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im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW.

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Präsentation zum Thema: "im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW."—  Präsentation transkript:

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2 im praktischen Notfall- und Katastrophenfunk auf KW und UKW

3 Beispiele aus dem praktischen Notfunkeinsatz Rettung der Bounty durch WinLink Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Untergang während Hurrikan Sandy 140 km vor USA-Ostküste, Oktober 2012

4 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

5 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 ) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

6 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Rechtliche Grundlagen Im Sinne dieses Gesetzes ist…. 2.Amateurfunkdienst ein Funkdienst, der von Funkamateuren untereinander, zu experimentellen und technisch-wissenschaftlichen Studien, zur eigenen Weiterbildung, zur Völkerverständigung und zur Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen wahrgenommen wird;… AFuG 1997 § 2 Begriffsbestimmungen Zweck des Clubs und seiner Untergliederungen Distrikte und Ortsverbände ist die Förderung des Amateurfunkens. Der Satzungszweck wird verwirklicht, insbesondere durch die Förderung a) von Wissenschaft und Forschung, b) der Bildung, Erziehung und Jugendarbeit, c) der Völkerverständigung sowie die Unterstützung der Behörden beim Aufbau von Nachrichtenverbindungen in Katastrophenfällen, und zwar unter Ausschluss gesellschaftlicher Unterschiede sowie politischer, militärischer oder kommerzieller Zwecke. DARC Satzung - § 2 Zweck des Clubs ist die Förderung des Amateurfunkens

7 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Kooperation mit Behörden und Hilfsorganisationen Kopplung mit den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) Beispiel einer Kommunikations -kette MdI Regierungspräsidium TEL Leitfunkstelle Überregionale Koordination bei Überlastung der BOS AFU-Station mitwirkender FA in Not/ Katastrophenschutzverkehr Leitstelle Lokale Koordination bei Aus- fall des Telefonnetzes AFU- Station AFU- Station nicht vom DARC finanziert/unterhalten MHDDRK Feuerwehr JUHASBTHWPolizeiBundes- wehr Bundes- polizei

8 ZUKUNFTSFORUM ÖFFENTLICHE SICHERHEIT Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Initiative des Deutschen Bundestages Grünbuch (56 Seiten) - September RISIKEN UND HERAUSFORDERUNGEN FÜR DIE ÖFFENTLICHE SICHERHEIT IN DEUTSCHLAND Szenario: Stromausfall in Deutschland Version

9 Bundestag Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung - Bericht vom – (136 Seiten) Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung Version

10 Technikfolgenabschätzung I. (TA) 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. Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

11 Technikfolgenabschätzung II. (TA) 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. Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

12 Technikfolgenabschätzung III. (TA) 9. Vernetzte Katastrophenbewältigung – ohne Netz (S.114) Weitere Optionen bei einem Stromausfall sind - die Errichtung provisorischer Feldkabelnetze, -die Unterstützung durch Funkamateure gemäß § 2 Absatz 2 Amateurfunkgesetz sowie der -Rückgriff auf Satellitenkommunikation Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

13 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. Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

14 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. Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

15 Notfunk Notruf - Notverkehr Notruf spontan an jeden der Hilfe leisten oder vermitteln kann direkt vom Hilfesuchenden oder einem Helfer Weiterleitung an 110 und evtl. Unterstützung bei weiterer Kommunikation Notverkehr geplant bei Ausfall oder Engpass von TK-Infrastruktur angefordert von BOS (KatS, HiOrg usw.) Afu als Unterstützung von Bevölkerung und Behörden Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

16 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

17 C itizen to C itizen Bürger zu Bürger Suche nach Aufenthalt, Zustand Auskunft über Aufenthalt, Zustand Soziale Netze Kommunikation von Anlaufpunkten oder aus Auffanglagern zu Verwandten Freunden Betrieben Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

18 C itizen to A uthority Bürger zu Behörde/Hi.-Org. Lagemeldungen Hilfeanforderung Unterstützung Notrufnummern 112/110 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

19 A uthority to C itizen Behörde/Hi.-Org. zu Bürger Informationen zu Versorgungsstellen Informationen über Lage an Bevölkerung Warnmeldungen Evakuierung (?) Alarmierung (?) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

20 A uthority to A uthority Behörde/Hi.-Org. zu Behörde/Hi.-Org. Lagemeldungen Logistik (Auffanglager) –Verpflegung, Medikamente, Decken –Belegung, Kapazität Abgeschnittene Gebiete –Bürgermeister zu Einsatzleitung Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

21 Anforderungen an digitale Betriebsarten für den Notfunk Kommunikation mit nicht-Amateurfunkstationen (AtC, AtA) , 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 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

22 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 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

23 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Notfunk-Link für -/ Datenübertragung aus zerstörtem Gebiet Mobile/Portable Notfunkstation mit Laptop Amateurfunk-Gateway mit Internet-Anschluss (RMS) Einsatzleitstelle mit IN- u. zugang Internet Notfunk Zerstörte Infrastruktur Übertragungs-Verfahren: Pactor, Winmor, RFSM, PSK-Mail, ALE

24 Vorhandene Systeme /Netzwerke WinLink 2000 jPSKmail SCSmail RFSM 2400/8000 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

25 WinLink netzwerk für Amateur- und Seefunk (KW/UKW); 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) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

26 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 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

27 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) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

28 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

29 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 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

30 WINMOR Software: Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version RMS Express AirmailBPQ32 ODER Benötigt: SSB-Transceiver _mit VOX oder CAT PC mit Soundkarte Soundkarten- _interface

