DL0HAL – Amateurfunk in Halle/ Saale

Digitale Betriebsarten auf Kurzwelle

Digital radio protocols and networks

• FT8 / FT4 / JT65 und JT9 mit WSJT-X Software
• JS 8 – Weiterentwicklung von FT8 für kurze Textnachrichten
• PACTOR Version 1 – 4 , AMTOR , Text und Dateien über KW
• VarAC – Phasenmodulation , Varac 2.0 SW
• RTTY – Radioteletype
• PSK31 – Phase Shift Keying

FT 8 / FT 4

(*) FT8 (Franke-Taylor 8)/ FT4 ist ein digitaler Betriebsmodus im Amateurfunk, der speziell für schwache Signale und schwierige Ausbreitungsbedingungen entwickelt wurde. Er wurde 2017 von den Funkamateuren Joe Taylor (K1JT) und Steve Franke (K9AN) vorgestellt und hat sich schnell zu einem der beliebtesten Betriebsarten im Amateurfunk entwickelt.

Eigenschaften von FT8 und FT4:

• Kurze Übertragungszyklen von 15 Sekunden bei FT8 und 7 Sekunden bei FT4, wodurch schnelle QSOs möglich sind
• Automatisierte Nachrichtenübertragung mit minimalem manuellen Eingriff
• Hohe Empfindlichkeit, ermöglicht Kommunikation bei sehr schwachen Signalen, oft unterhalb des Rauschpegels
• Einsatz von 8-FSK-Modulation mit einer Bandbreite von etwa 50 Hz
• Die HF Sende-Leistung des Senders soll normalerweise ca 15 – 20 W betragen, bei kleinen Antennen kann aber auch 50 – 70 W erforderlich sein.
• Typischerweise genutzt für Kontaktaufnahme, Signalberichte und Standortinformationen

Anwendungsgebiete:

• DX- und Europa-QSOs sowie Contestbetrieb
• Kommunikation bei schlechten Ausbreitungsbedingungen
• Verbindung mit weit entfernten Stationen ohne große Sendeleistung und mit kleinen Antennen

Benötigte Software:

• WSJT-X ist die am häufigsten verwendete Software für FT8
• Die Software decodiert empfangene Signale automatisch und unterstützt die automatische Nachrichtenübertragung
• Die Datensätze der einzelnen Funkverbindungen werden in der .adi – Datei gespeichert. Über diese Datei prüft das Programm, ob Stationen auf dem jeweiligen Band bereits gearbeitet wurde.

Die Digitale Betriebsart FT8/ FT4 hat die Art und Weise, wie Funkamateure weltweit kommunizieren, erheblich verändert und ermöglicht es auch Einsteigern, schnell und effizient Kontakte zu knüpfen.(*)

Man Benötigt für FT8/_FT4:

• KW Transceiver mit USB Anschluß
• USB Kabel oder bei älteren Transceivern ensprechende Modemkabelsätze
• PC mit Windows oder Linux / Apple PC mit MacOS ist auch möglich mit entsprechender Zusatzsoftware
• Zeitsynchronisation am PC – Mit der Meinberg NTP Software oder dem Open Source Programm https://www.timesynctool.com bzw. mit der Windows Zeit Synchronisation in den PC Einstellungen , die aber öfter eingestellt werden muß.
• Logbuchprogramm wie z.B. HAM Office
• Eigenes Rufzeichen im Verzeichnis/ Portal QRZ.com anlegen, falls nicht schon geschehen.

Nach Installation der WSJTX Software und dem verbinden des PCs mit dem Tansceiver via USB Kabel können die Einstellungen am PC gemacht werden.

Erstes Bild anklicken und dann durch die Einstellungen der einzelnen Rubriken blättern ->

Weitere Programme für Digitale Betriebsarten

JS8

 JS8 ermöglicht Unterhaltungen (Chat) über verschiedenste Inhalte (Ragchew), bietet dezentralen Mailboxbetrieb, Gruppenchats und einiges mehr – und das alles auf Kurzwelle.  Das Protokoll JS8 ist eine Weiterentwicklung von FT8. Im Unterschied zu FT8 ermöglicht JS8 die einfache Übermittlung kurzer, frei gestalteter Textnachrichten. Der Austausch persönlicher Nachrichten mit der Gegenstation steht im Vordergrund, vergleichbar mit den Chats in einem Instant Messenger. Die bisher einzige verfügbare Software heißt JS8Call. Sie wurde von WSJT-X, Fldigi und FSQCall inspiriert. Nebst Senden und Empfangen von Textnachrichten stellt sie folgende Funktionalitäten zur Verfügung:

• Vier Geschwindigkeitsstufen mit jeweils unterschiedlicher Empfindlichkeit.

