Fernbedienungen kommen immer dann zum Einsatz, wenn sich eine Funkbasisstation nicht am Arbeitsplatz oder Büro befindet, von dem aus die Kommunikation erfolgt. Beispielsweise kann eine Taxizentrale zwar ein Büro in der Innenstadt haben, ihre Basisstation aber auf einem abgelegenen Berggipfel. Eine Tonfernbedienung , auch bekannt als EIA-Tonfernbedienung , ist ein Signalsystem zur Steuerung einer Funkbasisstation per Fernzugriff. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Eine Fernbedienung kann ein eigenständiges Tischgerät in einem Telefongehäuse sein, mit einem Lautsprecher anstelle der Wählscheibe. Sie kann wie eine Tischbasisstation aussehen. Oder sie kann integraler Bestandteil eines computergestützten Konsolensystems mit Touchscreens in einer Leitstelle sein.
Geschichte
Die ersten Zwei-Wege-Funkfernbedienungen verwendeten einen Kabelbaum mit Lautsprecher, Mikrofon und Bedienelementen für Optionen wie Kanalauswahl oder CTCSS- Schalter. Dadurch war die Reichweite der Basisstation auf wenige Dutzend bis Hunderte von Metern vom Arbeitsplatz des Benutzers beschränkt. Frühe Systeme verfügten oft über Lautstärkeanzeigen, Uhren und Tasten für die Wählkonsole. [ 4 ]
In den 1960er Jahren nutzten Zweiwege-Funkfernbedienungskonsolen Gleichstromschleifen . Die Benutzer verlegten herkömmliche Telefonleitungen von den Fernbedienungskonsolen zum Chassis der Funkbasisstation. [ 5 ] In manchen Fällen befand sich die Basisstation am selben Standort wie die Fernbedienungskonsole. In anderen Fällen war die Basisstation an einem entfernten Standort untergebracht. Für entfernte Standorte wurde ein leitungsgebundenes Telefonaderpaar, eine sogenannte Gleichstromschleife (DC-Loop) , eine Standleitung oder ein RTO-Anschluss (Radio Telephone Operation) von der Telefongesellschaft angemietet. Ältere Einbruchmeldeanlagen verwendeten dieselbe Art von Gleichstromverkabelung vom Anschlussort des Teilnehmers zur Alarmzentrale.
Mit der zunehmenden Verbreitung von Zweikanal -Verstärkungselektronik und Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenfunkverbindungen im öffentlichen Telefonnetz führten Telefongesellschaften Tarife ein, um ihre bisherige Verpflichtung zur Bereitstellung von gemieteten Leitungen mit Gleichstromkontinuität aufzuheben. Befand sich die Basisstation am anderen Ende der Stadt in einem Gebiet, das von einer anderen Vermittlungsstelle versorgt wurde , standen zur Erreichung der entfernten Vermittlungsstelle unter Umständen nur ein einzelner Sprachkanal in einer D-4-Kanalbank auf einer DS-1-Leitung oder ein einzelner Mikrowellen-Basisbandkanal zur Verfügung. Mit der weitverbreiteten Nutzung von Telefonträger- oder Multiplexgeräten wurden Tonfernbedienungen notwendig . Diese benötigen lediglich einen Sprachsignalweg mit annähernd linearer Entzerrung im Frequenzbereich von 300 bis 3.000 Hz . Für die Fernsteuerung konnte eine Leitung verwendet werden, die Audiosignale in beide Richtungen übertragen konnte.
Verwendetes Tonformat
Tonfernbedienungen senden Befehle an eine Basisstation mittels Funktionstönen , einer Abfolge von zwei Tönen. Der erste Ton hat eine Frequenz von 2175 Hz und dauert 100–300 Millisekunden. [ 6 ] Der häufigste zweite Ton beträgt 1950 Hz. Die am häufigsten verwendete Tonfolge bei Tonfernbedienungen ist der Sendebefehl für Kanal 1. Dieser besteht standardmäßig aus einem hohen Ton von 2175 Hz, gefolgt von einem niedrigeren Ton von 1950 Hz. Anschließend folgt ein kontinuierlicher, niedriger Ton von 2175 Hz. Die Sprachübertragung wird über diesen Ton gemultiplext. Solange der 2175-Hz-Ton anliegt, bleibt der Sender aktiv. Ein Notch-Filter entfernt den niedrigen 2175-Hz-Ton aus dem eigentlichen Sendesignal. General Electric Mobile Radio nannte den hohen Ton „Secur-it-Ton“ und den niedrigen Ton „Halteton“. In der Branche wird der kontinuierliche, niedrige Ton oft als „ Schutzton“ bezeichnet . Der leise Ton ist gleichzeitig mit der übertragenen Stimme vorhanden.
Erhalten
Manche Funktionstöne werden ohne den anhaltenden, leisen Ton gesendet. Dabei handelt es sich um Befehle, die einen Zustand der Basisstation ändern. Ein Beispiel ist das Abschalten des CTCSS- Decoders des Empfängers (die Monitorfunktion ).