31 WINMOR (WinLink Mail over radio) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 500Hz und 1600Hz 500 Hz: BW 2 carriers Baud 4FSK oder baud PSK bei TCM 4PSK, 8PSK oder 16PSK 1600 Hz: BW 8 carriers Baud 4FSK oder baud PSK bei TCM 4PSK, 8PSK or 16PSK Fehlerschutz: CRC, (RS)-FEC, Viterbi, ARQ Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

32 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version 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)

33 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

34 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version 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 Höchster Datendurchsatz: DH2LC auf 30m mit 8 Car 16PSK (=max. 1300Bit/s)

35 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version RMS Express

36 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Airmail

37 PACTOR I-IV Software: Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version RMS Express AirmailPaclink ODER Benötigt: SSB-Transceiver _mit Datenbuchse PC mit RS232/USB PACTOR-Controller (PTC/TNC) ODER

38 PACTOR (Packet Teleprinting over radio) PACTOR I: mit 200Bit/s PACTOR II: mit max. 1200Bit/s PACTOR mit max. 5200Bit/s PACTOR mit max Bit/s Verwendet wird: (A)FSK,(D)PSK, QPSK und QAM Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

39 Fehlerschutz durch FEC und ARQ Huffman-Kompression (Text) Pseudo-Markov-Kodierung (Huffman * 1,3) Großbuchstabenmodus Lauflängencodierung Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

40 Vorteile: robuste und schnelle Datenübertragung (PACTOR II) Schnellste fehlerfreie Datenübertragung auf KW (PACTOR III+IV) Auch geeignet für größere Anhänge Nachteile hohe Anschaffungskosten für TNC PACTOR III und IV in der Praxis zu Störanfällig Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

41 Automatic Link Establishment Software: Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version PCALEMARS ALE ODER Benötigt: SSB-Transceiver _mit VOX oder CAT PC mit Soundkarte Soundkarten- _interface ODER MIL ALE Rig

42 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version automatische Etablierung 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

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45 Vorteile: Militärstandard (USA) MIL-STD / 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 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

46 Packet Radio 9k6 Software: Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version RMS Express AirmailPaclink ODER Benötigt: FM-Transceiver _(mit Datenbuchse) PC TNC oder Soundkarte ODER

47 APRSLink / Packet Radio 1k2 Software: Diverse (z.B. APRSIS32, UIView32 etc.) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Benötigt: FM-Transceiver _(mit Datenbuchse) TNC oder Soundkarte

48 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version 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)

49 Kurznachrichten aus dem APRS-Netz an WLNK-n, über APRSLink: sp Brauchen RTW nr 04 DK3CW1832= Krankenhaus Seestadt= Zwei weitere RTW werden in der Hafenstrasse benoetigt= /ex Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

50 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version z.B.: Nachricht von EA3DKP an DK3CW via RS0ISS-4 EI4GB->APRSServer->CMS

51 D-STAR mit D-RATS Software: Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Benötigt: D-STAR Transceiver / Dongle /DVRPTR etc. PC Datenkabel

52 D-RATS ermöglicht neben versand 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

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58 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Paclink Bridge für D-STAR / PR PACTOR / PR

59 PSKmail – APRS und Internetdienste ( , HTTP) über KW via PSK250 (BW: 250Hz) abrufen via ISP-POP3 Soundkartenbasiert (wie PSK31) Weltweite dezentrale Server (KW Internet) Mitlesen des Datenverkehrs mit Empfänger kein Fehlerschutz QRP-Eignung durch Systemgewinn (250Hz) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

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61 Vorteile: schmale BW (250Hz), daher hoher Systemgewinn, ideal für QRP Mitlesen von Datenverkehr (Empfänger+PC für Wetter) direktes Aussenden von APRS-Baken/Nachrichten Nachteile: Kein Fehlerschutz Nur geringer Datendurchsatz (da BW 250Hz) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

62 PACTOR II-IV / 300bd packet zum abrufen via POP3/SMTP Proprietärer TNC erforderlich (SCS) Nur 5 Gateways (3 in DL, 1 in VE) Robuster, schneller, fehlerfreier Datentransfer kein P2P Integration in Standard Clients (Outlook, Tuhunderbird) Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version

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64 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version RFSM-2400/8000 arbeitet mit ALE Modulationsverfahren (soundkartenbasiert) jedoch variable BW: Hz 2400/8000 Bit/s client (POP3/SMTP-ISP), FTP, HTTP Anpassung an condx durch BW Nachteil: Keine Infrastruktur vorhanden, daher nur P2P

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66 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Bits/sek/Hz der BW MT63 PSK225 PCALE HF Packet Pactor 1 Pactor 2Pactor 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 ARQ overhead) WINMOR 500 Vergleich der Digimodes

67 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Vergleich PACTOR 2 / WINMOR 500

68 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Vergleich PACTOR 2,3 / WINMOR 2000

69 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version WINMOR mit V4Chat Implementierung des WINMOR Protokolls in die Software 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 versand und Weiterleitung via Airmail (mit Integration von PR und D-STAR) als optimales Notfunksetup

70 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version WINMOR mit V4Chat

71 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version Zukunft von WinLink Seit wenigen Tagen läuft das sog. ROWN-System bei WinLink im Testbetrieb. WINMOR Integration auf iOS und Android, openMORE-Projekt

72 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version 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

73 Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version QRP-Digimodes z.B. ROS Nutzung von z.B. ROS (MFSK) zur Klartextkommunikation mit QRP / unter starkem QRM oder schlechteren condx (bis -30dB) FEC

74 Danke für die Aufmerksamkeit Jakob P. Strickler, DK3CW Notfunkreferent F05 Version


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