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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Multimaster-Wellennetzes
gemäss Oberbegriff
des Anspruchs 1 und ein Multimaster-Wellennetz gemäss Oberbegriff
des Anspruchs 8.
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Wellennetze
gemäss
der Erfindung können beispielsweise
als Alarmierungs- und/oder Informationsnetze eingesetzt werden,
die funkbasiert, satellitenbasiert und/oder drahtgebunden sein können. Insbesondere
bei einem satellitenbasierenden und/oder bei einem drahtgebundenen
Alarmierungsnetz kann es sich um ein Gleichwellennetz handeln. Es
können sowohl
spezielle Funk-Alarmierungsnetze
als auch bestehende Paging- und/oder Telefonnetze eingesetzt werden.
Als Endgeräte
des Wellennetzes werden typischerweise digitale Alarmempfänger wie
Pager, Mobilfunkgeräte
und/oder Telefone, insbesondere Mobiltelefone, eingesetzt. Zur digitalen
Alarmierung im 2m-Band kann als Wellennetz beispielsweise BOS-Funk
(Behörden
und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben-Funk) nach POCSAG (Post
Office Code Standard Advisory Group) eingesetzt werden. Hierbei
bekommen Einsatzkräfte
(z. B. Feuerwehr, Polizei) und Rettungsdienste ihre Aufträge, d. h.
Art und Ort des Auftrags auf einen Funkrufempfänger (Pager) geschickt. Mit
POCSAG ist eine eindirektionale Kommunikation möglich. Ist eine bidirektionale
Kommunikation mit Pagerfunktion gewünscht, so kann beispielsweise
TETRA-Funk verwendet werden (Terrestrial Trunked Radio-Funk), Tetrapol oder
GSM (Global System for Mobile Communication). Welches Wellennetz
zur Alarmierung der Einsatzkräfte
tatsächlich
eingesetzt wird, richtet sich nach den lokalen Erfordernissen und
ist individuell auszuwählen.
Mögliche
Kriterien für
die Auswahl der konkreten Art des Wellennetzes sind beispielsweise
die gewünschte Netzabdeckung,
die Topographie, die erforderli che Alarmabwicklung, die Berücksichtigung
von Netzerweiterungen und eine gegebenenfalls vorhandene bisherige
Alarmierungslösung.
Der parallele Einsatz von mehr als einem Netzsystem macht das Wellennetz
robuster und somit katastrophensicherer.
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1 zeigt
ein bekanntes Wellennetz 100, das einen Landkreis A abdeckt.
Eine Master-Basisstation 30 erhält über eine nicht dargestellte
Kommunikationsverbindung von einem nicht dargestellten Alarmgeber,
der auch als Leitzentrale bzw. Einsatzleitzentrale bezeichnet wird,
eine Alarmierungsmeldung, die auch als Alarmmeldung bezeichnet wird, und
sendet diese an die Slave-Basisstation 10 weiter, die
in einem ersten, die Master-Basisstation 30 direkt umgebenden
Aussendering 1 angeordnet sind. Die Slave-Basisstationen 10 senden
die Alarmierungsmeldung wiederum an Slave-Basisstationen 20,
die auf einem zweiten, den ersten Aussendering 1 direkt umgebenden
Aussendering 2 angeordnet sind. Entsprechend erfolgt die
Weitersendung der Alarmierungsmeldung von den Slave-Basisstationen 20 an weitere,
nicht dargestellte, Slave-Basisstationen,
die auf einem dritten, nicht dargestellten Aussendering angeordnet
sind und so weiter. Auf diese Weise erfolgt eine wellenförmige Weitergabe
bzw. eine Signalausbreitung im Wellennetz vom Zentrum zur Peripherie,
wobei das Zentrum durch die Master-Basisstation 30 und
die Peripherie durch die Slave-Basisstationen gebildet wird.
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Bei
einem satellitenbasierten Wellennetz erhält die Master-Basisstation 30 die
auszusendenden Alarmierungsmeldungen via Satellit, d. h. die Alarmierungsmeldungen
des Alarmgebers werden über eine
Satellitenstrecke übertragen.
Bei den Basisstationen, d. h. sowohl bei der Master- 30 als
auch bei den Slave-Basisstationen 10, 20, handelt
es sich insbesondere um digitale Alarmumsetzer. Bei dem Alarmgeber
handelt es sich entsprechend insbesondere um einen digitalen Alarmgeber.
