FUTAPEDIA

banner

10 STARKE SENDER GEGEN FASST...!

Mit der ETSI 2015 Bestimmung wurde das bewährte FASST Sendesystem auf LBT-Technik umgestellt.

Kurze Erläuterung LBT = Listen Before Talk (erst hören, dann senden...)
Soll heisen, erst "hören" (engl. listen), ob der Frequenzkanal, mit dem das System als nächstes senden will, schon belegt ist. Dann erst senden (engl. talk). Wenn belegt, darf der Kanal nicht gesendet werden. Das System muss dann kurz aussetzen, bis der Kanal wieder frei ist. Wenn unbelegt, kann mit voller Leistung und Geschwindigkeit gesendet werden.

Da bei LBT das Sendemodul empfängt und entscheidet, ob ein Kanal belegt ist oder nicht, hat es einen gewissen Einfluss, welche Feldstärke der störende Kanal am Empfangseingang des Sendemoduls hat. Nur bei Erreichen eines gewissen Levels wird das Modul auf „Kanal belegt“ erkennen. Je näher also der störende Kanal ist, desto größer seine Feldstärke, und je eher wird der Kanal als „belegt“ erkannt.

In letzter Zeit erreichen uns Fragen, ob LBT einen Absturz begründen kann oder nicht. Das ist durchaus verständlich, denn als guter Pilot sucht man nach den tatsächlichen Ursachen, bevor man wieder ein Modell fliegen lässt. Wenn dann zusätzlich "neue" Technik im Spiel ist, wird das leider sehr schnell verallgemeinert und alles auf nur diese eine, neue Technik reduziert, obwohl es alle anderen möglichen Probleme und Fehlerquellen nach wie vor vorhanden sind (s.o.).

Futaba hat die LBT-Technik nicht ohne Tests eingeführt und theoretische Beweise der Funktionalität gibt es sicher genügend.

Wir wollten daher einmal in der Praxis nachweisen oder sehen, was da eigentlich passiert - oder nicht passiert.

image

Unser Testaufbau

STÖRQUELLEN
Dazu haben wir einen reproduzierbaren Testaufbau erstellt. Der Nutzsender betreibt den bewährten R6014 FASST Empfänger mit zwei Servos im FASST LBT- und Servotestmodus. Am Empfänger wurde zusätzlich ein Zähler angebracht, welcher zählt, wie oft die Empfangs-LED schaltet.

Schalten der LED bedeutet hier nicht, dass der Empfänger jeweils neu „bootet“. Das sollte nie miteinander verwechselt werden, denn selbst wenn kein Empfang da ist wird nicht neu gebootet. Wenn z.B. der Empfänger eingeschaltet wird, dann wir neu gebootet (z.B. auch bei Wackelkontakt in der Stromversorgung). Die LED zeigt in unserem Test an, wenn ein Kanal belegt war und das Sendemodul das Senden auf diesem Kanal ganz kurz ausgesetzt hat. Dabei bleibt das „System“ synchron, der Empfänger sucht nicht neu nach seinem Sender.

Für was sind die sich bewegenden Servohebel gedacht? Diese sind eine einfache, aber wirksame Anzeige von Empfangs-Störungen. Der Sender läuft immer im Programm „Servotestbetrieb dauernd“, dadurch bewegen sich die Servos gleichmäßig von links nach rechts.

Die Funktion FailSafe im Empfänger ist im Sender auf „HOLD“ programmiert, jede Störungserkennung lässt das Servo an der zuletzt empfangenen Stellung sofort stehen.

An den beiden Servohebeln sind je eine gelbe und eine rote Markierung an einer Verlängerung angebracht. Die Verlängerung für die gelbe Markierung besteht aus einem dünnen 0,8mm Stahldraht, die Verlängerung für die rote Markierung aus einem steifen 2mm Stahldraht.

Erfolgt eine Signal-Unterbrechung oder Empfangsstörung, wird der gleichmäßige Lauf der Servos von links nach rechts deutlich sichtbar unterbrochen.

