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Was ist der Unterschied zwischen analogen und digitalen Zwei-Wege-Funkgeräten?

Analog and Digital Two-Way radio

Den Unterschied zwischen digitalen und analogen Signalen zu verstehen, kann eine echte Herausforderung sein, wenn es darum geht, herauszufinden, was für eine bestimmte Anwendung oder Branche geeignet ist. In dieser Woche geht es im Two-Way-Radio-Tipp um die Unterschiede zwischen analoger und digitaler Technik – und um die jeweiligen Vor- und Nachteile bei Zwei-Wege-Funkgeräten.

Analoge Technik war die Pioniertechnologie, als Zwei-Wege-Funkgeräte Mitte der 1930er-Jahre in der Geschäftswelt Einzug hielten. Noch heute ist analog die vorherrschende Form der drahtlosen Kommunikationstechnologie. Allerdings steigen immer mehr große Branchen, die auf Zwei-Wege-Funk setzen, auf digitale Technik um.

So funktioniert analoge Technik

Sowohl analoge als auch digitale Funkgeräte übertragen Signale über einen Funkkanal mit Trägerfrequenzwellen – in der Regel Very High Frequency (VHF) oder Ultra High Frequency (UHF). (Anmerkung der Redaktion: Nächste Woche gehen wir auf die Unterschiede zwischen VHF und UHF ein.) Bei analogen Funkgeräten werden die Signale per Frequenzmodulation (FM) gesendet: Das Sprachsignal wird in die Trägerwelle eingebettet. Diese Wellen sind „sinusförmig”, bestehen also aus kontinuierlichen, gleichmäßigen Schwingungen. Moduliert die Stimme, verändert sich die Frequenz der Welle. Das Empfangsgerät demoduliert diese Frequenz und macht daraus wieder eine verständliche Sprachnachricht. Im Grunde erzeugt die analoge Technik eine echte Abbildung, ein „Analogon” der Stimme – daher der Name „analog”.

Bei Zwei-Wege-Funkgeräten lässt sich die Funktionsweise der analogen Technik gut daran erkennen, wie das analoge Signal abnimmt, je weiter sich das Gerät von der Sendequelle entfernt. Ein typisches analoges Signal verschlechtert sich mit Annäherung an seine maximale Reichweite zunehmend, bis es schließlich zu nicht mehr erkennbarem Rauschen wird. Digitale Signale brechen dagegen abrupt ab, sobald sie ihre maximale Reichweite erreicht haben.

So funktioniert digitale Technik

Digitale Technik unterscheidet sich deutlich von der analogen. Statt Sprachsignale als Abbild auf eine Trägerfrequenzwelle zu legen, werden die Informationen in ein binäres Format aus Nullen und Einsen übersetzt, wobei jedes Bit zwei klar getrennte Amplituden darstellt. Anders als analoge Signale überträgt ein digitales Signal keine weiche, kontinuierliche Welle, sondern wird in nicht zusammenhängenden Blöcken gesendet – das ergibt ein präzises, eckiges Signal. Dank dieser Technik bieten digitale Zwei-Wege-Funkgeräte eine überlegene Sprachqualität und zerfallen an ihrer maximalen Reichweite nicht zu Rauschen – das Signal bricht einfach ab.

Damit du die Unterschiede zwischen analoger und digitaler Technik bei Zwei-Wege-Funkgeräten besser verstehst, haben wir die folgende Vergleichstabelle erstellt:

Vergleichstabelle: Analog vs. Digital

AnalogDigital
SignalAnaloge Signale sind eine kontinuierliche Sinuswelle, mit der das Funkgerät die Stimme originalgetreuer übertragen kann. Allerdings fällt es analogen Signalen schwer, physische Hindernisse zu durchdringen.Digitale Signale verarbeiten Signale, die Schallwellen in mathematische Bits umwandeln. Digitale Funkgeräte erreichen bis zu 20 % mehr Reichweite und durchdringen Wände und Beton besser.
TrägerwelleErzeugt eine Sinuswelle – eine glatte, kontinuierlich schwingende Welle.Erzeugt nicht zusammenhängende Rechteckwellen.
LeistungAnaloge Funkgeräte verbrauchen mehr Energie, was die Akkulaufzeit verkürzen kann.Digitale Funkgeräte nutzen Energie viel effizienter und verlängern so die Lebensdauer des Akkus. Sie können außerdem leistungsstärker sein: 1 digitales Watt kann so stark sein wie 4 analoge Watt.
TechnikAnaloge Funkgeräte nutzen Frequenzmodulation (FM). Diese Wellen liefern klare Sprachübertragungen, können aber andere Geräusche rund um den Sender nicht herausfiltern. Außerdem reichen ihre Signale nur wenige Kilometer.Digitale Funkgeräte empfangen ein verarbeitetes Signal, das Töne in Zahlenmuster umwandelt statt in Funkwellen. Das digitale Signal schafft mehr Möglichkeiten für funktionsreiche Technik und reicht in der Regel weiter.
DatenübertragungAnaloge Signale können während der Übertragung an Qualität verlieren und rauschen.Digitale Funkgeräte haben eine eingebaute Fehlerkorrektur, die Hintergrundgeräusche, Rauschen und mehr reduziert.
KompatibilitätAnaloge Funkgeräte können nicht mit digitalen Zwei-Wege-Funkgeräten zusammenarbeiten.Digitale Zwei-Wege-Funkgeräte sind mit digitaler und analoger Technik kompatibel. So können Nutzer schrittweise umstellen: Die digitalen Funkgeräte laufen zunächst im Analogmodus, bis der gesamte Gerätepark irgendwann digital ist.
KostenAnaloge Funkgeräte sind relativ günstig und einfach zu bedienen.Digitale Funkgeräte bieten mehr Funktionen und können daher teurer sein – aber wie bei den meisten Elektronikprodukten werden die digitalen Bauteile Jahr für Jahr günstiger und effizienter.
ZukunftAnaloge Zwei-Wege-Funkgeräte sind seit Jahren ein Standard, haben ihre Möglichkeiten in Sachen Funktionen aber nahezu ausgeschöpft. Hersteller bauen keine rein analogen Funkgeräte mehr.Digitale Funkgeräte werden den Funkmarkt nach und nach erobern – wegen der vielen zusätzlichen Funktionen und der besseren Reichweite.