im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk - darc.de · Client-Betrieb • Nutzung bisheriger Programme (RMS Express, Paclink) • BAs: PACTOR, WINMOR, ALE, RB, PR, D-STAR, TCP/IP

im praktischen Notfall- und

Katastrophenfunk

Beispiele aus dem praktischen

Notfunkeinsatz

• Rettung der Bounty durch WinLink

Jakob P. Strickler, DK3CW

Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 3

Untergang während Hurrikan Sandy 140 km vor USA-Ostküste, Oktober 2012

Beispiele aus dem praktischen

Notfunkeinsatz (II)

• Notruf via Maritime mobile Net (KW) und

Sattelitentelefon nicht möglich

• Cpt. Robin Walbridge, KD4OHZ sendet E-

Mail an US Coast Guard via PACTOR auf

KW (WinLink)

• 14 von 16 Besatzungsmitglieder gerettet

• KD4OHZ und weiteres Mitglied vermisst


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 4

Vorhandene Systeme /Netzwerke

• WinLink 2000

• jPSKmail

• SCSmail

• RFSM 2400/8000


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 5

Erweiterungen

• Radio only WinLink network (ROWN)

Dezentralere / unabhängigere Struktur

• WINMOR mit QAM

Verbesserung der Robustheit

Soundkartenbetriebsart durch QAM

• Integration weiterer Betriebsarten

D-RATS (Packet / D-STAR); HAMNET


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 6


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 7

Radio only WinLink network (ROWN)

• E-Mail mit oder ohne Internet

• Internationale Verfügbarkeit von E-Maildiensten

• Erfüllt militärische Anforderungen für ohne-Internet

Betrieb

• Nutzung der bisherigen Programme (z.B. RMS Express)

• Unterstützung von Standard E-Mails mit Anhang

• Dynamisches und automatisches Routing

• RMS Stationen arbeiten im Normalen WinLink CMS-

Mode und wechseln automatisch zu ROWN

• Alle bisherigen Betriebsarten sind nutzbar


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 8


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 9

CMS

RMS (HF-Gateway)

Nutzer / Funkamateur

Bisheriges WinLink 2000 System


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 10

ROWN-Netzwerk (ohne Internet)


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 11

Hybrid ROWN-Netzwerk (mit Internet)

Kombinierter HF- und Internet-Betrieb

• ROWN kombiniert Internet-Betrieb mit

Nachrichtenweiterleitung über Amateurfunk

• RMS kann normal weiterberieben werden und

gleichzeitig an ROWN partizipieren

• CMS Internet-Verbindung vorhanden wird genutzt

• Keine CMS-Verbindung Nachrichten über HF

• Wenn Nachricht eine RMS mit Internetzugang erreicht,

wird diese an CMS weitergeleitet und zusätzlich an MPS


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 12

Client-Betrieb

• Nutzung bisheriger Programme (RMS Express, Paclink)

• BAs: PACTOR, WINMOR, ALE, RB, PR, D-STAR,

TCP/IP (Telnet, z.B. via HAMNET) (Interoperabilität)

• Nachrichtenversand über jede RMS (global)

• Festlegung von 3 MPS zum Empfang (vgl. Home-BBS)

• Kopie wird an jede der 3 MPS versendet

• Versand erfolgt über Rufzeichen, Routing Informationen

seitens Absender nicht erforderlich

• Voller Funktionsumfang bei E-Mails (Anhänge,

Verschlüsselung, Betätigung)

• Empfänger erhält Pfad-Information zum Routing


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 13

Neuigkeiten in RMS Express

• Auswahl der MPS:

• Routing-Informationen beim Empfänger


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 14

Message Forwarding

• Wenn direkte Verbindung zur MPS nicht möglich, erfolgt

Weiterleitung über mehrere RMS

• Beste Route wird durch jede RMS auf Basis der

Ausbreitungsvorhersgae, TAgeszeit, PACTOR Level,

Nachrichten-Größe weitergeleitet.

