RTTY (Radio-Tele-Type)

Funkfernschreiben, eine der historisch ältesten Betriebsarten zur digitalen Schrift- Übertragung, vorwiegend mit 45baud oder 50baud. Mit zwei Tönen im Abstand von 170Hz (KW) oder 425Hz (UKW) werden die Binärsignale 0 und 1 übertragen. Mit einem festgelegten 5-bit-Fernschreibcode werden jedoch nur Großbuchstaben und wenige Sonderzeichen übertragen. Auf allen Bändern ist für den Betrieb das obere Seitenband USB vorgesehen.

Vorteil : relativ guter Wirkungsgrad, auch ohne Soundkarte im FSK-Mode zu betreiben, dabei keine Übermodulation. Auch beim Fehlen eines der beiden Tönen noch Decodierung möglich.

Nachteile : keine Fehlerkorrektur, eingeschränkter Zeichensatz, keine bekannten Vorteile gegenüber PSK, weswegen RTTY zunehmend von PSK31 in den Hintergrund gedrängt wird, jedoch nach wie vor oft anzutreffen ist.

PSK31 (Phase-Shift-Keying)

ist die derzeit beliebteste Schrift-Übertragung auf Kurzwelle. Mit Hilfe eines einzelnen Tones, der in der Phasenlage um 180° gedreht wird, werden die Binärzeichen 0 und 1 übertragen. Der Text wird mit einem variablen Binärcode übertragen. Wie auch bei der Telegrafie haben oft vorkommende Zeichen einen kürzeren Binärcode, die selteneren Zeichen einen längeren Code (Variocode). Die Bandbreite beträgt weniger als 40Hz, die Geschwindigkeit liegt bei 32WPM. Durch die Verwendung von nur einem Ton hat diese Betriebsart einen extrem hohenWirkungsgrad. Das sehr schmale DSP-Filter in der Soundkarte läßt noch Signale decodiert, wenn kaum noch was zu hören ist. Dadurch ergibt sich ein systembedingter Leistungsvorteil von ungefähr 10db gegenüber einem 500Hz-Signal. Eine Verbesserung von PSK31 stellt FSK31 dar. Im Gegensatz zu PSK31 wird nicht die Phasenlage 0°/180° benutzt, sondern 90°/270°. Dadurch wird das übermodulieren des Signals vermindert. Leider wird FSK31 nur sehr selten eingesetzt. Ebenfalls eine wirksame Verbesserung ist QPSK31. Als Kombination von PSK&FSK werden alle vier Phasenlagen 0°/90°/180°/270° benutzt. Die doppelte Übertragungsrate wird hier zur Fehlerkorrektur benutzt. Nach Verbindungsaufnahme mit PSK31 sollte man bei einem schwachen Signal nach Absprache auf QPSK31 umschalten (können).

Vorteil: Durch die extrem schmale Bandbreite hat ein 5W-PSK-Signal die Wertigkeit von einem 50W-RTTY-Signal oder einem 200W-SSB-Signal. Auf engstem Raum sind sehr viele Signale gleichzeitig mit dem passendem Programm zu lesen. Rund um die Uhr sind Gegenstationen zu finden.

Nachteile: Keine Fehlerkorrektur, anfällig durch Fremdsignale und Störungen, durch Phasentastung anfällig für selektives Fading und Mehrwegempfang, für 160/80m nicht ganz so gut geeignet, ebensowenig für 2m und höher.

AMTOR (Amateur Teleprinting over Radio)

Diese Form von RTTY wurde in den 70er Jahren vom kommerziellen SITOR abgeleitet. Der 5-bit-Fernschreibcode wurde um 2-bits für eine Fehlerkorrektur erweitert. Entweder werden im Mode-A (ARQ) fehlerhafte Zeichen von der Gegenstelle neu angefordert oder im Mode-B (FEC) nach Möglichkeit korrigiert. Ansonsten werden wie bei RTTY auch abwechselnd zwei Töne im Abstand von 170Hz mit 100bd gesendet.

Vorteil : Gegenüber normalem RTTY eingebaute Fehlererkennung bzw. Fehlerkorrektur.

Nachteil: Veraltete Technik, die kaum noch angewendet wird.