• Heartbeat Network: Automatische Aussendung einer Nachricht mit Bitte um Empfangsbestätigung (heartbeat). Automatische Aussendung von Empfangsbestätigungen für empfangene heartbeats.

• Abfrage verschiedener Parameter bei der Gegenstation: Eigene Signalstärke, empfangbare Stationen, gespeicherte Nachrichten etc.

• Speichern von Nachrichten bei der Gegenstation.

• Weiterleitung von Nachrichten über mehrere Stationen bis zur Zielstation.

Quelle: HB9BC Webseite

PACTOR Version IV

• Pactor ist eine digitale Betriebsart, die stabile Datenverbindungen – ideal für E-Mail, Text, Telemetrie oder Dateitransfer, ganz ohne Internet für den Datenaustausch über Kurzwellen entwickelt wurde. Es kombiniert Phasen- und Amplitudenumtastung und wird häufig kommerziell im Seefunk und in der Notfallkommunikation verwendet. Hat aber auch im Amateurfunk seine Anwendung.
• Sehr robuste Übertragung bei schwierigen Bedingungen, hohe Datenraten über lange Distanzen möglich sind der Vorteil dieser Betriebsart. Der Nachteil ist teure Hardware.
• Software: Winlink Express, Airmail, AlphaMail
• Hardware: PXdragon DR-9400 von SCS – läuft mit jedem Transceiver (ICOM, YAESU, KENWOOD)

VarAC

Digitale Betriebsart – diese wurde für die Verwendung mit WinLink auf Kurzwelle (VARA HF) und im VHF- und UHF-Bereich (VARA FM) entwickelt und ermöglicht das Übertragen von Daten, z. B. E-Mails, über Funk mit Hilfe der Phasenmodulation.

RTTY

 Eine der ältesten digitalen Betriebsarten im Amateurfunk, die ab den 1940er Jahren genutzt wird. Es wird Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying, FSK) verwendet, um Zeichen als digitale Daten zu übertragen.

PSK31 und PSK64

PSK31 und PSK63 sind digitale Modulationsarten im Amateurfunk, die zur Übertragung von Textnachrichten dienen. Beide Protokolle basieren auf der Phasenmodulation, haben jedoch unterschiedliche Bandbreiten und Geschwindigkeiten. Sie sind besonders für den Betrieb auf Kurzwellen geeignet,

Digitale Betriebsarten auf UKW

Digital radio protocols and networks

• DMR (BrandMeister, DMRplus, DMR-MARC, DVSPh, XLX, TGIF and others)
• D-STAR® (DCS, REF/DPlus, XRF/DExtra, XLX) – Icom / Kenwood
• NEXEDGE – NXDN® (NXDNReflector)(Kenwood)
• System Fusion®/C4FM (FCS, YSFReflector, XLX) – Yaesu
• P25 (P25Reflector)
• POCSAG (DAPNET)
• APRS® messaging and location data forwarding (APRS-IS)
• M17 digital messaging voice and data

Analog radio protocols and networks

• ECHOLINK
• FM-Funknetz

FM-Funknetz ist die Bezeichnung für einen überregionalen Relaisverbund, in dem große Stationen mit exponiertem Standort und Minirelais für die Hosentasche (Hotspots) statisch oder dynamisch miteinander vernetzt sind.

Ein zentraler Server als Manager des Sprechverkehrs (Reflektor) verwaltet die Sprechgruppen Steuerung der Funktionen per DTMF am TRX oder per Webapplikation falls der TRX kein DTMF hat. In einer Sprechgruppe werden alle Stationen zusammengeschaltet, die diese Sprechgruppe abonnieren
oder diese gezielt anwählen.

