GSB 7.0 Standardlösung

Funkübertragungen

Bereits vor ca. 100 Jahren wurden Funkwellen als drahtloses Übertragungsmedium für Sprache und Daten entdeckt. Die Funktechnik wurde seit den Anfängen kontinuierlich weiterentwickelt, wobei die physikalischen Grundlagen immer dieselben geblieben sind.

Nachfolgend erhalten Sie einen Überblick über die physikalischen und technischen Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und Felder:

Elektromagnetische Felder

Ob beim Fernsehen, beim Radiohören oder bei der Nutzung eines Babyphons: tagtäglich sind wir von eine Reihe elektromagnetischer Felder und Wellen umgeben.

Um Sie genauer über dieses Thema zu informieren, stellen wir Ihnen im folgenden Bereich eine Vielzahl von Informationen zur Verfügung.

Nieder- und hochfrequente elektromagnetische Felder

Elektromagnetische Wellen unterscheiden sich voneinander in ihrer Wellenlänge und damit in ihrer Frequenz sowie durch ihren Energiegehalt. Auch die Höhe der Schwingungen (Amplitude) kann variieren. Im technischen Bereich wird zwischen nieder- und hochfrequenten Feldern unterschieden.

Der Niederfrequenzbereich liegt zwischen 0 und 30.000 Hz (1000 Hz = 1 Kilohertz). Niederfrequente elektrische und magnetische Felder werden beispielsweise von allen Haushaltselektrogeräten, wie Kaffeemaschinen, erzeugt und sind nicht zur Übertragung von Informationen über große Strecken geeignet. Die magnetische Feldkomponente kann vergleichsweise tief in den menschlichen Körper eindringen und dort elektrische Ströme erzeugen.

Der Digitalfunk BOS nutzt daher den Frequenzbereich um 400 MHz und ist dementsprechend dem Hochfrequenzbereich zugeordnet. Dieser ist zwischen 100 KHz und 300 GHz angesiedelt. Hierunter fällt unter anderem auch der kommerzielle Mobilfunk. GSM nutzt typischerweise den Frequenzbereich um 900 MHz und 1800 MHz, UMTS den um 2000 MHz.

Hochfrequente Felder werden vom menschlichen Körper aufgenommen (absorbiert). Dabei kann sich das Körpergewebe erwärmen (thermische Wirkung). Beschrieben wird die vom Körper aufgenommene Wärme in Watt pro Kilogramm Körpergewicht durch die sogenannte spezifische Absorptionsrate (SAR). Wie hoch die Absorptionsrate ist, hängt einerseits von der Stärke und Frequenz der elektromagnetischen Wellen, andererseits von der Eigenschaft und Struktur des absorbierenden Gewebes ab.

Wirkung und Wahrnehmung von elektromagnetischen Feldern

Der Mensch bemerkt elektromagnetische Felder im Normalfall nicht. Erst wenn Wärme oder Hautreizungen auftreten, nimmt unser Körper die elektromagnetischen Funkwellen wahr. Um die Bürgerinnen und Bürger vor elektromagnetischen Feldern zu schützen, hat der Gesetzgeber daher eine Reihe von Regelungen erlassen. Diese werden selbstverständlich auch beim Aufbau und Betrieb des BOS-Digitalfunknetzes beachtet und eingehalten.

Hochfrequente Felder unterscheiden sich von Feldern des Niederfrequenzbereichs dadurch, dass die elektromagnetischen Wellen nicht tief in den menschlichen Körper eindringen können und keine Erregung von Nerven- und Muskelzellen verursachen.
Die Energie von hochfrequenten Feldern wird im menschlichen Körper aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Dieser Vorgang wird in der Wissenschaft als thermischer Effekt elektromagnetischer Felder bezeichnet. Die Energieaufnahme wird mit Abstand zur Expositionsquelle geringer.

Durch eine Reihe von wissenschaftlichen Forschungen sind thermische Wirkungen von hochfrequenten Feldern in Studien belegt worden. Hinweise, dass neben einem hochfrequenten Feld im Körper auch weitere Effekte (athermische Effekte) ausgelöst werden könnten, sind bislang nicht gefunden worden. In diesem Zusammenhang wurde u.a. der Frage nachgegangen, ob die hochfrequenten Felder auf das zentrale Nervensystem wirken, indem z.B. die kognitiven Fähigkeiten oder Hirnströme und Schlafparameter verändert werden. Unabhängige Sachverständigengremien auf nationaler und internationaler Ebene haben die Ergebnisse der Studien bewertet. Das Resultat: Es gibt bis heute keinen wissenschaftlich fundierten Beleg, dass sich die elektromagnetischen Felder des Mobilfunks bei Einhaltung der empfohlenen Grenzwerte nachteilig auf die Gesundheit auswirken können.

