2. Lautstärke /Hub
Die in ein Funkgerät eingesprochene Sprache oder die Alarmierungs-
Tonfolge aus der Leitstelle müssen von allen Umsetzern gleich laut der
Trägerfrequenz aufmoduliert werden. Die Vielzahl an Schaltungen und
Baugruppen, welche das Sprachsignal auf seinem Weg durch das
Gleichwellenfunkanlagen passiert, dämpfenoder verstärken nicht jede
Frequnez gleich. Wenn man das am Ende vor dem Aussenden im Umsetzer
nicht ausgleicht, kommt es in den Endgeräte-Empfängern zu sogeannten
Phasensprüngen, was sich in bspw. in rattern, Aussetzern und übersteuern
deutlich bemerkbar macht. Also muss der für den Sprachfunk und die
Alarmierunsgtonfolgen relevante Frequenzbereich zwischen 300 Hz und
4kHz an allen Stationen auf gleichen Pegel gebracht werden.
Die erfolgt über das Einstellen mehrerer Potentiometer in mehreren
Durchgängen. Aufrund von Bauteilalterungen muss das regelmäßig
wiederholt werden.
1. Geringste Trägerfrequenzabweichung
Die
AEG
Teleregent
Umsetzer
verfügen
über
beheizte
hochstabile
Quarzoszillatoren.
Ein
Quarz
ist
ein
Bauteil,
dass
eine
feste
Frequenz
mit
hoher
Konstanz
abgeben
kann.
Für
sehr
hohe
Anforderungen,
muss
er
aber
auf
gleicher
Temperatur
gehalten
werden.
Der
Quarz
ist
hierzu
mit
Beschaltung
in
einer
wärmegedämmten
Umhüllung
mit
geregelter
Miniaturheizung
eingebaut
(beheizter
Quarzoszillator).
So
schafft
man
es,
die
Frequenz
über
Wochen
und
Monate
besonders
konstant
zu
halten.
Durch Alterung des Quarzes verändert sich die Frequenz auch ganz langsam. Da die
Quarze aller Umsetzer altern, verschiebt sich die Frequenz bei allenn meist um das
gleiche Maß. Das ist praktisch. Die elektronische Beschaltung der Quarzoszillatoren
lässt von außen ein Verändern der Frequenz in geringem Maße zu. Damit können
die Quarzoszillatoren aller Umsetzer auf exakt gleiche Frequenz verstellt, man sagt
auch nachgeglichen oder getrimmt, werden. Für Spezialisten: Ein minimaler
Frequenzversatz ist im Gleichwellenfunknetz erwünscht, da es bei exakt gleichen
Frequenzen Versorgungsbereiche zwischen 2 Umsetzern gibt, wo eine Auslöschung
oder höchste Verstärkung kontinuierlich existieren würde. Das soll natürlich auch
nicht sein. Mit dem Trick des kleinen Frequenzversatzes kann man diese
Überlappungszonen kontinuierlich durch das Versorgungsgebiet „wandern“ lassen.
Der Fachmann und interessierte Laie kann das auch hören. Am besten dort, wo 2
Umsetzern mit annähernd gleicher Feldstärke zu empfangen sind. Man hört dort ein
dezentes, sich ständig wiederholendes, wellenartiges Ab- und Zunehmen des
Grundrauschens. Bei guten Abgleich lhat dieses ab- und zunehmen eine Frequenz
zwischen 1 und 10 Hz.
Zur Messung der Trägerfrequenz verwendet man einen sehr hochwertigen
Frequenzzähler, der selbst über einen sehr hochwerigen und beheizten
Quarzoszillator) verfügt. Um das Nachgleichen auch in größeren Zeitabständen
durchführen zu können, nutze ich zusätzlich einetransportables GPS-gesteuertes
Frequenznormal. Die GPS-Satelitten senden das quasi als Beigabe mit. Damit lässt
sich die Frequenzabweichung der Umsetzer nochmals reduzieren. Nicht immer
muss nachgeglichen werden, da die Frequenzkonstanz der Teleregent-
Quarzoszilators sehr gut ist.
In den Tetra-Basisstationen ist das Nachgleichen über ein GPS-Zeitnormal schon mit
eingebaut. Zum Errichtungszeitpunkt unserer Gleichwellenfunkanlage war das
seinerzeit noch kein Standard.
