PMR News

Motorola liefert TETRA-Geräte nach Mecklenburg-Vorpommern

Motorola Enterprise Mobility Solutions wird die öffentlichen Sicherheitsorgane in Mecklenburg-Vorpommern mit TETRA-Digitalfunkgeräten ausstatten. Das Unternehmen erhielt den Zuschlag für die Lieferung von mehr als 10.000 TETRA-Digitalfunkgeräten sowie Zubehör und Serviceleistungen.
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Grenzübergreifende TETRA-Kommunikation

Das deutsche TETRA-Funknetz der Behörden mit Sicherheitsaufgaben und das schwedische Behördenfunknetz Rakel werden testhalber im November und Dezember zusammengeschaltet. Das gaben Gabriele Knoll, Amtsleiterin der Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben und Stefan Kvarneras, Leiter des Rakel-Betreibers, des schwedischen Katastrophenschutzes, in Singapur bekannt. Im erweiterten Roaming-Test soll der sogenannte TC-TETRA-ISI-Standard (Inter System Interface) getestet werden.
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TETRA beginnt mit der Videointegration

Behördenfunksysteme öffnen sich zunehmend dem Datenverkehr. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Integration von Video dar. Auf dem TETRA World Congress in Singapur wurden erste Überlegungen für die nächsten 5 bis 10 Jahre vorgestellt, während die ersten Geräte nach dem TETRA Enhanced Data Standard (TEDS) auf der Messe Premiere hatten.
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Technische Standards

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DMR, Digital Mobile Radio

dmr_logoDMR ist eine der wichtigsten Neuentwicklungen im professionellen Mobilfunk, das sowohl den Direktmodus als auch die Kommunikation über Basisstationen unterstützt. Seit der Veröffentlichung des ETSI DMR-Standards (TS 102 361) im Jahre 2006 legen viele Funkgerätehersteller ihren Fokus auf die Entwicklung von DMR-Funkgeräten.

Mit diesem offenen Standard wird die Ablösung des analogen Betriebsfunks eingeleitet, da DMR für den Nutzer und Betreiber erhebliche Vorteile bietet:

  • Hohe Sprachqualität
  • Preiswerte Geräte durch geringere Hardwareanforderungen
  • Zwei Kommunikationskanäle (zwei Zeitschlitze pro Funkkanal)
  • Besseren Frequenzausnutzung
  • Erschwertes Mithören
  • Datenraten/Unterstützung schneller Paketdatenübertragung (9,8 kBit/s)
  • Migration von bestehenden analogen Funksystemen
  • Selektivruf
  • Gruppenruf Rundspruch
  • Notruf
  • Voll - Duplex Gespräche
  • Sprecheranzeige
  • Status- und Kurzdatenübertragung
  • IP Paketdatenübertragung

DMR ist wie die ETSI-Standards GSM oder TETRA ein Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA, Time Divison Multiple Access), verfügt über zwei Zeitschlitze bei 12,5 kHz Kanalbandbreite und unterstützt damit zwei unabhängige Kommunikationskanäle auf einer Frequenz bzw. einem Frequenzpaar (Duplexfunktionalität).

Bereits jetzt sind eine diverse DMR-Endgeräten und DMR-Systemtechnik verfügbar und es werden Endgeräte mit eingebauten GPS-Empfängern erwartet, die eine schnelle Ortungsbestimmung ermöglichen. Mit integrierten USB -Schnittstellen wird die Anbindung an Peripheriegeräte erleichtert.




tetra-logoDer Bündelfunkstandard TETRA

1. Einführung in den Bündelfunk
Der Mobilfunkstandard TETRA (Terrestrial Trunked Radio) gehört zur Gruppe der digitalen Bündelfunktechnologien. Bevor hier der Standard TETRA näher betrachtet wird, soll zunächst ein kurzer Überblick über den Betriebsfunk und den Bündelfunk sowie die verschiedenen auf dem Markt befindlichen analogen und digitalen Bündelfunksysteme gegeben werden.

Neben den öffentlichen Mobilfunkdiensten (GSM, UMTS) gibt es in Deutschland die nichtöffentlichen mobilen Funkdienste mit derzeit mehr als 40 Bedarfsträgern. In diesen von der Bundesnetzagentur als nömL (nichtöffentlicher mobiler Landfunk) bezeichneten Betriebsfunknetzen kommunizieren private Unternehmen sowie Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS).

Betriebsfunknetze unterscheiden sich in mehreren Punkten von den öffentlichen Mobilfunknetzen. Sie versorgen eine begrenzte Anzahl von Teilnehmern in einem definierten geografischen Bereich. Die Gesprächsdauer ist vergleichsweise kurz, die Kommunikation findet häufig nur zwischen zwei festen Partnern statt, weitere Gruppenmitglieder müssen gegebenenfalls unmittelbar mithören können und eine Verzögerung durch den Verbindungsaufbau wie im öffentlichen Mobilfunkbereich ist oftmals nicht akzeptabel.

