Schon seit Generationen geistert die Idee von passiven Relaisfunkstellen beispielsweise für die Inhouseversorgung durch die Funktechnik. Also die Idee das man mit zwei Antennen und Koaxkabel ein Funknetz außerhalb des Gebäudes mit dem Innern des Gebäudes verbinden können müsste. Neu befeuert wurde diese alte These ab 2010, als es um TMO-Objektfunk für die BOS ging.
Ausgelöst wurden diese Rückgriffe auf alte Ideen aufgrund der offensichtlichen Unvereinbarkeit teurer und kritischer TMO-Infrastruktur als Teil von Objektfunkanlagen im privaten oder gewerblichen Besitz. Themen wie TEA2-Firmware und BSI-Sicherheitskarte sind ein Politikum für Sich. Die verschwindend geringe Anzahl von TMO-Frequenzen für Objektfunkanlagen führen weiterhin zu einer Frequenzknappheit. Hinzu kommt der Strombedarf von TMO-Infrastruktur welcher die Akku-Bestückung für die geforderten Notstrombetriebszeiten ausarten lassen.
Daher werden BOS-Objektfunkanlagen häufig als autonome DMO-Anlagen im Bereich 406-410MHz gebaut, womit Kommunikationsinseln entstehen die aber keine Verbindung zum BOSNET haben.
Probleme bei Passiven Objektfunk
Ein rein passives System aus Außenantenne, Kabel und Innenantenne liefert viel zu geringe Pegel. Betrachten wir das Problem von der Downlinkseite: Angenommen die Außenantenne empfängt im TMO-Oberband 390-395MHz mehrere lokale Funkzellen mit robusten -60dBm. Diese werden in das Gebäude geleitet und über Strahlerkabel und Innenantennen ausgestrahlt. Reicht diese Sendeleistung von -60dBm aus? Definitiv nicht! Denn die Freiraumdämpfung zwischen Strahlerkabel und HRT sorgt für derart niedrige Signalstärken das die HRT’s dieses nicht mehr verwerten können!
Aufgrund der doppelten Freiraumdämpfung wurde schon vor Jahrzehnten deutlich, das es eine deutliche Pegelverstärkung mit hoch verstärkenden Verstärkerstufen im Bereich +60 bis +80dB braucht. Entsprechende Versuche bereits in den 1980’er Jahren zeigten das mit solch einer Verstärkung was geht. Allerdings kaum praxistauglich, da solche Anlagen eine extreme Rückkopplungsgefahr aufweisen. Man erkannte schon früh das weitere Funktionen wie Rauschsperren und AGC enorm wichtig wären. Alles Anforderungen welche die Idee passiver Objektfunkanlagen absurd werden lies. Denn die Verstärker wären um ein vielfaches komplexer und teurer, als eine aktive Objektfunkanlage und einem Relais.
Amphenol-Procom haben aber an dieser Thematik weiter geforscht und mit Hilfe moderner SDR-Technik diese Probleme in den Griff bekommen. Unter den Namen CSR-DMT ist diese Lösung nun erhältlich!
Die zwei Duplexfilter trennen die Bänder Downlink (390-395MHz) und Uplink (380-385MHz) auf und sorgen am Eingang mittels LNA für eine rauscharme Vorverstärkung von knapp 20dB. Am Ausgang sorgt eine Sendeendstufe mit bis zu +20dBm für ausreichend „Sendeleistung“. Die kritischen Elementarfunktionen welche für einen störungsfreien Betrieb ohne ausartende Pegeldynamiken und Rückkopplungen sorgt, sowie ein Großteil der nötigen Verstärkung wird auf digitaler Ebene mit DSP gelöst. Hierzu werden beide Empfangssignale mittels I/Q-Mixer und ADC’s in einem digitalen Datenstrom gewandelt, welcher nach der DSP wieder über DAC und I/Q-Modulator analogisiert wird.
Auf Ebene der digitalen Signalverarbeitung werden Rückkopplungen mittels Phasenvergleich zuverlässig unterbunden. Ebenso werden die Nutzpegel in einer digitalen AGC auf stabile PA-Aussteuerungen gebracht. Ebenso können innerhalb der 5MHz breiten Duplexbereiche bei Bedarf Segmente eingeengt werden auf bis zu vier beliebige Einzelsegmente. Somit kann die CSR-DMT auf bis zu vier spezifische Kanalbereiche ausgewählter BOSNET-Funkzellen eingeschränkt werden.
In beiden Richtungen, also Downlink 390-395MHz als auch im Uplink 380-385MHz werden Empfangssignale im Pegelbereich -110 bis -15dBm verstärkt auf einen Ausgangspegel zwischen 13-19dBm. Das entspricht einer Sendeleistung im Bereich 20-80mW welche im Nahbereich zu Strahlerkabeln und Innenantennen problemlos die Inhouse-Freiraumdämpfung über mehrere 100m überwinden kann.
Eine Anbindung an das BOSNET erfolgt über Richtantennen welche optimal auf die einzelnen TMO-Funkzellen im Umfeld ausgerichtet werden. Die Ausgangspegel von 13-19dBm erzeugen beispielsweise über eine 8-Element Yagi (10dBD Gewinn) eine effektive Sendeleistung zum BOSNET mit ca. 200-800mW ERP.
Resultat
Eine Objektfunkanlage auf Basis der CSR-DMT benötigt keine eigenen Frequenzen, denn sie verwendet die regionalen Duplexfrequenzen der BOSNET-Funkzellen. Eine Störung des BOSNET durch eine CSR-DMT ist durch mehrfache Gegenmaßnamen wirkungsvoll ausgeschlossen. Als Effektiver SDR-Lineartransponder ist die CSR-DMT nicht nur auf TETRA ausgerichtet, sondern mit zukünftigen Modulationen kompatibel. Andere Modulationen, egal ob analog, DMR, TETRAPOL, APCO25 und andere sind mit der CSR-DMT kompatibel. Es sind für solche Anlagen auf Basis der CSR-DMT keine BDBOS-Geräte erforderlich womit es keine Sicherheitsprobleme rund um TEA2 oder BSI-Sicherheitskarte gibt.