HF-Packet-Radio

Mit einer Übertragungsrate von Brutto 300bd und einer Bandbreite von gut 1khz eignet sich das HF-Packet-Radio nicht gerade zum DXen. Mit der eingebauten Fehlerkorrektur AQR und ASCII-Code ist zwar echte Binärübertragung möglich, allerdings muß bei einem fehlerhaften Bit das ganze Datenpaket neu angefordert werden, ausserdem sind die Umschaltzeiten im Gegensatz zu anderen ARQ-Modis sehr lang, was die effektive Übertragungsrate auf bescheidene 30 WPM herunterbremsen kann.

Vorteil: brauchbare Datenübertragung und Mailbox-Betrieb bei mittelmäßigen Verbindungen.

Nachteil: keine besonders gutes S/N-Verhältnis, für die Datenrate zu breiter Signalanspruch. Technik bereits durch PACTOR überholt.

PACTOR

eine sinnvolle Kombination aus AMTOR und HF-PACKET stellt PACTOR dar. Zahlreiche Verbesserungen machten Pactor zur Datenübertragung Nr.1 auf den KW-Afu-Bändern. PACTOR verfügt durch eine 16bit-Fehlererkennung über eine sehr hohe Übertragungssicherheit. Bei schlechter Verbindung wechselt PACTOR selbsttätig zwischen Pakete von 20Zeichen/200bd und 8Zeichen/100bd, ebenso kann “fliegend” zwischen der Fehlererkennung FEC und der Fehlerkorrektur ARQ gewechselt werden.. Da die Shiftlage bei jedem Zyklus gewechselt wird, ist es seitenbandunabhängig. Mit Hilfe der Möglichkeit, ein fehlerhaftes Daten-Paket über einen D/A-Wandler “analog” zwischenzulagern (Memory-ARQ) und einer Datenkompression (nach Huffmann) ist PACTOR rund 4x schneller als AMTOR bei nur 600Hz Platzbedarf. Auch hier gibt es einige Übertragungsformate.

Vorteil: Beste Möglichkeit, Daten via KW zu übertragen, 100% ASCII-kompatibel, Mailboxbetrieb und “portable” Email-Anbindung möglich, GateWay-Betrieb ins Packet-Radio-Netz.

Nachteil: zusätzliches Modem (PTC) nötig, keine DX-Betriebsart, für Pactor-III fallen hohe Lizenzkosten an.

Zusatz zum neuen Pactor-III: (dl5di)

Mit dem neuen Pactor-III-Verfahren, was vom Erfinder (Fa. SCS in Maintal) patentiert ist und eine besondere Lizenzierung erfordert, sind bei Online-Komprimierung Netto-Baudraten bis ca. 5200 Bit/sec möglich. Pactor-III ist damit 3,5 mal schneller als Pactor-II, der Durchsatz ist 5 mal höher, dabei ist Pactor-III noch robuster bei einem schlechten Signal/Rauschverhältnis verglichen mit Pactor-II.

Pactor-III ist nur in Frequenzbereichen zulässig, die im Bandplan für breitbandige Übertragungsverfahren vorgesehen sind, es belegt 2,4 kHz @-40dB / Audio-Durchlassbreite 400-2600 Hz (nicht auf 30m, auf 20m nur im oberen Digitalbereich etc.).

MT63

Schrift-Übertragung mit Hilfe von gleichzeitig 63 Trägern (!) mit einem Abstand von 15,625Hz und einer Geschwindigkeit von je 10baud, was im günstigsten Fall eine (theoretische) Übertragungsrate von 1kbit wäre. Durch eine Fehlerkorrektur (FEC) wird der Inhalt mehrmals und zeitversetzt (“Interleave”) übertragen. Ein MT63-Signal klingt wie ein Rauschträger und ist je nach gewählter Geschwindigkeit und Interleave-Faktor 500, 1000 oder 2000Hz breit. Da Anfangs viele unwissende Funkfreunde einen Störträger vermuteten, wird jetzt auf Wunsch gleichzeitig ein CW-Signal mit dem MT63-Signal ausgesendet.