• Zusammenfassung:

 Einfache Bedienung, kein „Codeplug“ wie in DMR erforderlich
 Vernetzte Repeater, wo sich immer ein QSO-Partner findet
 Angenehme FM-Modulation, auch mit alten FM-TRXen zu nutzen
 Breite Unterstützung durch transparente Webseiten und Tools
 Mittels sog. Hotspots ist das Senden mit geringster Leistung möglich
 Aktuell > 300 angeschlossene Repeater und OMs

Quelle: DARC e.V. – DB0ULM – P14 – DG8SF

Nutzung eines HoTspot’s

• Für Portable-Betrieb / Ausland oder keine direkte Verbindung zum Relais

Falls es keine Infrastruktur gibt und das Relais nicht erreichbar ist schafft ein Hotspot eine eigene Infrastruktur. Im Hotspot wird der gewählte Raum bzw. eine oder mehrere Sprechgruppen hinterlegt mit denen Du verbunden sein möchtest, ebenso der digitale Modus. Es gibt verschiedene Ausführungen von Hotspots, teils mit Nutzung eines Raspberry Pi, z.B. von AURSINC SHARI PiHat SA818 Ham Allstar Radio-Schnittstelle, kompatibel mit Raspberry Pi 2/3/4. Oder Guru Analog VHF/ UHF Hotspot – Komplett mit Raspberry Pi in einem Gehäuse.

Die Hotspots z.B. von Shark sind für viele digitale Betriebsarten wie DMR, D-Star, C4FM u.a. nutzbar, man kann auch Crossover mit einem Hotspot z.B. auf D-Star arbeiten, obwohl man C4FM nutzt.

ECHO-LINK

Als älteste und immer noch von vielen geliebte Betriebsart ist FM und der damit verbundene Betrieb EchoLink beschrieben. FM ist altbewährt und weit verbreitet, es gibt viele Relais. Benutzte Funkgeräte können ohne großen Aufwand betrieben werden. Frequenzeingabe, Bandbreite (NFM oder FM) und ggf. CTCSS-Töne und schon ist eine Kommunikation möglich. Man braucht keine tieferen Kenntnisse über die Betriebsart.

Die Stimmenerkennung ist nahezu der normalen Stimme gleich. Aber starke Abhängigkeit durch Entfernung zum Relais und damit verbundenem Fading.

Für die Weitverbindung hat sich EchoLink etabliert, mehr und mehr durch das SVXLink-System benutzt, dass eine sehr klare Modulation und steuerungsfreundliche Benutzung ermöglicht. Die Verbindung über EchoLink erfolgt durch Zifferneingabe zu den verschiedenen „Nodes“ (Repeatern und Conferences) mittels DTMF-Tönen. Man muss sich also die Ziffernkombination der verschiedenen Repeater merken, oder im Funkgerät abspeichern. (Quelle: afunde.de)

DMR – Digital Mobile Radio

DMR – Digitaler Mobilfunk bezeichnet einen Übertragungsstandard für Sprache und Daten in Funknetzen. DMR wird im Behördenfunk, Betriebsfunk, Amateurfunkdienst und weiteren Diensten verwendet.

DMR wurde vom ETSI als Nachfolger analoger professioneller Funknetze etabliert. In den bestehenden (lizenzierten und lizenzfreien) Frequenzbändern sollen bessere Verständigung, rauschfreie Übertragung sowie höhere Datenraten und zusätzliche Dienstmerkmale als im Analogfunk ermöglicht werden. DMR bietet im Vergleich zu analogem frequenzmoduliertem Funk bei gleicher Bandbreite von 12,5 kHz mit zwei Sprachkanälen eine Verdopplung der Kanalzahl.

Gegenüber TETRA benötigt DMR geringere Investitionen sowie aufgrund der einfacheren Struktur geringeren Wartungsaufwand und bietet eine gewisse Kompatibilität zu bestehenden Funkanlagen. DMR-Funkanlagen und -Systeme eignen sich für unterschiedliche Anwendungen und können für kleinere lokale Betriebsfunklösungen bis hin zu großen Funknetzen eingesetzt werden. Anwender sind beispielsweise Stadtwerke, ÖPNV-Unternehmen und Energieversorger, aber auch Straßenbauämter und Autobahndienststellen.