Die gelbe Markierung am dünnen Stahldraht wird dann bei der leichtesten Unruhe durch ganz kurze, kaum spürbare HOLDs in der Ansteuerung des Servos mit "Schwingen" reagieren, die rote Markierung zeigt eher den Praxisfall, kurze aber deutliche Unterbrechungen, das was der Pilot vielleicht spüren würde.

Durch diesen einfachen, aber wirksamen Aufbau lassen sich Signalunterbrechungen oder Empfangsstörungen mit einfachsten Mitteln anzeigen und in Grenzen sogar quantifizieren.

Sender und Empfänger stehen im Video in einem Abstand von ca. 5m.

Als Störquellen wurden alle vorhandenen 2,4Ghz Sender (Futaba, Jeti, Spektrum, ACT, alles Dauersender ohne LBT) verwendet, die direkt auf dem Steuersender platziert sind. Es soll ja das Sendemodul gestört werden während es empfängt (listen).

VIDEO

Dieser Aufbau ist sicher stärker störend als jede erdenkliche Praxis-Situation.

Die Video-Aufnahmen sind teilweise unscharf, es sollte aber nichts "geschnitten" werden. In 2 Minuten unter diesen Bedingungen nur 50 Schaltprozesse ist ein sehr guter Wert, der nur ungefähr doppelt so viele Schaltprozesse darstellt wie ohne Störsender..... Bemerken beim Steuern wird ein Pilot dies nicht.

ERKLÄRUNG
Der Zähler schaltet viel schneller als die „träge“ LED, daher werden die Schaltvorgänge die immer vorkommen, auch unter ungestörten Bedingungen, an der LED oft nicht sichtbar.

Das Ergebnis zeigt, dass man manchmal an den Servos erkennen kann, wie der Servolauf etwas ruppiger wird. Der Zähler zeigt Umschaltprozesse an. Das alles in einem Bereich, der als Pilot kaum als Störung zu erkennen ist. Selbst unter diesen Bedingungen nicht.

Für die Praxis bedeutet dies, dass bei LBT Systemen die Piloten nicht sehr eng zusammen stehen sollten - hier ist ein Abstand (8-10m) immer sinnvoll und man erleichtert seinem FASST-LBT System die Arbeit etwas.

DIE TECHNISCHEN HINTERGRÜNDE AUSFÜHRLICH ERKLÄRT
Ein 2,4GHz Sendemodul sendet mit Frequenzhopping. Das bedeutet, vereinfacht gesagt, dass innerhalb des 2,4Ghz Frequenzbandes auf allen 83,5 Kanälen immer nur für ganz, ganz kurze Zeit gesendet wird, dann wird zum nächsten Kanal in einem schnellen Takt, dem sog. Frame, „gehoppt“. In welcher Reihenfolge und mit welchem Kanal als nächstes gesendet werden soll, wird durch das sog. 2,4Ghz Protokoll festgelegt. Dafür hat jeder Hersteller sein eigenes Verfahren/Protokoll.

Durch das Frequenzhopping ist es möglich, mit mehreren Geräten zur selben Zeit im 2,4Ghz Band zu senden. Kurze Störungen durch Doppelbelegung eines Kanals können dann zwar vorkommen, sind dabei aber so kurz, dass keine Auswirkungen entstehen können, zumal die Datenrate für Fernsteuerungen sehr gering ist.

Man setzte also bei der ETSI—Norm darauf, dass selbst dann, wenn einen „Frequenzkollision“ vorkommt, durch die sehr kurze „Kollisionszeit“, Störungen keine Auswirkungen haben.

Das wurde durch die ETSI in Paris als Verfahren so festgelegt, jeder Hersteller hat sich an diese Verfahren nach den jeweils gültigen Normen der EU in den Ländern zu halten.

