Technik und Archiv

Diese Website beschreibt den technischen Aufbau des Amateurfunkrelais DB0LM. Aufgrund des erst kürzlich durchgeführten Standortwechsels sind noch nicht Informationen online verfügbar, dies wird sich aber spätestens mit dem Abschluss des Testbetriebes dann ändern.

REPEATER- KONFIGURATION

Bezeichnung Bauteil
Relais Hytera RD985 Repeater
Antenne Kathrein K 75 16 2 11
Duplexer/Filter Hubert+Suhner 12 Kammer Duplexer

sowie ein Combiner zur Integration von 2 Relais an einer Antenne

weiterhin Tiefpass-Filter für das 70cm Band zur Unterdrückung von unerwünschten Aussendungen

Internetübergang FritzBox AVM 6840 LTE mit Aussen-Antenne
IT-Equipment diverses IT-Equipment zur kompletten  Remote- Konfiguration
 des Repeaters incl. Echtzeit Monitoring für alle Betriebs-
zustände und Feldstärken
Schrank 19″ Schrank mit beiden Relais (DB0LM und DB0BN)
Blitzschutzsicherung Blitzschutz- Sicherung am Antennenmast
Website zum Brandmeister Netzwerk Brandmeister Dashboard
Last Heard bei DB0LM Last Heard Liste mit vordefiniertem Filter
Brandmeister Dokumentationen Brandmeister Wiki

Brandmeister Benutzerhandbuch

DMR Basiswissen und Grundlagen


ARCHIV: – Aufbau des Relais DB0LM in 2014 (Standort Mensfelder Kopf) 

Phase 1: Sondierungsphase / Standortanalyse

Das Projekt DB0LM wurde in Q2/2014 begonnen und beinhaltete primär die Suche nach einem geeigneten Standort für das neue Amateurfunk Relais. Als mögliche Standorte kamen in Betracht: Mensfelder Kopf, ICE Gebiet Limburg, Krankenhaus Limburg, Gebiet um Ahlbach.

Die ersten Messungen haben ergeben, dass der wohl sinnvollste Standort der Mensfelder Kopf ist. Der Mensfelder Kopf befindet sich im Locator JO40BI und ist einer der höchsten Erhebungen im Kreis Limburg-Weilburg. Der Vorteil des Mensfelder Kopfes ist seine relativ freie Lage; damit verbunden seine gute Eignung als Standort für ein 70cm Relais. Nachteil des Mensfelder Kopfes ist ein direkt an das künftige Relais angrenzendes Waldgebiet – welches die Ausbreitungsbedingungen in Richtung Süden deutlich abschwächen wird. Nachdem der Landkreis sich aber eher in Richtung Norden bzw. Nord-Osten ausdehnt hat das bei der Auswahl dieses Standortes keine weitere Bedeutung gespielt.

Ein weiterer Aspekt bei Phase 1 war die Einholung diverser Genehmigungen, die für die Betreibung eines Relais auf dem Mensfelder Kopf erforderlich sind.

Phase 2: Einholung einer „Betriebserlaubnis“ und „Frequenz-Zuteilung“ durch die
Bundesnetzagentur

Bei der Bundesnetzagentur wurde Anfang September 2014 die Zuteilung des Rufzeichens DB0LM für den Standort Mensfelder Kopf beantragt. Die Zuteilung des Rufzeichens mit Standort Mensfelder Kopf wurde erteilt.

Die Betriebsfrequenz lautet : 438.400 Mhz; Shift -7.6 Mhz, Color Code: 1.

Phase 3: Beschaffung des notwendigen Equipment

In Phase 3 war die notwendige Hardware für das Relais beschafft worden. Hierzu gehörte unter anderem der Hytera Repeater und das notwendige Spezial-Equipment zur Montage des Schrankes.

