Einrichtung eines FRN-Gateways

Zunächst sollte man sich überlegen, in welchem Frequenzbereich das Gateway arbeiten soll. 

Hier kommen für den unlizenzierten Betreiber 4 Frequenzbereiche in Betracht:

Jeder Frequenzbereich hat seine eigenen Vor- und Nachteile und Ausbreitungsbedingungen.

CB-Funk (11m) liegt im Kurzwellenbereich von 26,5 bis 27,4 MHz. 7 Kanäle (11,29,34,39,61,71,80) sind hier für den Gatewaybetrieb zugelassen. Beim CB-Funk sind Dachantennen erlaubt. Zusammen mit der Ausgangsleistung von 4 W und dem Antennengewinn einer 5/8-Stationsantenne lässt sich eine äquivalente isotrope Strahlungsleistung von über 10 W erzielen. Die Ausbreitung der Bodenwelle lässt somit eine Reichweite von über 100 km erzielen. Jedoch wird die praktisch nutzbare Reichweite stark von dem QRM bestimmt, da die Rauschsperre den einzig limitierende Faktor darstellt, CTCSS hat sich bislang bei CB-Funk noch nicht durchgesetzt. FM-Select oder ASC kann aber eine nützliche Funktion darstellen.
Bei unbemannten CB-Stationen ist ein Antrag auf Zuteilung einer Kennung bei der BnetzA zu stellen.

Freenet (2m) liegt im VHF-Bereich und umfasst 6 Kanäle zwischen 149,0250 bis 149,1125 MHz. Außenantennen sind zwar nun zugelassen, aber die äquivalente Strahlungsleistung darf 500 mW nicht übersteigen. Mit der eingebauten Gummiwendelantenne lässt sich nur die maximal zulässige Strahlungsleistung von 0,5 W erzielen. Die Ausbreitung im VHF-Bereich erfolgt quasioptisch, so dass der optimierende Faktor lediglich die Höhe über Grund ist. Somit lassen sich Entfernungen bis 20 km überbrücken. Die verfügbaren Freenet-Geräte sind teuer (ab ca. 100 Euro).

LPD/SDR (70cm) im UHF-Bereich im ISM-Band von 433,075 bis 434,775 MHz. Mit der fest eingebauten Antenne lässt sich nur eine Strahlungsleistung von 0,01 W (10 mW) erzielen. Die Ausbreitung im UHF-Bereich erfolgt ebenfalls quasioptisch, so dass der optimierende Faktor die Höhe über Grund ist. In dem Frequenzbereich stehen 69 Kanäle zur Verfügung, von denen aber einige durch Fernsteuerungen, Thermometern, Kopfhörern, Babyphonen, etc. belegt sind. Daher ist eine sorgfältige Auswahl der Frequenz nötig. Die Zulassung für die LPD-Geräte läuft aus.

PMR (70cm) liegt im UHF-Bereich und umfasst 8 Kanäle von 446,0625 bis 446,9375 MHz. Mit der fest eingebauten Antenne lässt sich eine Strahlungsleistung von 0,5 W erzielen. Die Ausbreitung im UHF-Bereich erfolgt wie bei LPD quasioptisch, so dass der optimierende Faktor die Höhe über Grund ist. In dem Frequenzbereich stehen 8 Kanäle zur Verfügung, die keinen anderen Funknutzern zugewiesen sind. Die Frequenz ist um 6,25 kHz gegenüber den üblichen Kanalraster (z.B. Amateurfunk) verschoben, so dass dieser Bereich exklusiv den PMR-Geräten vorbehalten bleibt. Die PMR-Geräte gibt es äußerst günstig, so dass man guten Gewissens ein Gerät auch außen am Masten im geschützten Gehäuse anbringen kann, was die Reichweite enorm verbessert.