3. Zeitgleicher Start der Aussendung
Der 3. wesentliche Punkt für ein funktionierendes Gleichwellenfunksystem ist der zeitgleiche Start der Aussendung. Die Umsetzer
mit dem Sternkopf über Richtfunkstrecken verbunden. Die Umsetzer befinden sich in unterschiedlichen Entfernungen zum
Sternkopf. Dies bedeutet, dass über die Richtfunktrecke hin- und rücklaufende für jeden Umsetzer auch unterschiedliche Laufzeiten
haben. Je weiter entfernt umso länger dauert es. Hinzu kommen Zeitverzögerungen in den Baugruppen der Umsetzer, die
bauteiltoleranzbedingt von Umsetzer zu Umsetzer unterschiedlich ausfallen. Diese Laufzeitunterschiede sind von der Vorstellung
minimalst (Mikrosekunden), müssen aber dennoch ausgeglichen werden. Hierzu wird gemessen, wie groß die Laufzeit zwischen dem
Sternkopf und seinem entlegensten Umsetzer ist. In den nähergelegenen Umsetzern wird dann mittels Verzögerungsgliedern
künstlich verzögert, so dass alles in engen Toleranzen gleichzeitig am Sternkopf eintrifft oder von allen Umsetzern synchron
ausgesendet wird. Diese Messungen und Einstellungen sind aufwendig. In der Regel sind aber regelmäßig nur minimale Korrekturen
erforderlich (kompletter Baugruppentausch mal ausgenommen).
Hier gebe ich euch einen Einblick in die Wartung der Teleregent-Anlagen
Senden und Empfangen
Um eine flächendeckende und redundanten Versorgung zu gewährleisten
müssen sich die „Funkzellen“ der Umsetzer überlappen. Daher empfängt ein
Endgerät in der Regel mehr als einen Sender, bzw. wird es in umgekehrter
Richtung beim Senden in der Regel von 2 Umsetzern empfangen.
Wir betrachten hier genauer den Fall, in dem das Endgerät empfängt.
Da die Umsetzer gezwungenermaßne auf der gleichen Frequenz senden
(Trägerfrequenz), „summeriert“ sich dieses im Empfangsteil des Endgerätes.
Voraussetzungen ist, dass die Trägerfrequenz, die Lautstärke der darin
übertragenen Sprache/Töne (auch Hub genannt) absolut gleich sind und die
„Funkwellen“ mit gleicher Information nur geringst zeitversetzt eintreffen
dürfen. Falls dies nicht gegeben ist, ist von schlechter Verständigung bis zur
völligen Signalverzeerung alles möglich.
Aus diesem Grund müssen die Trägerfrequenz (= Sendefrequenz der Umsetzer)
in einem sehr engen Toleranzbereich liegen, der Hub exakt gleich von allen
Umsetzern wiedergegeben werden und alle Umsetzer die eingebtette
Information gleichzeitig lossenden. Das sind die wichtigsten 3 Punkte beim
Gleichwellenfunk vereinfacht wiedergegeben. Vorweg genommen: Eine 100%
Übereinstimmung ist technisch nicht machbar. Aber der beim Nachgleichen
einzuhaltende Toleranzkorridor ist sehr eng. Nur so ist eine sichere Alarmierung
und sehr gute bis gute Sprachverständlichkeit zu erreichen.
Was muss noch regelmäßig bei den Umsetzern geprüft werden:i
Das sind z.B.
- Klirrfaktor (Verzerrungen und Oberwellen des NF-Signales)
- Empfängerempfindlichkeit
- Sendepegel Trägerfrequenzen
- Stehwellenverhältnis der Antennen
- Störmeldefunktionen
- baulicher Zustand (Mast, Gebäude,..)
Dies war mal ein kleiner Einblick in meine Wartungs- und Instandhaltungstätigkeit
unserer BOS-Gleichwellenfunkanlage.
Ausblick:Das Land Rheinland-Pfalz baut derzeit für die Landkreise ein landesweit
zusammenhängendes POCSAG-Alarmierungs-Funknetz auf. Die ersten konkreten
Gespräche für den Planbereich Rhein-Lahn-Kreis fanden Anfang 2021 statt. Das
POCSAG-System wird dann die Gleichwellenfunkanlage mittelfristig ersetzen.