D-STAR

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Digital Smart Technologies for Amateur Radio

D-STAR ist eine digital Betriebsart und ein Protokoll im Amateurfunk. Als Modulation wird GMSK verwendet. Mit D-STAR können sich Funkamateure wie auch bei anderen Betriebsarten simplex oder via Relaisfunkstellen unterhalten. Ähnlich wie bei Echolink können sie sich auch über das Internet weltweit verbinden. In D-STAR Netzwerken ist es jedoch nicht nötig so etwas wie eine Node-Nummer zu kennen, das Callsign-Routing genannte System findet das Zielrelais selbstständig. Das D-STAR Protokoll wurde von und mit der JARL entwickelt und beschreibt u.a. das Datenformat, wie die digitalisierte Sprache, zusammen mit den so genannten Low-Speed Daten übertragen werden muss.


Sprechfunk simplex und duplex

Simplex DV Betrieb

Der Simplex DV (Digital Voice) Betrieb erfordert lediglich zwei D-STAR fähige Geräte und die üblichen HF-Vorraussetzungen, wobei D-STAR mit niedrigeren Empfangssignalen noch brauchbare Ergebnisse liefert, wo FM-Verbindungen vergleichsweise schon stark verrauscht sind. Ein Beispiel findet man hier. Die Programmierung des eignen Rufzeichens ist zwar nicht erforderlich, sollte aber prinzipiell vorgenommen werden. Parallel zur digitalen Sprache mit 2400 bit/s werden 1200 bit/s FEC (Fehlerkorrektur) und 1200 bit/s Low-Speed-Data übertragen. Darin sind z.B. GPS Informationen für DPRS/APRS, Name des Operators oder Daten aus Zusatzprogrammen (siehe unten).

Duplex DV via Relaisfunkstellen

Auf einem einfachen, digitalfähigen Umsetzer ohne Gateway-Anbindung ist der Betrieb ähnlich wie bei FM-Relais. Da sich die großen Möglichkeiten von D-STAR erst richtig in den weltweiten Netzwerken entfalten, sind die meisten bekannten D-STAR Relais mittels Gateway-PC über das Internet verbunden. Sobald ein OM auf einem der angeschlossenen D-STAR Relais die PTT drückt, verteilt dieses über seinen Internetgateway die Information weltweit an alle seine Partner-Gateways. Dies ist vergleichbar mit der Zellenstruktur im GSM-Netz und ähnlich wie bei diesen, gibt es mehrere unterschiedliche Netzwerke. Jetzt können Anrufe innerhalb des Netzwerks von und zu diesem OM weltweit geroutet (weitergeleitet) werden und teilweise funktioniert dies auch über Netzwerkgrenzen hinweg. Das Routing geschieht mit dem Rufzeichen, das im Gerät gespeichert wird. Dieses wird immer beim Senden mit übertragen und beim Gesprächspartner auf dem Display angezeigt. Das D-STAR Netzwerk erstellt damit automatisch die Route zu diesem Rufzeichen, damit Datenpakete die Informationen für dieses haben zu ihm gelangen können.


Die Netzwerke

Japan D-STAR Netz

Das erste D-STAR Netz entstand in Japan mit der von ICOM entwickelten Gateway-Software Version 1 (G1 genannt). Dieses Netz ist heute immer noch existent und nicht fest mit anderen weltweiten Netzen verbunden. Seit der Hamradio 2009 gibt es jedoch eine Kopplung zum US-Trust Netz.[1][Anmerkung 1]


US-Trust Netz

Als zweites kam dann ein Netzwerk auf Basis der G1 Software von ICOM in den USA, welches ursprünglich gar nicht in Europa angeboten werden sollte von ICOM. Auf Drängen einiger Europäischen OM's wurden dann nach und nach auch auf unsrem Kontinent D-STAR Relaisfunkstellen mit Gateways aufgebaut. Im G1 Netzwerk gab es schon einen Trustserver, jedoch hatten prinzipiell alle Gateway die gleichen Rechte in der internen Datanbankstruktur, wie der Trust-Server selbst. Dies führte mit der Zeit zu inkonsistenten Datenbanken. Heute läuft dieses, zurzeit noch größte weltweite Netz, mit der ICOM Version 2 (G2). Die Nutzung der Routing-Funktion erfordert eine Registrierung und das Anlegen eines Terminals (=Geräte Identifizierer könnte man sagen). Die Zusatzsoftware DPLUS ermöglicht eine Verlinkung von Relais untereinander oder mit einem Reflector-Server, der wie ein Konferenz-Server in Telefonnetzen, mehrere Relais zu einer großen Konferenz zusammenschalten kann. Eine weitere Zusatzsoftware ist ircDDB, welche seit 2010 eine Brücke zwischen den ehemaligen Multi-Trust/X-Trust Relais und den US-Trust Relais baut. [2]