Reichweitenvergleich CB-, PMR- und Freenet-Gateway

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Vor- und Nachteile gegenübergestellt:

  CB Freenet LPD/SDR PMR
Vorteile: + externe Antenne
+ große Reichweite
+ alte Geräte nutzbar
+ robuste Technik
+ gute Reichweite
+ viele Kanäle (69)
+ 25 kHz-Raster
+ CTCSS
+ sehr günstig
+ große Auswahl
+ CTCSS
Nachteile: - meist kein CTCSS
- QRM anfällig
- feste Antenne oder
   Antenne ohne Gewinn

-
teuer
- viele Nutzer (ISM)
- kleine Reichweite
- feste Antenne
- feste Antenne oder
   feste ext. Antenne

 


Aufbau und Anschluss des Interface:

Um ein Gateway betreiben zu können, ist ein Interface erforderlich. Das Interface verbindet die beiden Geräte PC und Funkgerät miteinander. Dabei wird das hohe NF-Signal des Funkgeräts auf den empfindlichen Eingang der Soundkarte gelegt und umgekehrt das hohe Ausgangssignal der Soundkarte an den empfindlichen Mikrofoneingang des Funkgeräts. Diese Verbindung darf keinesfalls direkt erfolgen, sondern nur über einen Spannungsteiler durch Widerstände.

Dies lässt sich am einfachsten mit zwei 10 kOhm Potis (s. u.) und eine PTT-Steuerung über Transistorschaltung (s. rechts) realisieren.

Eine fertige Schaltung findet man beim COM-Port-Keyer (Abb. s. u.) von DF3OJ. Hier sind auch noch Koppelkondensatoren zur Gleichstromtrennung eingefügt. Diese Platine lässt sich fertig aufgebaut bestellen. Sie genügt den einfachen Anforderungen an ein Gateway und ist auch recht günstig.

 

Besser ist natürlich, wenn man noch NF-Übertrager einsetzt, die die beiden Geräte voneinander galvanisch trennen und Kondensatoren, die als Bandpass dienen.

Die PTT-Steuerung kann auch über ein Reed-Relais oder einen Optokoppler realisiert werden. Diese Schaltung kann man auch noch auf einer einfachen Lochrasterplatine aufbauen. Bauzeit ca. eine Stunde.

Ein Voice-over-IP-Interface (Abb. s. u.) ist beschrieben von DC4FS.

 


Einstellen des Interface:

Zunächst einen freien Raum auf dem Server auswählen. Die Softwareregler Aufnahme  (
s. Abb. rechts) in dem mittleren Bereich stellen und den richtigen Eingang wählen. Den Booster bei Mikrofon ausschalten.

Bei der Lautstärkereglung (s. Abb. unten) ebenfalls den Regler Wave in den mittleren Bereich stellen. Bei allen anderen Reglern das Häkchen bei 'Stumm' setzen.

 

Am Funkgerät den Lautstärkeregler zwischen 30 und 50% des Regelwegs (normale Hörlautstärke) einstellen und die Rauschsperre voll aufdrehen, damit es rauscht (freie Frequenz).

Nun das Poti am Interface (NF-Leitung vom Funkgerät zur Soundkarte) so einstellen, dass der linke Balken nicht ganz maximal ausschlägt (s. Abb. rechts). Falls das nicht gelingt, mit dem Lautstärkeregler am Funkgerät etwas nachregeln, jedoch nicht unter 30 % der Regelwegs (ein Drittel vom Linksanschlag nach rechts) gehen.
Der Balken darf nicht ständig auf Maximum stehen!

Jetzt ist das Gateway so eingestellt, dass selbst sehr laute Signale wie das Rauschen nicht übersteuern. Der Feinabgleich kann nun mit dem Softwareregler in FRN erfolgen. Die Automatische Pegeleinstellung ist nun einzuschalten (Haken setzen).  Die Automatische Pegeleinstellung kann noch zu einer leichten Anpassung der Pegeleinstellung führen, das ist normal.