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Empfängt eine
Slave-Basisstation 20, die im zweiten Aussendering 2 angeordnet
ist, die Alarmierungsmeldung bereits unmittelbar von der Master-Basisstation 30,
so wird diese Alarmierungsmeldung von der betreffenden Slave-Basisstation 20 nicht
akzeptiert, d. h. ignoriert. Von den Slave-Basisstationen werden
nur Alarmierungsmeldungen von einem vorgängigen Aussendering, d. h.
von einem Aussendering mit einer um 1 niedrigeren Ordnungszahl,
akzeptiert.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben
eines Multimaster-Wellennetzes
und ein Multimaster-Wellennetz hierzu bereitzustellen, mit Hilfe
derer eine möglichst
weite Region schnell, zuverlässig
und ausfallsicher alarmiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Multimaster-Wellennetzes
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Multimaster-Wellennetz
mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Das
erfindungsgemässe
Multimaster-Wellennetz kennzeichnet sich durch wenigstens zwei Subnetze
aus, die je eine Master-Basisstation und in wenigstens einem Aussenderinge
um die Master-Basisstation angeordnete Slave-Basisstationen aufweisen. Jedem Subnetz
ist eine Kommunikationsverbindung zwischen der Master-Basisstation
und einem Alarmgeber, der ausserhalb des Multimaster-Wellennetzes angeordnet
sein kann, und Kommunikationsverbindungen zwischen der Master-Basisstation
und den gegebenenfalls vorgesehenen Slave-Basisstationen zugeordnet.
Die Aussenderinge können
auch nicht-ringförmige,
geschlossene Linienzüge
sein, auf denen die Slave-Basisstationen
angeordnet sind.
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Vorzugsweise
ist eine funktechnisch schwierig erreichbare Slave-Basisstation
direkt über
eine Datenleitung mit dem Alarmgeber verbunden ist.
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Bei
dem erfindungsgemässen
Verfahren zum Betreiben eines Multimaster-Wellennetzes werden den
Mas ter-Basisstationen eines jeden Subnetzes von einem Alarmgeber
eine Alarmierungsmeldung und ein Aussendezeitpunkt zur Synchronisierung übermittelt,
wobei die Alarmierungsmeldung vorzugsweise den Aussendezeitpunkt
enthält.
Die Master-Basisstationen übermitteln
die Alarmierungsmeldung zeitsynchron, vorzugsweise bitsynchron, zum
Aussendezeitpunkt an gegebenenfalls in wenigstens einem Aussendering
um die jeweilige Master-Basisstation eines Subnetzes angeordneten
Slave-Basisstationen. Die in einem Aussendering angeordneten Slave-Basisstationen übermitteln
die Alarmierungsmeldung dann vorzugsweise an diejenigen Slave-Basisstationen
weiter, die in einem Aussendering mit einer höheren Ordnungszahl als die übermittelnden
Slave-Basisstationen
angeordnet sind. Die Master- bzw. Slave-Basisstationen übermitteln die Alarmmeldung
ferner an Endgeräte
wie beispielsweise Pager und/oder Telefone, die insbesondere von Einsatzkräften getragen
werden.
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Gemäss bevorzugter
Ausgestaltung des erfindungsgemässen
Verfahrens akzeptiert eine Slave-Basisstation
in einem Aussendering mit einer Ordnungszahl gleich 1 nur eine von
der Master-Basisstation, die in demselben Multimaster-Wellennetz,
insbesondere in demselben Subnetz, übermittelte Alarmierungsmeldung
(so genannte Multimasternetzkennung). Eine Slave-Basisstation in
einem Aussendering mit einer Ordnungszahl grösser als 1 akzeptiert vorzugsweise
nur eine Alarmierungmeldung, die von einer Slave-Basisstation des
gleichen Multimaster-Wellennetzes,
insbesondere des gleichen Subnetzes, übermittelt wird, wobei die übermittelnde
Slave-Basisstation in einem Aussendering mit einer Ordnungszahl
angeordnet ist, die um 1 kleiner als die Ordnungszahl des Aussenderings
ist, in dem die die Alarmierungsmeldung akzeptierende Slave-Basisstation
angeordnet ist.
