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Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Vortrag für den OV Bamberg B05Vortrag für den OV Bamberg B05
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Vortrag für die Mitglieder des DARC
Hinweis: Die folgenden Seiten dienen zur visuellen Unterstützung des Vortrages, die wesentlichen Informationenwerden mündlich übermittelt. Dieses Papier eignet sich deshalb nur eingeschränkt zum Selbststudium.
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Begrüßung, Vorstellung, VortragszielBegrüßung, Vorstellung, Vortragsziel
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Ziel:
Kennen lernen derGrundzüge digi-taler Funktechnikin allgemein ver-ständlicher Form,darauf aufbauend
kennen lernenvon D-Star
KEIN Vortrag fürDigitalfunk -
Experten
Vortragsteil 1: Digitalfunk, „was ist anders/ was ist neu“ …
- Digitalisierung der Sprache (Erläuterung Vocoder)- Digitale Übertragung (Erläuterung FEC und GMSK)- Sprache und Daten gleichzeitig (Erläuterung Multiplex)- Digitale Vernetzung (Erläuterung IP)- Vor- und Nachteile der digitalen Funktechnik- Beispiele für kommerzielle Digitalfunkanwendungen
Vortragsteil 2, D-Star:
- D-Star: Syntax und Entwicklungsgeschichte- Konzept und technische Struktur- Technik: Transceiver/ Repeater/ Controler/ Netz- Aktuelle und zukünftige AFU - Anwendungen mit D-Star- Status D-Star: Verbreitung „Global“ und regionale Initiativen
Zusammenfassung und Fazit
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Ziel:
Begriffe erläutern,digitale
Funktionenzuordnen können
BegriffsbestimmungBegriffsbestimmung
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Digitale Gerätetechnik im AmateurfunkHaben wir nicht schon heute Digitaltechnik in unseren Amateurfunkgeräten:Digitale Anzeige, digitale Frequenzaufbereitung, Computer-Interface, digitaleRauschunterdrückung, digitale Notchfilter, usw?
Digitale Betriebsarten im AmateurfunkBenutzen wir nicht schon heute digitale Betriebsarten wie PSK, OLIVIA oderPACTOR?
Ja,aber eine wesentliche Funktion fehlt noch:
die Übertragungvon Sprache in digitaler Form
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Ziel:
Erinnerung: Wiefunktioniert FM?
Wie war das noch? … FM!Wie war das noch? … FM!
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
… hier zur Erinnerung das Schema einer FM - Übertragung
TX RX
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Ziel:
Verfahren zurWandlung analog/
digital kennenlernen
Digitalisierung der Sprache IDigitalisierung der Sprache I
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Erster Schritt: Digitalisierung mittels Abtastung
0011 0101 0110 0110 0101 0100 0010 0000
8 4 2 1
01
32
4567
4 bit Info X 8000 Messungen/s = 32.000 bit/sbesser 8 bit Info X 8000 Messungen/s = 64.000 bit/s
3 5
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Ziel:
Erfahren wieSprache analysiertund „komprimiert“
werden kann
Digitalisierung der Sprache IIDigitalisierung der Sprache II
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Zweiter Schritt: SprachanalyseMittels Spektralbewertung lässt sich dieSprache „zerlegen“: z.B. nach Energie-verteilung, nach stimmhaften und stimm-losen Lauten. Erhebliche Reduktion möglichda die in der Sprache enthaltenen akus-tischen Informationen redundant sind.
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Ziel:
Funktion„Vocoder“ kennen
lernen
Digitalisierung der Sprache IIIDigitalisierung der Sprache III
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Dritter Schritt: Digitalisierung und Sprachanalyse mittels„Voice Coder“ - Chip
1100101001100101000101100010101000101001010100010
1) Teilgrafik aus Firmenunterlage der Firma DVSI
TX RX
1)
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Ziel:
Erfahren weshalbFEC und wie diese
funktioniert
Zusätzlicher Fehlerschutz auf dem ÜbertragungswegZusätzlicher Fehlerschutz auf dem Übertragungsweg
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
FEC Forward Error Correction (Vorwärtsfehlerkorrektur)
11001010011001010
1100
11001010011001010
Redundanz
TX RXVocoder Vocoder
11001010011001010001011000
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Ziel:
Erfahren:Digitalisierte
Sprache und Daten„in einem Paket“
Information, Sprache und Daten gleichzeitig übertragenInformation, Sprache und Daten gleichzeitig übertragen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Zeichenrahmen, Sprache und Daten im „Multiplex“
1100101001100101000101100010101000101001010100010 ....
