Gleichwellennetz

Ein Gleichwellennetz, auch SFN für die englische Bezeichnung Single Frequency Network, besteht aus mehreren räumlich über ein zusammenhängendes Gebiet verteilten Sendeanlagen, welche synchron zueinander und unter Nutzung derselben Sendefrequenzen identische Informationen ausstrahlen. Dies bezeichnet man als Gleichwellenbetrieb. Das Ziel ist, damit einen größeren, zusammenhängenden Bereich versorgen zu können, als es aufgrund des Geländes mit nur einem Sender möglich wäre.

Zudem können so Frequenzkapazitäten eingespart werden, da alle Sender dasselbe Frequenzband benutzen. Die knappe Ressource von Funkfrequenzen wird dadurch besser genutzt.

Allgemeines

Gleichwellennetz mit drei Sendern

Normalerweise müssen räumlich benachbarte Sendeanlagen wie beispielsweise Rundfunksender zur Ausstrahlung von Fernsehprogrammen, auch bei Ausstrahlung eines identischen Programms, unterschiedliche Sendefrequenzen verwenden. Der Grund liegt darin, dass durch die Überlappung der benachbarten Ausleuchtungszonen es durch lokale additive Überlagerung der Wellenfronten (Interferenz) zu Schwankungen der Empfangsfeldstärke (Fading) kommt. Im ungünstigsten Fall kann es bei der so genannten destruktiven Interferenz an bestimmten Orten des Empfangsgebiets zur völligen Auslöschung des Sendesignals kommen.

In Gleichwellennetzen bestehen die gleichen physikalischen Einschränkungen, allerdings werden die Auswirkungen der Interferenz durch zusätzliche technische Maßnahmen bei der Informationsübertragung kompensiert. Bei der Realisierung sind mehrere Faktoren sehr wichtig:

1. Alle Sender müssen zeitgleich dieselbe Information wie beispielsweise ein exakt identisches Rundfunkprogramm aussenden.
2. Die Sendefrequenz muss bei allen Sendern gleich sein bzw. darf nur eine geringe Abweichung von einigen wenigen Hertz aufweisen (sog. Phasenstarrheit). Erster Fall wird als synchrones Gleichwellennetz bezeichnet, letzter Fall als asynchrones Gleichwellennetz.

Sowohl bei synchronen als auch asynchronen Gleichwellennetzen kommt es in den Überlappungsgebieten zu konstruktiven bzw. destruktiven Interferenzen (sog. Verwirrungsgebiet). Bei asynchronen Gleichwellennetzen ändern sich Ort und Zeit dieser Interferenzen in etwa mit der Frequenzdifferenz der Sender, eine Schwebung entsteht.

Die Interferenzen sind immer frequenzselektiv. Dies bedeutet, dass eine bestimmte Frequenz f₁ an einem bestimmten räumlichen Punkt im Ãœberlappungsgebiet durch Interferenz ausgelöscht wird, dies jedoch am selben Punkt für eine andere Frequenz f₂ (f₁ ≠ f₂) nicht gilt. Die Auslöschung tritt gleichzeitig auch für geradzahlige Vielfache (Oberwellen) auf. Bei dem Betrieb von Gleichwellennetzen macht man sich diesen Umstand zunutze, indem die zu übertragene Information redundant über verschiedene Trägerfrequenzen innerhalb eines Frequenzbandes übertragen wird, wodurch immer mind. eine Frequenz für den (relativ) ungestörten Empfang verfügbar ist. Moderne digitale Gleichwellennetze verwenden meist digitale Modulationsverfahren mit mehreren Trägern, wie Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (COFDM), ein auf Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) basierendes Modulationsverfahren. Alternativ kann auch ein Empfänger mit Richtantenne verwendet werden, dessen Antenne so ausgerichtet ist, dass nur das Signal eines einzelnen Senders empfangen wird, oder es kann auch eine Demodulation nach dem Einseitenbandverfahren angewandt werden.

Gleichwellennetze auf Mittelwelle

Mit Ausweitung des europäischen Rundfunksendernetzes um 1930 war man daran interessiert, großflächig von mehreren Sendern simultan gleiche Informationen zu übertragen. Im Deutschen Reich etablierte der Großdeutsche Rundfunk ab 1941 die ersten Gleichwellennetze im Mittelwellenbereich. In dieser Zeit gab es die

• Süddeutsche Gleichwelle (519 kHz; Dornbirn, Innsbruck, Nürnberg, Salzburg)
• Westdeutsche Gleichwelle (1195 kHz; Frankfurt a. M., Kassel, Koblenz, Trier)
• Schlesische Gleichwelle (1231 kHz; Gleiwitz, Reichenbach/Oberlausitz)
• Ostmärkische Gleichwelle (1285 kHz; Graz, Klagenfurt, Kötschach, Lienz, Radenthein, Spittal, Villach)
• Norddeutsche Gleichwelle (1330 kHz; Bremen, Flensburg, Hannover, Magdeburg)

Diese Netze wurden bis zur Kopenhagener Wellenkonferenz 1948 im Wesentlichen beibehalten Nach dem Kopenhagener Wellenplan 1948 wurde die Mittelwelle ab März 1950 auf 1602 kHz erweitert und im zusätzlichen Frequenzbereich wurden neue Gleichwellennetze eingerichtet.

• Englische Gleichwellen (1214, 1457 und 1546 kHz)
• Französische Gleichwelle (1403 kHz)
• Internationale Gleichwellen (1484 und 1594 kHz)
• Italienische Gleichwellen (1331, 1448 und 1578 kHz)
• Jugoslawische Gleichwelle (1412 kHz)
• Marokkanische Gleichwelle (1043 kHz)
• Norwegische Gleichwelle (1602 kHz)
• Österreichische Gleichwellen (1394 und 1475 kHz)
• Portugiesische Gleichwellen (1562 und 1602 kHz)
• Schwedische Gleichwelle (1562 kHz)
• Schweizer Gleichwelle (1562 kHz)
• Spanische Gleichwellen (1538, 1570 und 1586 kHz)
• Tschechoslowakische Gleichwelle (1520 kHz)

Für den deutschen Rundfunk wurden den alliierten Besatzungszonen pro Frequenz auf 70 kW Gesamtsendeleistung limitierte Gleichwellennetze zugewiesen:

• amerikanische Zone: 989 und 1602 kHz
• britische Zone: 971 und 1586 kHz
• französische Zone: 1196 und 1538 kHz
• sowjetische Zone: 1043 und 1546 kHz

In der Nachkriegszeit wurden durch den Genfer Wellenplan ab November 1978 zahlreiche Gleichwellen für Deutschland zugelassen.

• DLF-Gleichwellen (549 und 756 kHz)
• HR-Gleichwelle (594 kHz)
• BR-Gleichwellen (520 und 801 kHz)
• WDR-Gleichwelle (702 kHz)
• SDR-Gleichwellen (711 kHz und 1413 kHz)
• RIAS-Gleichwelle (990 kHz)
• AFN-Gleichwellen (1107 kHz, 1143 kHz und 1485 kHz)

Nachdem der Mittelwellenempfang in Deutschland ab 2009 weitgehend bedeutungslos geworden ist, werden dennoch einige Gleichwellennetze weiterhin beibehalten

• DLF-Gleichwelle 549 kHz (Nordkirchen 100 kW, Bayreuth-Thurnau 100 kW)
• DLF-Gleichwelle 756 kHz (Braunschweig 200 kW, Ravensburg 100 kW)
• BR-Gleichwelle 729 kHz (Würzburg 1 kW, Hof 0,2 kW)
• BR-Gleichwelle 801 kHz (München-Ismaning 100 kW, Nürnberg-Dillberg 17 kW)
• AFN-Gleichwelle 1107 kHz (Amberg, Baumholder, Grafenwöhr, Kaiserslautern, Pirmasens, Vilseck)
• AFN-Gleichwelle 1143 kHz (Bamberg, Geilenkirchen, Heidelberg, Mannheim, Schweinfurt, Spangdahlem, Stuttgart)
• AFN-Gleichwelle 1485 kHz (Ansbach, Garmisch, Hohenfels, Illesheim)

In Österreich und der Schweiz existieren keine im Gleichwellenbetrieb genutzte Mittelwellenfrequenzen mehr.

Digitale Anwendungen

Typische Gleichwellennetze sind das – auf dem Modulationsverfahren COFDM basierende – digitale terrestrische Fernsehen DVB-T oder das bei mobilen Geräten eingesetzte Digital Multimedia Broadcasting (DMB). Bei Hörfunkprogrammen wird ein Gleichwellenbetrieb im Rahmen von Digital Audio Broadcasting (DAB) angewandt.

Gleichwellennetze werden ebenfalls im Bereich der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben wie dem BOS-Funk eingesetzt. Adaptierte Gleichwellennetze werden bei der Funknavigation wie LORAN-C verwendet.

Siehe auch

Gemeinschaftswelle

Weblinks

• Visualisierung von MW-Gemeinschafts/Gleichwellennetzen in Deutschland

Literatur

•  Karl-Dirk Kammeyer: Nachrichtenübertragung. 4. Auflage. Vieweg + Teubner, 2008, ISBN 978-3-8351-0179-1.