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Das 8,33-kHz-Flugfunk-Raster

Auf dieser Seite geht’s um das neue 8,33-kHz-Raster für VHF-Flugfunkgeräte (118 bis 137 MHz), welches 1994 beschlossen wurde und in Europa seit dem 1. Januar 2018 auch für die unteren Lufträume verbindlich vorgeschrieben ist.

Unter Piloten wurde schon vor der Umstellung kontrovers diskutiert, u. a. über den Sinn/Unsinn der kostenintensiven Maßnahme. Es gibt Unstimmigkeiten bezüglich Bandbreiten, „Rundungsfehlern“ sowie Kompatibilitätsproblemen und daß z. B. die neue Kanal-Anzeige nachweislich nicht mit der Frequenzzähler-Anzeige übereinstimmen würde!

Die Verwirrung ist groß, wenn Juristen den Physikern die (reale) Welt erklären... 😀


Das 8,33-kHz-Raster kurz und knapp

1) Die Anzahl der nutzbaren VHF-Kanäle wird durch Dreiteilung des bisherigen 25-kHz-Rasters von 760 auf 2280 Kanäle verdreifacht:

            

2) Die Kanalbreite (und somit auch das Kanalraster) wird auf ein Drittel (8,333333... kHz) der bisherigen Breite reduziert:
Den auf der Frequenzskala f benötigten Platz pro Kanal nennt man Kanalbandbreite oder auch Kanalbreite. Reiht man die Kanäle (lückenlos) in einer Linie auf der Frequenzskala auf, dann wiederholt sich alles in einem gewissen Abstand, dem Kanalraster. Dabei entspricht üblicherweise das Kanalraster der Breite der Kanäle (z. B. 25 kHz oder 8,33... kHz).

Dabei ist es gleichgültig, ob man als Bezugspunkt fürs Raster die Mittenfrequenz eines Kanals (siehe Grafik), den Anfang des Kanals bzw. das Ende des Kanals oder irgend einen anderen Punkt auf der Frequenzskala nimmt - Der Abstand (das Raster) bleibt immer gleich.
3) Die Frequenzen des alten 25-kHz-Rasters bleiben voll erhalten (siehe Tabelle). Es ändert sich lediglich die Kanalbreite von 25 kHz auf 8,33 kHz. Die entstehenden „Lücken“ werden durch je zwei neue Frequenzen „aufgefüllt“ (je eine um 8,33 kHz „tiefer“ und je eine um 8,33 kHz „höher“ als die alten Frequenzen):
4) Zwecks Unterscheidung zum alten 25-kHz-Raster werden im neuen 8,33-kHz-Raster anstelle von Frequenzen neuerdings „Kanal-Angaben“ verwendet:
Die Kanäle entsprechen dabei den neuen (auf 5 kHz gerundeten) Frequenzen, mit folgender Ausnahme:
Die alten Frequenzen vom 25-kHz-Raster werden im neuen Raster willkürlich um +5 kHz hochgestuft“ und als „Kanal(um-)benannt, siehe Tabelle oben.
Außerdem wird die bisher übliche 5-stellige Anzeige in den Funkgeräten durch eine 6-stellige Anzeige ersetzt.

Auch wenn die Anzeige der neuen Kanäle unsinnig erscheinen mag, alle Sende-/Empfangsfrequenzen liegen im (8,33-kHz-)Raster, siehe die Beispiele hier:

8,33-kHz-Raster (6-stellige Anzeige)
Kanalanzeige --> Sende-/Empfangsfrequenz
    120.005   -->  120,000 MHz
    120.010   -->  120,00833... MHz
    120.080   -->  120,075 MHz

25-kHz-Raster (5-stellige Anzeige)
Freq.-Anzeige --> Sende-/Empfangsfrequenz
       120,00   -->  120,000 MHz
       120,07   -->  120,075 MHz



So sieht ein AM-Signal im 8,33-kHz-Flugfunk-Raster auf dem Spektrum-Analyzer (Wasserfalldiagramm) aus:
Bildvorlage: © DJ3UE
Wie man gut sehen kann, die Kanal-Bandgrenzen (rote Linien) werden sicher eingehalten.