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Ziel:
Erfahren wie „ge-blockte“ Sprachewieder „flüssig“
wird
Noch eine Vocoder - FunktionNoch eine Vocoder - Funktion
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Zwischenspeicherung
72 Byte1 72 Byte 72 Byte
72 Byte
72 ByteRX
Vocoder72 Byte
1) Beispiel
Speicher
72 ByteD D D
Daten
Sprache Sprache SpracheSprache
Daten Daten
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Ziel:
GMSK als einenVertreter für das
Modulations-schema kennen
lernen
ModulationModulation
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
GMSK Gaussian Minimum SShift Keying
11001010011001010
1100101001
11001010011001010
Redundanz
TX RXVocoder Vocoder
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 12 von 36 Seiten
Ziel:
Kennen lernen wiesich die digitaleÜbertragung imVergleich zum
Analogfunk verhält
Sprachqualität: Analog vs DigitalSprachqualität: Analog vs Digital
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Sprachqualität Analog vs. Digital bei unterschiedlichenFeldstärken
Feldstärke59 ++
DigitalAnalogS
prac
hqu
alitä
t
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Ziel:
Erfahren, wie imDigitalfunk„adressiert“werden kann
AdressierungAdressierung
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Zeichenrahmen, Adressen
1100101001100101000101100010101000101001010100010
ZielRepeater
LokalerRepeater
EigenesCall
Gerufen-er OM
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Ziel:
Prinzip der Internet- Adressierunggrob kennen
lernen
Adressierung und Routing im InternetAdressierung und Routing im Internet
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Internet, Adressierung
Anfrage an:www.darc.de
87.175.107.30
www.darc.deInternet
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Ziel:
Erfahren wie Funk-und Festnetzzusammenwachsen
Funk und Festnetz bilden „ein Ganzes“Funk und Festnetz bilden „ein Ganzes“
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Vernetzung Funk- mit Festnetz
An: DL1NETVia: DB0BA
Von: DC1NFAn: DB0EB
Internet1
DB0EB
DB0BA
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DL1NET
1) Eigenes Netz oder Internet
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Ziel:
Erfahren wie weitdie Digitalisierungder Funktechnik
bereitsfortgeschritten ist
Beispiele für kommerzielle, digitale FunkanwendungenBeispiele für kommerzielle, digitale Funkanwendungen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Stellvertreter „digitaler Funktechniken“
GSM Global System for Mobile Communic. Zellularer Mobilfunk
DECT Digital Enhanced Cordless Telefone Schnurlostelefon
TETRA Terrestrial Trunked Radio Dig. Bündelfunk z.B. BOS
TETRAPOL Dig. Bündelfunk
APCO25 American Police Communication Officer Dig. Bündelfunk, Polizei USA
DVB/ DAB Digital Video/ Audio Broadcasting Dig. Fernsehen/ Rundfunk
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 17 von 36 Seiten
Ziel:
Bewertung vonVor- und
Nachteilen
Für und wiederFür und wieder
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Vor- und Nachteile der digitalen Funktechnik
Integration in die digitalen Welt
eine Fülle neuer Anwendungen
einfache & schnelle Vermittlung
keine Qualitätseinbußen
Sprache und Daten gleichzeitig
extreme Miniaturisierung, mobil
Invest für neue Infrastrukturund neue Endgeräte
Komplexe Technik
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Ziel:
Namensgebungund Entwicklung
von D-Starerfahren
Entwicklungsgeschichte D-StarEntwicklungsgeschichte D-Star
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, Begriff und Entwicklungsgeschichte