Funkwellenübertragung

Für jeden Standort einer Funkanlage des Digitalfunk BOS wird eine Standortbescheinigung bei der Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahn (Bundesnetzagentur) beantragt.

Im Digitalfunk BOS erfolgt die Übertragung der Informationen zwischen Endgerät und Basisstation mit Hilfe von Funkwellen niedriger Sendeleistung (elektromagnetische Funkwellen).

Wie Lichtwellen breiten sich auch Funkwellen geradlinig aus. Hindernisse (Abschattungen), wie etwa Häuser und Bäume, oder geografische Gegebenheiten, wie Berge und Senken, beeinflussen die elektromagnetischen Funkwellen – es kommt zu Ausbreitungseffekten wie Beugung und Reflexion (Umleitung).

Generell gilt: Je weiter die Entfernung zur Quelle, das heißt zur Basisstation, desto niedriger die Intensität (Leistungsflussdichte) des Signals. In doppelter Entfernung ist nur noch maximal ein Viertel der Ausgangs-Sendeleistung vorhanden, in zehnfacher Entfernung nur noch maximal ein Hundertstel. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass Basisstationen auch dort errichtet werden, wo die Hilfe von Feuerwehr, Rettungsdiensten und Polizei überwiegend benötigt wird: innerhalb von Ortschaften.

Funkwellen weisen folgende Eigenschaften auf:

  • sie sind unsichtbar,
  • sie können leicht gemessen werden,
  • ihre Intensität (Leistungsdichte) nimmt quadratisch zur Entfernung vom Sender rasch ab, d.h. in doppelter Entfernung ist nur noch ein Viertel der Ausgangssendeleistung vorhanden, in zehnfacher Entfernung nur noch ein Hundertstel usw.,
  • ihre Intensität (Leistungsdichte) wird durch Hindernisse wie Häuser oder Bäume gedämpft,
  • sie können gerichtet gesendet werden, ähnlich der Lichtbündelung einer Taschenlampe.

Sendeleistung im Digitalfunk BOS

Eine Basisstation ist eine ortsfeste Einrichtung, die unmittelbar per Richtfunk bzw. über ein Übertragungsnetz an eine Vermittlungsstelle angebunden ist.

Sendeleistung von Basisstationen

Jede Basisstation setzt sich aus einer Antennenanlage und einem Technikcontainer (Funkausrüstung) zusammen. Die Sendeleistungen der Basisstationen des BOS-Digitalfunknetzes werden so gewählt, dass die Übertragung zwischen Basisstation und Endgerät (Abwärtsstrecke) genauso funktionsfähig ist wie die zwischen Endgerät und Basisstation (Aufwärtsstrecke).

Die Sendeleistungen der Basisstationen im Digitalfunk BOS können maximal bis zu 46,5 dBm (Dezibel bezogen auf 1 mW, dies entspricht 45 W) aufweisen. Bei der häufigsten Antennenkonfiguration im BOS-Digitalfunknetz beträgt die Sendeleistung der Basisstation 42 dBm (etwa 16 W).

Sendeleistung von mobilen Endgeräten

Mobile BOS-Endgeräte sind im Digitalfunk BOS insbesondere Handsprechfunkgeräte oder in Fahrzeuge eingebaute Funkgeräte. Aufgrund der netzrelevanten Leistungsvorgaben des BOS-Digitalfunknetzes sind auch die BOS-Endgeräte im normalen alltäglichen Sendebetrieb – in der sogenannten Trunked Mode Operation (TMO-Betrieb) – auf 1 Watt Sendeleistung begrenzt. Lediglich in der direkten Sprechverbindung von Endgerät zu Endgerät ohne Nutzung des BOS-Digitalfunknetzes, der sogenannten Direct Mode Operation (DMO-Betrieb), kann die Sendeleistung von TETRA-Endgeräten bis circa 1,8 Watt bzw. bei Fahrzeugfunkgeräten bis circa 3 Watt betragen. Typisch ist der TMO-Betrieb mit einer Sendeleistung von 1 Watt.

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