Das „Verwirrpotential“ um die neuen Kanäle scheint groß! Selbst der Funkgerätehersteller ICOM äußerte sich auf Anfrage nur „schwammig“/allgemein über das neue Raster:

>>> Die Flugsicherheitsbehörden hätten sich auf „Rundungsregeln“ für Flugfunkgeräte „geeinigt“, damit Piloten nicht allzuviel darüber nachdenken müssen, was nur unnötigen Stress verursachen würde. Bei den Flugfunkgeräten würde stets die richtige Frequenz (im Hintergrund) gerastet werden, aber die „gerundete Frequenz“ angezeigt werden. <<<

...dabei ist doch alles gaaaanz einfach 😁, wenn man die 4 Punkte oben beachtet...


FAQ

Frage:
Wenn die Frequenzen des alten 25-kHz-Rasters im 8,33-kHz-Raster erhalten bleiben, warum hat man dann „glatteFrequenzen zwangsweise in „krummeKanäle umbenannt?!
Antwort:
Der „Trick“ erlaubt die Koexistenz von alten und neuen Funkgeräten, in der Übergangszeit und auch danach. Beispielsweise existiert in den U.S.A. kein 8,33-kHz-Raster! Gleichwohl müssen alle Flugzeuge, die Europa an- bzw. überfliegen, die neuen Frequenzen rasten können.

Frage:
Warum hat man bei den neu hinzugekommenen Frequenzen für die letzten 2 Stellen nicht die auf 3 Stellen hinter dem Komma gerundeten Frequenzen (08, 17, 33, 42, 58, 67, 83 und 92) genommen? Haben Kanalangaben im 5er-Raster (05, 10, 15, 30, 35, 40, 55, 60, 65, 80, 85, 90) Vorteile?
Antwort:
Piloten sind Frequenzen im „5er-System“ gewohnt. Sie erwarten im Funkverkehr auf der letzten Stelle eine Null oder eine Fünf, was auch die Fehleranfälligkeit bei der Übermittlung reduziert.

Frage:
Wie wird die Bandbreitenumstellung technisch realisiert?
Antwort:
Da die Bandbreite eines AM-Senders (bei einem Modulationsgrad kleiner 90 %) nur von der maximalen Modulationsfrequenz abhängt, kann man diese leicht mittels NF-Tiefpassfilter limitieren. Damit es möglichst kein „Übersprechen“ auf die Nachbarkanäle gibt, müssen fürs neue Raster die Filter im Sender allerdings deutlich steilere Flanken aufweisen als die Filter fürs alte Raster. Im Empfänger werden dementsprechend ZF-Filter mit „schmäleren“ Durchlaßkurven (mit ebenfalls steileren Flanken) verbaut.
Nachteil bei „Schmalband-AM“: Mit geringerer Bandbreite klingt alles „dumpfer“...

Frage:
Ist die (Kanal-)Bandbreite identisch mit dem (Kanal-)Raster?
Antwort:
Nein, das muß nicht zwangsweise so sein, ist es aber in den meisten Fällen. Eine ähnliche Frage wäre: Darf ich mit meinem Auto bei einem Tempolimit von 100 km/h auch nur 60 km/h schnell fahren?
Tx:
Die Flugfunkgerätehersteller dürften bei einem Kanal-Raster von 25 kHz die maximale Sender-Bandbreite von 25 kHz ausnutzen, was aber aber nicht gemacht wird. Im Gegensatz zu anderen Funkdiensten (z. B. Amateurfunk oder CB-Funk) wird der erlaubte Rahmen aus Sicherheitsgründen nicht ausgenutzt (Stichwort „Übersprechen“).
Bei einer Amplitudenmodulation ändert sich nicht nur der Sendepegel (Amplitude) „im Takt der Sprache“, sondern auch der benötigte Platz auf der Frequenzskala (Bandbreite). Dabei gilt: Je höher die maximal übertragene Audio-Frequenz, desto breiter die belegte Bandbreite, bestehend aus den beiden Seitenbändern USB (Upper Side Band = oberes Seitenband) und LSB (Lower Side Band = unteres Seitenband) sowie dem ("schmalen") Träger. Der im Flugfunk üblicherweise übertragene (Sprach-)Frequenzbereich liegt bei max. 3 kHz („Telefonqualität“). Somit ist ein AM-Sender mit seinen beiden Seitenbändern 2 x 3 kHz = 6 kHz breit, bei erlaubten 2 x 12,5 kHz = 25 kHz!
Da sich seitens der Flugfunkgerätehersteller die max. übertragene Sprachbandbreite im neuen 8,33er-Raster NICHT geändert hat, bleibt es bei 6 kHz HF-Kanal-Bandbreite (was weiterhin kleiner als das erlaubte Maximum ist: 6 kHz < 8,33 kHz). Aus diesem Grund hat keiner der Piloten eine Veränderung der Übertragungsqualität bemerkt! Was schon „dumpf“ klingt, wird nicht noch dumpfer...   😏
Rx:
Da die Sender im neuen 8,33er-Raster auf der Frequenzskala 3 x dichter als bisher beieinander liegen und weiterhin eine saubere Kanaltrennung gefordert wird, muß im Empfänger die ZF-Filterbandbreite mit schmäleren Filtern auf ein Drittel verkleinert werden, also ans engere Raster angepaßt werden.

