im praktischen notfall- und katastrophenfunk - darc.de · client-betrieb • nutzung bisheriger...
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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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 4
Vorhandene Systeme /Netzwerke
• WinLink 2000
• jPSKmail
• SCSmail
• RFSM 2400/8000
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 6
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 8
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 9
CMS
RMS (HF-Gateway)
Nutzer / Funkamateur
Bisheriges WinLink 2000 System
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 13
Neuigkeiten in RMS Express
• Auswahl der MPS:
• Routing-Informationen beim Empfänger
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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)
Jakob P. Strickler, DK3CW
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)
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 17
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 22
WINMOR
Software:
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 24
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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)
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 27
Jakob P. Strickler, DK3CW
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)
D-STAR mit D-RATS
Software:
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 32
Jakob P. Strickler, DK3CW
Notfunkreferent F05
Version 1.0 05.04.13 38
Paclink Bridge für D-STAR / PR PACTOR / PR
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
Jakob P. Strickler, DK3CW
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
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
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