Betriebsarten im Amateurfunk

Häufig wird der Amateurfunk in den Medien nur mit Sprechfunk oder Morsetelegrafie in Verbindung gebracht. Im Amateurfunk gibt es darüber hinaus aber sehr viel mehr zu erleben und zu entdecken. Insbesondere die Digitalisierung hat viele neue und interessante Betriebsarten hervorgebracht.

Sprechfunk

Sprechfunk wird quasi auf fast allen Amateurfunkfrequenzen durchgeführt. Hier spricht man klassisch in ein Mikrofon und das gesprochene wird von der Gegenseite wiedergegeben. Unterschieden wird hier noch die Modulationsart im Sprechfunk.

In der Modulationsart FM (Frequenzmodulation) spricht man hauptsaächlich im 2m und 70cm Band, zum Teil auch auf 10m. FM hat eine sehr hohe Sprachqualität und wird hauptsächlich im Nahbereich, auch über Relaisfunkstellen, eingesetzt. Die Reichweite ist im Vergleich zu anderen Modulationsarten am geringsten. Schwache Stationen sind häufig stark verrauscht und können nur schwer aufgenommen werden.

In AM (Amplitudenmodulation) wird heutzutage kaum noch gesendet, weder auf Kurzwelle noch auf UKW. Wenn überhaupt, hört man nur amerikanische Stationen in AM. In Deutschland ist AM wegen seiner großen Bandbreite nur auf Frequenzen über 28 MHz erlaubt. Die Reichweite ist etwas größer als in FM (bzw. die Verständlichkeit ist besser), da bei schwachen Stationen das Rauschen aufgrund der Modulationsart sehr gering ist. Die Anfänge des Amateurfunks in AM waren Mitte des 20. Jahrhunderts dann wieder vorbei, denn findige Funkamateure haben die Einseitenbandmodulation erfunden.

In der Modulationsart SSB (Single Side Band – Einseitenbandmodulation) werden der AM Träger und ein Seitenband erfolgreich unterdrückt. Die Reichweite und damit auch die Verständlichkeit verbessern sich dadurch erheblich. Gewöhnungsbedürftig und charakteristisch für SSB ist die sogenannte Micky-Mouse Modulation. Wenn man mit dem VFO über die Frequenzen dreht, erscheinen Signale in der Stimmlage meist sehr hoch oder sehr tief. In SSB muss man schon genau die Frequenz treffen, um ein einigermaßen natürliches Klangbild zu bekommen.

Die digitalisierung hat auch im Amateurfunk Einzug gehalten. Seit Anfang des Jahrtausends haben sich daher mehrere digitale Sprechfunkstandards im Amateurfunk etabliert. Während D-STAR (Icom, Kenwood) und C4FM (Yaesu) speziell für Amateurfunkzwecke entwickelt wurden, ist mit DMR auch eine kommerzielle Modulationsart weit verbreitet. Durch die Digitalisierung ist eine einfache Vernetzung von Relais über das Internet oder das Hamnet möglich. Damit ist es z.B. möglich über ein lokales Relais „einzusteigen“ und mit geringstem Aufwand Sprechpartner auf der ganzen Welt zu erreichen. „Völkerverständigung“ war noch nie einfacher! Die verschiedenen Verfahren sind nicht miteinander kompatibel, aber oft über sogenannte „Reflektoren“ miteinander verbunden, so dass zumindest eingeschränkt Plattformunabhängig miteinander kommuniziert werden kann.

Morsetelegrafie

Morsetelegrafie ist quasi die älteste digitale Betriebsart und wurde von dem amerikanischen Erfinder Samuel Morse erfunden. Sie kennt nur zwei Zustände – kurz oder lang. Oder wir wir es gerne stilisieren: „DAH“ oder „DIT“. Sie ist inzwischen sogar als immaterielles Weltkulturerbe der UNESCO anerkannt worden. Es ist auch die insgesamt älteste Betriebsart im Funkwesen. Viele Gepflogenheiten im Amateurfunk basieren auf der Morsetelegrafie, welche vor über 100 Jahren die einzige Möglichkeit war, über weite Strecken Informationen zu übermitteln. Noch lange Zeit vor der Erfuindung des Sprechfunks. Die Morsetelegrafie ist im kommerziellen, behördlichen oder militärischen Bereich inzwischen komplett ausgestorben. Nur die Funkamateure hegen und Pflegen diese Betriebsart weiterhin. Ist sie doch DIE Betriebsart, die auch mit einfachsten technischen Mitteln genutzt werden kann und die auch noch bei den schwächsten Signalen immer zum Erfolg führt. Sie war lange Zeit Zugangsvoraussetzung für die Nutzung der Kurzwellenbänder. Im Jahre 2005 wurde dies in Deutschland jedoch aufgehoben, und die Nutzung der Kurzwelle war damit auch ohne Kenntnisse in Morsetelegrafie erlaubt. Sher viele andere Länder haben dies gleich getan. In manchen exotischen Ländern ist es aber weiterhin erforderlich Morsekenntnisse nachzuweisen, um an eine Sendegenehmigung zu kommen. Alle Informationen zur Morsetelgrafie hier wiederzugeben, sprengt den Umfang unserer Webseite, weshalb wir hier gerne an die Wikipedia verweisen.