Frage:
Sind Funkgeräte im 25er-Raster mit Funkgeräten im 8,33er-Raster „kompatibel“, das heißt, kann sich ein Pilot mit einem Funkgerät im 25er-Raster mit einem im 8,33er-Raster unterhalten und umgekehrt?
Antwort:
Ja, aber nur auf den „alten“ Frequenzen:
       Frequenz:            Kanal:
     xxx,000 MHz <--> xxx.005
     xxx,025 MHz <--> xxx.030
     xxx,050 MHz <--> xxx.055
     xxx,075 MHz <--> xxx.080
Da beide Funkgeräte (trotz unterschiedlichem Raster bzw. unterschiedlicher Bandbreite) identische Sende-/Empfangsfrequenzen nutzen, funktioniert das einwandfrei. Bedingung ist, daß die „alten“ Funkgeräte sendeseitig nicht die volle Bandbreite nutzen, d. h. die übertragene Sprache auf max. 3 kHz begrenzt ist.

Frage:
Können sich Funkgeräte im 25-kHz-Raster und im 8,33-kHz-Raster „gegenseitig stören“?
Antwort:
Ja! Ein Funkgerät im 25-kHz-Raster (z. B. eine Bodenstation auf xxx,050 MHz) empfängt (wegen des „breiten“ ZF-Filters) prinzipiell immer 3 Kanäle vom 8,33er-Raster gleichzeitig:
    xxx.040
    xxx.055
    xxx.060
Fall a)
Aussendungen auf benachbarten 8,33-kHz-Kanälen können mit einem „alten“ Funkgerät (im 25-kHz-Raster) „versehentlich“ empfangen werden:
Sendet ein Flugzeugführer z. B. auf Kanal xxx.060, dann kann die Bodenstation auf xxx,050 MHz den Piloten wegen des 25 kHz breiten ZF-Filters zwar einwandfrei hören, aber nicht ansprechen, da das sehr schmale ZF-Filter im Empfängers des Luftfahrzeugs nur Aussendungen auf xxx,058 MHz ±4,16 kHz empfangen kann. Bedingung ist, daß das „alte“ Funkgerät sendeseitig nicht die volle Bandbreite nutzt, d. h. die übertragene Sprache auf max. 3 kHz begrenzt ist.
Aussendungen von Luftfahrzeugen auf Kanal xxx.060 (Frequenz: xxx,058 MHz) können für die Bodenstation (Frequenz: xxx,050 MHz) im Stand-by-Betrieb nervig werden. Sollte die Bodenstation auf ihrer Frequenz gerufen werden und es kommt zudem gleichzeitig zu einem Gespräch unter Piloten auf einem der beiden Nachbarkanäle (oder auf beiden gleichzeitig), dann kann der Empfang der Bodenstation massiv gestört werden!
Fall b)
Sollte der eher seltene Fall eintreten, daß ein „altes“ Funkgerät ohne scharfe 3-kHz-Sprachbegrenzung auf Sendung geht, dann könnten die Empfänger auf den benachbarten 8,33-kHz-Kanälen durch unverständliches „Übersprechen“ beeinträchtigt werden!