Die Anforderungen im Betriebsfunk sind sehr unterschiedlich. Sie reichen von einfachen Sprechfunkverbindungen zwischen zwei Teilnehmern mit Handfunkgeräten bis hin zu großen Betriebsfunknetzen von Flughäfen, Nahverkehrsunternehmen und - als Spezialfall mit besonderen Anforderungen - den Funknetzen der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben wie Polizei, BGS, Feuerwehr und Hilfsorganisationen.

Starre Frequenz-/Kanalzuordnung, d.h. unökonomische Nutzung des Frequenzspektrums, unbefugte Mithörmöglichkeit und für die betrieblichen Prozesse notwendige aber fehlende Zusatzdienste bilden die Hauptnachteile des herkömmlichen Betriebsfunks.

1.1. Der analoge und digitale Bündelfunk
Eine verbesserte technische Realisierung des „Betriebsfunks“ ist der so genannte „Bündelfunk“, bei dem mehrere Nutzergruppen über dasselbe Funknetz kommunizieren. Er erlaubt die Übertragung von Sprache und Daten. Ausgehend von der durchweg kürzeren Gesprächsdauer im Betriebsfunkbereich baut der Bündelfunk auf einer dynamischen Zuweisung von Kommunikationskanälen und einer flexibleren Bildung von Nutzergruppen auf. Die dadurch erzielte bessere Ausnutzung des genutzten Frequenzbereiches wird Bündelgewinn genannt.

Jedem Gerät ist eine Kennung/Rufnummer zugeordnet. Bei einem Gesprächswunsch erhalten die beteiligten Teilnehmer für die Dauer des Gespräches einen Nutzkanal aus dem verfügbaren Kanalbündel exklusiv zugeordnet. Kennungsaustausch, Kanalzuweisung und andere Signalisierungsinformation werden über den Organisationskanal übertragen. Die starre Kopplung zwischen Funkkanälen und Nutzergruppen existiert nicht mehr. Freie Kanäle werden den nächsten Gesprächswünschen zugeordnet. Übersteigt deren Anzahl die der Kanäle, dann werden die Gesprächswünsche in eine Warteschlange aufgenommen und bei gleicher Priorität nach der zeitlichen Reihenfolge des Auftretens bedient.

Es gibt seit vielen Jahren analoge Bündelfunksysteme und seit kurzem auch digitale Bündelfunknetze.

Ein analoges Bündelfunksystem besteht aus mehreren analog modulierten Sprachkanälen (Frequenzmodulation oder Phasenmodulation), einem oder mehreren Organisationskanälen zur Verwaltung der eingebuchten Funkgeräte, der Funk-Infrastruktur mit Basisstationen und Endgeräten und einem rechnergestützten Verbindungsmanagement. Einem Gespräch werden 2 Frequenzen, also ein Kanalpaar für die Verbindungsrichtungen vom Endgerät zur Basisstation und von der Basisstation zum Endgerät zugeordnet. Der analoge Bündelfunk nutzt vorwiegend die Wellenlängenbereiche 8 m (34 – 40 MHz), 4 m (74 – 88 MHz), 2 m (146 – 180 MHz) und 0,7 m (443 – 460 MHz) mit Sendeleistungen von bis zu 15 Watt pro Funkkanal für Basisstationen und Mobilgeräte und von bis zu 2,5 Watt für Handys.

Der analoge Bündelfunk bietet durch das rechnergestützte Netz- und Vermittlungsmanagement entscheidende Vorteile gegenüber dem einfachen Betriebsfunk:

  • bessere Frequenzökonomie
  • Direktruf ohne Wahl (voreingestellte Rufnummer, PTT = Push-to-Talk)
  • offener Gruppenkanal wie im herkömmlichen Betriebsfunk
  • Gruppenruf
  • Kurzrufnummer
  • geschlossene Benutzergruppen
  • Statusmeldungen
  • mobile Datenübertragung in Nutz- u. Organisationskanälen
  • vermittelte Verbindung zu anderen Bündelfunkteilnehmern
  • Wählverbindungen ins Telefonnetz

Der derzeit in der Einführungsphase befindliche digitale Bündelfunk vereint zusätzlich die Vorteile des Bündelfunkprinzips mit denen des digitalen Mobilfunks:

  • hohe Frequenzökonomie
  • bessere Übertragungsqualität bei Sprache und Daten
  • sehr flexibles Netz- und Verbindungsmanagement
  • höhere Abhörsicherheit durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung auf den Nutzkanälen
  • Internet-Protokoll-basierte, paketorientierte Datenübertragung
  • dynamische Untergruppenbildung
  • Handover und Roaming (Wechsel und Anmeldung in Nachbarzellen)
  • AVL-Funktionen (Automatic Vehicle Location), die mit GPS-Unterstützung (GPS = Global Positioning System) und in Verbindung mit einer entsprechenden Leitstellentechnik ein besseres Flottenmanagement erlauben
  • Gateways zu anderen Kommunikationsdiensten

Aus den speziellen Anforderungen der Sicherheitsdienste sind die folgenden weiteren Merkmale entstanden:

  • Verbindungsaufbau in weniger als 0,5 sec
  • Notrufe
  • Rufprioritäten mit 7 Stufen
  • Aktive und passive Alarmierung (mit und ohne Rückmeldung)
  • Direktmodus ohne Netzinfrastruktur (Funkgerät zu Funkgerät)
  • Unbemerkte Mithörmöglichkeit im Notfall

1.2. Verfügbare digitale Bündelfunktechnologien
Der internationale Markt wird von unterschiedlichen digitalen Bündelfunksystemen bedient. Zu den wichtigsten gehören folgende Technologien:

  • TETRA
  • Tetrapol
  • Systeme auf erweiterter GSM-Basis
  • CDMA450
  • FLASH-OFDM

TETRA basiert auf einem ETSI-Standard. Dieses System wird für die BOS in Deutschland vorbereitet und wird bei kommerziellen Nutzern bereits eingesetzt. Es verwendet an der Luftschnittstelle das Zeitmultiplex-Verfahren TDMA (Time Division Multiple Access), näheres siehe Kapitel 2.

Tetrapol ist ein von den Firmen Matra und EADS konzipierter Industriestandard, der sich aus einem Standardisierungsentwurf entwickelt hat. Er nutzt für den Kanalzugriff das Frequenzmultiplex-Verfahren FDMA (Frequency Division Multiple Access) und arbeitet auf den gleichen Frequenzbändern wie TETRA. Die maximale Sendeleistung beträgt bei den Basisstationen 25 W ERP (Effective Radiated Power = von der Antenne abgestrahlte Leistung) pro Funkträger, bei den Handys bis zu 2 W und bei den Fahrzeuggeräten bis zu 10 W. Tetrapol befindet sich in 34 Ländern (Stand 2006) im Regeleinsatz, u. a. in Frankreich, der Schweiz, Spanien und Tschechien.

GSM-BOS ist ein von Vodafone vorgeschlagenes System, das auf dem GSM-Mobilfunk-Standard basiert und durch die Implementierung spezieller Leistungsmerkmale - den sogenannten Advanced Speech Call Items (ASCI) – so erweitert wird, dass es in der Praxis die Anforderungen an ein Betriebsfunk- bzw. Bündelfunksystem ebenfalls erfüllt. Die Arbeitsfrequenzen liegen bei 900 MHz. Die maximalen Sendeleistungen betragen für die Basisstation 640 W pro Funkträger und für die Handys 2 W.

CDMA450 ist ein von einem der beiden deutschen Netzbetreiber, die Ende 2005 eine Bündelfunk-Lizenz erhielten, vorgesehenes Betriebsfunksystem. CDMA450 basiert auf dem u. a. in den USA verwendetem Mobilfunkstandard der 3. Generation (CDMA2000). Es verwendet das Code-Multipex-Zugriffsverfahren CDMA (Code Division Multiple Access), wobei die Funkschnittstellen-Parameter an den 450-MHz-Frequenzbereich angepasst wurden. Die maximale Sendeleistung beträgt bei den Basisstationen 200 W ERP und bei den Handys und Mobilstationen 200 mW ERP.

FLASH-OFDM ist ein in den USA entwickeltes proprietäres Bündelfunksystem, das der zweite Bündelfunk-Lizenzinhaber in Deutschland zu nutzen gedenkt. FLASH-OFDM verwendet das auf einer große Anzahl von Subträgern basierende OFDM-Modulationsverfah-ren (Orthogonal Frequency Division Multiplex) und wird in Deutschland im 450-MHz-Frequenzbereich arbeiten.

2. Der TETRA Standard
TETRA (Terrestrial Trunked Radio) ist ein digitales, zellulares Bündelfunksystem für PMR- (Private Mobile Radio) und PAMR- (Public Access Mobile Radio) Anwendungen und wurde vom europäischen Standardisierungsinstitut ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 1995 als Standard (EN 300 392 bis EN 300 394) publiziert. In enger Kooperation zwischen Herstellern und Anwendern wurde der Standard besonders für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) aber auch für Transport-, Produktions- und Energieversorgungs-Unternehmen entwickelt und optimiert.