Digital Smart Technologies for Amateur Radio
Entwicklungsbeginn ca. 1999
Treiber: Japanisches Ministerium für Post & Telekommunikation,die Industrie und JARL
Entwicklungsunterstützung durch ICOM
Offenes Protokoll, publiziert 2001, AMBE & GMSK fixiert
Controller ICOM-Spezifisch
D-Star fähige Transceiver und Repeater seit ca. 2 Jahren am Markt
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Ziel:
Die technischenFakten von D-Star
erfahren
Technische Fakten D-StarTechnische Fakten D-Star
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, Faktenblatt
Kanalraster: 12,5 kHz (10 kHz)Sendeleistung DV Repeater 3/ 30 WSendeleistung Mobilgerät: 5/ 15/ 50 WSendeleistung Portabelgerät: 0,5/ 5 WRX - Empfindlichkeit: 0,35uV BER 1%Betriebsart: SemiduplexKanalzugriffverfahren: FDMA
Modulation: GMSK im Digitalmodus,entspricht F7DKanalbitrate: DV 4,8 kBit/sMaximale Datenrate DV Mode: 1,2 kBit/sMaximale Datenrate DD Mode: 128 kBit/sSprachkodierung: AMBE (2,4 kBit/s)
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Ziel:
Struktur undGerätespektrum
kenn lernen
D-Star, StrukturD-Star, Struktur
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, StrukturAktuelles Angebot besteht aus Portabel- und Mobiltransceiver,Repeater, Controler und Gateway-Software
Controller
2m Rep.
70cm Rep.
2400 Bit/s digitale Sprache
+ 1200 FEC auf die Sprache
+ 1200 Daten
= 4800 Bit/sec. Gesamt
DV
23cm Rep.
DD
DV
DD
Digitale Sprache und gleichzeitig niederbitratige Daten
Digitale Sprache und hocbbitratige Daten (nur 23cm Band)
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 21 von 36 Seiten
Ziel:
Erfahren welcheModi und
Anwendungenohne Repeatermöglich sind
D-Star, DirektbetriebD-Star, Direktbetrieb
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Direktbetrieb ohne Repeater
2400 Bit/s digitale Sprache+ 1200 FEC auf die Sprache+ 1200 Bit/s Daten= 4800 Bit/sec. gesamt
DVDC1NF DF2NE
GPS
PocketComputer
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 22 von 36 Seiten
Ziel:
Adressierung undderen
Auswirkungenkennen lernen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Direktbetrieb ohne Repeater, CQ-Ruf
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CALL01
CALL02
CALL03
UR: CQCQCQR1:R2:MY: DC1NF
D-Star, Adressierung ID-Star, Adressierung I
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 23 von 36 Seiten
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Direktbetrieb ohne Repeater, Anruf bestimmtes Call, Rufzeichenoder Gruppen - Squelch
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CALL01
CALL02
CALL03
UR: Call 02R1:R2:MY: DC1NF
D-Star, Adressierung IID-Star, Adressierung IIZiel:
Adressierung undderen
Auswirkungenkennen lernen
1) Rufzeichen oder Gruppen-Squelch aktiviert
1)
1)
1)
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 24 von 36 Seiten
Ziel:
Aufbau desRepeaters und
möglicheKopplungen
kennen lernen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, Repeater, Backbone-Kopplung
Controller
2m Rep.
70cm Rep.
Controller
70cm Rep.
D-Star, RepeaterD-Star, Repeater
ATM - Backbone, 10 Mbit/s
BC
B
Diese Variante ist in DL wenig wahrscheinlich, typischesEinsatzfeld: urbane Zentren mit einer hohen „OM-Dichte“wie z.B. der Großraum Tokio.
3cm Richtfunk
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 25 von 36 Seiten
Ziel:
Vernetzung zueinem Gesamtnetz
kennen lernen.Erfahren dass„das Netz“ das
persönlicheRufzeichen demaktuell genutzten
Repeater zuordnenkann.
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, Gateway und Gesamtnetz
Controller
2m Rep.
70cm Rep.
Controller
70cm Rep.