Es war lange Zeit nicht klar, ob hier ein Hytera Repeater oder ein Motorola Repeater zum Einsatz kommen soll – es gab viele Argumente für das eine aber auch das andere Netz. Hauptgrund für Hytera war, dass mit DF0MOT ein DMR Relais im Motorola Netz auf dem Feldberg zur Verfügung steht; welches bereits ein sehr großes Gebiet im Landkreis abdeckt. Die Überschneidungen mit dem Feldberg wären recht groß gewesen, so dass eine Motorola-Implementierung aus Sicht der Zeitschlitzökonomie nicht sinnvoll gewesen wäre.

Das Hytera Netz war hingegen nur bis Wetzlar/ Koblenz ausgebaut und faktisch nicht nutzbar im Bereich Limburg-Weilburg. Da zudem das Hytera Netz einen deutlich experimentellen Charakter hat (siehe auch die weiteren Sites) war die Entscheidung klar – es sollte Hytera werden. Damit stehen im Raum Limburg nun 4 nutzbare Zeitschlitze zur Verfügung; 2 über DF0MOT und 2 über DB0LM.

Phase 4: Implementierung

Nach der Beschaffung des Equipment war dieses zu montieren und für die Inbetriebnahme vor Ort vorzubereiten. Hier ging es um weit mehr, als nur das Einschalten eines Repeaters – vielmehr waren bei der Montage des Equipment viele Rahmenparameter einzuhalten. Hierbei sind viele Besonderheiten ans Licht gekommen, die so nicht berücksichtigt waren.

Zum einen wird die IP Anbindung des Repeaters über einen DMR Master realisiert. Der DMR Master ist eine zentrale Steuerungssoftware von Hytera Repeatern, die von Funkamateuren für Funkamateure entwickelt wird. Bei den Datenpaketen, die zwischen DMR Relais und Master übertragen werden handelt es sich um kleine UDP Datagramme auf High-Ports. Es gibt im Gegensatz zu klassischen VoIP Systemen hier keinen Steuerung über das verbindungsorientierte TCP, so dass kurzfristige IP Adressänderungen durch Zwangstrennungen, Störungen oder ähnlichen zu teils seltsamen Verhalten des Repeaters geführt haben. Weiterhin ist die Implementierung der IP Schnittstelle auf dem Repeater noch recht spärlich, so besteht z.B. keine Möglichkeit des statischen Routings. Alleine diese beiden Fakten haben ca. 2 Wochen an Aufwand erfordert um hier eine möglichst stabile Lösung zu schaffen. Hier ist am deutlichsten aufgefallen, dass die DMR Systeme für den Betriebsfunk vorgesehen sind – die Art der Vernetzung die im Amateurfunk umgesetzt wurde ist die komplexeste Vernetzung von Hytera DMR Repeatern weltweit.

Interessant war auch die Frage nach der benötigten Bandbreite für Hytera Repeater. Es wurden hier sehr aufwändige Messungen betrieben, die zum Ziel hatten die Maximal Bandbreiten zu ermitteln.Hierbei sind erstaunliche Messwerte identifiziert worden, die zeigen wie schmalbandig der DMR Betrieb – selbst unter Höchstlast tatsächlich ist.

Bandbreite-HYTRD-985-1

Nachdem hier eine Lösung für die Thematik der kleinen UDP Datagramme ohne TCP Steuerungsverbindung geschaffen wurde, stellte sich die Frage nach Monitoring. Nachdem das Relais an einem entfernten Standort betrieben wird und dennoch alle „Vital-Funktionen“ des Relais überwacht werden müssen, ist hier ebenfalls viel Zeit in eine Lösungsfindung geflossen. Heute sind wir in der Lage 30 verschiedene Zustands-Parameter des Repeaters bzw. des gesamten HF-Equipment über SNMP in Real-Time abzufragen. Sobald sich Zustände wie z.B. zu hohes SWR, Temperaturanstieg, Lüfterausfall, Stromausfall ect. ereignen, werden automatische Prozesse und eine zentrale Benachrichtigung gestartet.

