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im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW

im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW. Nonverbale, asynchrone Digimodes. Beispiele aus dem praktischen Notfunkeinsatz. Rettung der Bounty durch WinLink. Untergang während Hurrikan Sandy 140 km vor USA-Ostküste, Oktober 2012.

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im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW

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Presentation Transcript

  1. im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW Nonverbale, asynchrone Digimodes

  2. Beispiele aus dem praktischen Notfunkeinsatz • Rettung der Bountydurch WinLink Untergang während Hurrikan Sandy 140 km vor USA-Ostküste, Oktober 2012 Version 1.0 05.04.13

  3. 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 Version 1.0 05.04.13

  4. Beispiele aus dem praktischen Notfunkeinsatz (III) • Hurrikan Kathrina 2005 • Amerikanisches Rotes Kreuz und Funkamateure etablieren Kurzwellennetz (HFlink) im Splitbetrieb • Betriebsart: Automatic Link Establishment (MIL STD 181-141 + 188-110) Version 1.0 05.04.13

  5. ZUKUNFTSFORUM ÖFFENTLICHE SICHERHEIT Initiative des Deutschen Bundestages Grünbuch(56 Seiten)- September 2008 - RISIKEN UND HERAUSFORDERUNGEN FÜR DIE ÖFFENTLICHE SICHERHEIT IN DEUTSCHLAND Szenario: „Stromausfall in Deutschland“ Version 1.0 05.04.13

  6. Bundestag Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung - Bericht vom 27. 4. 2011 –(136 Seiten) Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung Version 1.0 05.04.13

  7. Technikfolgenabschätzung I. (TA) 2.1.2.1 Rechtliche Grundlagen (S.35) Erwähnenswert ist des Weiteren noch das Gesetz über den Amateurfunk (AFuG), das in § 2 als Amateurfunkdienst einen Funkdienst definiert, der u. a. zur Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen wahrgenommen werden kann. Version 1.0 05.04.13

  8. Technikfolgenabschätzung II. (TA) 2.1.2.1 Rechtliche Grundlagen (S.35) § 5 sieht für den Not- und Katastrophenfall ausdrücklich eine Ausnahme für das Verbot der Übermittlung von Nachrichten an Dritte (nicht Funkamateure) vor. Version 1.0 05.04.13

  9. Technikfolgenabschätzung IV. (TA) 9. Vernetzte Katastrophenbewältigung – ohne Netz (S.114) Dagegen [Feldkabelnetz] sind die energietechnischen Anforderungen an Amateurfunkgeräte sehr gering. Der Amateurfunk wird unabhängig von einer bestehenden – und mit Strom versorgten - Funkinfrastruktur ausgeübt. Übliche Funkgeräte sind mit Batterien, Autobatterien oder Solarzellen auch über große Entfernungen zu betreiben. Version 1.0 05.04.13

  10. Technikfolgenabschätzung V. (TA) 9. Vernetzte Katastrophenbewältigung – ohne Netz (S.114) Somit stellt sich die Frage, inwiefern diese Rückfalllösungen [Feldkabelnetze, Satellitenkommunikation] bei einem Stromausfall überhaupt längerfristig nutzbar sind. Version 1.0 05.04.13

  11. Version 1.0 05.04.13

  12. CitizentoCitizenBürger zu Bürger • Suche nach Aufenthalt, Zustand • Auskunft über Aufenthalt, Zustand • Soziale Netze • Kommunikation von Anlaufpunkten oder aus Auffanglagern zu • Verwandten • Freunden • Betrieben Version 1.0 05.04.13

  13. CitizentoAuthorityBürger zu Behörde/Hi.-Org. • Lagemeldungen • HilfeanforderungUnterstützung Notrufnummern 112/110 Version 1.0 05.04.13

  14. AuthoritytoCitizenBehörde/Hi.-Org. zu Bürger • Informationen zu Versorgungsstellen • Informationen über Lage an Bevölkerung • Warnmeldungen • Evakuierung (?) • Alarmierung (?) Version 1.0 05.04.13

  15. AuthoritytoAuthorityBehörde/Hi.-Org. zu Behörde/Hi.-Org. • Lagemeldungen • Logistik (Auffanglager) • Verpflegung, Medikamente, Decken • Belegung, Kapazität • Abgeschnittene Gebiete • Bürgermeister zu Einsatzleitung Version 1.0 05.04.13