Der Mixed-Mode ermöglicht die Umschaltung zwischen analogem Funk im 12,5-/20-/25-kHz-Raster und digitalem Funk im 6,25-kHz-Raster. Die Geräte sind sozusagen „abwärtskompatibel“. Eine Zusammenarbeit mit analogen Geräten auf einem anderen Kanal ist im Gegensatz zu TETRA möglich. Manche Repeater können auch auf demselben Kanal beide Standards (nacheinander) unterstützen – in der Betriebsart, in der er gerufen wird, antwortet der Repeater.

Als Vorteil für DMR gegenüber öffentlichen Mobilfunknetzen wird die höhere Systemverfügbarkeit bei einem Stromausfall (Blackout) gesehen, da viele Anlagen über eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verfügen, die länger anhält als im Mobiltelefonnetz

(Quelle: WIKIPEDIA)

DMR – Netzwerke

Die Funkstellen können über das Internet vernetzt werden, was üblicherweise mit Funkrelaisstationen oder auch Kleinfunkgeräten mit Computeranschluss, so genannten Hotspots, gemacht wird. Am weitesten verbreitet sind die Netzwerke Brandmeister,^[17] DMR-MARC^[8] und DMR+ (DMR plus gesprochen).^[18] Zu beachten ist, dass die DMR-Netzwerke teilweise eigene Strukturen haben und nicht direkt untereinander verbunden sind. Es gibt deswegen sogenannte Bridges, die unterschiedliche Netze verbinden. Hier ist es sogar möglich, mit anderen digitalen Übertragungsarten wie D-STAR oder C4FM zu verbinden.^[19] Weiter kann ein Computer mit Ton-Eingabe und -ausgabe oder ein Mobiltelefon direkt über das Internet in die Netzwerke eingebunden werden.^[20]

Im Brandmeister-Netz gibt es weltweit über 7 000 DMR-Relais (Stand April 2025),^[21] in Deutschland sind derzeit rund 380 DMR-Relais bekannt (Stand 3/21),^[22] hauptsächlich im 70-cm-Band, teilweise auch im 2-m-Band.^[23][24] Die Anzahl der aktiven Brandmeister-Hotspots liegt (Stand April 2025) weltweit bei rund 20 000. Die Software zur Vernetzung der DMR-Funkstellen wird meist von Funkamateuren geschrieben. Dadurch lassen sich amateurfunkspezifische Funktionen im DMR-Netz integrieren. Hierzu gehören die Nutzung von Reflektoren nach dem Vorbild von D-STAR DCS sowie die Möglichkeit zur Positionsmeldung an APRS-Server durch GPS-fähige Funkgeräte.^[25]

(Quelle: Wikipedia)

C4FM-Verfahren UND WIRES-X

(Continuous 4-level frequency modulation)

Bei C4FM wird die digital abgetastete Sprache mit dem 4-Level FSK-Verfahren FDMA (Frequency Division Multiple Access) übertragen. Dabei wird das Sprachsignal an 4 Frequenz-Ebenen abgetastet und in einen kontinuierlichen Datenstrom konvertiert. Die Übertragung erfolgt in Datenpaketen (Frames). Dieses Verfahren wird u.a. von YAESU bevorzugt

Die verfügbare Bandbreite von 12,5 KHz kann auf verschiedene Art und Weise aufgeteilt werden:

1. DN- oder V/D-Modus: Der DN-Modus erlaubt die gleichzeitige Übertragung von Sprache und Daten, wobei die Bandbreite in 6,25 kHz für Sprache und 6,25 kHz für Daten 50:50 aufgeteilt wird. Dieser Mode ermöglicht es, neben Sprache auch GPS-Positionen und ID-Daten gemeinsam zu übertragen. Außerdem kann dieser Modus die Sprachdaten mit starker Fehlerkorrektur versehen, was zur Stabilisierung beiträgt. Dieser Modus ist der Grundmodus von C4FM.
2. VW- oder Voice-FR-Modus: Dieser Modus nutzt die gesamte verfügbare Bandbreite für die Sprachübertragung und bietet so eine recht klare Sprachkommunikation. Es werden jedoch parallel keine Daten übertragen und es findet vor allem keine echte Fehlerkorrektur statt.
3. DW- oder Daten-FR-Modus: In diesem Modus werden Daten, z.B. Textnachrichten oder Bilder, mit der gesamten verfügbaren Bandbreite übertragen, was einer theoretischen Übertragungsgeschwindigkeit von 9600 Baud entspricht.
4. Analoger FM-Modus: Entsprichrt der FM, die wir kennen.

