Vortrag:

Digitale Betriebsarten

QRV mit Computer und TransceiverVortragender:Manfred Mauler OE7AAI

30 Jahre FIRAC in OE8Funkseminar Cap Wörth

Vortrag Agenda Begrüßung Vorstellung

Themen Überblick über die Betriebsarten, Historie Technische Voraussetzungen und Geräte Die einzelnen Betriebsarten im Detail

Beschreibung Bandpläne, Schwerpunktfrequenzen Programme Betriebstechnik in der Praxis

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 2

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 3

Workshop Agenda (Forts.)

Pausen je nach Bedarf

Q&A (Fragen & Antworten) jederzeit

12:00 Mittagspause

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 4

Digitale Betriebsarten

VorstellungVortragender

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 5

Manfred, OE7AAI Steckbrief

Name: Ing. Manfred Mauler Familie: verheiratet, 2 Kinder, 2 Enkel Beruf: IT Consultant Call: seit 2002 lizenziert Schwerpunktinteressen Amateurfunk

Digitale Betriebsarten, Portabelbetrieb, Kurzwelle Referat für Ausbildung, Notfunkreferat

Schriftführer und Klubmanager LV OE7SysOP EchoLink Anbindung OE7XTI

Erreichbar via: Inet: oe7aai@oevsv.at Homepage: http://afu.mauler.info

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 6

Digitale Betriebsarten

Einleitung

Überblick Digitale Betriebsarten

OE7AAI

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 7

Überblick

Funkbetrieb ist mehr als HF Technik Computer nicht mehr wegzudenken Software ist Schlüssel PC = Ergänzung in allen AFU-Bereichen Digimodes: QRP-Betrieb üblich <50W Einfache Interfaces zw. PC und Transceiver

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 8

Überblick Einsatzgebiete des PCs im AFU:

Programmierung des Transceivers Steuerung des Transceivers, Rotors (CAT) DSP Filter am NF Ausgang des Transceivers Simulation/Design von Filtern und Antennen Spectrumanalyse von NF Signalen (bis 20kHz) Logbuchführung, Contestlogs Digitale Betriebsarten Wetterfaxempfang Relaissteuerung, Sprachmailbox EchoLink, PR Digipeater/Mailbox

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 9

Überblick

Definition der Digitalen Betriebsarten:

Texte, Bilder oder andere nichtsprachliche Informationen werden mit Hilfe der Funktechnik von einem Sender zu einem oder mehreren Empfängern übertragen.

Diese Daten kommen zumeist von einem Computer durch Liveeingabe, oder aus einer Datei.

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 10

Überblick Digitale Betriebsarten:

Tastatur zu Tastatur mit Soundkarte RTTY 45Bd, 110Bd PSK31/63/125 (BPSK; QPSK mit Fehlerkorrektur) MT63, MFSK, Throb, MFSK16, Olivia-MFSK WSJT (Meteorscatter RTTY) WSPR (Weak Signal Propagation Reporter) WOLF (Langwelle) Hellschreiber: Feld Hell, PSK Hell und Hell 80 CW ! Neu: Contestia, Domino, RttyM

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 11

Überblick

Digitale Betriebsarten:

Tastatur zu Tastatur mit Soundkarte oder Modem

m. Fehlerkorrektur AMTOR ARQ oder FEC, G-Tor, Pactor-I,-II,-III, Clover-II

Tastatur zu Mailbox (oder Tastatur)

mit Soundkarte oder Modem PR (Packet Radio) APRS (Automatic Packet Reporting System)

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 12

Überblick

Digitale Betriebsarten:

PC Mikrofon zu Transceiver (oder PC) EchoLink (Vortrag Norbert, OE8OWK 10.9. 14:30Uhr)

Bildübertragung PC zu PC SSTV (Slow Scan TV) NBTV (Narrow Band TV)

Fax/Wetterfaxempfang mit Soundkarte Nur Empfang

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 13

Überblick Geschichte:

CW erste digitale Betriebsart

Fax 1930 mechanische Trommelabtaster, Wetterfax, Presse

Hellschreiber 1930 1999: PSK-Hell von ZL1BPU

RTTY 1946 zuerst mit mechanischen Geräten, heute mit PC

Packet Radio 1978 auf UKW, später KW (300b/s), aus X25 abgeleitet

AMTOR 1979 von Peter Martinez, G3PLX auf AFU mod. SITOR

Pactor(-1) 1990 von DL6MAA und DF4KV

Clover 1992 von Ray Petit, W7GHM entwickelt

G-TOR 1994 von Kantronics entwickelt (Pactor Variante)

