Wo kommt das Funkuhr Signal her und wird es immer gesendet weil hier finden die Funkuhren echt schlecht ein Signal?

Nachfolgender Beitrag stammt mit Verlaub von mir und wurde anlässlich einer Sendung verfasst, auf Konserve gesprochen und abgestrahlt:

Sekundengenau ticken: Die DCF-77 Funkuhren
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Praktisch in der Anwendung, in allen möglichen Formen und Farben mehr oder weniger preiswert erhältlich - für Sehbehinderte und Blinde sogar mit Sprachausgabe - dabei äusserst ganggenau (1 Sek Abweichung in rd. 10.000 Jahren), automatische Umstellung von Sommer -auf Winterzeit
- das sind DCF-77 Funkuhren. Manch Genauigkeitsfanatiker soll schon alle andere Uhren entsorgt haben, weil sie um mehr als eine Sekunde falsch gingen. Kurz gesagt sind DCF-77 Funkuhren ein techn. Wunderwerk der Zeitanzeige. Dieser Beitrag soll leicht verständlich die techn. Funktionshintergründe beleuchten und helfen, Benutzerprobleme vor deren Entstehung zu vermeiden.

DCF-77 ist das amtlich zugeteilte Rufzeichen des Steuersenders aus Mainflingen bei Frankfurt/Main. Die Zahl 77 steht für die benutzte Sendefrequenz 77 Khz. Der Steuersender selbst bekommt seine Signale von der Physikalisch-technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist durch das Zeitgesetz von 1978 damit beauftragt, die für das öffentliche Leben der Bundesrepublik Deutschland maßgebende Uhrzeit anzugeben. Hierfür wurden vier hochgenaue primäre Cäsium-Atomuhren, CS1 bis CS4, gebaut. Sie gehören zu den genausten Uhren der Welt. Die Zeitanzeigen dieser Uhren weichen innerhalb eines Jahres weniger als eine Millionstel Sekunde voneinander ab.

Funkuhren in rd. 2000 km Umkreis des DCF-77 Steuersenders lassen sich somit genauer als eine Millisekunde in Übereinstimmung mit der gesetzlichen Zeit halten. Die Zeitangaben der Rundfunk- und Fersehanstalten, die Uhren der Deutschen Bahn und Nahverkehrsunternehmen, sowie des Zeitansagedienstes der Telekom werden von DCF77 genauso gesteuert wie viele Tarif-Schaltuhren der Energieversorgungsunternehmen, Verkehrsüberwachungsgeräte und Ampelanlagen. In der Industrie und Wissenschaft werden mit der Zeitsignalaussendung komplizierte Prozeßabläufe gesteuert und überwacht. Kurzum, wo präzise Zeitangaben gebraucht werden, kommen die Funkuhren zum Einsatz.

DCF-77 Sendetechnik: Normalfrequenz 77,5 kHz. Die Phasenzeit von DCF77 wird so nachgeregelt, daß sie am Sendeort näherungsweise (± 0,3 µs) mit UTC-Zeit und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt Braunschweig in Übereinstimmung bleibt. Am jeweiligen Empfangsort beobachtete größere Phasen - bzw. Frequenzschwankungen werden durch die Überlagerung von Raum- und Bodenwellen verursacht.

Sendeleistung 50 kW, geschätzte abgestrahlte Leistung etwa 30 kW. Antennenhöhe 150 m (im Falle der Aussendung mit Reserveantenne 200m) hohe vertikale Rundstrahlungsantenne mit Dachkapazität. 24-h-Dauerbetrieb. Kurze Unterbrechungen (einige Minuten) sind möglich, wenn bei Störungen oder Wartungsarbeiten auf einen Reservesender oder eine Reserveantenne umgeschaltet werden muß. Bei Gewitter können auch längere Abschaltungen vorkommen.

Weitere techn. Daten im Überblick: Amplitudenmodulierter Träger mit Sekundenmarken. Zusätzlich zur Amplitudenmodulation (AM) wird dem Träger von DCF77 seit 1983 ein pseudozufälliges Phasenrauschen aufmoduliert. Dazu wird die Phase entsprechend einer binären Zufallsfolge umgetastet (Phasenhub: ±12°), wobei der Mittelwert der Trägerphase unverändert bleibt. Zu Beginn jeder Sekunde (mit Ausnahme der
59. Sekunde jeder Minute) wird die Trägeramplitude für die Dauer von 0,1 s oder 0,2 s auf etwa 25 % abgesenkt. Der Beginn der Trägersenkungen ist der genaue Sekundenbeginn. Das Fehler der 59. Sekunde kündigt die nächstfolgende Minutenmarke an. Bedingt durch die Übertragung ist die Unsicherheit, mit der die Zeitpunkte der Sekundenmarken empfangen werden können, größer als die der steuernden Atomuhren. Die Ursachen dafür sind die geringe Bandbreite der Sendeantenne, Raumwelleneinflüsse und mögliche Interferenzen. Trotzdem sind beim Empfang der Sekundenmarken in Entfernung bis zu einigen hundert Kilometern vom Sendeort Unsicherheiten der aufgenommenen Zeitpunkte von weniger als 0,1 ms erreichbar.

Wie erwähnt, strahlt der DCF-77 Sender mit hoher Leistung und guter Reichweite.

Trotzdem sollten einige Ratschläge für Aufstell-und Montageorte von Funkuhren beachtet werden. Problematisch sind z.B Aufstell-und Montageorte in der Nähe von laufenden Fernsehern bzw. Flachbildschirmen, PC´s und anderen elektrischen Geräten.