Internet
Aktuelle Rufzeichen-liste Gesamtnetz
Aktuelle Rufzeichen-liste Gesamtnetz
Gateway Gateway
Beliebig viele, weitere Repeater-Standorte
D-Star, Repeater mit Gateway, VernetzungD-Star, Repeater mit Gateway, Vernetzung
UR: DL1NETR1: DB0BA BR2: DB0BA GMY: DC1NF
DC1NF DL1NET
DB0BADB0SY
C
B
G
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 26 von 36 Seiten
Ziel:
Funktion DD-Modus kennen
lernen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, DD-Modus, Digital Data
Controller128 kBit/s DD Ethernet
23cm Rep. DD1240 – 1300 Mhz
130 kHz BandbreiteDD-Modus = Simplex
D-Star, DD-ModusD-Star, DD-Modus
Eth
ern
et
Eth
ern
et
A
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 27 von 36 Seiten
Ziel:
WeitereFunktionen von D-Star kennen lernen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Faktenblatt D-Star Funktionen
Rufzeichen - Squelch
Gruppen - Squelch
EMR (Notruf)
Site Routing
User Routing
D-Star, Faktenblatt „Funktionen“D-Star, Faktenblatt „Funktionen“
Rufzeichen - Anzeige
GPS - Anzeige
SMS (20 Zeichen)
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 28 von 36 Seiten
Ziel:
Neue AFU-Anwendungen auf
Basis D-Starkennen lernen
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
AFU - Anwendungen mit D-Star (zukünftig)
Datenübertragung (Browser und Mail)
Digitales APRS (dPRS)
Kurzmitteilungen
Wetter
DX-Cluster
OV-News
Aktuelle und zukünftige AFU - Anwendungen mit D-StarAktuelle und zukünftige AFU - Anwendungen mit D-Star
SAMS (Amateur Paging)
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 29 von 36 Seiten
Ziel:
Abschätzen vonEigenbau-
Möglichkeiten
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star TRX im Eigenbau und SW-Lösungen
PC-Lösung, D-Star via Internet(August 2007)
DVX Project, funktionsfähiger Demoeines D-Star TRX (April 2007)
Modifizierter analoger TRX mit ICOMUT-118 Modul (wirklich mit GMSK?)
D-Gate (Kopplung zu APRS)
Eigenbau/ Ergänzungen auf Basis des D-Star Protokoll?Eigenbau/ Ergänzungen auf Basis des D-Star Protokoll?
D-Star Monitor
D-StarLet
D-Star Chat
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 30 von 36 Seiten
Ziel:
VergleichbareHAM-Lösungen
erfahren
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star Wettbewerber/ ähnliche Digitalfunklösungen
Kenwood hat einen D-Star kompatiblen Mobil - TRX angekündigt
APCO25 für AFU-Zwecke modifiziertes dig. Bündelfunksystem1
AOR ARD9000 Mk2 und ARD9800, Zusatzgerät für KW/ SSB- TRX
WINDRM Kurzwelle, Open Source SW-Lösung auf PC
ALINCO, Zusatzplatine für FM Portabel-/ und Mobilgeräte, kein Repeater
Experimental Bords von TAPR (Tucson Amateur Packet Radio – Group)
D-StarD-Star
1) Fünf Standorte in DL mit mod. APCO25 Systemen in Betrieb
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 31 von 36 Seiten
Ziel:
Erfahren inwelchen LänderD-Star bereits
eingesetzt wird
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Aktueller Status Einsatz D-Star „Global“
USA ca. 50 Standorte
Japan 60 Standorte
Kanada, England, Australien, Argentinien, Brasilien, Mexiko, Schweiz, …
Weltweit ca. 120+ Standorte
D-StarD-Star
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 32 von 36 Seiten
Ziel:
Den aktuellenNetzausbau in DL
erfahren
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
D-Star, aktueller Status Repeater in DL, 14.12.2007D-Star, aktueller Status Repeater in DL, 14.12.2007