• Jede zwischen RMS analysiert optimale Route

• Wenn RMS nicht verfügbar, wird diese Übergangen

• Besetzte RMS werden einge male versucht, dann

Übersprungen


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 15

Beispiel ROWN (ohne Internet)

• KN6KB (Florida) VE1YZ (Canada)

• KC4TVO (North Carolina) K4XV (Hawaii)

• K1SGA (New Hampshire) K6CYC (California)


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 16

Betrieb des Systems

• Dezentrales System ohne Central Message Server

• RMS arbeitet im Normalbetrieb, fällt das Internet aus,

dann erfolgt automatischer Wechsel zu ROWN

• Alle Betriebsabläufe sind komplett automatisiert

• Bereits bewährte Server Software Konzepte kommen

zum Einsatz (Trimode, RMS Relay, RMS Packet)

• Bisheriges System wird lediglich um neue RMS Relay

Version ergänzt

• Typischer Zeitaufwand zum Nachrichtenversand über

eine RMS ohne Internet, via RMS Zwischenstation ohne

Internet zur MPS (ohne oder mit Internet) beträgt 90

Sekunden (nur Text bei PACTOR II / WINMOR 1600)


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 17

RMS Relay


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 18

RMS Relay Netzwerk Kontrolle


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 19

RMS Relay


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 20

Testbetrieb (seit April)

• 6 radio-only RMS waren ausschließlich im ROWN Mode.

• 9 Nutzer haben Nachrichten versand /empfangen

• Routing system funktionierte gut (QRG-Wahl, MPS

Weiterleitung)

• Die meisten Nachrichten wurden innerhalb 3 Minuten

versand, einige auch innerhalb <1 Minute

• Versand an jeweils 1-3 MPS sowie an verschiedene

Adressaten wurde getestet

• Große Probleme wurden nicht festgestellt

• Test bei DB0ZAV bei Frankfurt auf 80,40,20m erfolgreich


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 21

HF-Betriebsarten

• WINMOR

soundkartenbasiertes FSK und PSK 500/1600Hz

• PACTOR I-IV (J2B)

TNC-basiertes FSK, DQPSK und QAM

• Automatic Link Establishment (USA MIL-STD)

Soundkartenbasiertes 8FSK @2kHz


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 22

WINMOR

Software:


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 23

RMS Express Airmail BPQ32

ODER

Benötigt:

•SSB-Transceiver

_mit VOX oder CAT

•PC mit Soundkarte

•Soundkarten-

_interface

• WINMOR (WinLink Mail over radio)

• OFDM (Orthogonal Frequency Division

Multiplexing) Modulation @ 500Hz und 1600Hz

• 500 Hz: BW 2 carriers 46.875 Baud 4FSK oder

93.75 baud PSK bei TCM 4PSK, 8PSK oder 16PSK

• 1600 Hz: BW 8 carriers 46.875 Baud 4FSK oder

93.75 baud PSK bei TCM 4PSK, 8PSK or 16PSK

• Fehlerschutz: CRC, (RS)-FEC, Viterbi, ARQ


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 24


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 25

“M” Wiederherstellung nach Zsmfsg.

(memory ARQ)

“m” kein decode, gute ID

(hinzugefügt zur Zsmfsg.)

“-” kein decode, keine ID

(nicht hinzugefügt zur Zsmfsg)

“+” decode OK

QPSK Konstellation

(starkes fading)

Jeder pixel = 1 symbol Frame Typ Verbindungsstatus Bytes Empfangen

2KHz Wasserfall

WINMOR TNC (Beispiel 15 Car QPSK)

• Ergänzung um weitere Modulationsart (QAM)

• Substituiert und Ergänzt PSK, jedoch

Rückwärtskompatibel zu PSK

• Ermöglicht zusätzlichen Viterbi-Bit pro Carrier

• Dadurch robusterer FEC, weniger störanfällg

• Im Durchschnitt höhere Datenrate


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 26

• Vorteile:

Anschaffungskosten für teuren TNC entfallen

Minimalsetup für Feldbetrieb besteht aus:

QRP-Transceivcer (5W)+ NVIS/Lngw-Antenne + Laptop

+ 12V/12Ah Akkumulator (eventl. über Solar/Windstrom

gepuffert)

500Hz Modus garantiert robuste Verbindung bei QRM

1600Hz bietet zudem schnellere Rate bei +6db S/N

Nachteil:

Nicht geeignet zum übertragen größerer Anhänge (>150kb)


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 27


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 28

Urlaubs-Setup für WINMOR:

OE7/DK3CW/P

FT-817ND, 5W

Selbstbausoundinterface

Laptop 2,4 GHz Dualcore, 4GB

RAM, OS Windows Vista

30m Langdrahtantenne, ca. 6m

über Grund

12V/12Ah Bleigelakkumulator

QTH: In einem Tal in OE7 (Tirol)

ODX: OH4 auf 40m in 2 Car

4FSK@500Hz

Höchster Datendurchsatz:

DH2LC auf 30m mit 8 Car

16PSK (=max. 1300Bit/s)


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 29

RMS Express


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 30

Airmail

D-STAR mit D-RATS

Software:


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 31

Benötigt:

•D-STAR

Transceiver / Dongle

/DVRPTR etc.