 

Danach einen belegten Raum wählen (z.B. GERMAN) und das Ausgangssignal (NF-Leitung von der Soundkarte zum Funkgerät) per Poti am Interface so einstellen, dass über einen Empfänger das ausgesandte Signal in ausreichender Lautstärke und unverzerrt abgestrahlt wird. Diese Einstellung ist unproblematischer, da man das Ergebnis ja immer selbst hört. Evtl. kann man mit dem Softwareregler WAVE (s. Abb. oben) noch ein bisschen korrigieren.

 

Nun ist die VOX einzurichten, nämlich die Ansprechschwelle (VOX-Pegel ein) und die Abschaltschwelle (VOX-Pegel aus).
Zunächst ist ein freier Raum zu suchen und beide VOX-Pegel ganz nach unten zu stellen, so dass die Empfindlichkeit möglichst groß ist. Bei geschlossener Rauschsperre sollte das Funkgerät noch nicht in das Internet senden (Statusbalken = QRV). Sollte es doch passieren, so ist die Rauschsperre nicht dicht. Dann ist der linke Regler ganz leicht nach oben zu schieben, bis der Statusbalken von TX (rot) nach QRV (orange) umschlägt.

Danach ist die Rauschsperre des Funkgeräts kurz zu öffnen, der Statusbalken muss auf TX (rot) gehen, und wieder zu schließen. Nun gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Geht der Statusbalken wieder auf QRV (orange), ist alles ok, der rechte Regler kann auf Null bleiben.
  • Bleibt der Statusbalken auf TX (rot), so ist nun der rechte Regler langsam nach oben zu schieben, bis der Statusbalken auf QRV (orange) zurück geht. Diese Einstellung so belassen.

Zum Testen nun die Rauschsperre mehrmals öffnen und schließen. Die Umschaltung von TX auf QRV sollte nun immer erfolgen, sonst ist der rechte VOX-Regler noch ein wenig zu erhöhen.

 

Zum Schluss sind noch die Verzögerungszeiten einzustellen. Diese hängen sehr stark vom verwendeten Funkgerät ab. Grundsätzlich sollten die Verzögerungszeiten möglichst klein, wenn nicht gar Null sein. Das lässt sich aber nicht bei jedem Funkgerät realisieren.

NEU: Die ' Störungs-Ausblend-Zeit ' ist die Zeit in ms, die das Gateway nach Öffnen der Rauschsperre wartet, bis es ins Internet sendet. Es dient zur Unterdrückung von kurzen Störungen, die nur kurzzeitig die Rauschsperre öffnen. 100 bis 500 ms sind bei Funkgeräten ohne CTCSS angemessen. Für Geräte mit eingeschaltetem CTCSS oder DCS ist dieser Wert auf 000 ms zu setzen.

Die 'COM/VOX-Verzögerung' gibt die Zeit in ms an, die nach dem letzten Laut (Zufallen der Rauschsperre) gewartet wird, bis die VOX abschaltet und die Sendung ins Internet stoppt. Ein Wert von 1000 bedeutet 1 Sekunde. Anzustreben ist ein Wert um 250 ms. Bei rauschfreien Signalen am Gateway kann es aber zum zwischenzeitlichen Abfall der VOX kommen. Daher ist ein niedriger VOX-Pegel einzustellen (s.o.), so dass die geöffnete Rauschsperre bereits die VOX offen hält. Hier gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Ein unmoduliertes Signal hält die VOX offen, der Status bleibt auf TX (rot). Wert = 250 ms
  • Bei einem unmoduliertem Signal fällt die VOX ab, der Status geht auf QRV (orange) trotz niedrig eingestelltem VOX-Pegel (s.o.). Wert = 1000 ms

Die ' Squelch-Verzögerung ' gibt die Zeit in ms an, welche die Software wartet das Audio-Signal zum Internet zu übertragen. Beim Schließen des Squelch kommt ein kurzes Signal vom Lautsprecherausgang. Dieses kann das Prellen des Systems verursachen und die VOX wieder aktivieren.
Zur Einstellung in den Testraum gehen und den Wert auf Null setzen. Über HF das Gateway besprechen und den Papageien anhören. Hier gibt es wieder zwei Möglichkeiten:

  • Das Gateway bleibt auf Empfang, die Statuszeile bleibt bei QRV (orange). Wert so stehen lassen.
  • Das Gateway geht kurz auf Sendung, die Statuszeile wechselt auf TX (rot). Wert um 100 erhöhen und wiederholen.