Mit Hilfe von AMS (Automatic Mode Select) können Relais und Funkgeräte des Benutzers „erkennen“, welchen Modus die Gegenseite verwendet.

(C4FM – Quelle: https://www.amateurfunk-osnabrueck.de/stationen/dm0dos/c4fm )

WIRES-X

WIRES (Wide-Coverage Internet Repeater Enhancement System) ist ein Internet-Kommunikationssystem von Yaesu, welches weltweite Verbindungen zwischen Yaesu-Repeatern ermöglicht.

(C4FM – Quelle: https://www.amateurfunk-osnabrueck.de/stationen/dm0dos/c4fm )

(Digital Smart Technologies for Amateur radio )

ist ein digitaler Übertragungsstandard, mit dem Sprache (Modus DV digital voice) und Daten (Modus DD digital data) über schmalbandige Funkverbindungen übertragen werden können. Dieser Standard wurde zwischen 1999 und 2001 durch den japanischen Amateurfunkverband Japan Amateur Radio League entwickelt.^[1] Auf Anfragen der JARL hatte sich dann zunächst nur die Firma ICOM dieses Protokolls angenommen und Relaisfunkstellen, Endgeräte sowie Software auf kommerzieller Basis entwickelt und vertrieben. Erst Mitte 2016 stellte die Firma Kenwood als zweiter Hersteller mit dem TH-D74 / TH-D75E ein Gerät für D-STAR vor. (Quelle: Wikipedia)

NEXEDGE – Digital und Analog

NXDN (NEXEDGE) ist ein proprietäres digitales Funksystem. Es wurde von den Firmen Kenwood und Icom entwickelt. NXDN benutzt ein Multiprotokoll für NXD und DMR mit der 6,25 kHz Schmalbandtechnologie, welche es ermöglicht mehr Kanäle auf der gegebenen Bandbreite zu nutzen und bietet eine verbesserte Audioqualität, Datenübertragung sowie Fehlerkorrektur.

APRS – Automatic Position Reporting System

Mit APRS können von festen oder mobilen Sendern im Packet-Radio Format kurze Textnachrichten wie z.B. GPS-Position, Relaisposition oder Wetterdaten übermittelt werden. Mit entsprechenden Programmen kann ein an einen Empfänger angeschlossener Computer z.B. eine Trackingliste eines mobilen APRS-Senders erstellen oder sich eine Übersicht aller APRS-Sendestationen auf einer Landkarte anzeigen lassen. Den Möglichkeiten sind mit Hilfe des Internets kaum Grenzen gesetzt. (Quelle: Wikipedia)

LoRa / LoRaWAN – Long Range Wide Area Network

LoRa ist ein offener Funkstandard für ein Low Power Wide Area Network (LPWAN) und ergänzt das klassische Mobilfunknetz um ein IoT- oder M2M-Netzwerk mit bidirektionaler Kommunikation. Hier geht es darum, die Erreichbarkeit der „smarten Dinge“ zu verbessern. Mit LoRa-Komponenten lässt sich ein eigenes IoT-Funknetzwerk aufbauen.

Frequenzbänder: LoRa nutzt das lizenzfreie ISM-Band. In Europa ist es das  868-MHz-Band, während in Nordamerika hauptsächlich das 915-MHz-Band genutzt wird. Im Amateurfunk liegt die Frequenz im 433-MHz-Band. Da diese Frequenzen weltweit ohne Lizenzkosten verwendet werden können, ist LoRa eine sehr flexible und kostengünstige Lösung.

(Quelle: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/2207181.htm )

Projekt PEGASUS

Die System Fusion von Analog/C4FM/D-Star/DMR/P25/NXDN – Informationen zum Ausbau:

ZugANGSMÖGLICHKEITEN