Im schlimmsten Fall ist die Funkuhr im wahrsten Sinne des Wortes orientierungslos und will sich einfach nicht synchronisieren. Eine Entfernung von ca. 1m dieser Störquellen wirkt in den meisten Fällen Wunder. Moderne Stahlbetonbauten erweisen sich oft als Faradayischer Käfig und lassen fast kein Sendesignal zur Funkuhr. In solchen und anderen hartnäckigen Fällen der "Orientierungslosigkeit" empfiehlt sich ein Aufstell-bzw. Montageort in Fensternähe.

DCF-77 Alarm im Not-und Katastrophenfall: Der Öffentlichkeit kaum bekannt sind Möglichkeiten, in Not-und Katastrophen-, sowie Kriegsfällen die Bevölkerung mittels entsprechend konfigurierten Funkuhren zu alarmieren. Nach 1993 wurden fast alle Sirenen für die Alarmierung der Bevölkerung abgeschafft und demontiert - übrig blieben nur vereinzelte Sirenen für die Alarmierung von freiwilligen Feuerwehren. Politisch Verantwortliche suchten in der Folgezeit nach Alternativen, um die Alarmierung der Bevölkerung im Gefahrenfalle sicherzustellen. Im Zeitraum 1999-ca. 2003 liefen entsprechende Versuche im Auftrag des Bundesinnenministeriums. Der Abschlussbericht zeigte, dass die Alarmierungszeit und die Erreichbarkeit des Funkalarmsystems innerhalb der Bundesrepublik Deutschland gleichmäßig gut ist. Umgebungseinflüsse und Entfernung zum Sender hatten nur geringen Einfluss auf die Empfangswahrscheinlichkeit. Dagegen zeigte sich, dass im Detail die Wahl der Aufstellung bei stationären Uhren, bzw. das Trageverhalten bei Armbanduhren erheblichen Einfluss haben. Die Zahl der Fehlalarme war dennoch vernachlässigbar klein.

Bis heute ist nicht abschließend entschieden, ob DCF77 langfristig ein Teil des Gesamtsystems zur Warnung der Bevölkerung wird. Allerdings wurde das Deutsche Institut für Normung bereits beauftragt, im Jahr 2007 zusammen mit der Industrie einen Normentwurf „Bevölkerungswarnung durch Funkalarm mittels DCF77 – Anforderungen und Prüfungen“ zu erstellen. Bei Erstellung dieses Beitrags im Febr. 2009 lagen hierzu noch keine weiteren Detailergebnisse vor.

Auch die Übertragung von Wetterdaten ist seit dem 22.11.2006 über den Sender DCF-77 möglich. Entsprechend ausgerüstete Funkuhren sind damit in der Lage, für 60 Regionen in Europa eine viertägige Wettervorhersage anzuzeigen. Die Wetterdaten werden in dem proprietären Meteo Time Protokoll übertragen, für dessen Entschlüsselung jedoch eine Lizenz benötigt wird.

Funkuhren werden nicht nur in Deutschland, sondern auch weltweit hoch geschätzt. Deshalb betreiben viele Länder Sender für die Steuerung ihrer Funkuhren. Hier auszugsweise eine Kurzübersicht einzelner Länder mit ihren Sendefrequenzen ohne Garantie auf Richtig- bzw. Vollständigkeit - die Sendeleistung schwankt jeweils zwischen 5kW und ca. 50kW:

In Japan auf 40khz.

In Grossbritanien auf 60khz. In Frankreich auf 2,5Mhz. Italien 5Mhz. Weitere europäische Zeitzeichenfrequenzen sind u.a. in der Schweiz auf 75Khz und Spanien auf 6.840 kHz und 12.008 kHz zu finden.

In den USA bzw. Hawaii z.B. auf 60khz, 2,5Mhz, 5Mhz, 10Mhz und 15Mhz.
Australien 4,50 MHz, 7,50 MHz, 12,00 MHz, sowie China und Indien jeweils auf 5,00 MHz 10,00 MHz 15,00 MHz.

Um den Beitrag möglichst kurz zu halten, wurden auf Orts-und Rufzeichenangaben, sowie der Zeittelegrammaufschlüsselung verzichtet.

Sollte Ihr Partner bzw. Partnerin auf die Sekunde pünktlich zum vereinbarten Termin erscheinen, wäre der Besitz einer DCF-77 Funkuhr somit sehr wahrscheinlich. Langschläfer hingegen könnten auf die allmorgendliche sekundengenaue Nervensäge gut verzichten - den Funkwecker.

Das Zeittelegramm (so heißt es) wird permanent über Langwelle ausgesendet.

Das Signal wird in Braunschweig erzeugt, aber der Sender steht bei Frankfurt.

Die Mutteruhr steht in der Nähe von Braunschweig und der Sender in der Nähe von Frankfurt / Main. Das Signal wird ständig ausgestrahlt, aber die Funkuhren sind nicht ständig auf Empfang, nur in gewissen Zeitabständen. Dazwischen läuft ein herkömmliches Quarzwerk.

Zur Wettervorhersage: Für Armbanduhren gibt es das nicht, aber viele Wetter(vorhersage)stationen sind erhältlich wie die angefügte, ab etwa 40 €. Deutschland wird hierbei in 50 oder nach einer anderen Technik in 300 Wetterregionen eingeteilt.