Vorteil: Ein MT63-Signal ist sehr robust gegen Störsignale auf gleicher Frequenz, selbst ein SSB- oder AMTOR-Signal kann kaum stören. Bedingte Fehlerkorrektur

Nachteil: Benötigt hohe Bandbreite und ist nicht für Digimode-Bandbereiche vorgesehen. Nicht besonders weit verbreitet.

MFSK16

Seit Mitte 2000 im Amateurfunk bekannt, wird mit Hilfe von 16 verschiedenen Tönen im Abstand von 15,626Hz, die immer einzeln aktiv sind, auf einer Gesamtbandbreite rund 300Hz die Daten übertragen. Wegen der Fehler-Erkennung (FEC) werden die Daten doppelt und verschachtelt übertragen. Da ein 8bit-ASCII-Code verwendet wird, ist (theoretisch) echte Binärübertragung mit einer relativ hohen Übertragungssicherheit bei einer Netto-Datenübertragungsrate von 42 WPM möglich . Das Verfahren stammt ursprünglich aus dem militärischen Bereich und hat dort den Namen Coquelet oder Piccolo.

Vorteile: Kommt an die Empfindlichkeit von PSK-31 heran. Gegenüber PSK31 ist es dafür aber robuster gegenüber Dopplereffekte und Überlagerungen, besonders auf den unteren Bändern. Zusammen mit PSK31 ist MFSK16 die beste digitale Betriebsart für schwierige DX-Verbindungen.

Nachteile: Nicht ganz so hoher Wirkungsgrad wie PSK und auch nicht ganz so sehr verbreitet.

Throb22

Dieses exotische “Multi-Ton-Frequenz-Shift-Keying” ist eine Weiterentwicklung einer früheren Version, die 5-Töne und nur 40Hz Bandbreite benötigte, aber mit 7 WPM auch extrem langsam war. Throb22 sendet mit 9 Töne, die einzeln oder als Paar ausgesendet werden. Je nach gewählter Geschwindigkeit kann man 10, 20 oder 40 WPM übertragen.

Vorteil : Benötigt nur 72 bzw. 144Hz Bandbreite

Nachteil: Langsame Übertragung, benötigt sehr frequenzstabilen TRX. Sehr selten anzutreffen.

SSTV (Slow-Scan-Tele-Vison)

Obwohl streng genommen nicht zu den “digitalen Betriebsarten” zählend, gehört diese sehr populäre Betriebsart doch zu der Gruppe der “computerunterstützten Betriebsarten” und wird daher gerne in den gleichen Topf zu den “Digimodes” geworfen. SSTV dient dem (zeilenweise) Übertragen eines Farbbildes. Bis Anfang der 90er war SSTV vorwiegend Besitzern der teuren Konvertern von ROBOT-RESEARCH vorbehalten. Dann kamen zahlreiche Softwarelösungen auf den Markt, was SSTV zu schneller Verbreitung verhalf. Das Prinzip war immer gleich: Entweder hohe Auflösung und lange Übertragung oder kleine Auflösung und schnelle Übertragung. Durch unzählige Kombinationen dieser beiden Parametern entstanden bis heute fast 50 verschiedene Übertragungs-Formate. Am meisten verbreitet haben sich die 5 Formate Mastin-1/2 und Scottie-1/2/DX. Zwischen den NF-Frequenzen 1500Hz und 2300Hz wird für jede Zeilen die Farben Grün, Blau und Rot mit einer Länge von je 147ms übertragen, eine Zeile dauert 446ms (Martin1) bzw. 436ms (Scottie1). Ein (übliches) Bild besteht aus 256 Zeilen und hat eine Übertragungsdauer von rund 110 Sekunden. Das Signal klingt wie ein quietschender Keilriemen.

Vorteil: weit verbreitete Farbbild-Übertragung. Auch “ganze Filme” möglich (je 32Zeilen in schwarz-weiß).

Nachteil: benötigt ein SSB-Kanal, keine Fehlerkorrektur, sehr störanfällig gegen Fading und Fremdsignalen.

(Quelle: Thorsten Meirich, DL7PP / Webseite K32)

Download PowerPoint-Präsentation „Digitale Betriebsarten“ von DL7PP (ca. 8 MB gezippt)