT und MRT gleich oder ähnlich angeordnet und gekennzeichnet. Die Bedienung und Handhabung dieser Funkgeräte selbst, wird Ihnen in der Endanwenderschulung vermittelt. Richtungstaste auf/ab Menütaste Notruftaste Multifunktionsschalter für Rufgruppenumschaltung / Lautstärkeregelung Status LED Anzeigefeld (LCD-Display) Sprechtaste PTT = Push To Talk MENÜ Ein-/Ausschalter, Gesprächsendetaste Funktionstaste(n) 1? Verbindungsaufbautaste Tastenfeld für alphanumerische Eingabe Abbildung 8 beispielhafte Anordnung der Bedienelemente bei einem digitalen Handfunkgerät (Hand Radio Terminal, kurz: HRT) Seite 18

19 Das Tastenfeld (Zehnertastatur), die Funktions- und Menütasten sind sowohl von der Anordnung, als auch von der Funktion her mit einem modernen GSM-Handy vergleichbar. Multifunktionsschalter für Rufgruppenumschaltung/ Lautstärkeregelung Verbindungsaufbautaste/ Gesprächsannahme Notruftaste Menütaste Ein-/Ausschalter, Gesprächsendetaste Richtungstaste auf/ab abc def ghi jkl mno pqrs 7 tuv 8 wxyz 9 0 *+ - # Tastenfeld für alphanumerische Eingabe Anzeigefeld (LCD-Display) Abbildung 9 beispielhafte Anordnung der Bedienelemente bei einem digitalen Mobilfunkgerät (Mobile Radio Terminal, kurz: MRT) Seite 19