  16. Anforderungen an digitale Betriebsarten für den Notfunk • Kommunikation mit nicht-Amateurfunkstationen (AtC, AtA)  E-Mail, SMS etc. • asynchrone Kommunikation (Sendezeitpunkt unabhängig von Empfangszeitpunkt) als a • Verfügbarkeit unabhängig von QTH (global) • Internetanbindung um nicht-AFU zu adressieren • Ausgleich robust/schnell/günstig • so wenig Hardwarevoraussetzungen wie möglich • fehlerfrei Version 1.0 05.04.13

  17. Anforderungen an digitale Betriebsarten für den Notfunk (II) • einfach zu bedienen (intuitiv) • Interoperabilität mit anderen Systemen/Netzten/BAs • Orientierung an internationalen Standards • Redundante und dezentrale Netzstruktur Version 1.0 05.04.13

  18. Internet Notfunk Notfunk-Link für Email-/ Datenübertragung aus zerstörtem Gebiet Einsatzleitstelle mit IN- u. Emailzugang Amateurfunk-Gateway mit Internet-Anschluss (RMS) Übertragungs-Verfahren:Pactor, Winmor, RFSM, PSK-Mail, ALE Mobile/Portable Notfunkstation mit Laptop Zerstörte Infrastruktur Version 1.0 05.04.13

  19. Vorhandene Systeme /Netzwerke • WinLink 2000 • jPSKmail • SCSmail • RFSM 2400/8000 Version 1.0 05.04.13

  20. WinLink 2000 - E-Mailnetzwerk für Amateur- und Seefunk (KW/UKW); rufzeichen@winlink.org • globale Verfügbarkeit (etablierte Infrastruktur) • Redundant und synchrone CMS (Ausfallsicher, da interkontinental verteilt) • Fehlerkorrekturverfahren in allen Betriebsarten • Abruf von Internetdiensten (Bulletins, z.B. Wetter • variable Betriebsarten (Interoperabilität): PACTOR,WINMOR, ALE, PR, D-STAR, (HamNet) Version 1.0 05.04.13

  21. robuste Soundkartenbetriebsarten (WINMOR, PR) • hohe Datenraten (PACTOR III und IV) bis 25 kbytes/Min auf KW! • File-recovery (Dateiwiederherstellung) • Peer-to-Peer (P2P) Verbindungen dezentral • Automatische Weiterleitung via KW bei Internetausfall Version 1.0 05.04.13

  22. robuste Soundkartenbetriebsarten (WINMOR, PR) • hohe Datenraten (PACTOR III und IV) bis 25 kbytes/Min auf KW! • File-recovery (Dateiwiederherstellung) • Peer-to-Peer (P2P) Verbindungen dezentral • Automatische Weiterleitung via KW bei Internetausfall (ROWN-System) Version 1.0 05.04.13

  23. Version 1.0 05.04.13

  24. 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 Version 1.0 05.04.13

  25. WINMOR Software: • Benötigt: • SSB-Transceiver _mit VOX oder CAT • PC mit Soundkarte • Soundkarten- _interface ODER RMS Express Airmail BPQ32 Version 1.0 05.04.13

  26. WINMOR (WinLinkMail overradio) • OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Modulation @ 500Hz und 1600Hz • 500 Hz:BW 2 carriers 46.875 Baud 4FSK oder93.75 baud PSK beiTCM 4PSK, 8PSK oder16PSK • 1600 Hz:BW 8 carriers 46.875 Baud 4FSK oder 93.75 baud PSK beiTCM 4PSK, 8PSK or 16PSK • Fehlerschutz: CRC, (RS)-FEC, Viterbi, ARQ Version 1.0 05.04.13

  27. WINMOR TNC (Beispiel 15 Car QPSK) QPSK Konstellation (starkesfading) Jederpixel = 1 symbol Verbindungsstatus Bytes Empfangen Frame Typ “+”decode OK “M” WiederherstellungnachZsmfsg. (memory ARQ) 2KHz Wasserfall “-” keindecode, keine ID (nichthinzugefügtzurZsmfsg) “m” keindecode, guteID (hinzugefügtzurZsmfsg.) Version 1.0 05.04.13