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Im
Folgenden werden die Begriffe "senden" und "übermitteln" analog zueinander verwendet.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen
und den an hand der Zeichnungen nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen
und beziehen sich insbesondere auf einen Notbetrieb bei einer Störung einer
Master-Basisstation. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines bekannten Wellennetzes,
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2 eine
schematische Darstellung eines Multimaster-Wellennetzes,
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3 eine
schematische Darstellung eines Notbetriebs des in 2 dargestellten
Multimaster-Wellennetzes
und
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4 eine
schematische Darstellung des Multimaster-Wellennetzes, bei dem zusätzlich eine Datenleitung
von einem Alarmgeber zu einer Slave-Basisstation vorgesehen ist.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen strukturell bzw. funktionell
gleich wirkende Komponenten. 1 ist bereits
in der Beschreibungseinleitung beschrieben, auf die an dieser Stelle verwiesen
wird.
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2 zeigt
schematisch ein Multimaster-Wellennetz 200,
das beispielhaft drei Subnetze 300 aufweist, die die Landkreise
A, B und C abdecken. Durch das Zusammenschalten mehrerer Subnetze 300 mit
je einer Master-Basisstation 30 zu einem Multimaster-Wellennetz 200 kann
eine grössere Region
bei gleich bleibender Alarmierungszeit als mit nur einem Wellennetz 300 abgedeckt
werden.
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Die
Master-Basisstationen 30 sind über externe Schnittstellen
und Kommunikationsverbindungen 500, die vorzugsweise durch
ein Internetprotokoll (IP) Netz gebildet sind, mit einem externen Alarmgeber 400 in
Form von einer zentralen Leitstelle verbunden. Bei dem Internetprotokollnetz 500 kann
es sich beispielsweise um ein Intranet, ein Richtfunknetz, Satellitenverbindungen,
ein Virtual Private Network (VPN) oder Ähnliches handeln. Die Verbindung
zwischen den Master-Basisstationen 30 und dem Alarmgeber 400 kann
direkt über
die Kommunikationsverbindungen 500 oder indirekt über regionale
Leitstellen 40 und die Kommunikationsverbindungen 500 erfolgen,
wobei jedem Subnetz 300 vorzugsweise eine regionale Leitstelle 40 zugeordnet ist.
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Der
Alarmgeber 400 sendet den Master-Basisstationen 30 eines jeden
Subnetzes 300 bei einem Alarmfall eine Alarmierungsmeldung,
welche deren Aussendezeitpunkt beinhaltet, zur Synchronisierung sämtlicher
Master-Basisstationen 30 zu. Die Master-Basisstationen 30 verfügen vorzugsweise
unabhängig
voneinander über
einen eigene, möglichst
exakte Zeitreferenz, beispielsweise mittels GPS-Empfängern (Global
Positioning System-Empfänger). Mit Hilfe
dieser Zeitreferenz können
sich die Master-Basisstationen 30 der einzelnen Subnetze 300 untereinander
synchronisieren, sodass sie die Alarmierungsmeldung zu dem übermittelten
Aussendezeitpunkt zeitsynchron, insbesondere bitsynchron, an die Slave-Basisstationen 10 der
Subnetze 300 übermitteln.
Die Slave-Basisstationen 10 eines ersten, die jeweilige
Master-Basisstation 30 direkt
umgebenden Aussenderings 1 übermitteln die Alarmierungsmeldung
weiter an die Slave-Basisstationen 20,
die in dem den ersten Aussendering 1 direkt umgebenden Aussendering 2 angeordnet
sind. Die Slave-Basisstationen 20 akzeptieren vorzugsweise
nur Alarmierungsmeldungen, die ihnen von den Slave-Basisstationen 10 des
vorgängigen
Aussenderings 1 übermittelt
wurden. Entsprechendes gilt für
nicht dargestellte nachgängige
Aussenderinge und deren Slave-Basisstationen.
Die Synchronisierung der Master-Basisstationen 30 bzw.
das synchronisierte Übermitteln der
Alarmierungsmeldung durch die Master-Basisstationen 30 ist
in der 2 durch das Uhrensymbol symbolisch dargestellt.