Um sich im US-Trust Netz zu registrieren, sucht man sich einen Gateway in seiner Nähe, der dieses anbietet, meldet sich dort zur Registrierung an (1. Schritt) und sobald man freigeschaltet wurde, loggt man sich auf dem Gateway ein und legt sich sein Standard-Terminal an (2. Schritt). In diesem Terminal speichert die Datenbank der Gatewaysoftware die letzte PTT Betätigung. Damit weiß das System, wo wer zuletzt gehört wurde und kann Rufe zu diesem Rufzeichen weiter leiten. Ohne Terminal ist die Registrierung nutzlos. Im gesamten US-Trust Netz benötigt man nur eine Registrierung und in 99,9% aller Fälle auch nur ein Terminal.

Standard-Terminal

Das Standard-Terminal gibt es so in der Definition von D-Star nicht. Wir nennen das Terminal mit dem Benutzerrufzeichen und einem Leerzeichen als Initiale so, denn dieses wird von jedem normalen Benutzer benötigt. Ein Repeater dagegen hat dieses nicht zu haben. Dort muss immer ein Buchstabe A, B, C usw. als Initiale gesetzt sein. Normale Nutzer dürfen auch weitere Terminals registrieren, aber das ist in 99,9% unnötig und erschwert allen anderen nur das Leben, wenn sie diesen Benutzer direkt rufen wollen. Terminals mit P für portabel oder M für mobil sind möglich aber fast immer sinnlos, überflüssig und verwirrend für andere Nutzer.

Übrigens wird das Feld pcname bei der Registrierung zwar befüllt, aber es wird ausser beim DD-Mode (also Digital Data mit einem ICOM ID-1) NIE genutzt. Es muss aber eingegeben werden und bekommt beim Standard-Terminal das eigene Call in Kleinbuchstaben.

 1. DL9XYZ   | RPT hier aus! | dl9xyz

Terminals für Hotspots

Für einen Hotsport oder Nodeadapter benötigt man eigentlich kein weiteres Terminal, ausser dem zuvor genannten Standard-Terminal. Man kann aber eines registrieren und hier den Buchstaben H oder N z.B. und bei pcname callsign-hotspot oder ähnlich eingeben. Aber immer das eigene Call in Kleinbuchstaben mit verwenden. Und das Feld RPT darf nicht aktiviert werden.

 1. DL9XYZ   | RPT hier aus! | dl9xyz
 2. DL9XYZ H | RPT hier aus! | dl9xyz-hotspot

Terminals für Sebstbaurepeater

Einen Selbstbaurepeater kann man nicht offiziell im US-Trust Netzwerk einbinden. Um DPLUS nutzen zu können, benötigt man aber mindestens ein Terminal. Aber hier darf man NIEMALS ein Standard-Terminal registrieren. Es muss immer ein Buchstabe als Initiale verwendet werden. Für einen 70cm Repeater legt man als Beispiel folgende Terminals an:

 1. DB0XYZ B | RPT aktiviert | db0xyz-uhf
 2. DB0XYZ S | RPT hier aus! | db0xyz-server

In der Software setzt man DB0XYZ B als Repeatercall und in den DPLUS-Einstellungen nimmt man DB0XYZ S zur Authentifizierung. Diese Vorgehensweise hat sich bis heute (Stand Juli 2015) bewährt.



Multi-Trust Netz

Dieses Netzwerk basierte auf mehreren Trust-Servern, um beim Ausfall eines Trustservers weiter Routing Updates zwischen den Gateways zu erhalten. Der ursprüngliche Name war X-Reflector. Diesen Verbund aus mehreren Trust-Servern hat man 2010 aufgelöst und arbeitet nun mit der ircDDB Lösung, die im folgenden Abschnitt beschrieben wird. Aus diesem Netz sind heute noch die X-Refelctoren mit DXTRA erhalten geblieben und erfreuen sich weiterhin hoher Beliebtheit bei ihren Nutzern. [3]

Die Repeater in diesem Netz erfordern keine Registrierung mehr. In der aktuellen Version wird eine Art Autoregistrierung angelegt, sobald man die PTT gedrückt hat und diese bleibt nur eine begrenzte Zeit gültig (Bitte vervollständigen, wie lange genau). Es gibt wohl auch keine Datenbank auf den Gateways, sondern es wird ähnlich wie bei DNS-Abfragen beim Multi-Trust Nameserver abgefragt, wo der Zielpartner ist.[Anmerkung 1]