TETRA ist technisch gesehen eine Weiterentwicklung des GSM-Funktelefon-Standards für Betriebsfunkzwecke. TETRA stellt eine digitale Kommunikationsplattform für die schmalbandige Sprach- und Datenübertragung dar, die sich durch schnellen Verbindungsaufbau (typisch 300 ms), qualitativ hochwertige Sprachqualität sowie ein Reihe von Sicherheitsmaßnahmen wie Verschlüsselungs- und Authentisierungs-Mechanismen auszeichnet. Damit wird TETRA den Anforderungen der Benutzer des Betriebsfunks, des Bündelfunks und der BOS gerecht.

2.1. TETRA-Anwendungen
Die TETRA-Spezifikationen decken drei unterschiedliche Anwendungsgebiete ab:

Das erste Anwendungsgebiet, Sprach (Voice)- und Datendienste (V+D Dienste), beinhaltet in der Klasse der Teledienste Funktionen sind u. a. der Individualruf, der einer normalen Telefonverbindung zwischen zwei Teilnehmern entspricht. Beim sog. Gruppenruf ruft ein Teilnehmer eine bestimmte Gruppe, wobei jedes Gruppenmitglied mithören und mitsprechen kann. Gruppenmitglieder können hinzugefügt oder aus dem Gruppenverbund ausgeschlossen werden. Der Breitbandruf ist eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung, bei der ein Teilnehmer in einem vorher bestimmten Gebiet eine vorher bestimmten Teilnehmergruppe (Empfänger) ruft. Der Diensteklasse Trägerdienste sind neben den Funktionalitäten wie das Übertragen von Statusmeldungen oder vordefinierten Meldungen auch leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragungsdienste (z. B. Textnachrichten, Positions- und Telemetrie-Daten, Standbilder, Videosequenzen) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Fehlerprotokollen zugeordnet. Die TETRA-Zusatzdienste umfassen Merkmale wie den Prioritätsruf, bei dem ein Teilnehmer einem Ruf eine eigene Priorität zuordnen kann, so dass dieser Ruf bevorzugt abgearbeitet wird. Beim „Discret Listening“ kann eine autorisierte Person den Funkverkehr ohne Zustimmung der am Funkverkehr beteiligten Personen abhören. Das „Ambience Listening“ erlaubt der Leitstelle im Falle unklarer oder gefährlicher Situationen unbemerkt in ein Fahrzeug hineinhören.

Das zweite Anwendungsgebiet, Packet Data Optimized (PDO), ist speziell für die paketorientierte Datenübertragung optimiert. Obwohl auch von V+D-Anlagen paketvermittelte Daten übertragen werden können, ist die PDO Luftschnittstelle jedoch besser für Datendienste geeignet. Dies ist besonders für die Fälle bedeutsam, wo zwischen TETRA-Netz und Internet eine Verbindung hergestellt werden soll.

Die im dritten Anwendungsgebiet, Direct Mode Operation (DMO), spezifizierten Funktionen ermöglichen mobilen Endgeräten die direkte Kommunikation untereinander, z. B. außerhalb der Reichweite oder bei Ausfall einer Basisstation. Auch kann ein einzelnes Endgerät, z. B. eine Fahrzeugstation an einem exponierten Standort, als mobile Relaisstation für die Kommunikation anderer Funkgeräte über größere Distanzen dienen.

2.2. Das TETRA-Netz
TETRA ist wie GSM und UMTS ein zellular aufgebautes Mobilfunksystem. Jede dieser wabenförmigen Zellen enthält eine Basisstation als ortsfeste Einrichtung, die die Funkverbindungen mit den in dem abzudeckenden Gebiet befindlichen Endgeräten herstellt und Rufe zu anderen Punkten im Netz leitet.

TETRA-Basisstationen sind unmittelbar an die Vermittlungsstellen per Richtfunk, Mietleitung oder einem eigenen Übertragungsnetz angeschlossen. TETRA kann als Einzellen- oder Mehrzellennetz eingesetzt werden. Aufgrund der Sendeleistung der Endgeräte (1 W und 3 W für Handys, 10 W für Fahrzeuganlagen) ist der maximale Zellradius auf dem Lande auf ca. 25 km, in Ballungsräumen auf ca. 5 km begrenzt. Um während des Funkbetriebes den unterbrechungsfreien Übergang von einer Funkzelle zur nächsten zu garantieren, wird ein spezielles Übergabeverfahren, Handover genannt, angewandt. Zur flächendeckenden Funkversorgung Deutschlands wird für die BOS von einem Bedarf von ca. 5000 Basisstationen ausgegangen.