Pactor-II 1995 von SCS entwickelt

PSK31 1997 von Peter Martinez, G3PLX

MT63 1998 von Pavel Jalocha, SP9VRC

Throb 2000 von Lionel Sear, G3PPT

MFSK8,16 (Stream) 2000 von Murray Greenman, ZL1BPU

Olivia MFSK 2004 von Pavel Jalocha, SP9VRC

Chip64,128 2004 Von Nino Porcino, IZ8PZY (Spread Spectrum)

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 14

Überblick

Komponenten für Digimodes: PC mit Soundkarte (16-bit) und

Win98/XP/Vista/W7 Soundkarte = AD/DA Wandler mit DSP

Generiert NF-Sendesignal RS232 Schnittstelle für PTT Tastung

(auch USB-RS232 Wandler möglich)

Potentialtrennstufe Übertrager für NF Signale (ev. auch Optokoppler) Optokoppler für PTT

Transceiver + Netzgerät + Antenne

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 15

Überblick

Komponenten für Digimodes:

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 16

Überblick

Software Universalsoftware für verschiedene Modi

z.B. MixW, HamScope, Stream, Multipsk

JV-Comm32, Alpha… Spezialsoftware für eine Betriebsart

z.B. MMTTY, Digipan (PSK31;Vorläufer v. MixW)

Throb, CWGet, MT63, MMSSTV, ChromaPix, WSJT, WSPR, WinPSK, WXSat, UIView32, Paxon…

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 17

Überblick

Optionale Komponenten

(je nach Betriebsart) TNC oder PR-Modem Pactor Modem (Fa. SCS) Digitalkamera CAT Interface (auch in Kombination mit

Potentialtrennstufe + Soundkarte möglich)

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 18

Überblick

Anforderungen an den Transceiver NF Ein-/Ausgang über

eigene Buchse empfehlenswert Stabiler Oszillator DSP (Sprach-Prozessor) abgeschaltet USB Einstellung Fernsteuerung über CAT, RS232, CI-V 500Hz Filter u.U. einsetzen

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 19

Fachausdrücke

FSK: Frequency Shift Keying

Frequenzumtastung

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 20

Fachausdrücke

PSK: Phase Shift Keying

Phasenmodulation

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 21

Fachausdrücke

BPSK: Bipolar Phase Shift Keying

Bipolare Phasenumtastung

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 22

Fachausdrücke

QPSK: Quad Phase Shift Keying

Es werden nicht nur 0° und 180° wie bei BPSK sondern auch 90° und 270° zur Kodierung verwendet – damit sind in der gleichen Zeit doppelt soviele Bits übertragbar

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 23

Fachausdrücke

AFSK: Audio Frequency Shift Keying

Niederfrequenz Frequenzumtastung

Es wird nicht wie bei FSK die HF umgetastet, sondern sondern ein niederfrequenter Hilfsträger, der auf die Hochfrequenz aufmoduliert wird.

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 24

Fachausdrücke

MFSK: Multi Frequency Shift Keying

Mehrfrequenzumtastung

Ist eine besondere Form der AFSK.

Es werden nicht nur 2 sondern mehrere Töne zur Signalübertragung verwendet.Spektrum eines MFSK16 Signals:

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 25

Fachausdrücke

FEC: Forward Error Correction

Den Daten werden zusätzliche Fehlerkorrekturbits hinzugefügt, mit denen der Empfänger fehlerhafte Daten rekonstruieren kann.

z.B. DTMF Dual Tone Multi Frequency

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 26

Überblick QRG‘s auf Kurzwelle (in kHz und USB)

PSK31: 1838, 3580, 7042, 10140, 14070, 18100, 21080, 24920, 28120RTTY: 1838-1842, 3580 - 3600, 7040-7050, 10140-10150, 14070-14099,

18100-18109, 21080-21120, 24920-24929, 28050-28150(zumeist 45Bd/170Hz shift)

SSTV: 3735, 7165, 14230, 21340, 24920, 28680MFSK: 1838, 3580, 7043, 10147, 14080, 18105, 21080, 24929, 28080MT63: 1822, 3580, 7043, 10140, 14106, 21130, 28130 (1kHz,Long Interl.)OLIVIA: 3582.5, 3583.5, 7045, 7072.5, 10136.5, 14107.5, 21129.5 (500/16)PR: 3620-3635,14100.5-14112,

Siehe auch:http://www.darc.de/referate/hf/digitale-betriebsarten/vorzugsfrequenzen/

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 27

Überblick

Bandbreitenbedarf:

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 28

Digitale Betriebsarten

PAUSE

© Paws, Inc. All Rights Reserved

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 29

Digitale Betriebsarten

Praktischer Teil: Betriebsarten im Detail Installation diverser Programme Empfangsversuche Fragen und Antworten

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 30

Digitale Betriebsarten

Digitale Betriebsarten

Im Detail

OE7AAI

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 31

Digitale Betriebsarten

RTTY (Radio Teletype; Funkfernschreiben)

