Der nichtöffentliche Datenfunk (nöDatFu) ist seit über zwanzig Jahren eine bewährte und sichere Methode zur Übertragung von Messwerten und Alarmen im UHF-Bereich, die von der Regulierungsbehörde koordiniert und überwacht wird. Mit der maximal genehmigten Sendeleistung von 6W können funktechnisch Reichweiten von 30km oder mehr abgedeckt werden.
Um solche Funknetze ausfallsicher und redundant zu gestalten, ist es möglich, ähnlich wie im Mobilfunk, mehrere (bis zu acht) verteilte Funk-Basisstationen einzusetzen, die sich jeweils von der Funkausleuchtung her überlappen. Diese werden dann über IP-Verbindungen von einer zentralen Funksteuereinheit für die Übertragung der Daten verwendet und überwacht. Und sobald eine der Stationen ausfällt oder eine Funkroute nicht mehr verfügbar ist, schaltet die Steuereinheit automatisch auf eine alternative Route oder Basisstation um, ohne dass es zu einer Unterbrechung der Datenverbindung kommt. Um auch die zentrale Steuereinheit gegen einen Ausfall abzusichern, kann eine identische zweite Baugruppe im Tandem-Betrieb eingesetzt werden. Dann überwachen sich die Zentralbaugruppen gegenseitig und prüfen auch kontinuierlich die IP-Verbindungen zu den jeweiligen Basisstationen und deren Funktionalität. Somit ist eine redundante Funk-Kommunikation bis hin zum Endgerät gewährleistet. Problemfälle werden automatisch und unterbrechungsfrei von den Zentralbaugruppen gemanagt und benötigen keinen Eingriff durch einen Bediener. Der Fehlerzustand wird an das Leitsystem gemeldet und optional kann der in die Zentralbaugruppe integrierte LTE-Störmelder den Fehlerstatus per SMS an ein Mobiltelefon senden.
Redundant-Diversitärer Datenfunk
In einem redundanten Datenfunknetz werden im Wesentlichen Gerätefehler und -ausfälle abgefangen, jedoch ist der Anwender weder gegen den Ausfall eines Endgerätes in einer Außenstation noch gegen eine gezielte Störung geschützt. Sollten auch diese Fälle abgedeckt werden, bedarf es eines alternativen Übertragungskanals als Backup oder Redundanz, der eine andere Technologie nutzt. Hier bietet sich, ergänzend zum oben beschriebenen Konzept, der öffentliche LTE-Mobilfunk an.
Die genannten Zentralbaugruppen können zusätzlich zum nichtöffentlichen Datenfunk auch mit LTE-Außenstationen kommunizieren, womit sich ein diversitär-redundantes Funknetz konfigurieren lässt. Die Voraussetzung ist allerdings, dass in den Außenstationen jeweils ein Gerät der unterschiedlichen Technologien vorhanden ist und auch identisch konfiguriert wurde. In der Zentralbaugruppe werden diese Geräte dann gepaart und somit als diversitär redundant deklariert. Damit überwacht die zentrale Steuereinheit beide Datenkanäle und gibt je nach Verfügbarkeit die Daten an das Leitsystem weiter, ohne dass sich dieses um die Redundanz kümmern muss.
Praktische Umsetzung
Die genannten Lösungen für den ausfallsicheren Betrieb von Datenfunknetzen lassen sich sowohl bei der Planung von neuen Projekten als auch bei vorhandenen (Zeitschlitz-) Funknetzten im nöDatFu realisieren – in letzterem Fall auch ohne den Austausch der schon vorhandenen Funkgeräte. Alternativ kann auch schrittweise, zuerst der Aufbau des Zeitschlitz- oder LTE-Netzes und dann als zweiter Erweiterungsschritt die alternative Technik, umgesetzt werden. In jedem Fall hat der Anwender mit diesen Konzepten große Flexibilität und kann die gestellten Sicherheitsanforderungen auch sukzessive oder nachträglich umsetzen.