In einer typischen TETRA-Zelle werden 4 bis 5 Funkkanäle, d.h. 16 bis 20 Kommunikationskanäle installiert. TETRA kann grundsätzlich auf allen Frequenzen unterhalb von 1 GHz arbeiten. Gemäß CEPT Decision ERC/DC(96) 04 stehen in Europa die Frequenzbänder

  • 385 – 390 MHz gepaart mit 395 – 400 MHz (europaweit für BOS reserviert)
  • 410 – 430 MHz
  • 450 – 470 MHz
  • 870 – 876 MHz gepaart mit 915 – 921 MHz (für kommerzielle Nutzer)

zur Verfügung. Im Falle der BOS ist eine grenzüberschreitende Kommunikation mit anderen TETRA-nutzenden Ländern unter Einhaltung aller wesentlichen Leistungsmerkmale möglich.

2.3. Die TETRA-Luftschnittstelle
Ähnlich wie GSM arbeitet TETRA an der Luftschnittstelle mit dem Zeitmultiplex-Zugriffsverfahren TDMA (Time Division Multiple Access). Jeder Funkkanal hat eine Bandbreite von 25 kHz mit einer Gesamt-Übertragungsrate von 36 kBit/s. Er verfügt über vier unabhängige Kommunikationskanäle, die in 4 Zeitschlitzen zur Verfügung gestellt werden. Damit bieten TETRA-Systeme gegenüber GSM-Netzen, die bei einer Funkkanalbandbreite von 200 kHz acht Kommunikationskanäle bereitstellen, eine um den Faktor vier effizientere Frequenznutzung. Auch der konkurrierende und in verschiedenen Nachbarländern eingesetzte Bündelfunkstandard Tetrapol, der auf dem FDMA-Zugriffsverfahren (Frequency Division Multiple Access) basiert, hat mit einer Kommunikationskanal-Bandbreite von 10 oder 12,5 kHz eine geringere Spektrumseffizienz als TETRA.

Wie folgende Abbildung zeigt, bilden vier TETRA-Zeitschlitze den sogenannten TDMA-Rahmen mit einer Rahmendauer von 56,65 ms. Aufgrund dieser Rahmendauer erfolgt der Zugriff auf ein Endgerät für einen Zeitraum von 14,167 ms. Aus der Rahmendauer resultiert eine Pulsfrequenz von 17,65 Hz (1/56,67 ms). Sollte das Endgerät oder die Basisstation mehrere Zeitschlitze gleichzeitig belegen, steigt die Pulsfrequenz in 17,65-Hz-Schritten auf bis auf 70,6 Hz.

timeslot_tetra
Zeitschlitzstruktur eines TETRA-Funkkanals

Mobilfunkinformation des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie- 7 -Die maximale Nutzbitrate pro Kommunikationskanal beträgt 7,2 kBit/s. Durch Bündelung aller vier Kommunikationskanäle sind bei Bedarf und abhängig von der gewählten Sicherheitsebene Datenübertragungsgeschwindigkeiten zwischen 9,6 kBit/s und 28,8 kBit/s möglich. In Sende- und Empfangsrichtung werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt, die um den Duplexabstand (10 MHz im 400-MHz-Bereich, 45 MHz im 900-MHz-Bereich) auseinander liegen. Ähnlich wie bei GSM wird auch bei TETRA auf einem vorgegebenem Funkkanal im ersten Zeitschlitz in jedem Rahmen der Kontrollkanal ausgesendet, der dazu dient, den Endgeräten die Systemdaten des Netzes zu übermitteln und die Synchronisation zwischen Mobilteil und Basisstationen durchzuführen.

Die Sendeleistung einer Basisstation beträgt bis zu 40 W ERP (Effective Radiated Power) pro Funkkanal. Auf Seiten der Endgeräte liegt die maximale Sendeleistung für Handys bei 1 W bzw. 3 W und für Fahrzeuganlagen bei 10 W. Während die Basisstationen stets mit voller Leistung senden, verfügen die Endgeräte über eine von der Basisstation gesteuerten Sendeleistungsregelung, mit der die Sendeleistung in 5-dB-Schritten kontinuierlich auf einen für eine hinreichende Übertragungsqualität minimal erforderlichen Wert heruntergeregelt wird. In der kleinsten Stufe beträgt die Sendeleistung nur noch etwa 30 mW.

Als Modulationsverfahren wird ?/4-DQPSK (Differential Quaternary Phase Shift Keying) angewendet, welches äußerst spektrumseffizient ist.