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Beim
Ausfall einer Master-Basisstation 30, einer Kommunikationsverbindung 500 zu
einer Master-Basisstation 30 bzw.
einer Störung
der Zeitreferenzüber mittlung
an eine Master-Basisstation 30 wird das Multimaster-Wellennetz 200 vorteilhafterweise im
Notbetrieb betrieben. Dies ist in 3 schematisch
dargestellt, wobei der Einfachheit halber der Alarmgeber 400 und
die mit diesem verbundenen Kommunikationsverbindungen 500 nicht
gezeigt sind. Beispielhaft ist den Master-Basisstationen 30 der Subnetze 300 der
Landkreise B und C eine Störung
zugeordnet, sodass diese nicht zeitsynchron aussenden können. Dies
ist in der Zeichnung durch eine durchgekreuzte Darstellung der Master-Basisstationen 30 der
Landkreise B und C dargestellt. Beispielhaft ist einzig die Master-Basisstation 30 des Subnetzes 300 des
Landkreises A funktionsfähig. Die
ganzflächige
Aussendung der Alarmierungssendung über die von dem Multimaster-Wellennetz 200 abgedeckte
Region, die durch die Landkreise A, B und C gebildet wird, erfolgt
im Notbetrieb durch die nicht-gestörte Master-Basisstation 30 des
dem Landkreis A zugeordneten Subnetzes 300.
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Für den bzw.
im Notbetrieb übermittelt
der Alarmgeber 400 zusätzlich
zur Alarmierungmeldung und dem Aussendezeitpunkt eine Notbetriebsinformation,
d. h. eine Information über
den Notbetrieb, an die nicht-gestörten Master-Basisstationen 30.
Die Notbetriebsinformation ist vorzugsweise in der Alarmierungsmeldung
integriert. Die nicht-gestörten Master-Basisstationen 30 übermitteln
die Notbetriebsinformation zusätzlich
zur Alarmierungsmeldung, vorzugsweise innerhalb der Alarmierungsmeldung,
weiter an die Slave-Basisstationen 10, 20 des eigenen
Subnetzes 300 und/oder benachbarter Subnetze 300.
Ferner übermittelt
im Notbetrieb die nicht-gestörte
Master-Basisstation 30 die
Alarmierungsmeldung und die Notbetriebsinformation zusätzlich an
diejenigen Slave-Basisstationen 10, 20, die
in einem den gestörten
Master-Basisstationen 30 der
Subnetze 300 der Landkreise B und C zugeordneten Aussendering 1, 2, 3 angeordnet
sind.
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Die
Slave-Basisstationen 10, 20, die in einem Subnetz 300 mit
einer gestörten
Master-Basisstation 30 angeordnet sind, senden die Alarmierungsmeldung
an die Slave-Basisstationen 20, die in einem Aussendering 2, 3 mit
einer höheren
Ordnungszahl angeordnet sind, und zusätzlich auch an die Slave-Basisstationen 10, 20 desselben
Aussenderings 1, 2, 3 weiter, die die
von der nicht-gestörten Master-Basisstation 30 ausgesendete
Alarmierungsmeldung nicht empfangen haben, wobei die Slave-Basisstationen 10, 20 die
Alarmierungsmeldung vorzugsweise jeweils nur einmal senden.
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Somit
können
Alarmierungsmeldungen von einer nicht-gestörten Master-Basisstation 30 eines Subnetzes 300 an
Slave-Basisstationen 10, 20 benachbarter Subnetze 300,
deren Master-Basisstationen 30 gestört sind, übermittelt werden, sodass sich die
Alarmierungsmeldung auch in Subnetzen 300 mit ausgefallenen
bzw. gestörten
Master-Basisstationen 30 ausbreiten
kann. Die Aussenderinge 1, 2, 3 benachbarter
Subnetze 300 mit gestörten
Master-Basisstationen 30 bzw.
deren Slave-Basisstationen 10, 20 werden von der
nicht-gestörten
Master-Basisstation 30 eines benachbarten Subnetzes 300 angesprochen
wie Aussenderinge 1, 2, 3, die sich in
demselben Subnetz 300 befinden wie die nicht-gestörte Master-Basisstation 30.
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In 3 ist
im Landkreis B die Situation dargestellt, dass die Slave-Basisstationen 10 des
ersten Aussenderings 1 die Alarmierungsmeldung der nicht-gestörten Master-Basisstation 30 des
benachbarten Subnetzes 300 empfangen können. Zwar können einige
Slave-Basisstationen 20 des
zweiten Rings 2 des Subnetzes 300 des Landkreises
B diese Alarmierungsmeldung ebenfalls empfangen. Sie akzeptieren
diese Alarmierungsmeldung jedoch nicht, da sie nicht ausgehend von
einem Aussendering 1 mit um 1 niedrigerer Ordnungszahl
eines Subnetzes 300 des Multimaster-Wellennetzes 200 gesendet worden
ist. Die Slave-Basisstationen 20 des zweiten Aussenrings 2 des
Subnetzes 300 des Landkreises B empfangen die Alarmierungsmeldung
dann von den Slave-Basisstationen 10 des ersten Aussenderings 1 eines
Subnetzes 300 eines benachbarten Landkreises (in 3 beispielhaft
Landkreis B).