Empfangsbefehle verwenden ausschließlich einen Funktionston. Sie können beispielsweise Folgendes beinhalten:
- CTCSS-Dekodierung oder -Überwachung deaktivieren
- Schalten Sie die Basisstation auf Kanal 2.
- Rauschsperre- Schwelle eng/locker einstellen
- Repeater-Aufbau/Abbau
- Schalten Sie den zweiten Empfänger in der Basisstation mit zwei Empfängern ein.
Übertragen
Sendebefehle verwenden einen Funktionston, gefolgt von einem leisen Schutzton, der den Sender eingeschaltet hält. Beispiele hierfür sind:
- Senden, Kanal 1
- Senden, Kanal 2
- Senden, Kanal 3
- Senden, Kanal 4
- Senden mit deaktivierter CTCSS-Codierung (wird zum Senden von Paging-Tönen verwendet)
- Sendestandort 1 [ 7 ]
- Sendestandort 2
- Sendestandort 3
- Sendestandort 4
Die für Fernbedienungen verwendeten Töne werden in Dezibel (dB) angegeben : Beispielsweise kann der zweite Ton einer Sequenz 10 % des Pegels des ersten Tons betragen. Die höchsten Tonpegel sind auf den maximal zulässigen Wert für den DS-1-Kanal oder die Telefonleitung eingestellt. Die Abbildung rechts zeigt die Hüllkurve einer Zweitonsequenz eines Funktionstons.
Wartung
Pegelstände und Angleichung
Die richtige Pegeleinstellung, also die Einstellung der Tonausgangspegel an der Fernbedienung, beeinflusst die Zuverlässigkeit einer Tonfernbedienung. Zu niedrige Pegel können dazu führen, dass der Sender bei Sprachspitzen ausfällt. Das Verhältnis von Sprach- und Signalton sollte ausgewogen sein. Im Idealfall verhindert ein Kerbfilter an der Basisstation, dass der konstante 2175-Hz-Ton ausgesendet wird. Die korrekten Pegel für Tonfernbedienungssysteme sind 0 dBm für den Hauptton, -10 dBm für den Funktionston und -30 dBm für den Schutzton. (Ältere Motorola-Handbücher führten oft zu Verwirrung bei Technikern, da dort Pegel bis zu +14 dBm angegeben waren. Analoge Telefonleitungen, die von Tonfernbedienungssystemen verwendet werden, erlauben normalerweise maximal 0 dBm.) Alle Pegelangaben basieren auf einem 600-Ohm-Abschlusswiderstand am Funkgerät und der erforderlichen Verstärkung nach einem längeren Leitungsweg, um die Pegel wieder auf die oben genannten Werte zu bringen.
Die Pegelregelung variiert je nach System. Um ein zuverlässiges Senden zu gewährleisten, muss unter Umständen der Dauerton, der den Sender aktiviert, so eingestellt werden, dass er im Sendesignal hörbar ist. Manchmal erfordern Entzerrungsprobleme in Telefonleitungen höhere Pegel als bei einer Leitung mit linearem Frequenzgang von 300 bis 3000 Hz. Normalerweise ergibt eine als PLPA oder konditionierter Typ bestellte Telefonleitung einen Frequenzgang von 300 bis 3400 Hz, der alle in einem Tonfunksystem verwendeten Töne problemlos verarbeiten kann. Die in der LMR-Technik übliche Praxis, die Pegel höher als üblich einzustellen, sollte vermieden werden, um spätere Audioprobleme beim Austausch von Geräten zu verhindern.
Audiopegelkompression
Fernbedienungskonsolen nutzen eine Audiopegelkomprimierung in den Sende- und Empfangssignalwegen.
In der Dokumentation der meisten Konsolen wird die Empfangsaudiowiedergabe mit einer Kompression von 30 Dezibel (dB) beschrieben: Bei einer Änderung des Eingangspegels um 30 dB ändert sich die Lautsprecherlautstärke um 3 dB. [ 8 ] Dies ist vorteilhaft, da Anrufer, egal ob flüsternd oder schreiend, idealerweise verständlich sind und dem Konsolenbenutzer mit annähernd gleicher Lautstärke wiedergegeben werden. Dadurch entfällt das ständige Anpassen der Lautstärke an unterschiedliche Stimmen. Außerdem wird dem Konsolenbenutzer ermöglicht, während des Telefonierens keine lauten Geräusche aus dem Lautsprecher der Fernbedienung zu hören. Professionelle Disponenten stellen die Konsolenlautstärke oft auf einen Wert ein, der der wahrgenommenen Telefonlautstärke entspricht. So kann der Disponent seine Aufmerksamkeit während eines Gesprächs zwischen Funkgerät und Telefon hin- und herlenken, ohne die Lautstärke ständig anpassen zu müssen.
Die Audioübertragung wird komprimiert, damit die Feldeinheiten den Benutzer der Basisstation trotz der Umgebungsgeräusche in Autos und im Straßenraum um die Funkgerätebenutzer herum hören können .
Tonkonflikte
Bei der Systementwicklung ist es wichtig, gezielte Ruftöne auszuwählen , die nicht mit den verwendeten Fernbedienungstönen in Konflikt geraten.