Nachdem aber immer mehr 2,4Ghz Frequenzbandteilnehmer diese Band mit allen möglichen Funkanwendungen belegt haben, wurden viele Anwendungen wegen der Dauerbelegung des 2,4GHz Frequenzbandes einfach „langsamer“ als ursprünglich gedacht, vor allem im „engen“ Europa. Nicht unbedingt auf unseren Modellflugplätzen oder Rennstrecken, aber natürlich in Ballungszentren. Daher mußte die ETSI reagieren und hat neue Verfahren ab 2015 vorgeschrieben.

Ziel: Es soll sichergestellt werden, dass die Anzahl von möglichen Störungen für alle Teilnehmer im 2,4GHz Frequenzband wieder geringer wird und auch mehr Teilnehmer gleichzeitig das 2,4Ghz Band ohne Störungen benutzen können.

Im Grunde gab es damit für die Fernsteuer-Hersteller zwei Möglichkeiten, die neu vorgeschriebenen Verfahren einzuhalten.

LBT-Verfahren = Listen Before Talk

10% MU Verfahren = Das Frequenzband 2,4GHz darf von einem Sender nur zu max. 10% der Sende-Zeit belegt werden (10% Medium Usage)

BESCHREIBUNG LBT
Beim LBT Verfahren wird ein weiterer Vorgang dem Senden des nächsten Kanals vorgeschaltet, das „Listen“ (Von Listen Bevor Talk/LBT), also das Zuhören, ob der nach dem internen Protokoll vorgesehene, als nächster zu sendete Kanal, gerade von anderen 2,4GHz Teilnehmern belegt ist, oder nicht.

Wichtig!!! Belegt oder nicht, wird vom Sendemodul entschieden, nach mehreren Kriterien. Klar ist natürlich, die als nächste zum Senden gewünschte Frequenz muss vom Störer belegt sein. Dazu kommt aber auch, neben anderen Kriterien, z.B. wie stark , mit welcher Feldstärke, der Störer am „hörenden“ Sendemodul ankommt. Oder wie lange, welche Störzeit, usw. Alles das spielt eine Rolle und wird vom Sendemodul geprüft und dann entsprechend entschieden.

Erkennt das Sendemodul nach diesen Kriterien, dass der zu sendende Kanal belegt ist, wird das Sendemodul diesen Kanal nicht senden, sondern zunächst einen Takt aussetzen. Es besteht ja systembedingt die grosse Chance, dass dann mit dem nächsten Takt der Kanal nicht mehr belegt ist.

Ist dann nach dem zweiten Takt (Frame) der Kanal immer noch belegt, wird auch der dritte Frame ausgelassen und nicht gesendet.

Das geht bei LBT dann bis zum 4ten Frame, dieser wird nicht gesendet.

Der fünfte Takt/Frame wird in jedem Fall gesendet.

Wie gesagt, dass alles spielt sich in kürzesten Zeiträumen ab, kürzer als jede menschliche Reaktionsfähigkeit. Selbst wenn auf lange Zeit nur jeder 5te Takt gesendet wird, ergeben sich max. vielleicht leicht spürbare Steuerverzögerungen, wie früher bei manchen PPM Systemen.

Aber, ganz wichtig, das System (Sender + Empfänger) bleibet synchron. Es wird nicht neu „gebootet“.

WIE GEHT ES DEM EMPFÄNGER MIT LBT?
Der Empfänger ist ja oft sehr weit entfernt vom Sender. Dort, vor allem in der Luft, auf Höhe, liegt ein ganz breites Frequenzgemisch (Spektrum) an den Empfängerantennen an. Alles was irgendwo, sogar unabhängig von der Frequenz, in der Nähe gesendet wird, mit egal welchen Protokollen oder Takten, kommt an den Antennen des Empfängers an.

Starke Signale, schwache Signale in 2,4GHz, aber auch sehr starke Signale nicht auf 2,4Ghz, z.B. gebündelte Richtfunksignale mit starker Leistung, usw. usw., alles kommt an den Empfängerantennen an.

Aus diesem Frequenzgemisch muss nun ein RC Empfänger den einzigen Sender, zu dem er gehört und gebunden ist, herausfiltern, dessen Signale erkennen und umsetzen in Steuerbewegung.