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In
Landkreis C ist die Situation dargestellt, dass nicht alle Slave-Basisstationen 10 des
ersten Aussenderings 1 des dem Landkreis C zugeordneten Subnetzes 300 die
Alarmierungsmeldung der nicht-gestörten Master-Basisstation 30 des dem Landkreis
A zugeordneten Subnetzes 300 empfangen können. Diejenigen
Slave-Basisstationen 10 des ersten Aussenderings 1 des
Subnetzes 300 von Landkreis C, die die Alarmierungsmeldung
dagegen empfangen können,
senden nun diese Alarmierungsmeldung wiederum weiter an die Slave-Basisstationen 20 des
zweiten Aussenderings 2 und an diejenigen Master-Basisstationen 30 (beispielhaft
ist 3 im Landreis C nur eine Master-Basisstation 30 dargestellt)
und/oder Slave-Basisstationen 10 des
ersten Aussenderings 1, die die Alarmierungsmeldung ursprünglich nicht
empfangen konnten, des Subnetzes 300 des Landkreises C.
Danach senden sämtliche Master-Basisstationen 30 und
Slave-Basisstationen 10, 20 des Subnetzes 300 des
Landkreises C, welche die Alarmierungsmeldung ursprünglich nicht empfangen
konnten, diese Alarmierungsmeldung weiter.
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4 zeigt
schematisch das Multimaster-Wellennetz 200,
wie es in 2 dargstellt ist, wobei zusätzlich eine
Datenleitung 600 zu einer Slave-Basisstation 21 des Subnetzes 300 des
Landkreises B vorgesehen ist. Bei der Datenleitung 600 handelt
es sich vorzugsweise um eine Drahtverbindung von dem Alarmgeber 400 zu
der Slave-Basisstation 21. Bei der Slave-Basisstation 21 handelt
es sich vorzugsweise um eine Slave-Basisstation, die funktechnisch
schwierig erreichbar ist. Die funktechnisch schwierige Erreichbarkeit
kann sich beispielsweise daraus ergeben, dass die Slave-Basisstation 21 in
einem Gebiet mit schwierigen Funkbedingungen, beispielsweise in
einem Gebiet mit Abschattung, Mehrwegeempfang und/oder Gleichkanalstörungen,
angeordnet ist. Der der funktechnisch schwierig erreichba ren Slave-Basisstation 21 zugeordnete
Aussendering 2 ergibt sich aus dem geographischen Standort der
Slave-Basisstation 21.
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Der
Alarmgeber 400 übermittelt
in diesem Fall nicht nur über
die Kommunikationsverbindungen 500 an die Master-Basisstation 30 eines
jeden Subnetzes 300, sondern über die Datenleitung 600 auch an
die Slave-Basisstation 21 die Alarmierungsmeldung zusammen
mit dem Aussendezeitpunkt und der Zeitreferenz. Die Master-Basisstationen 30 und
die Slave-Basisstation 21 haben somit Kenntnis derselben
Zeitreferenz. Die Slave-Basisstation 21 kennt also einerseits
den Aussendezeitpunkt, d. h. den Zeitpunkt, an dem die Master-Basisstationen 30 die Alarmierungsmeldung
an die Slave-Basisstationen 10 aussenden, als auch die Übermittlungszeit,
welche die Nachricht benötigen
würde,
bis sie von der Master-Basisstation 30 des Subnetzes 300 des Landkreises
B zu der Slave-Basisstation 21 übermittelt werden würde. Diese Übermittlungszeit
zusammen mit dem Aussendezeitpunkt ergibt den Zeitpunkt, an dem
die S1ave-Basisstation 21 die Alarmierungsmeldung an Slave-Basisstationen nachgängiger Aussenderinge übermittelt.
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Auf
diese Weise wird sichergestellt, dass die Slave-Basisstation 21 zeitsynchron,
insbesondere bitsynchron, mit weiteren Slave-Basisstationen 20, die
auf demselben Aussendering 2 wie die Slave-Basisstation 21 angeordnet
sind, die Alarmierungsmeldung an nachgängige Aussenderinge bzw. deren Slave-Basisstationen übermittelt,
obwohl sie insbesondere in einem funktechnisch schwierig erreichbaren
Gebiet angeordnet ist.