Die (nicht ganz) heile 2,4GHz Welt

Kleiner Rückblick..
Die alte 27MHz Übertragung.. 
14 Frequenz-Kanäle (7 Sender gleichzeitig (ein Sicherheitskanal Abstand) und den CB-Funk als Überraschungsteilnehmer) 
..und die 40MHz Welt:
7 Frequenz-Kanäle (7 Sender gleichzeitig)
Meist 3-8 mögliche Propkanäle (Servos)
Alle 20ms wird ein „Datenpaket“ übertragen. Dieses besteht aus 1 bis 2 ms langen Impulsen, die den linken und rechten Ausschlag am Servo wiederspiegelt. 1,5ms ist die Servomitte. 8x 2ms sind 16ms – also gerade noch Zeit um eine Synchronisierpause einzufügen.
Für Schaltkanäle gab es Multiplexer (Nautic-Modul) die aus einem Propkanal 8/16 Schaltkanäle erzeugten (die Schaltzustände werden nacheinander übertragen und dadurch bis zu 3/4 Sek. verzögert).

Funktionsweise der 2,4GHz Übertragung:
Es gibt 79 Frequenz-Kanäle (+5½ Schutz-Kanäle die nicht benutzt werden können) von 2,400-2,4855GHz im Frequenzabstand von 1 MHz. Die maximale Sendeleistung darf 100mW nicht überschreiten. Es muss spätestens nach 400ms ein Frequenzwechsel durchgeführt werden. Bevor ein Kanal benutzt wird, muss gemessen werden, ob dieser frei ist. Dieses „Frequenzhopping“ muss mindestens über 20 verschiedene Frequenzen geschehen. Jeder Sender kennt „seinen“ Partner und darf auch nur seine Daten verwenden. Nach einer Datenübergabe soll der Sender den Kanal wieder für andere freimachen (Zeitschlitzverfahren).

Alle 2,4GHz Sender/Empfänger dürfen/müssen sich darin aufhalten. Idealerweise würde ein Sender alle 20ms (also 50x in einer Sekunde) ein Datenpaket wie folgt übertragen:

Neuen Kanal Anwählen – Test ob Frei – Telemetrie bestätigen (von der vorhergegangenen Übertragung) Daten absetzen – Telemetrie und Datenbestätigung – Kanal Abwählen – nach 20ms wieder von vorne beginnen.

Dieser Vorgang dauert ca. 1 ms. Wird bei „Test ob Frei“ ein aktiver Sender erkannt, kann im nächsten Zeitschlitz (also nach 1 ms) die Übertragung klappen. Theoretisch können 20 ( 1ms Zeitschlitz 20ms Abstand) x 79 (Kanäle) = 1580 Sender betrieben werden.

Bei brixlcontrol/bluecontrol wird nicht nur alle 400ms sondern alle 0,625ms ein Hop durchgeführt. Außerdem wird die Sendeleistung durch die Telemetrie immer auf ein Minimum geregelt (weniger Stromverbrauch, lange Akkulaufzeit). Ist z.B. zwischen einem Sender und Modell 5m Abstand, dann wird die Sendeleistung so gering sein, dass beim Nachbarparcour dieser Kanal schon wieder benutzt werden kann. Erkannte WLAN-Kanäle werden nur noch sporadisch angesprungen (ist ja eh belegt).

Warum hab ich trotzdem Funkstörungen:
Es gibt legale, geduldete und illegale Störer.
Zuerst die legalen Störer:
WLAN belegt mit den 13 (5MHz breiten) WLAN-Kanälen bis zu 65 der 1MHz Kanäle. Bei den bei Messeveranstaltungen üblichen WLAN-Kassen und Abrechnungseinrichtungen bleiben im schlimmsten Fall 14 Kanäle übrig. WLAN hat keine Leistungsregulierung und funkt immer mit 100mW. WLAN-Bildübertragung und Fernsteuerung (auch über Handy) kommt auch immer öfter vor. Bei gleichzeitig 10 Kameras ist mit massiven Bildstörungen zu rechnen. Die Latenzzeit geht in den Sekundenbereich.
Mit Richtantennen kann das Signal gebündelt werden und bis zu das 250fache der „normalen“ Rundstrahlantenne erreichen (Lt. Anleitung muß ein WLAN Sender der mit einer Richtantenne bestückt wird, in seiner Leistung eingeregelt werden, was meist nicht gemacht wird).

Zugelassene Funkmikrofone belegen meist ständig einen Kanal. Sie müssen den Kanal auch nicht wieder freigeben.

Bei Messen und Großveranstaltungen gibt es viele Handys mit WLAN und Bluetooth die immer automatisch alles anpinnen und sich Paaren wollen (BT 4.0 ist z.B. sehr Mitteilungsbedürftig). Unnötiger Datenverkehr der ja auch Empfangen wird und viel „Wegwerfenergie“ (Zeit und Strom) braucht.

Sender mit weniger als 10mW Leistung brauchen ihren Kanal nicht verlassen und brauchen beim Einschalten auch nicht auf „Belegt“ testen. Steht so ein Sender in der Nähe, fällt ein Kanal komplett (kein Hop, kein Zeitschlitz) aus. Nach ein paar Meter spielt es, wegen der geringen Leistung, keine Rolle mehr.

„Fliegerfernsteuerungen“ haben meist keine Leistungsregulierung und senden immer mit voller Leistung (macht auf dem Flugfeld ja Sinn). In einer Halle löst es eine Kettenreaktion aus. Alle leistungsgeregelten Sender regeln auch hoch, damit die Verbindung noch klappt. Im Nachbarparcours ist somit jeder Sender noch gut empfangbar, aber die Sender finden weniger freie Kanäle.

Der Mikrowellenherd arbeitet mit 2,455 GHz und so um die 1200W (1200000mW). Die Geräte sind gut geschirmt und haben (zumindest bei „Neuwertig“) eine gute Türdichtung. Trotzdem sind 100mW ausserhalb des Herdes schnell erreicht. Also auch wieder 4-5 von 79 Kanälen gestört.

Geduldete Störer:
Fernsteuerungen mit Bestandsschutz. Sie sind vor 2015 gekauft worden und entsprechen nicht mehr den Vorgaben.
Keine Belegt-Kennung war üblich. 
Manche setzten sich zwischen 2 Kanäle, sendeten mit 2000mW, diese waren auf den 79 Trägern (festgelegte Prüffrequenz) nicht sichtbar. 
Kein Hopping, nur beim Einschalten wird ein neuer Kanal genommen. „Doppelte Sicherheit“ ein Sender sendet dauerhaft auf 2 Kanälen.
Kurzzeitige hohe Sendeleistung. Im Schnitt passt die Leistung. 1ms 2000mW und das alle 20ms gibt im Schnitt 100mW.

Illegale Störer:
Funkmikrofone, Funkkamera, Babyfon, Fernsteuerungen im 2.4GHz Bereich für Export. Die Frequenz, Leistung und Verhalten entsprechen meist nicht den geltenden Vorschriften (wurden ja für ein anderes Land gebaut. Kaufen erlaubt – einschalten, bei uns in Deutschland, verboten).

Bei WLAN mit einer nicht angepassten Leistung bei der Benutzung von Richtantennen, kann maximal eine 250fache Leistung im Sendetrichter entstehen.
Bauanleitungen für Richtfunk mittels Alufolie, die im Internet für Heimwerker bereit liegen, werden eher nicht eingemessen, also Illegal!!

2.4-2.5 GHz-Rechner (1.2-1.25 und 4.8-5.00GHz halbe/doppelte Frequenz) mit offenem Gehäuse bzw. Raspberry und Co. ohne Gehäuse, können auch „Senden“ und Stören. Mit geeigneter Software kann auch bewusst eine Signalfolge ausgesendet werden.

Einzelnachweise
https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd

https://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzband

https://de.wikipedia.org/wiki/Funkfernsteuerung

https://www.heise.de/make/meldung/Raspberry-Pi-als-FM-Senderchen-1921154.html

https://www.heise.de/ct/artikel/WLAN-Richtfunk-mit-Hausmitteln-221433.html

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