Amateurfunkfernsehen (ATV/DATV)

Mit ATV (Amateur-Television) bzw. DATV (Digital-Amateur-Television) können Bild und Ton übertragen werden. Dafür wird allerdings eine große Bandbreite benötigt, weshalb solche Signale nur auf hohen Frequenzen gesendet werden können, und damit meist eine freie Sicht zur Gegenstation benötigt.wird. Häufig sind ATV Relaisstellen in 3cm band (10 GHz) angesiedelt, da für den Empfang dann normale LNB genommen werden, die vorher etwas modifiziert wurden. Das normale SAT-TV Fernsehen beginnt bei 10,7 GHz, also nur knapp über dem Amateurfunkbereich. ATV wird quasi nur über Relaisstellen abgewickelt, diese sind allerdings dünn gesäht und oft nur in Ballungsgebieten zu finden. Der technische Aufwand ist vergleichsweise relativ hoch.

Digitale Betriebsarten

Funkfernschreibverfahren (RTTY, PSK31, PSK63 etc.)

Sogenannte Funkfernschreibverfahren gibt es im Amateurfunk schon lange. RTTY wird schon seit vielen Jahrzehnten betrieben. Früher noch mit eigens dafür gebauten Geräten und Controllern, ist Heute dazu nur ein PC mit Soundkarte und eventuell noch einem entprechenden Verbindungs-Interface notwendig. Oft reichen schon schwache Signale für eine Dekodierung. Aber Achtung – es gibt keine Fehlerkorrektur. Einmal fehlerhaft empfangene Signale bleiben falsch. Etwas Kopfarbeit ist immernoch notwendig. Im Gegensatz zu den WSJT Betriebsarten ist hier die Übertragung von beliebigem Text möglich, ja sogar richtige Chats sind theoretisch möglich, aber eher unüblich.

Bildübertragung (SSTV/DSSTV)

Früher sehr beliebt, Heute jedoch nur noch eher selten zu hören, ist die Betriebsart SSTV. Damit kann man Standbilder über einen Sprachkanal übertragen. Früher war es von russischen oder italienischen OMs auch mal freizügige Bilder zu sehen. Je nach Modus dauert eine Bildübertragung zwischen 30 Sekunden und mehreren Minuten. Relativ spät kam auch eine digitale Variante von SSTV auf, welche eine deutlich verbesserte Bildqualität ermöglichte. Digital-SSTV setzte sich jedoch nie so richtig durch. Übrigens, auch die ISS sendet machnmal Bilder in SSTV, zuletzt wieder gehäuft im April 2018.

Einen ausführlicheren Beitrag zu SSTV gibt es auch hier auf unserer Webseite.