ircDDB Netz

Die Software ircDDB lässt sich auf (ex-)M/X-Trust Gateways, auf US-Trust Gateways und sogar auf Gateways ohne Trustserver-Anbindung installieren. Parallel zu den bestehenden Techniken verteilt es die Routinginformation wer, wann, wo auf welchem Relais die PTT gedrückt hat über ein irc-basiertes Servernetz aus zurzeit 3 Servern (irc = Internet Relay Chat). Über diese ircDDB Server laufen nur diese LastHeard-Informationen, die dann die Gateway-PC's verwenden um per Callsign-Routing die ausgesendeten Datenpakete an das richtige Ziel-Relais weiter senden. Einzig das US-Trust Netz erfordert weiterhin die einmalige Registrierung des eignen Rufzeichens, damit eine Zweiwegeverbindung vom einen Netz zum anderen stattfinden kann, auch und gerade dann wenn einer der beiden Gesprächspartner nicht auf einem US-Trust Relais einsteigt.[4]


Digital Betrieb (DD)

Die Entwickler von D-STAR aus dem Umfeld der JARL haben zwei Betriebsmodi entwickelt, einmal Sprachübertragung = Digital Voice (DV) und zum anderen reine Datenübertragung = Digital Data (DD). Mit zwei DD fähigen D-STAR Geräten kann man eine 128 kbit/s Verbindung herstellen und darüber dann üblichen IP-Datenverkehr abwickeln. Dies geht auch via DD Relaisfunkstellen und damit sogar in das weltweite Netz. Die Verbreitung dieser Spielart hat sich jedoch nicht durchgesetzt und wird nur von wenigen Funkamateuren genutzt. Sinnvoll erscheint dieser Betriebsmode jedoch im Not- und Katastrophenfunk um Daten für die Einsatzkoordination weiter leiten zu können. Ein Beispiel-Video findet man von N7ICE.[5]


Technische Daten

Genutzte Frequenzen und Bandbreiten

D-STAR wird meist in den Bändern 23cm (A), 70cm (B) und 2m (C) betrieben. Die Buchstaben in Klammern werden Üblicherweise den jeweiligen Relais zugeordnet, so ist z.B. DB0TVM B ein 70cm-Relais und DB0HRF A ist auf 23cm zu finden. Für Sprachübertragung (DV) reicht nach der Standartdefinition ein 6,25 kHz Kanal und für Daten (DD) sind es 140 kHz. [6]

Digitalisierung der Sprache

Um die geforderte Datenrate von 2400 bit/s zu erreichen, entschieden sich die Entwickler von ICOM für einen Codec-Chip von DVSI, den AMBE 2020. Dieser encodiert und decodiert in beide Richtungen die Sprache in D-STAR fähigen Funkgeräten, ebenso ist dieser im D-STAR Dongle (dazu später mehr) verbaut und diverse Selbstbauprojekte nutzen ebenfalls diesen Chip. Zu der digitalisierten Sprache kommt dann noch die Fehlerkorrektur mit 1200 bit/s und 1200 bit/s Low-Speed-Data, ergibt zusammen einen 4800 bit/s Datenstrom.

Modulation

Moduliert wird der zuvor genannte Datenstrom dann in GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying. GMSK ist ein FSK-Verfahren mit vorgeschaltetem Gauß-Filter. Dadurch werden die steilen Flanken von digitalen Signalen abgeflacht.[7]

Zusatzsoftware

Im D-STAR System ist es möglich, Low-Speed-Daten und Digital Voice simultan zu übertragen. Man kann z.B. den Computer mit dem Funkgerät verbinden und eine Datei übertragen während man sich zeitgleich mit dem OM unterhält (vorausgesetzt die Bandbreite genügt).

Software Liste

  • D-Rats (Linux)
  • DPLUS - Erweiterung der Gatewaynutzung von Robin Cutshaw, AA4RC um Verlinkung, DVDongle und DVAP.
  • DXTRA - Erweiterung der Gatewaynutzung um Verlinkung, DVDongle und DVAP. (Ursprünglich Dextra Projekt von Scott Lawson, KI4LKF)


Weitere Seiten zu D-STAR

Einzelnachweise

  1. D-Star Grundlagen. Website der Japan Amateur Radio League (JARL). Abgerufen am 8. Juli 2012. PDF
  2. Datensammlung zur Information über D-Star. Abgerufen am 10. Juli 2012.
  3. X-Reflector Website. Abgerufen am 10. Juli 2012.
  4. ircDBB Website. Abgerufen am 10. Juli 2012.
  5. Youtube-Video zu Digital Data Kommunikation. Abgerufen am 10. Juli 2012.
  6. Spezifikationen zu den Bandbreiten bei D-Star. Website von ICOM Amerika. Abgerufen am 10. Juli 2012.
  7. Erweiterung der Frequenzumtastung in der deutschsprachigen Wikipedia. Abgerufen am 8. Juli 2012.

Anmerkungen

  1. 1,0 1,1 Bitte diesen Punkt noch mal nachprüfen.

Weblinks

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