# Call QTH Locator QRG MHz Gate Homepage1 DB0ADB_B Ebrachtal/Bamberg JN59KV 439,55002 DB0BHN_B Bremerhaven JO43GN 439,53754 DB0BS_A Bochum JO31OM 1298,5750 Ja db0ur.de5 DB0BS_B Bochum JO31OM 439,4500 Ja db0ur.de6 DB0DDE_B Essen 439,53757 DB0DDS_B Dortmund JO31RL 439,4875 db0ds.de8 DB0DF_B Berlin JO62QM 439,4625 Ja db0df.de9 DB0DUR_A Hohe Mark JO31NR 1298,2750 db0ur.de10 DB0DUR_B Hohe Mark JO31NR 439,5750 db0ur.de11 DB0FEU_B Feuchtwangen JN59DD 439,5000 db0feu.de12 DB0HRF_B Feldberg JO40FF 439,4500 Ja trg-radio.de13 DB0HRM_B Hoher Meißner JO41WF 439,525014 DB0SAT_B Hamburg-Lockstedt JO43XO 439,450015 DB0SLH_B Norderstedt JO43XR 439,525016 DB0VOX_B Nürnberg JN59MU 439,525017 DB0VTM_B München-Olympia JN58SE 439,5750 Ja18 DB0WZ_A Würzburg JO49WS 1298,3250 Ja19 DB0WZ_B Würzburg JO49WS 439,4750 Ja20 DB0WZ_C Würzburg JO49WS 145,7250 Ja21 DB0WZB_B Wbg/ Veitshöchheim JN49WU 439,4875 Ja22 DB0ZB__B Schneeberg JO50WB23 DB0ZO__B Bad Iburg JO42AE 439,5625 db0zo.eu24 DF0HHH_B HH Rosengarten JO43WJ 439,5750 df0hhh.de
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Ziel:
Aufzeigen vonPRO und CON derneuen Technik D-
Star
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Was bietet uns die digitale Technik D-Star an Vorteilen?
Sprechfunk, Packet Radio, APRS und AFU-Paging in einem SystemErweitere Kommunikationsmöglichkeiten durch „netzweite“ KopplungIntegration in die Funktionen des PC und des InternetNeue Anwendungen lassen sich gemeinsam Nutzen (netzweit)Potential für Innovationen„Offenes D-Star Protokoll“ lässt „Eigenbau“ zuDigitalfunk: mehr Interesse bei den „Jungen“, Nachwuchsförderung!Endgeräte (TRX) können analogen UND digitalen ModusBessere Funkreichweite, 10 – 20 % höhere Reichweite1
Für die Betreiber von Relaisstellen:- nur EIN Controller, n - Repeater, EINE Antenne- reduzierter Energieverbrauch- nur ein SYSOP für Alles (wenn gewollt)
D-Star Zusammenfassung, PRO und COND-Star Zusammenfassung, PRO und CON
1) Theoretisch!? Praxisnachweis erforderlich.
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 34 von 36 Seiten
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Was sind mögliche Nachteile?
Neue Repeater Technik notwendigNeue Endgeräte notwendig bzw. eine Nachrüstung vorbereiteter TRXWettbewerb am Markt erst am Anfang (KENWOOD soll folgen)Bestimmte Funktionen nicht veröffentlicht (z.B. Controller)Runder Tisch der SYSOP‘ s notwendig (Abstimmung, Trust)
Auch der DD- Modus ist KEIN Breitband-Internet für Funkamateure1
Einarbeitung in die Thematik notwendig2
D-Star Zusammenfassung, PRO und COND-Star Zusammenfassung, PRO und CONZiel:
Aufzeigen vonPRO und CON derneuen Technik D-
Star
1) … das erwarten wir auch nicht …2) … das kann man auch positiv sehen …
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DC1NFDARC B27Höchstadt/ Aisch Seite 35 von 36 Seiten
Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Resümee und Ausblick
Die Digitalisierung hat Nachrichtentechnik und Elektronikvollständig durchdrungen.
Mobilfunk, Unterhaltungselektronik, Videotechnik, PC,Internet sind heute „Digital“, ihre Ergebnisse wie Texte,Bilder, Daten sind medienbruchfrei untereinanderaustauschbar.
Bislang ist dieser Prozess an unserer Amateurfunktech-nik zum Teil „vorbeigegangen“. Sollten wir uns deshalb,neugierig und kritisch, die digitale Welt von D-Star nichteinmal näher ansehen?
FazitFazitZiel:
Reflexion,Erkennen,
Nachdenken,weitere Aktivitäten,
…
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Digitale Sprach- und Datenkommunikationim Amateurfunk
Noch Fragen zum Vortrag? Mail an Dieter DC1NF unter:
Dank an die ZuhörerDank an die Zuhörer
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