Packet Radio

Packet Radio war das erste Computernetzwerk der Funkamateure. Schon in den 80er Jahren, also noch vor dem Durchbruch des Internet, war es Funkamateuren möglich sich mit an Funkgeräten angeschlossenen Computern gegenseitig zu „connecten“ und Informationen oder eben auch Daten auszutauschen. Da alles digital ablief, konnte man auch andere Stationen als „Digipeater“ nutzen, um so größere Strecken zu überbrücken. Schnell etablierte sich bis Ende der 90er Jahre ein weltweites Netzwerk mit tausenden Digipeatern, Mailboxen, Chatrooms (Converse-Kanäle) und anderen Diensten. Man konnte weltweit kommunizieren, ohne eigenen Internetanschluss! Dazu reicht oft ein einfaches Handfunkgerät aus. Die Übertragungsraten waren mit den üblichen 1200 Baud und 9600 bauf allerdings recht gering. Das meiste war textbasiert, so daß nur wenige Daten übertragen werden mussten. Es gab aber auch schon TCP/IP Verbindungen über Packet Radio, natürlich sehr langsam. Mit dem neuen Jahrtausend schwand das Interesse an dieser Betriebsart allerdings, und Stand Heute (2018) ist, das es kaum noch Digipeater zum Einstieg in das Packet Radio Netz gibt. Gründe dafür sind unter anderem natürlich auch die modernen und natürlich schnelleren Kommunikationsmöglichkeiten über das Internet und die vergleichsweise hohen Kosten für Hardware. Heutzutage ist allerdings noch ein Einstieg über Internet-VPN oder über das HAMNET möglich. Allein die Betriebsart APRS ist aus Packet Radio Zeiten noch übrig geblieben. Über APRS werden z.B. Positionsdaten übermittelt, die auf einer Karte dargestellt werden können, z.B. auf www.APRS.fi. Dazu wird das Packet Radio Protokoll AX.25 verwendet, natürlich auch die gleiche Hardware.


Bildquelle: DJ4UF

Zum Thema Packet Radio gibt es auch bei uns eine ausführliche Seite mit Informationen.

HAMNET

HAMNET ist an sich keine eigene Betriebsart. Das Hamnet bezeichnet ein Netz von automatischen und nicht automatischen Amateurfunkstationen, ähnlich dem Internet. Es haben ausschließlich Funkamateure Zugang zu diesem auf TCP/IP basierenden Netzwerk. Entweder über Funk-Zugänge im 13cm oder 6cm Band, oder notfalls per VPN-Tunnel über das Internet. Die Relaisstationen sind in der Regel über Richtfunkstrecken im 6cm Band miteinander verknüft, dadurch sind (Brutto-) Datenübertragungsraten von bis zu 72 MBit in Deutschland möglich. Es existieren ähnliche Dienste wie im Internet. Von Webseiten über SIP-Telefonie, Chat, Video-/Audiokonferenzen, E-Mail, Remotestationen usw. usf. Viele Relaisstationen sind an das Hamnet angeschlossen und darüber miteinander vernetz. So gibt es auch richtige Relaisverbünde, welche über das HAMNET miteinander vernetzt sind und damit Gespräche über die Grenzen einer Relaisstation ermöglichen. Auch digitale Relaisstationen wie DMR, D-Star und C4FM lassen sich über das HAMNET anbinden, sodaß keine seperate Internetverbindung dafür erforderlich ist. Das HAMNET ist Strenggenommen nur ein universelles Trägermedium und digitale Informationen zu übertragen. Hardware ist vergleichsweise einfach zu bekommen, da man hier die zwar kommerziellen aber preiswerten WLAN-Router von Ubiquity und Mikrotik für Amateurfunkzwecke nutzen kann. Das HAMNET steckt noch in den Kinderschuhen, hat aber viel Potenzial, auch im Notfunk.

Weak Signal Modes (WSJT)

Die sogenannten WSJT Betriebsarten sind allesamt für Kommunikation mit schwachen bzw. schwächsten Signalen ausgelegt und wurden vom Nobelpreisträger Joe Taylor K1JT erfunden. Für den Betrieb benötigt man neben dem Funkgerät und einem Computer mit Soundkarte in der Regel noch ein Interface, welches die beiden geräte miteinander verbindet. Manche moderne Funkgeräte haben dieses Interface bereits eingebaut, sodaß man diese nur noch per USB-Kabel an den PC anschließen muss. Seit etwa 2001 gibt es immer wieder neue Modi, z.B. für Erde-Mond-Erde (EME) Verbindungen oder auch für ganz normale Kurzwellen oder UKW Verbindungen. In der Regel werden nur Informationen wie Rufzeichen und Rapport ausgetauscht, richtige „Gespräche“ führt man dabei nicht. Allerdings sind so relativ einfach Zwei-Wege-Verbindungen zu schaffen, welche auch für Diplome gültig sind. Seit Mitte 2018 macht die Betriebsart FT8 Furore. Sie ist einfach zu bedienen und ermöglicht täglich weltweite Verbindungen in alle Ecken der Welt, auch dann wenn man meint, dass das Band gar nicht „offen“ sei. FT8 kann mit Signalstärken bis 24 dB unter dem Rauschen zurechtkommen. Viel hört man im Lautsprecher nicht mehr, aber dafür sieht man was auf dem Bildschirm.