Dass das natürlich schwieriger ist, wenn vom eigenen Sendemodul gerade nicht gesendet wird, weil ein Kanal belegt ist, dürfte klar sein, selbst wenn das System dabei synchron bleibt.

KOMPATIBILITÄT
Mit dem LBT Verfahren war es möglich, das FASST System abwärts kompatibel zu gestalten. Alle früheren FASST Kunden konnten/können weiterhin FASST-Empfänger kaufen, oder mit einem neuen Futaba Sender die bisher gekauften Empfänger weiter verwenden.

Was bleibt ist, dass das FASST System keine Rückstrecker erlaubt, und damit auch keine Telemetrie möglich ist. Es ist sogar denkbar, dass mit der nächsten Reform der ETSI, Sender und Empfänger mit dem Fasst-System nicht mehr angeboten werden dürfen.

Das FASST-System ist also in Europa ein System, welches nur noch eine begrenzte Lebenszeit haben wird.

2te Möglichkeit nach ETSI 2015 -> 10% MU
Dieses Verfahren gibt es auch seit 2015 und arbeitet mit max. 10% Medium Usage, also max 10% der Sendezeit.

Keine Angst, durch Kompressionsverfahren der Steuerdaten im Sender und Dekompressionsverfahren im Empfänger kann ein andauerndes, ununterbrochens Steuersiganal erzeugt werden, auch wenn nur 10% der Zeit gesendet werden.

Vorteil: Es ist ein neues, moderneres, für die heutigen 2,4GHz Chips besser geeignetes Verfahren, welches deutlich mehr Möglichkeiten als das FASST System bietet, die ETSI Bestimmungen auch zukunftsfähig einhält und gleichzeitig auch noch eine Rückstrecke, also Telemetrie, ermöglicht.

Deshalb hat Futaba das FASSTest–System entwickelt und vorausdenkend schon seit 2013 angeboten. Damit wird bei Kanalstörungen/Frequenzkollisionen nicht abgeschaltet, sondern immer weiter gesendet.

Neben weiteren Vorteilen wie der Telemetrie ergibt sich auch ein noch geringerer Stromverbrauch.

Insgesamt sind hier nun wirklich die ganzen langjährigen 2,4Ghz Erfahrungen, auch aus den industriellen Futaba Anwendungen, der Futaba Ingenieure eingeflossen und auf modernste 2,4GhzChips angewendet worden.

Es ergibt sich so nicht nur optimaler RC Betrieb mit höchster Sicherheit, das System ist auch zukunftsfähig und kann ohne Nachteile den weiteren Bestimmungen der ETSI kompatibel und sicher angepasst werden.

So ist eben Futaba, man hat hier sofort auf die ETSI-Änderungen reagiert und gleich zwei Möglichkeiten für Futaba Kunden geschaffen:

• Für das FASST System LBT abwärtskompatibel den weiteren Betrieb mit FASST ermöglicht, ohne finanziellen Nachteile für langjährige Kunden.

• Mit dem FASSTest System die Anwendung von Telemetrie ermöglich bei weiterer Steigerung der Übertragungssicherheit und Zukunftsfähigkeit.

Damit bietet Futaba seinen Kunden eine optimale Auswahl, da alle aktuellen, größeren Sender inzwischen alle Systeme anbieten. Jeder bisherige FASST Kunde kann seine neuen Empfänger mit FASSTest- oder T-FHSS-System benutzen und dies sogar modelspeicher-spezifisch abspeichern im sender.

Damit muss kein Pilot darüber nachdenken welches System er gerade im aktuellen Modell benutzt. So kann jeder Kunde direkt auf FASSTest oder T-FHSS umsteigen, FASST Empfänger werden eigentlich nicht mehr benötigt.

Auf die technischen Rahmenbedingungen, welche die ETSI in Europe erstellt, hat Futaba keinerlei Einfluss. Futaba hat auf die Veränderungen der Rahmenbedingungen in 2015 aus unserer Sicht sehr gut, schnell und kundenorientiert reagiert.