Diese Zustandsabfragen sind unabhängig von Strom, Internet-Provider und einzelnen Relais-Komponenten. Bei einem Totalausfall des Systems werden zudem Alarmierungen mit hoher Priorität an mehrere Personen gesendet, so dass im Notfall schnell reagiert werden kann. Neben dem Monitoring besteht auch die Möglichkeit jede einzelne Komponente des Relais Remote an- und abzuschalten bzw. neuzustarten. Mit dieser Lösung im Monitoring und der Remote Steuerung wird nicht nur den Anforderungen der Bundesnetzagentur an Relaisbetreiber nachgekommen; diese Anforderungen werden sogar deutlich übererfüllt. Mit den implementierten Maßnahmen sind theoretisch Reaktionen auf Zustandsänderungen innerhalb von wenigen Minuten ermöglicht. Hiermit wird ein sehr hoher Standard gesetzt um Schäden jeglicher Art vom Repeater bzw. der Umgebung fern zu halten.

Beispiel 1: Abfrage der aktuellen Latenz Repeater <- >Monitoring System

Latenz

Bei DMR sind Latenzen > 60ms nachteilig, weil dies zu deutlichen Verzögerungen bei der Übertragungen der digitalen Signale führen könnte. Auf der HF Seite entstehen dadurch dann Probleme wie z.B. keine Möglichkeit in bestehende bundesweite QSO’s „hereinrufen“ zu können. Diese Probleme treten insbesonders dann auf, wenn 2 QSO Partner über einen Repeater lokal sprechen und ein Dritter versucht über einen anderen Repeater und DMR Master am Gespräch teilzunehmen. Je länger die Laufzeiten sind, desto länger müssen die Sprechpausen auf der Gegenseite sein. Von daher gilt: Je geringer die Latenz, desto geringere Probleme in der Gesamtvernetzung.

Beispiel 2: Abfrage der aktuellen HF-Feldstärke am Repeater

RSSI

Diese Grafik zeigt die derzeitige Auslastung des Relais auf der HF Seite an. Hierbei gilt dass der „blaue-Block“ ein Signal von -200db darstellt, dies ist die Rauschgrenze. Signale unterhalb dieser Rausch-Schwelle sind vom Repeater nicht verwertbar. Die einzelnen Zwischen-Signale sind HF-Signalmessungen auf 430.800 Mhz mit entsprechenden Angaben in db. Mit Hilfe dieser Grafik kann ermittelt werden, wie effektiv die RX Seite beim Repeater arbeitet und welche durchschnittliche Feldstärke hier anliegt. Störungen lassen sich auf diesem Wege ebenfalls sehr leicht identifizieren. Die Feldstärken-Abfrage erfolgt wie auch alle anderen Status-Abfragen alle 30-60 Sekunden über SNMP.

Beispiel 3: Ermittlung der aktuellen Sende- und Empfangsfrequenz

Sende-Frequenz

Empfangsfrequenz

Diese beiden Messungen sind besonders nützlich, um Fehlverhalten beim Repeater zu identifizieren. Alle Werte, die von den von der Bundesnetzagentur zugewiesenen Frequenzen abweichen werden unverzüglich protokolliert und Alarme werden generiert. So kann hier ebenfalls im Fehlerfall schnell reagiert werden.

Wichtig bei der Art der „Alarmierung“ ist, dass diese nicht nur über E-Mail erfolgt sondern über ein implementiertes 2-Wege Verfahren, welches vollständig unabhängig von E-Mail ist. Damit wird der entsprechende Alarm auf jeden Fall zugestellt, egal in welchem Zustand sich die Internetverbindung gerade befindet.

Phase 5: Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme hat sich insgesamt in 3 Termine aufgeteilt. Am ersten Termin wurde die Antenne – eine omnibidirektionale Vertikalantenne – montiert und Kabel verlegt. Weiterhin wurden notwendige Arbeiten zur Sicherung des Blitzschutzes vorgenommen.

Beim 2. Termin wurde eine neue Stromverbindung für das Relais eingerichtet. Ziel war es, eine genaue Abrechnung des Stromverbrauches zu ermöglichen. Hierfür wurde ein geeichter Stromzähler beschafft und ordnungsgemäß verbaut.

Am 3. Termin wurde der vollständig montierte Relais-Schrank fertig eingerichtet und am Standort in Betrieb genommen. Nach einem kurzen Test ist das Relais in den Produktivbetrieb übergegangen.

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