2. 4. Weiterentwicklung des TETRA-Standards
Massiver Druck der Anwender bewog das europäische Standardisierungsgremium ETSI im September 2000 dazu, ein Programm mit der Bezeichnung „TETRA Release 2“ zu beschließen mit dem Ziel der Zukunftssicherung von TETRA als Weltstandard für Bündelfunk-Anwendungen. Ende 2005 erfolgte die Standardisierung von u. a. folgenden Leistungsmerkmalen:

  • die Entwicklung zusätzlicher Funktionen und Dienste für multimediale und Internet-Protokoll gestützte Anwendungen mit Funkkanal-Bandbreiten von bis zu 150 kHz und Datenübertragungsraten von bis zu 500 kBit/s
  • die Standardisierung zusätzlicher Spachcodecs und Funktionalitäten, um die Zusammenschaltung und die Roaming-Möglichkeiten zwischen TETRA-Netzen und öffentlichen Mobilfunk-Netzen (GSM, UMTS, zukünftige Mobilfunk-Generationen) zu realisieren
  • die Verbesserung der Spektrumseffizienz an der Luftschnittstelle durch Verwendung höherstufiger Modulationsverfahren.

Die TETRA-Release-2-Standards haben mittlerweile einen Reifegrad erreicht, dass die verschiedenen Hersteller damit beginnen können, entsprechende Geräte zu entwickeln.

2.5. Stand der Einführung von TETRA
Seit seiner Gründung im Jahre 1994 unterstützt die TETRA-Association (früher das TETRA-MoU), ein Weltverband, der von TETRA-Herstellern, Applikations- und Systemhäusern sowie Anwendern getragen wird, aktiv die europaweite bzw. weltweite Einführung von TETRA. Weltweit gibt es für TETRA etwa 1250 Anwender in 94 Ländern, wovon 56 Länder außerhalb Europas liegen (Stand Juni 2007). Dabei haben BOS-Netze einen Anteil von 48 %, gefolgt von Netzen für Transportunternehmen und öffentlichem Nahverkehr mit 21 % und der Versorgungswirtschaft mit 7 %.

TETRA wird heute in 38 europäischen Ländern genutzt, wie z.B. Großbritannien, Belgien, den Niederlanden und Österreich, Ungarn und künftig auch Portugal (Aufbau bis 2010). Insgesamt gibt es in Europa derzeit 606 Anwender.

In Deutschland ist die seit April 2007 tätige „Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben“ (BDBOS) für die Koordination der Einführung des digitalen Bündelfunks beim Bund und in den Bundesländern zuständig. Im Rahmen eines Vergabeverfahrens für ein BOS-Rumpfnetz des Bundes kam ein Konsortium, bestehend aus EADS, Siemens, zum Zuge. Am 01.06.07 wurde auf einer Konferenz der Innenminister des Bundes und der Länder ein Verwaltungsabkommen für den Aufbau des TETRA-Netzes unterzeichnet, welches vorsieht, den Netzaufbau bis Ende 2010 abzuschließen. Hinsichtlich der Kosten sollen Bund und Länder die Umrüstung von Katastrophenschutzbehörden, Landespolizeien, Bundespolizei und THW finanzieren, während die Kommunen die Umrüstung von Feuerwehren, Rettungsdiensten und Ordnungsämtern übernehmen. TETRA befindet sich bereits im Bereich Aachen im Wirkbetrieb. Referenzplattformen sollen an den Standorten Berlin, Hamburg, Lüneburg, Köln, Stuttgart und Berlin errichtet werden, um Erfahrungen mit der Systemtechnik zu sammeln. Die flächendeckende Einführung von TETRA, über das einmal 500 000 BOS-Bedienstete kommunizieren sollen, könnte sich verzögern, da bei den insgesamt etwa 5000 notwendigen Standorten neben den bereits vorhandenen Bündelfunk-Standorten weitere Basisstations-Standorte für funktechnisch schwer zu versorgende Gebiete notwendig sind, für die Aufbaugenehmigungen eingeholt werden müssen. Deshalb sehen neuere Planungen vor, dass das 4,5 Milliarden Euro teure Projekt wohl erst 2013 flächendeckend in Betrieb gehen soll.I

m zivilen und privatwirtschaftlichen Bereich ist TETRA in Deutschland bereits weiter verbreitet. Zu den Anwendern gehören Betriebe der Autoindustrie, Energieversorgung, Flughäfen (z.B. Leipzig/Halle, Köln/Bonn und München) sowie Stadtwerke (z.B. Münster, München und Berlin).