Analoge Abstimmungssysteme nutzen üblicherweise entweder 2175 Hz oder 1950 Hz, um anzuzeigen, ob ein Empfänger stummgeschaltet oder im Leerlauf ist. Im Fall von 2175 Hz kann ein Dauerton, der von der Telefonleitung des Empfängers oder vom Ausgang des Abstimmungskomparators ausgeht, dazu führen, dass der Sender einrastet. Die häufigste Ursache hierfür ist Übersprechen in den Telefonkabeln, oft verursacht durch einen zu hohen Audiopegel in der Leitung (sogenannte „Übersteuerung“).
Zwei-Draht- gegenüber Vier-Draht-System
Das einfachste Tonfernsteuerungssystem verwendet eine Zweidraht-Audioleitung zum Betrieb einer Simplex-Basisstation. Für gleichzeitiges Senden und Empfangen ist eine Vierdraht- oder Vollduplex-Audioleitung zur Basisstation erforderlich. Systeme mit Diversity-Kombination (Voting) benötigen ebenfalls Vierdrahtleitungen.
Bei einigen Systemen, in denen die Sendersteuerung zum Einsatz kommt, kann auch ein separater Audiopfad für Senden und Empfangen erforderlich sein (Vierdrahtschaltungen).
Anmerkungen
- ^ EIA ist die Abkürzung für Electronics Industry Association , eine Branchenorganisation, die sich für die Schaffung eines Standardformats für Tonfernbedienungen einsetzte.
- Jede Bedienungsanleitung für eine Funkfernbedienung erklärt die grundlegenden Funktionsprinzipien des jeweiligen Geräts. Ein Beispiel ist die Wartungsanleitung „Deskon II Remote Control Unit for Standard and GE Mark V Trunked Mobile Radio Desk Top and Wall Mount“ aus den 1970er-Jahren , Teilenummer LBI30968B ( Lynchburg , Virginia : General Electric Mobile Radio, Erscheinungsjahr unbekannt). Diese GE-Anleitung behandelt Ton- und Gleichstromfernbedienungen.
- ^ Um die korrekte Verwendung des Begriffs „Tonfernbedienung“ zur Beschreibung dieses Gerätetyps zu bestätigen, verweisen wir auf die Patent-ID 6950653 des US-Patent- und Markenamts: „Scanning tone remote adapter for land-mobile radio dispatch for use with dispersed dispatch stations“. Der Artikel beschreibt zwar nicht diese Tonfernbedienung, bestätigt aber die Verwendung des Begriffs zur Beschreibung dieses Signalsystems.
- ^ Ein Bild eines Beispiels ist in Crane, Bob, "Highway Patrol Radio Communications Development", California Association of Highway Patrolmen Golden Chronicle 1920-1970 , (Sacramento, California: California Association of Highway Patrolmen, 1970,) S. 71 zu sehen.
- Ein Beispiel für die Beschreibung von DC-Fernbedienungen findet sich in Abschnitt 8.4 „Konsolenelektronik“ der Ausschreibung für Bündelfunksysteme (Oklahoma City, Oklahoma: Public Safety Capital Projects Office, Oklahoma City Municipal Facilities Authority, 2000), S. 157. Im Gegensatz zu Tonfernbedienungen gibt es keine voreingestellten Ströme, die bestimmten Funktionen zugeordnet sind. Servicehandbücher für den jeweiligen Gerätetyp geben Auskunft darüber, wie viele Funktionen verfügbar sind und welche Ströme und Polaritäten eine bestimmte Funktion auslösen. Diese Angaben können von System zu System variieren.
- Die Tonlängen bei 2175 Hz variieren je nach Zeitkonstanten des Decoders und eventuellen Verzögerungen im Audiopfad. Ein guter Mittelwert liegt bei etwa 150 Millisekunden. Ein zu langer Ton verursacht eine unnötige Verzögerung zwischen dem Drücken der Sprechtaste und dem Sendebeginn der Basisstation.
- Die Standortwahl wird auch als Sendersteuerung bezeichnet. In manchen Systemen kann der Disponent mithilfe einer Kanalauswahltaste den Sender auswählen, der voraussichtlich das beste Signal an eine Außeneinheit liefert. Dies wird häufig in regionalen Systemen eingesetzt, wo ein einzelner Sender kein ausreichendes Signal für das gesamte gewünschte Versorgungsgebiet erzeugen kann. Der Disponent muss die Geografie und das Verhalten von Funksignalen gut genug kennen, um einen geeigneten Standort auszuwählen. In manchen Systemen gibt der anrufende Mobilfunknutzer dem Disponenten einen Hinweis, über einen bestimmten Senderstandort zu antworten. Beispiel: „LKW 20 zur Basis auf dem Südberg.“
- ^ Es gibt viele Beispiele, die alle diese Zahl zitieren. Eines davon wäre das Wartungshandbuch: Deskon II Fernbedienungseinheit für Standard- und GE Mark V Bündelfunkgeräte , Tisch- und Wandmontage , Teilenummer LBI30968B, (Lynchburg, Virginia: General Electric Mobile Radio, unbekanntes Jahr).
