Gleichwellenfunknetz - Wartung
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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.
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