Die ' Quittungs-Verzögerung '  ist die Zeit in den Millisekunden zwischen dem Ende eines Durchgangs und der lokalen Aussendung des Quittungstons. Diese Zeit ist so kurz wie möglich zu wählen, aber lang genug, um den Squelch der Funkgeräte zu öffnen, die über das Gateway arbeiten.
Zunächst ist der Wert auf Null zu stellen. Hier gibt es wieder zwei Möglichkeiten:

  • Der Quittungston ist auf dem Funkwege deutlich zu hören. Wert so stehen lassen.
  • Der Quittungston ist nicht zu hören oder wird abgeschnitten. Wert um 100 erhöhen und wiederholen.

Sollte sich im laufenden Betrieb herausstellen, dass Änderungen nötig sind, so sind die Änderungen immer kleinschrittig vorzunehmen, d.h. Erhöhung oder Erniedrigung der Werte um ca. 100.

 


Einstellen des CB-Gateway-Funkgeräts:

Da CB-Funkgeräte in der Regel noch kein CTCSS besitzen, ist es wichtig, dass die Rauschsperre entsprechend hoch eingestellt wird, dass ein erhöhter Rauschpegel oder kleinere Störungen nicht sofort die Rauschsperre öffnen. Wenn ASC (Automatic Squelch Control) oder FM-Selekt vorhanden ist, dann sollte es eingesetzt werden. Es vermindert zumindest die Störwahrscheinlichkeit bei Fremdmodulation (SSB, AM).

Die Rauschsperre muss natürlich immer den entsprechenden Gegebenheiten angepasst werden. Bei Bandöffnungen oder atmosphärischen Störungen ist die Rauschsperre entsprechend hoch einzustellen.

Falls ein Modulationsregler oder Schalter verfügbar ist auf dunklere Modulation stellen. Zu helle Modulation wird bei Voice-over-IP leicht zum "Knirschen", die Verständlichkeit sinkt.

 


Betriebstechnik:

Internetteilnehmer sollten mindestens 3 (
Sendetaste grün), HF-User 2 Sekunde Pause nach jedem Durchgang lassen, bevor sie antworten.
Das Mikrofon sollte gezielt mit Nennung des Namens weitergereicht werden, um Dopplungen zu vermeiden.

Um sich in ein bestehendes Gespräch hinein zu melden, gleich nach dem Sendungsende kurz das eigene Rufzeichen oder den Namen nennen und warten, bis man angesprochen wird. So vermeidet man die Unterbrechung des Gesprächs und die Gesprächsteilnehmer wissen gleich, wer sich in die Runde hineinmeldet.

Verstärkermikrofone sind über das Gateway nicht oder nur zurückgeregelt (Verstärkung 1) zu benutzen. Das Nutzsignal wird sonst zu stark komprimiert, die Dynamik leidet darunter. Am besten ist ein von 0 bis 100 % Pegel erzeugtes Signal (100% Dynamik). Verstärkermikrofone liefern meist einen Pegel von 70 bis 100 %, da auch Nebengeräusche mitverstärkt werden, also nur 30 % Dynamik. In SSB evtl. von Vorteil, da hierüber auch die Ausgangsleistung steigt, in FM aber nicht von Vorteil. Ein Originalmikrofon liefert ein besseres Ergebnis und klarere Verständlichkeit.

 

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