3. TETRA - Elektromagnetische Verträglichkeit zur Umwelt
3.1. Geltende Grenzwerte
Grundlage für die Beurteilung möglicher gesundheitlicher Beeinträchtigungen durch die hochfrequenten Felder der TETRA-Funkgeräte sind die von der „Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung“ (ICNIRP) empfohlenen Basisgrenzwerte. Diese werden als spezifische Absorptionsrate (SAR) angegeben. Der SAR beschreibt, welche Menge der Strahlungsleistung (W) vom menschlichen Körper (kg) aufgenommen wird. Der maximal zulässige SAR beträgt

  • 0,08 W/kg für den ganzen Körper und
  • 2,00 W/kg für Teile des Körpers, z.B. für den Kopf.

Bei dem TETRA-Bündelfunksystem muss man zwei Strahlungsquellen unterscheiden:

  • die Basisstationen und
  • das Mobilteil (Fahrzeuggerät oder Handy).

Für die Basisstation gilt, dass sie zwar mit stärkerer Leistung (bis zu 40 W pro Trägerfrequenz) sendet im Vergleich zum Endgerät (maximal 1, 3 oder 10 W), jedoch im Vergleich zu Ton- und Fernseh-Rundfunksendern (bis zu 2000 kW) mit erheblich geringerer Leistung. Für jede Basisstation ist eine Standortbescheinigung der Bundesnetzagentur (BNetzA) erforderlich, die den berechneten Sicherheitsabstand zur Sendeanlage standortbezogen beziffert. Der Sicherheitsabstand wird für die maximal mögliche Sendeleistung, d.h. alle verfügbaren Kanäle mit allen Zeitschlitzen im Volllastbetrieb, berechnet. In der Regel beträgt der Sicherheitsabstand einige Meter.

Basisstationsantennen befinden sich auf Masten, Türmen, Dienstgebäuden und Hochhausdächern. Aufgrund dieses Montageortes ist es für Normalbürger nicht möglich, in die Sicherheitszone zu gelangen.

TETRA-Fahrzeuggeräte senden mit einer maximalen Leistung von bis zu 10 W, TETRA Handys mit bis zu 3 W. Wegen des Zeitschlitz-Verfahrens senden sie nur während einer kurzen Zeit, nämlich einem Viertel der möglichen Zeit, weshalb es zu einer gepulsten Aussendung (Pulsfrequenz 17,65 Hz) kommt. Die gemittelte Leistung beträgt aufgrund der Pulsung nur ¼ des Maximalwertes. Außerdem verfügen TETRA-Endgeräte über eine wirkungsvolle Leistungsregelung zur Sendeleistungsreduzierung. In 7 Stufen kann die Leistung je nach Entfernung zur Basisstation auf bis zu 30 mW reduziert werden. Hinsichtlich der Sendeleistungen sind BOS-Endgeräte (400 MHz) vergleichbar mit den C-Netz-Endgeräten (in Betrieb bis Ende 2000) und die Endgeräte kommerzieller TETRA-Nutzer (900 MHz) mit den GSM-900-Endgeräten.

3.2. Wissenschaftliche Untersuchungen zu TETRA
Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft auf nationaler und internationaler Ebene gibt es zwar Hinweise auf biologische Wirkungen, aber keinen Nachweis, dass hochfrequente elektromagnetische Felder - die Grundlage der Funktionsweise der TETRA-Funkgeräte - gesundheitliche Risiken verursachen. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass die Grenzwerte eingehalten werden. Auch eine besondere Gefährdung durch gepulste Signale, die immer wieder angeführt wird, konnte bisher auf wissenschaftlicher Basis nicht belegt werden.

Ein Forschungsbericht der Britischen Beratergruppe zu nicht-ionisierender Strahlung (Advisory Group on Non-lonising Radiation) zu möglichen gesundheitlichen Auswirkungen des TETRA-Behördenfunks kommt im Jahr 2001 zu dem Schluss, dass es auf Basis der analysierten wissenschaftlichen Literatur keinen Hinweis gibt, dass die besondere Signalstruktur von TETRA eine Gesundheitsgefahr darstellt. Aufgrund offener Fragen wird aber weitere Forschung empfohlen.

Im Projekt „Exposition durch körpernahe Sender im Rumpfbereich“ im Rahmen des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms (DMF) wurde untersucht, ob die Platzierung mobiler Sender neuer Technologien (UMTS, WLAN, TETRA) im Bereich des Unterbauchs (Gürteltasche) oder Brustbereichs (Hemdtasche) in den darunter liegenden Geweben zu einem übermäßigen Temperaturanstieg führt. Das Projekt kommt zu dem Schluss, dass der für die inneren Organe ermittelte Temperaturanstieg vernachlässigbar ist, sofern die SAR-Grenzwerte eingehalten werden.