WAS ALSO TUN IN DER PRAXIS MIT LBT?
Es gibt eine einerseits sehr einfache Methode, welche auch ohne Probleme durchzuführen ist. Anderseits ist diese Methode gerade für erfahrene, langjährige Piloten mental schwer anwendbar.

Abstand halten zu den anderen Piloten

Nicht wie bisher immer gesagt, Piloten müssen zusammen stehen. Diese langjährige Praxiserfahrung/Anweisung war bei analogen Systemen, (35/40Mhz) richtig, bei 2,4Ghz ist dies nicht wichtig.

Bei 2,4GHz mit LBT ist Abstand zum nächsten Piloten eine Methode um den Betrieb insgessamt sicherer zu machen.

Der Effekt ist einfach, die Feldstärke der anderen 2,4Ghz-Sender wird mit jedem Meter geringer. Schon nach 20 Metern Abstand beträgt die am eigenen Sendemodul ankommenden Feldstärke der anderen Sender weniger als 10% der Feldstärke in 2-3 Metern Abstand.

Das LBT Sendemodul kann bei Abstand zu anderen RC-Sendern sehr viel einfacher erkennen, ob eine Störung vorliegt oder nicht, bzw. ob gesendet werden darf oder nicht. Es werden dadurch einfach vielmehr „Frames“ gesendet und damit die LBT Funkstrecke sicherer gemacht.

ZUSAMMENFASSUNG
• Mit FASST LBT am Besten immer Abstand halten zu anderen aktiven RC Sendern

• Wer häufig alleine fliegt kann sehr gut mit FASST LBT fliegen, es wird dann immer gesendet. Das System ist dann genau so gut wie FASST ohne LBT

• Wer ältere FASST-Sender hat, die noch vor der ETSI-Änderung am Anfang von 2015 gekauft wurden, sollte wissen, dass alle Funktions-updates später immer auch das im Sender vorhandene FASST-System ohne LBT updaten auf FASST-LBT. Wer dies so nicht will, sollte kein Funktions-update vornehmen lassen.

• Für Schlepp-Piloten gilt dabei natürlich, dass sich Schlepper-Pilot und Seglerpilot NICHT direkt nebeneinander stellen, vor allem dann, wenn gleichzeitig auch noch viele andere Piloten mit ihren Sendern in der Nähe stehen.

• Für alle Wettbewerbe wie Pylonracing etc, bei denen alle Piloten immer sehr nahe beieinander stehen müssen, sollten immer FASSTest- oder T-FHSS Empfänger verwendet werden.

• Wer gerne in der Halle fliegt, sollte dort nicht mit FASST LBT fliegen. Dort hilft Abstand zu den „Kollegen“ meist wenig, denn durch Reflektionen im Gebäude werden die Effekte, in denen FASST LBT auf „Kanal belegt“ erkennt, eher verstärkt. Dort ebenfalls FASSTest- oder T-FHSS-Empfänger verwenden.

Alle diese Maßnahmen müssen bei Betrieb mit dem FASSTest System nicht berücksichtigt werden, genau so wenig wie mit dem T-FHSS System, ein weiteres, günstiges Futaba 2,4Ghz-System (Arbeitet auch mit 10%MU) mit Telemetrie und sehr günstigen Empfängern.

Durch diese Info sollte nun klar geworden sein, wie die „zukünftige 2,4GHz-Systemlandschaft“ bei Futaba aussehen wird. Nur leider wurde das in Europe informativ in den Vertriebsgebieten nicht so umgesetzt und deutlich gemacht, wie Futaba sich das gedacht hatte.

Wir hoffen mit diesen Hinweisen etwas mehr Licht und Verständnis für die Hintergründe der LBT Technik ermöglicht zu haben und dass auch die Futaba-Gründe für das FASSTest- und das T-FHSS System deutlicher geworden sind.

Bei Fragen am besten per E-Mail einfach bei uns melden, unsere Fachkompetenz steht Ihnen immer zur Verfügung.

Wenn Du FUTABA hast - dann hast Du FUTABA...!

ACT Europe im September 2019