  28. 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) Version 1.0 05.04.13

  29. 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) Version 1.0 05.04.13

  30. RMS Express Version 1.0 05.04.13

  31. Airmail Version 1.0 05.04.13

  32. PACTOR I-IV Software: • Benötigt: • SSB-Transceiver _mit Datenbuchse • PC mit RS232/USB • PACTOR-Controller (PTC/TNC) ODER ODER RMS Express Airmail Paclink Version 1.0 05.04.13

  33. PACTOR (Packet Teleprintingoverradio) • PACTOR I: 2AFSK@500Hz mit 200Bit/s • PACTOR II: 14DPSK@500Hz mit max. 1200Bit/s • PACTOR III:18PSK@2400Hz mit max. 5200Bit/s • PACTOR IV:32QAM@2400Hz mit max. 10500Bit/s • Verwendet wird: (A)FSK,(D)PSK, QPSK und QAM Version 1.0 05.04.13

  34. Fehlerschutz durch FEC und ARQ • Huffman-Kompression • (Text) Pseudo-Markov-Kodierung (Huffman * 1,3) • Großbuchstabenmodus • Lauflängencodierung Version 1.0 05.04.13

  35. Automatic Link Establishment Software: • Benötigt: • SSB-Transceiver _mit VOX oder CAT • PC mit Soundkarte • Soundkarten- _interface • ODER • MIL ALE Rig ODER PCALE MARS ALE Version 1.0 05.04.13

  36. automatischeEtablierung von KW-Verbindungen anhand automatischer Ausbreitungsanalyse anhand BER der Baken, Modulation: 8FSK • primär Selektivrufverfahren, jedoch zum Senden von Kurznachrichten geeignet (WinLink, SMTP E-Mail, SMS) • globales HFLink Netzwerk mit Pilotstationen (vgl. RMS) • va. FEC aber auch ARQ Version 1.0 05.04.13

  37. Version 1.0 05.04.13

  38. Version 1.0 05.04.13

  39. Vorteile: • Militärstandard (USA) MIL-STD 188-141 / 188-110 • Automatischer Verbindungsaufbau anhand Ausbreitungsanalyse im Scanbetrieb • Erreichbarkeit einer Station weltweit ohne Kenntnis der aktuellen Ausbreitung durch den OP • Nebenbei Ausbreitungsanalyse (WSPR-Alternative) • Nachteile • ALE in der Praxis tlw. störanfällig da 2200Hz BW Version 1.0 05.04.13

  40. Packet Radio 9k6 Software: • Benötigt: • FM-Transceiver _(mit Datenbuchse) • PC • TNC oder Soundkarte ODER ODER ODER RMS Express Airmail Paclink Version 1.0 05.04.13

  41. APRSLink / Packet Radio 1k2 Software: Diverse (z.B. APRSIS32, UIView32 etc.) • Benötigt: • FM-Transceiver _(mit Datenbuchse) • TNC oder Soundkarte Version 1.0 05.04.13

  42. APRS(Automatic Packet/Position Reporting System) • Lokalisierung von Personen oder Fahrzeugen über Funk • Bewegung von Personen oder Fahrzeugen • Wetterinformationen von bestimmten Standorten • Verfolgung von Suchmannschaften durch Einsatzleitung • Kurzmeldungen (SMS) von und zu Fahrzeugen • Auf UKW und KW (300bd packet oder PSKMail) Version 1.0 05.04.13

  43. Kurznachrichten aus dem APRS-Netz an „WLNK-n“, über APRSLink: sp email@adresse.de Brauchen RTW nr 04 DK3CW1832= Krankenhaus Seestadt= Zwei weitere RTW werden in der Hafenstrasse benoetigt= /ex Version 1.0 05.04.13

  44. z.B.: Nachricht von EA3DKP an DK3CW via RS0ISS-4EI4GB->APRSServer->CMS Version 1.0 05.04.13

  45. D-STAR mit D-RATS Software: • Benötigt: • D-STAR Transceiver / Dongle /DVRPTR etc. • PC • Datenkabel Version 1.0 05.04.13

  46. 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 Version 1.0 05.04.13

  47. Version 1.0 05.04.13

  48. Version 1.0 05.04.13

  49. Version 1.0 05.04.13

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