FSK mit 45,45Bd und 170Hz Shift

(manchmal auch 110Bd) Urvater der digitalen Betriebsarten Code CCITT Nr.2, auch Baudot Code genannt Noch immer sehr populär (auch Conteste) Erst durch PSK31 etwas verdrängt

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 32

Digitale Betriebsarten

PSK31 BPSK mit 31,25 Baud (bit/s) Erfinder: Pawel Jalocha, SP9VRC Populär durch Windows Programm von

Peter Martinez, G3PLX für Soundkarte Ziel: so einfach wie RTTY aber robuster auf schwache

verrauschte Signale Sehr schmalbandig (60Hz) Varicode (ähnlich Morsecode) QPSK: mit FEC Vielen Unterarten z.B. PSK10,PSK63)

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 33

Digitale Betriebsarten

MFSK16 (Multi Tone Frequency Shift Keying) Nicht nur 2 Töne wie bei RTTY Militärischen Ursprungs (GB, Belgien) Erfinder Nino IZ8BLY 16 Töne mit 15,625Hz Abstand = 316Hz Bandbreite FEC; dadurch „nur“ 31,25b/s Unempfindlich gegen Impuls-

und Breitbandstörungen Konstante Sendeleistung

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 34

Digitale Betriebsarten

MT63 MFSK mit 64 Tönen mit Walsh FEC Code Erfinder Pawel Jalocha, SP9VRC Relativ große Bandbreite 500,1000,2000Hz Unempfindlich gegenüber Störungen Hohe CPU Leistung benötigt Sehr experimentell

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 35

Digitale Betriebsarten

OLIVIA MFSK Neueste Entwicklung von Pawel Jalocha SP9VRC Benannt nach seiner Tochter Dekodierung noch bei 22db unter Rauschpegel 125-2000Hz Bandbreite 4,8,16 bis 128 Töne Kann mit MT63 und PActor-III

auf der gleichen QRG

koexistieren

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 36

Digitale Betriebsarten

OLIVIAMixW

Einstellungen

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 37

Digitale Betriebsarten

AMTOR (Amateur Teletype over Radio) Von SITOR (Simplex Telex over Radio) abgeleitet Erfinder Peter Martinez, G3PLX 2 Modi: ARQ und FEC MixW unterstützt nur FEC Im ARQ Modus werden korrekt übertragene

3er Gruppen bestätigt (ACK) oder mit NAK als Fehler gemeldet wodurch die Gruppe wiederholtwird.

Wie bei RTTY stehen nur Groß-buchstaben und - ( ) $ ! " / : ? . zur Verfügung

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 38

Digitale Betriebsarten

PACTOR Vereint Vorteile von AMTOR und Packet Erfinder:

Ulrich Strate,DF4KV u.Hans-Peter Helfert,DL6MAA 4 Versionen: Pactor, Pactor-II, Pactor-III, Pactor-4 Pactor II,III und 4 lizenzpflichtig (Fa. SCS) auch kommerziell im Einsatz Datenkompression MixW kann nur Pactor 1 empfangen Spezielle Modems notwendig Bis 5,2kbit/s Datenrate

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 39

Digitale Betriebsarten

SSTV (Slow Scan TV)

Standbildübertragung auf KW Viele verschiedene Formate (ca. 50 derzeit) Kalibrierung der Soundkarte empfehlenswert Bildübertragung wie bei Fax Hohe Qualität erzielbar

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 40

LinksPSK31: http://aintel.bi.ehu.es/psk31.html

http://www.janson-soft.de/seminare/dh7uaf/psksbl.htm

MFSK: http://www.qsl.net/zl1bpu/MFSK/

MT63: http://en.wikipedia.org/wiki/MT63

Olivia: http://hflink.com/olivia/

WSJT: http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/

WSPR: http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wspr.html

HF-Fax: http://www.hffax.de/

Hell: http://www.qsl.net/zl1bpu/HELL/Index.htm

Operating Modes Sammlung:

http://www.dxzone.com/catalog/Operating_Modes/

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 41

Digitale Betriebsarten

Linksammlungen:

http://www.muenster.de/~welp/sb.htm

http://www.ok2pya.wz.cz/view.php?cisloclanku=2005122201

http://www.dxzone.com/catalog/Operating_Modes/

http://wiki.oevsv.at/index.php/Kategorie:Digitale_Betriebsarten

Funkamateur USB Transceiver Interface:

http://www.box73.de/catalog/product_info.php?cPath=112_113_133&products_id=1488&osCsid=g7r8sgrkt80e8p8olm69lq2ob5

9.9.2011 Vortrag OE7AAI - Digitale Betriebsarten – 30 Jahre FIRAC in OE8 42

Digitale Betriebsarten

Vielen Dank für euer Interesse!

Cap Wörth, 9.9.2011