Frage:
Ist das neue Kanal-System unverwechselbar?
Antwort:
Normalerweise schon, aber bei Flugplätzen, die vorher z. B. 000er- Frequenzen (oder 050er-Frequenzen) hatten und auf Kanal 005 (bzw. auf Kanal 055) umgestellt wurden, kann es vorkommen, daß ein Funkgerät versehentlich im alten 25-kHz-Modus arbeitet, und keiner merkt‘s!
Im alten Modus wird im 5-stelligen Display xxx,00 (bzw. xxx,05) angezeigt, so wie es „früher schon immer“ war. Das heißt, die Piloten sind es gewohnt, daß die 5-kHz-Stelle „abgeschnitten“, also nicht angezeigt wird.
Wenn das Schulungs-Segelflugzeug immer nur Platzrunden dreht, also nie eine andere Frequenz als die Platzfrequenz eingestellt wird, dann fällt niemandem auf, wenn der falsche Modus eingestellt ist. Die Piloten wundert’s nur, daß sie (wegen dem breiten ZF-Filter im Empfänger) Störungen von „benachbarten (8,33-kHz-)Frequenzen“ haben...

Frage:
Sind nach der Umstellung noch Frequenzen im alten 25-kHz-Raster zugeteilt?
Antwort:
Obwohl die Umstellung offiziell seit Ende März 2018 abgeschlossen ist, gibt es in Deutschland tatsächlich noch Frequenzen im 25-kHz-Raster: einige Tower-, FIS- und ATIS-Frequenzen, siehe Luftfahrthandbuch (AIP). Das Frequenz-Wirrwarr innerhalb von Europa ist groß! Die Bedingungen für eine Neuorganisation sind mit dem neuen Raster gegeben, aber es gibt immer noch vieles zu regeln, denn Funkwellen überschreiten nun mal problemlos Landesgrenzen und jeder Staat kocht sein eigenes Süppchen.

Frage:
Wenn die alten 000/025/050/075er-Frequenzen mit den neuen 005/030/055/080er-Kanälen identisch ist, worin liegt dann der Sinn der „Doppelaufführung“?
Antwort:
Im Display eines im 8,33er-Raster arbeitenden Flugfunkgerätes tauchen die 6-stelligen Raststellungen 2 x auf: erst als Frequenz, z. B. 120,000 MHz, dann als Kanal: 120.005. Dabei werden für beide Raststellungen identische Sende-/Empfangsfrequenzen verwendet, was sehr verwirrend ist und mit einem Frequenzzähler leicht nachzumessen ist! Was also soll dieser „Unsinn“?
Der Unterschied liegt nicht in der Frequenz, sondern in den verwendeten Bandbreiten (siehe Grafik oben):
Rx:
Auf der Frequenz 120,000 MHz arbeitet der Empfänger mit einem „breiten“ ZF-Filter, was dazu führt, daß immer 3 Kanäle des neuen 8,33er-Rasters gleichzeitig empfangen werden! Störungen von anderen Funkstellen, die auf den 2 benachbarten 8,33er-Kanälen unter- und oberhalb der aktuellen Frequenz senden, sind dementsprechend in Kauf zu nehmen. Auf Kanal 120.005 arbeitet der Empfänger mit einem „schmalen“ ZF-Filter, der nur eine der neuen Frequenzen empfangen kann.
Tx:
Sendeseitig sieht das so aus, daß auf der Frequenz 120,000 MHz u. U. ein für das neue 8,33er-Raster „überbreites Signal“ ausgesendet wird, welches die benachbarten 8,33er-Kanäle (119.990 und 120.010) durch „Übersprechen“ stören kann.