Beispielhaft für eine Reihe weiterer wissenschaftlicher Untersuchungen sei hier die Studie der „Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin“ (BAuA) zum Thema „Elektromagnetische Beeinflussung durch TETRA“ angeführt, die zu folgendem Ergebnis kommt:

„Aus der Betriebsweise von TETRA, nämlich TDMA-Verfahren mit einer TDMA-Rahmen- Dauer von 56,67 ms und einer Pulsdauer von 14,17 ms pro Übertragungskanal, resultiert eine Pulsmodulation des Radiosignals pro Kanal mit 17,65 Hz Pulsfolgefrequenz. Dieser Wert liegt in einem physiologisch relevanten Frequenzbereich. Insofern wurden Befürchtungen über eine mögliche biologische Wirkung geäußert. In einer Untersuchung der bioelektrischen Hirnaktivität und Reaktionsparameter des Menschen hat die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in einer Pilotstudie die Wirkung des TETRA-Radiosignals auf das sog. Bereitschaftspotenzial und die Reaktionsfähigkeit des Mensche untersucht. Hierfür standen 10 gesunde Probanden zur Verfügung, die visuelle Beobachtungsaufgaben in vier Versuchsabschnitten von jeweils 8 min Dauer ausführten. Dabei wurden die Probanden in für sie unbekannter Abfolge abwechselnd mit und ohne (Scheinexposition) TETRA-Strahlung exponiert. Als Ergebnis konnten keine signifikanten Unterschiede der Reaktionsparameter zwischen den beiden Bedingungen festgestellt werden. Dies gilt gleichermaßen für die Kurvenverläufe der Bereitschaftspotenziale. TETRA-Radiostrahlung, deren Intensität sich innerhalb der Grenzwertfestlegungen befindet lässt, keine Rückschlüsse auf Beeinträchtigung zu.Mobilfunkinformation des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie- 11 -Die Ergebnisse der Pilotstudie geben keinen Hinweis, dass das TETRA-Radiosignal mit einer Intensität innerhalb der Expositionslimits Parameter der Reaktion und des Bereitschaftspotentials beeinflusst, womit auch eine Wirkung auf Aufmerksamkeitsprozesse, die sich in den untersuchten Parametern manifestieren, ausgeschlossen werden kann.“

3.3. Empfehlungen für den Gebrauch
Nachfolgend sollen einige Tipps gegeben werden, wie man seine persönliche Strahlenbelastung reduzieren und dennoch die TETRA-Funktechnologie nutzen kann.

Für die Basisstationen gibt es keine Tipps, da es deren Ziel ist, ein vorgegebenes Gebiet möglichst gleichmäßig auszuleuchten. Durch die Verwendung von Richtantennen versucht man zu erreichen, dass sich die Leistungsverteilung in der Ferne konzentriert. Die Bewohner eines Hochhauses mit einer Basisstation auf dem Dach erhalten von dieser Anlage nur wenig Sendeleistung, da diese Leistung aufgrund der flachen Antennen-Abstrahlcharakteristik über sie hinweg in ferne Bereiche gestrahlt wird. Messungen in Krankenhäusern mit Basisstationen auf dem Dach haben dies bestätigt. Aufgrund der physikalischen Gesetze der Wellenausbreitung gilt: Die Leistungsdichte nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab.

Für jede Basisstation und jedes stationäre Endgerät mit einer Sendeleistung von mehr als 10 W EIRP (äquivalente isotrope Strahlungsleistung) muss der Betreiber vor Inbetriebnahme eine Standortbescheinigung bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) beantragen, die den berechneten Sicherheitsabstand zur Sendeanlage standortbezogen beziffert. Der Sicherheitsabstand wird für die maximal mögliche Sendeleistung, d. h. alle Funkkanäle mit allen Zeitschlitzen im Volllastbetrieb, berechnet. In der Regel beträgt der Sicherheitsabstand bei TETRA-Anlagen wenige Meter. Ausführliche Informationen zum Standort-Bescheinigungsverfahren können der Rubrik „Recht“ der BMWi Mobilfunkinformation entnommen werden.

Bei TETRA-Fahrzeuggeräten ist der Abstand zwischen Antenne und Nutzer in der Regel so groß, dass die Grenzwerte deutlich unterschritten werden. Bei TETRA-Handys sollte man auf keinen Fall „Strahlungsblocker“, „Abschirmhäubchen“ oder ähnliches verwenden, denn je mehr das Funkgerät abgeschirmt wird, um so höher wird die Sendeleistung geregelt, um eine hinreichende Übertragungsqualität zu gewährleisten. Wer „strahlungsarm“ telefonieren möchte, sollte Headsets benutzen, da Kopfhörer die in den Kopf eingestrahlte Leistung um bis zu 99 % reduzieren.


Quelle: Mobilfunkinformation des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie