Tænd en radio og drej hen på en frekvens, hvor der ikke er noget at høre.
Der er stille.
Så frekvensen må vel være ledig?
Nej. Og det er en af de vigtigste ting at forstå om radiospektret.
En frekvens er ikke fri til brug, bare fordi der ikke kommer lyd ud af højttaleren. Bag radiospektret ligger et omfattende internationalt og nationalt system, der bestemmer, hvilke typer radiotjenester der kan bruge hvilke frekvensområder – og under hvilke betingelser.
Uden den koordinering ville moderne radiokommunikation hurtigt blive kaotisk.
Radiobølger respekterer ikke matrikelgrænser, kommunegrænser eller nødvendigvis landegrænser. To radiosystemer kan derfor påvirke hinanden, selv om brugerne aldrig har haft noget med hinanden at gøre. Frekvensplanlægning handler i høj grad om at få mange forskellige radiosystemer til at eksistere side om side uden skadelig interferens.
Hvorfor skal frekvenser overhovedet fordeles?
Forestil dig, at alle selv måtte vælge.
En havn finder en frekvens, der lyder ledig. Et transportselskab vælger den samme. En kraftig sender på den anden side af grænsen bruger også området, og samtidig forsøger en anden radiotjeneste at modtage meget svage signaler i nærheden.
Hver bruger kan isoleret set have fundet en glimrende frekvens. Tilsammen har de skabt et problem.
Derfor planlægges radiospektret. Det betyder ikke, at hver eneste frekvens på kloden har én bestemt bruger. I stedet arbejder man blandt andet med frekvensbånd, radiotjenester, tekniske betingelser, geografiske områder og konkrete frekvenstildelinger.
Man kan godt finde et tomt sted på parkeringspladsen, uden at man har ret til at parkere der. På samme måde kan en frekvens være stille på din radio uden at være til fri anvendelse. Den kan være reserveret til en bestemt tjeneste, kun blive brugt lejlighedsvis eller være beskyttet af regler, du ikke kan høre med modtageren.
Det begynder internationalt
Radiokommunikation er international af natur. Kortbølgesignaler kan krydse kontinenter, satellitter dækker store dele af Jorden, fly og skibe bevæger sig mellem lande, og radiosystemer tæt på nationale grænser kan påvirke hinanden.
Derfor findes der internationale rammer for anvendelsen af radiospektret.
En central aktør er ITU – International Telecommunication Union – og især ITU's radiokommunikationssektor, ITU-R.
ITU's Radio Regulations indeholder de internationale regler for anvendelse af radiospektret. En vigtig del er den internationale frekvensfordeling, hvor frekvensområder er fordelt mellem forskellige typer radiotjenester.
ITU fastlægger de internationale rammer og fordeler frekvensbånd til radiotjenester. Konkrete tilladelser og nationale anvendelser håndteres derimod af de enkelte landes myndigheder inden for de internationale og nationale regler. Der er altså forskel på at fordele et frekvensområde til en tjeneste og at give en konkret bruger ret til at anvende en frekvens.
Allocation, allotment og assignment – tre forskellige ting
Frekvensforvaltning har sit eget præcise sprog, og tre begreber bliver let blandet sammen.
Allocation betyder grundlæggende, at et frekvensbånd er afsat til én eller flere bestemte radiotjenester.
Allotment bruges om, at en bestemt frekvens eller kanal indgår i en plan til brug for en radiotjeneste under bestemte betingelser.
Assignment er den konkrete tilladelse til, at en radiostation eller bruger må anvende en bestemt frekvens eller kanal under fastsatte betingelser.
Man kan tænke på det som flere niveauer. Først fastlægges det, hvilke typer radiotjenester et område af spektret kan bruges til. Derefter kan der findes mere detaljerede planer for anvendelsen. Til sidst kan en konkret frekvens blive tildelt en bestemt station eller bruger. Det er altså ikke det samme at sige, at et bånd er beregnet til en radiotjeneste, som at sige, at enhver må sende i båndet.
Hvad er en radiotjeneste?
I daglig tale tænker vi måske på radio som tale mellem to personer eller som radiofoni. I frekvensforvaltning er begrebet langt bredere.
ITU arbejder med mere end 40 definerede radiokommunikationstjenester. De omfatter blandt andet landmobil radio, maritim mobilkommunikation, luftfart, broadcasting, radionavigation, radioastronomi, amatørradio, satellittjenester og meteorologiske anvendelser.
Det samme radiospektrum skal altså rumme alt fra en håndradio til satellitkommunikation og observation af meget svage radiosignaler fra universet.
Når man ser en frekvenstabel, er det vigtigt at huske, at mange radiotjenester slet ikke består af mennesker, der taler sammen. Radar, navigation, telemetri, satellitforbindelser, radioastronomi og forskellige former for dataoverførsel bruger også radiospektret.
Verden er delt i tre radioregioner
ITU's internationale frekvensfordeling er organiseret i tre regioner.
Danmark ligger i Region 1, som blandt andet omfatter Europa og Afrika. Amerika ligger hovedsageligt i Region 2, mens store dele af Asien og Stillehavsområdet ligger i Region 3.
Det betyder, at frekvensanvendelsen ikke nødvendigvis er identisk over hele verden.
Et frekvensområde kan have én anvendelse i Europa og andre betingelser i en anden ITU-region. Internationale frekvensoplysninger skal derfor altid læses med geografien i tankerne.
Det er let at finde frekvensoplysninger på internationale hjemmesider og i udenlandske videoer. Men regler og frekvensanvendelser kan være forskellige mellem ITU-regioner og mellem de enkelte lande. At en bestemt radioanvendelse er lovlig i USA betyder derfor ikke, at den er lovlig i Danmark – og omvendt.
Primære og sekundære tjenester
Et frekvensområde behøver ikke kun være fordelt til én radiotjeneste.
Flere tjenester kan dele et område, men de har ikke nødvendigvis samme status.
I ITU's system skelnes blandt andet mellem primære og sekundære tjenester. En sekundær tjeneste må som udgangspunkt ikke forårsage skadelig interferens over for stationer i en primær tjeneste og kan heller ikke kræve beskyttelse mod interferens fra den primære tjeneste.
Det gør det muligt at udnytte spektret mere effektivt, når forskellige anvendelser teknisk kan eksistere side om side.
To radiotjenester kan godt være tilladt i samme frekvensområde uden at være ligestillede. Hvis den ene har sekundær status, skal dens anvendelse tage hensyn til den primære tjeneste. Frekvenstabeller handler derfor ikke kun om, hvem der findes i et bånd, men også om deres indbyrdes status.
Hvorfor ligger tjenesterne, hvor de gør?
Man kunne måske forestille sig, at frekvensbånd blot blev delt ud som numre i et lotteri.
Sådan fungerer det ikke.
Forskellige frekvensområder har forskellige radiotekniske egenskaber. HF kan under de rette forhold udbrede sig over meget store afstande via ionosfæren. VHF og UHF bruges ofte til mere direkte forbindelser, mens endnu højere frekvenser blandt andet kan give mulighed for meget store båndbredder.
Også antennestørrelse, ønsket rækkevidde, nødvendig datakapacitet, eksisterende anvendelser og risikoen for interferens spiller ind.
Et frekvensområde, der er attraktivt til én anvendelse, er ikke nødvendigvis lige så velegnet til en anden. Radiobølgernes udbredelse, den nødvendige båndbredde, antennernes praktiske størrelse og muligheden for at genbruge frekvenser geografisk er blandt de forhold, der gør nogle dele af spektret særligt eftertragtede.
Spektret bliver ikke brugt lige meget overalt
En frekvens kan være stærkt belastet i København og næsten tavs et andet sted i landet.</
Det skyldes, at mange radiosystemer har begrænset geografisk rækkevidde. Den samme frekvens kan derfor i nogle tilfælde genbruges forskellige steder, hvis afstanden og de tekniske forhold gør risikoen for skadelig interferens tilstrækkelig lille.
Frekvensplanlægning handler derfor ikke kun om frekvens.</
Geografi betyder også noget.
Hvis to radiosystemer har begrænset rækkevidde og befinder sig langt nok fra hinanden, kan samme frekvens i visse systemer genbruges. Princippet om geografisk frekvensgenbrug er en vigtig årsag til, at et begrænset radiospektrum kan betjene langt flere brugere end antallet af tilgængelige kanaler umiddelbart antyder.
Fra internationale regler til dansk frekvensanvendelse
De internationale regler er kun det øverste lag.
Inden for de internationale rammer fastlægges den nationale anvendelse af radiospektret. Her kan frekvensområder være knyttet til bestemte tjenester og anvendelser, og nogle typer brug kræver en individuel frekvenstilladelse.
Andre radiosystemer kan anvendes uden en individuel tilladelse, hvis brugeren overholder de tekniske og øvrige betingelser, der gælder for den pågældende anvendelse.
Det er derfor ikke nok kun at kende frekvensen. Man skal også vide, hvilke betingelser der gælder for brugen.
Når radioudstyr kan anvendes uden en individuel frekvenstilladelse, betyder det ikke, at brugeren frit kan ændre frekvens, sendeeffekt, antenne eller andre tekniske egenskaber. Den tilladelsesfri anvendelse bygger netop på, at udstyret og brugen holder sig inden for de fastlagte betingelser.
PMR446 viser princippet i praksis
PMR446 er et godt eksempel på, hvordan frekvensplanlægning kan ende som noget meget enkelt for brugeren.
Brugeren behøver ikke søge om sin egen individuelle frekvens. I stedet anvendes et harmoniseret frekvensområde med fastlagte tekniske betingelser og fælles adgang for mange brugere.
Det gør systemet enkelt at tage i brug, men det betyder samtidig, at man ikke har en eksklusiv kanal.</
Andre PMR446-brugere kan befinde sig på samme kanal, og der kan derfor opstå trafik fra andre stationer.</
PMR446 er nemt, fordi brugeren ikke behøver en individuelt tildelt frekvens. Til gengæld deles kanalerne med andre. Professionelle radiosystemer med individuelle frekvenstilladelser kan planlægges anderledes, fordi frekvensanvendelsen kan koordineres til den konkrete bruger og det konkrete område.
Marine VHF viser en anden form for koordinering
Til søs er international koordinering særlig vigtig.
Et skib kan sejle fra ét land til et andet, og skibe fra mange nationer skal kunne kommunikere indbyrdes og med kystradiostationer, havne og redningstjenester.
Derfor anvender maritim VHF internationalt koordinerede kanaler og procedurer. Det ville være særdeles upraktisk, hvis kanalnumrene havde helt forskellige grundlæggende funktioner, hver gang et skib krydsede en landegrænse.
Når lande koordinerer frekvenser og tekniske standarder, bliver det muligt at fremstille udstyr, der kan bruges på tværs af grænser. Det er særlig vigtigt for blandt andet skibsfart, luftfart, satellitter og andre radiotjenester, der i deres natur er internationale.
Radioamatører får bånd – ikke bare tilfældige frekvenser
Amatørradio er endnu et godt eksempel på, hvordan frekvensfordelingen kan opleves i praksis.
Radioamatører har adgang til bestemte frekvensbånd under de regler, der gælder for amatørtjenesten. Det er derfor, man taler om eksempelvis 2-meter-båndet, 70-centimeter-båndet og forskellige kortbølgebånd.</
Det betyder ikke, at radioamatører kan bruge hele radiospektret, blot fordi de har en sendetilladelse. Amatørtjenesten eksisterer inden for de frekvensområder og betingelser, der er fastlagt til formålet.
Forskellige radiotjenester har forskellige rettigheder og frekvensområder. En radioamatørtilladelse giver adgang til amatørradioens muligheder efter de gældende regler – ikke en generel ret til at sende på alle frekvenser, som radioens hardware teknisk kan nå.
Men min radio kan jo sende der
Moderne programmerbare radioer kan gøre frekvensspørgsmålet lidt forvirrende.</
Nogle radioer kan teknisk indstilles til transmission over et forholdsvis bredt frekvensområde. På displayet kan man indtaste en frekvens, trykke på sendeknappen og konstatere, at radioen faktisk forsøger at sende.</
Men radioens tekniske muligheder bestemmer ikke brugerens rettigheder.</
At en radio teknisk kan programmeres til en bestemt frekvens betyder ikke, at brugeren har ret til at transmittere på den. Frekvensen kan være beregnet til en anden radiotjeneste, kræve en individuel tilladelse eller være underlagt tekniske betingelser, som radioen eller anvendelsen ikke opfylder.
Det er en vigtig forskel mellem en radios specifikationer og reglerne for dens anvendelse.
Hvorfor kan to tjenester ligge tæt på hinanden?
Et radiosignal fylder ikke kun ét matematisk punkt på frekvensskalaen.</
En transmission har en båndbredde, og sendere og modtagere har tekniske egenskaber, som har betydning for, hvor tæt forskellige systemer kan placeres på hinanden.</
Derfor handler frekvensplanlægning også om kanalafstand, sendeeffekt, modulation, filtre, geografisk afstand og de krav, der stilles til beskyttelse af andre tjenester.
Når radioen viser 145,500 MHz, er det let at forestille sig signalet som en tynd streg præcis dér. I virkeligheden optager den modulerede transmission et frekvensområde omkring den angivne frekvens. Derfor har båndbredde og afstand til andre kanaler stor betydning for, om radiosystemer kan fungere sammen uden uacceptable forstyrrelser.
Hvad sker der, når verden får brug for mere spektrum?
Radiospektret ændrer sig ikke, men vores brug af det gør.</
Nye teknologier skaber nye behov. Mobilkommunikation, trådløse datanet, satellitsystemer, navigation, radar og mange andre tjenester konkurrerer om adgang til frekvensområder med attraktive egenskaber.
Derfor udvikles frekvensplanerne løbende.</
På internationalt niveau kan ITU's Radio Regulations ændres på World Radiocommunication Conferences, hvor medlemslandene forhandler om den fremtidige anvendelse af radiospektret.
Nye radioteknologier kan skabe behov for nye eller ændrede frekvensfordelinger, mens ældre anvendelser kan fylde mindre eller flytte. Ændringer kræver planlægning, fordi eksisterende udstyr, tjenester og brugere ikke bare kan forsvinde fra den ene dag til den anden.
Hvorfor er nogle frekvenser så eftertragtede?
Alle megahertz er ikke lige værdifulde til alle formål.
Nogle frekvensområder giver en attraktiv kombination af rækkevidde, bygningspenetration, antennestørrelse og tilgængelig båndbredde. Andre er bedre egnede til meget store datamængder over kortere afstande eller til specialiserede anvendelser.</
Derfor kan bestemte dele af spektret være under betydeligt større pres end andre.</
Man kan altid skrive endnu et frekvenstal med flere decimaler. Den reelle knaphed handler om brugbart spektrum: frekvensområder med de rette udbredelsesegenskaber, tilstrækkelig båndbredde og mulighed for at fungere sammen med de tjenester, der allerede er etableret.
Fra verdenskonference til radioen i hånden
Det kan virke som en meget lang vej fra internationale frekvenstabeller til en håndradio på et jagthold, en marineradio på en sejlbåd eller en professionel radio på en byggeplads.</
Men forbindelsen er direkte.
Når en PMR446-radio har bestemte kanaler, når en radioamatør arbejder inden for bestemte bånd, og når en marineradio har internationalt definerede kanaler, er det slutresultatet af frekvensplanlægning og teknisk koordinering.</
Systemet er kompliceret i baggrunden, netop for at brugen kan være forholdsvis enkel i praksis.
Når du trykker på PTT, tænker du sandsynligvis på den person, du vil tale med – ikke på internationale radioregler, frekvensplaner og interferenskoordinering. Det er egentlig et tegn på, at systemet virker. En stor del af arbejdet er allerede udført, før radioen ender i din hånd.
Derfor er en stille frekvens ikke nødvendigvis ledig
Vi kan nu vende tilbage til radioen fra begyndelsen.
Du drejer hen på en frekvens og lytter.</
Ingen taler.</
Men stilheden fortæller kun, at din modtager ikke hører et signal på det tidspunkt og det sted.</
Den fortæller ikke, hvem frekvensen er beregnet til, om der findes sendere uden for din rækkevidde, om tjenesten kun anvendes lejlighedsvis, eller om du har ret til selv at sende.</
Frekvensen på radioens display er kun den tekniske indstilling. Retten til at anvende frekvensen afhænger af radiotjenesten, udstyret, anvendelsen og de regler og eventuelle tilladelser, der gælder. Lytteren kan høre stilhed. Frekvensplanen kan fortælle en helt anden historie.
Radiospektret virker usynligt og næsten uendeligt, når man drejer på en modtager.
I virkeligheden er det en nøje organiseret fælles ressource, som bruges af alt fra håndradioer og skibe til radarer, satellitter og radioteleskoper.
Og netop derfor kan millioner af radiosystemer fungere samtidig uden, at alle forsøger at tale oven i hinanden.
Copyright © Kinaradio.dk