Liebe Funk- und Bastelfreunde,
da in diesem Forum ja so einige Selbstbauer sowie Praktiker unterwegs sind und damit recht viel Erfahrung und Fachwissen vorhanden ist, möchte ich einmal das nachstehende (bisher jedoch noch unfertige) Projekt vorstellen. In der Hoffnung, dass ich bestimmt einige wertvolle Hinweise und Tipps von euch bekommen kann und vielleicht, dass das Ergebnis dann später auch für andere irgendwie nützlich ist.
In unserem lokalen Bereich gibt es einige kleinzellige FM-Relais, die wir inzwischen drahtlos (über HAMNET-Richtfunkstrecken) miteinander vernetzt und zu einem „großen“ Relais zusammengeschaltet haben (siehe hier). Aufgrund der recht problematischen Topografie gibt es aber leider immer noch Bereiche, die nicht ausreichend versorgt sind. Da wir uns am Rande eines Ballungsgebietes befinden sind freie Relaisfrequenzen absolute Mangelware. Zudem erscheint es auch nicht sinnvoll, mehr Frequenzen zu „verbrauchen“ als unbedingt erforderlich sind. Daher die zunächst erst mal theoretische Idee, zwei oder später vielleicht sogar noch mehr benachbarte Relaisfunkstellen parallel auf der gleichen Frequenz zu betreiben.
Dies ist natürlich keine neue Erfindung sondern unter dem Begriff „Gleichwellenfunk“ eigentlich schon ein alter Hut. Allerdings stehen uns durch die moderne Technik inzwischen Systeme zur Verfügung, mit denen das Ganze vielleicht ein wenig einfacher zu realisieren ist. Denn ein Gleichwellensystem lässt sich ja nicht mal eben ganz so einfach aufbauen, es sind einige wichtige Anforderungen zu erfüllen: Die Sendefrequenz aller beteiligten Systeme muss exakt gleich sein, sie darf maximal ein paar Hertz voneinander abweichen. Auch muss das modulierte Audiosignal überall exakt zur gleichen Zeit und mit identischer Amplitude bzw. Hub ausgestrahlt werden.
Für die Zusammenschaltung der einzelnen Sender und Empfänger sollen ganz normale Rechnersysteme eingesetzt werden. Diese übernehmen die komplette Steuerung, die Audiosignalverarbeitung sowie die Kopplung der einzelnen Systeme via Netzwerkverbindung. Als Software wird SvxLink von SM0SVX verwendet, damit lässt sich schon einmal ein Großteil der Anforderungen umsetzen. Es sind nun noch zwei Teilaufgaben zu lösen, die SvxLink leider nicht bewältigen kann: Zum einen die Stabilisierung der Sendefrequenzen und zum anderen die Synchronisation der Audiosignale.
Der letztgenannte Punkt scheint jedoch inzwischen schon fast gelöst zu sein: Erste Versuche am vergangenen Wochenende waren sehr vielversprechend. Rob, PE1CHL hat eine Software geschrieben, welche dafür sorgt, dass die Audiosignale an allen Senderstandorten exakt zur gleichen Zeit ausgestrahlt werden. Die Latenzen und auch Latenzschwankungen der einzelnen Netzwerkverbindungen werden damit fast perfekt ausgeglichen.
Wichtig dabei ist, dass die Rechner an den einzelnen TX-Standorten exakt gleiche Uhrzeit haben. Hier reicht eine Synchronisation via NTP-Server allein nicht aus. Daher bekommen die Rechner ihre genaue Uhrzeit jeweils von einem direkt angeschlossenen GPS-Empfänger. Damit eine noch höhere Präzision erreicht wird, stellt der GPS-Empfänger zusätzlich auch noch ein PPS-Signal (Sekundenpuls) zur Verfügung.
[Blockierte Grafik: http://www.ruhrlink.org/daten/bilder/cochannel.jpg]
Trotz zwischengeschalteter Netzwerkverbindung sind die Audiosignale fast perfekt synchron
Bleibt nun noch das zweite, leider aber auch etwas aufwändigere Problem: Die Stabilisierung der Sendefrequenzen. Da durch das oben beschriebene Verfahren zur Synchronisation der Audiosignale ja bereits GPS-Empfänger an den Senderstandorten vorgesehen sind, bietet sich eine Mitnutzung geradezu an. Es bedarf also eines GPS-stabilisierten Oszillators, dessen Ausgangssignal man dann dem jeweiligen TX zur Erzeugung der Sendefrequenz zuführt.
Nun hat aber leider nicht jeder TX eine solche Möglichkeit. Es gibt zwar kommerzielle Sender und auch Repeater, die einen 10MHz-Referenzeingang haben, die Preise sind aber leider nicht gerade besonders amateurfunkfreundlich. Jedenfalls habe ich bisher noch nichts Attraktives gefunden. Erste Tests möchte ich daher erst einmal mit meinem Yaesu FT-817ND machen. Mir steht zum Glück noch ein zweites Gerät zur Verfügung, damit sind beide Systeme später exakt identisch. Der Oszillatorbaustein bei diesen Geräten ist als steckbare Baugruppe ausgeführt, ein externes Signal lässt sich also recht einfach zuführen.
Da der FT-817ND eine Oszillatorfrequenz von 22,625 MHz benötigt funktionieren die üblichen GPS-stabilisierten 10MHz-Frequenznormale leider nicht. Aber ich habe eine Alternative gefunden: Den Si5351A VFO von QRP-Labs. Dieser ist frei programmierbar, verfügt über einen GPS-Eingang (mit PPS) und man kann sogar später noch einen Quarzofen nachrüsten. Damit werde ich nun einmal meine ersten Versuche machen.
[Blockierte Grafik: http://www.ruhrlink.org/daten/bilder/gleichwellensystem.jpg]
Versuchsaufbau Gleichwellensender (Intel NUC i3, Si5351A VFO, GPS-Empfänger, Yaesu FT-817)
Nach so viel Text jetzt eine Frage an die Experten: Kann das funktionieren oder habe ich irgendwo einen Denkfehler eingebaut? Kennt ihr vielleicht noch andere Lösungen, insbesondere zur Stabilisierung der Sendefrequenzen, welche sich ggf. einfacher/kostengünstiger oder auch besser realisieren lassen? Vielleicht gibt es ja noch irgendwelche anderen 70cm-FM-Sender (oder auch Bauvorschläge dafür) welche sich ebenfalls recht einfach mit einem externen Oszillator betreiben lassen und nicht ganz so teuer sind wie ein FT-817ND mit nachgeschalteter Endstufe …
Schönen Gruß
Frank, DL3DCW