•PC

•Datenkabel

D-RATS ermöglicht neben E-Mailversand via D-

STAR/Packet Radio zudem:

Dateitransfer

D-APRS (nur D-STAR APRS)

Tastatur-QSO

QSTs (konfigurierbare Bulletins wie Wetter, *.txt,

HTML,RSS etc.)

Direkte Anbindung an KW PACTOR oder

PR via Paclink


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 32


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 33


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 34


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 35


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 36


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 37


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 38

Paclink Bridge für D-STAR / PR PACTOR / PR


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 39

Bit

s/s

ek/H

z d

er

BW

1

.5

0

MT

63

PS

K225

PC

AL

E

HF

Packet

Pa

cto

r 1

Pacto

r 2

Pacto

r 3

Annahmen:

1) 70% ARQ Effizienz

(typisch für Pactor)

2) Max. RAW Datenrate

(gute Kanalbedingungen)

3) 200 Hz Sicherheitsabstand

verwendet in Bandbreiten-

berechnung.

(ermöglicht automatische

Connects)

(Nach

AR

Q o

verh

ead)

WINMOR 500

Vergleich der Digimodes


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 40

Vergleich PACTOR 2 / WINMOR 500

WINMOR 500 Hz vs P1, P2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

S/N (3 KHz Bw)

AR

Q T

hro

ug

hp

ut

(byte

s/m

in)

WINMOR 3 Car QPSK FEC

Pactor 1 (PTC II)

Pactor 2 (PTC II)

WINMOR 3 Car 16QAM FEC

WINMOR 3 Car 4FSK FEC


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 41

Vergleich PACTOR 2,3 / WINMOR 2000

WINMOR 2000 Hz vs. Pactor 2,3

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

S/N (3 KHz Bw)

AR

Q T

hro

ug

hp

ut

(by

tes

/min

)

WINMOR 15 Car QPSK FEC

WINMOR 15 Car 4FSK FEC

Pactor 2

Pactor 3


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 42

WINMOR mit V4Chat

• Implementierung des WINMOR Protokolls in die

Software V4Chat @200Hz für FEC und ARQ

Textaussendungen (sehr robust, ideal für P2P)

• Simultanbetrieb WINMOR und PACTOR

WL2K/P2P und V4Chat über EINE Soundkarte

und EINEN Transceiver

• Sowohl automatischer E-Mailversand und

Weiterleitung via Airmail (mit Integration von PR

und D-STAR) als optimales Notfunksetup


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 43

WINMOR mit V4Chat


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 44

WinLink vom Mobiltelefon?

• WINMOR, Packet Radio und PACTOR I

Integration auf iOS, Android, Mac OS X:

openMORE-Projekt

• Minimierung des Hardware-Aufwands


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 45

Hamnet und WinLink

• Verschiedene Gateway-Software (z.B. bei RMS

Stationen mit WINMOR/PACTOR und Packet

Radio/D-Star) sind über TCP/IP Telnet nach

WRC-Standards verlinkt

• Integration in Hamnet Backbones bzw. als Brücke

zu anderen Netzen/WinLink bzw. als

Zugangsmöglichkeit über HF/UKW


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 46

Andere Digimodes?

• Weltweite Netz an Reversebeacon, z.B.:

WSPRnet, pskreporter.info, JT65 RBN

• Viele Stationen sind gleichzeitig im RX-Betrieb

• Notruf via CW oder QRP-Digimode würde mit

hoher Sicherheit von einer Station dekodiert

• Implementation von Alarmsystemen (Detektion

von Worten wie QUF, welfare, Not, Emmergency,

help, distress… in RegExpression Filter

PSK31

27.07.2013 Jakob Strickler, DK3CW; Notfunkreferent F05 47

JT65

27.07.2013 Jakob Strickler, DK3CW; Notfunkreferent F05 48

JT65-HF (auf KW mit 50mW (0,005 W) nach ZL und VK)

oder EME bzw. Meteorscatter-Verbindungen

Vielen Dank für die

Aufmerksamkeit


Notfunkreferent F05

Version 1.0 05.04.13 49

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