Frage:
Welche Bandbreite wird belegt, wenn man mit einem neuen Funkgerät im 8,33er-Modus eine „alte“ 25er-Frequenz eindreht?
Antwort:
Empfänger und Sender arbeiten auf den „alten Frequenzen“ (trotz 8,33er-Modus) mit den „alten Bedingungen“, d. h. mit „breitem“ ZF-Filter und mit (eventuell) „breiter“ Senderbandbreite. Um Störungen zu vermeiden, müssen die beiden 8,33-Frequenzen unter- und oberhalb von den zugeteilten, alten Frequenzen freigehalten werden. Schade um die vergeudeten Ressourcen, aber bis zur endgültigen Regulierung stehen ja noch genügend Frequenzen zur Verfügung...  😏

Frage:
Warum hat man beim Austausch aller Funkgeräte nicht gleich auf modernere Modulationsarten wie FM oder „Digital“ umgestellt?
Antwort:
Amplitudenmodulation (AM) ist die einfachste und somit die älteste Modulationsart. Bei Störungen, z. B. durch Überlagerung von „Trägern“ (bei „Mikrofonhängern“ oder sonstigen Dauerträgern), hat man bei AM immer die Chance, daß man noch etwas verstehen kann. Das gilt auch, wenn ein (unmodulierter) Störträger HF-mäßig deutlich stärker als das Nutzsignal ist, ganz im Gegensatz zur Frequenzmodulation (FM): Hier überwiegt der stärkere Träger. Das Nutzsignal wird in FM ab einem gewissen Feldstärkeunterschied KOMPLETT unterdrückt.
FM hat deutlich bessere Übertragungseigenschaften als AM (siehe UKW-Rundfunk), aber dazu braucht es Bandbreite, die man bei „Super-Schmalband-FM“ mit nur 8,33 kHz Bandbreite nicht hat!
Im Grenzbereich (bei sehr schwachen Signalen) hat AM bezüglich des Rauschens Vorteile gegenüber FM: Entweder ein Schmalband-FM-Signal ist gut hörbar, oder das starke Diskriminator-Rauschen macht jegliche Kommunikation unmöglich  -  AM geht immer“!  😏
Bei digitalen Modulationsarten ist es ähnlich wie bei FM: Entweder man hört etwas, in guter Qualität, oder man hört rein gar nichts!
Mischbetrieb:
Da die Funkgeräte im neuen Raster (also nach dem Drücken der 8/25-Modus-Taste) auch weiterhin die alten Frequenzen (mit den alten Bedingungen) bedienen müssen, könnte es bei einem Bedienungsfehler zum Mischbetrieb von AM und z. B. FM kommen: Es könnte z. B. passieren, daß zwei Funkgeräte mit unterschiedlichen Betriebsarten auf der gleichen Sende-/Empfangsfrequenz (z. B. Frequenz 120,000 MHz bzw. Kanal 120.005) arbeiten, siehe auch die Frage oben: Ist das neue Kanal-System „unverwechselbar“? Die Folge wäre, daß keine Kommunikation möglich wäre, was aus Sicherheitsgründen nicht sein darf!
Fazit:
Auch nach über 100 Jahren "Funk-Technik": Es bleibt bei der antiquierten Amplitudenmodulation im Flugfunk!


Kombi-Flugfunkgeräte besitzen eine „Modus-Taste“ (8/25), mit welcher man zwischen dem 25er- und dem 8,33er-Raster umschalten kann. Im 25er-Modus können ausschließlich Frequenzen im 25-kHz-Raster eingedreht werden. Im 8,33er-Modus sind sowohl Frequenzen im 25-kHz-Raster als auch Kanäle im 8,33er-Raster (abwechselnd, nacheinander) einstellbar. Die Modus-Taste muß man also nur 1 x im Funkgeräteleben drücken, spätestens nach dem 31.12.2017.
Bei Handfunksprechgeräten tippt man die Kanäle/Frequenzen über die Tastatur ein. Das Funkgerät erkennt anhand der letzten beiden Ziffern, ob es im 25er- oder im 8,33er-Raster arbeiten soll.
Bild: © DJ3UE
Fazit
Für einen störungsfreien Betrieb im neuen Raster sind allein schon wegen den kleineren Bandbreiten neue Funkgeräte fällig, auch wenn man bei den älteren Funkgeräten die „25-kHz-Kanäle“ des 8,33er-Rasters frequenzmäßig korrekt rasten kann.
Da die alten Frequenzen im neuen Raster erhalten bleiben, darf man die alten Funkgeräte als Zweit-/Notfallgeräte weiterhin auf der internationalen Notfrequenz 121,500 MHz betreiben.

Erstausgabe: Dez. 2000 - Neuauflage: Sept. 2022
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