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Ausbreitungsprobleme


 

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Ausbreitungsprobleme

Die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen bei der Richtfunkübertragung unterliegt sehr komplexen physikalischen Gesetzen. Diese auch nur annähernd vollständig abzuhandeln würde den Rahmen dieser Seite völlig sprengen — zumal alle Erscheinungen und Bedingung nicht nur stark von der genutzten Frequenz und Streckenlänge, sondern auch von Modulationsart und Übertragungskapazität abhängig sind. Hinzu kommt, dass alle Faktoren in enger Wechselbeziehung zueinander stehen. Deshalb hier der Versuch, nur die wichtigsten Probleme anzureißen.

Zwischen zwei Richtfunkstellen ist quasioptische Sicht zwingend notwendig. Über die optische Sichtlinie hinaus muss auch die erste Fresnelzone frei von jeglichen Hindernissen sein. Im Nahfeld einer Antenne gelten besondere Gesetzmäßigkeiten. Sichtblenden aus Kunststoff oder Glasscheiben verursachen bereits zusätzliche Dämpfungen und beeinflussen die Richtcharakteristik der Antennen. Bei längeren Strecken muss man außerdem die Erdkrümmung und die Beugung des „Richtfunkstrahls“ in der Atmosphäre unter deren tages- und jahreszeitlichen Schwankungen berücksichtigen. In der Praxis fertigt man Streckenschnitte an, die das Profil einer Richtfunkverbindung zweidimensional darstellen und dem erfahrenen Richtfunkplaner die Beurteilung des Funkfeldes ermöglicht.

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Streckenschnitt, erstellt mit einem Softwaretool von Aircom International

Entscheidenden Einfluss auf die Richtfunkausbreitung haben meteorologische Erscheinungen in enger Wechselwirkung mit den topografischen Verhältnissen im Funkfeld. Im Weitverkehrsrichtfunk bestimmen verschiedene, zeitweilig auftretende Schwunderscheinungen (Fading) und Brechung sowie mögliche Reflexionen die Qualität der Richtfunkverbindung entscheidend. Dagegen wird im Kurzstreckenrichtfunk die Ausbreitung in erster Linie durch Starkregen beeinträchtigt. Die Übergänge zwischen diesen beiden Schwerpunkten sind allerdings fließend und sehr komplex. Die tatsächlich erreichbare Qualität einer Richtfunkverbindung kann deshalb nur durch einen erfahrenen Spezialisten vor Ort umfassend analysiert und zuverlässig vorausberechnet werden.

In der Praxis ist eine ausbreitungsbedingte Nichtverfügbarkeit einzelner Richtfunkverbindungen zwischen 0,1 und 0,001 % (statistisch auf ein Jahr) erreichbar. Allerdings steigt der erforderliche Aufwand — vor allem bei Antennen — drastisch an, wenn man eine besonders hohe Verfügbarkeit benötigt. Im Weitverkehrsrichtfunk können sogar zwei räumlich getrennt montierte Antennen je Standort erforderlich werden (Raumdiversity).

Die Berechnung der erreichbaren Verfügbarkeit einer Richtfunkverbindung basiert auf statistischen Methoden und berücksichtigt jahrzehntelange Beobachtungen und Messungen. Inzwischen gibt es Softwarelösungen verschiedener Anbieter (z.B. Teoco (bis 2013 Aircom International), ATDI, Comsearch, LS telcom, Pathloss/CTE) die es dem Richtfunkplaner ermöglichen, eine Richtfunkstrecke schnell und effektiv zu berechnen und zu konfigurieren. Alle basieren auf einheitlichen Richtlinien der International Telecommunication Union (ITU).

An dieser Stelle muss nochmals hervorgehoben werden, dass auch die besten Software-Tools — selbst wenn sie mit noch so umfangreichen topografischen Daten hinterlegt sind — die visuelle Untersuchung und Bewertung durch einen erfahrenen Richtfunkplaner nicht ersetzen können! Dies gilt ganz besonders bei größeren Streckenlängen, in dicht bebauten Gebieten und unter besonderen topografischen Bedingungen (z.B. über Wasserflächen oder im Flachland).






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