Was ist D-STAR ?

DVB und DAB sind für die meisten von uns keine unbekannten Begriffe mehr. Die Digitalisierung schreitet immer mehr voran, auch im Amateurfunk. Noch bevor

der erste DVB-T Sender ans Netz ging wurde schon seit längerem im Amateurfunk mit D-ATV experimentiert und gearbeitet.

Als Politik und Fachleute noch über das "richtige" System, für den digitalen Behördenfunk debattieren, war schon das erste digitale Sprachrelais (DB0DUR) nach dem APCO25 Standard QRV.

Während in Sachen "digitaler Behördenfunk" Deutschland heute immer noch hinter her hinkt, sind weitere APCO25 Relais hinzu gekommen. Neben DB0DUR sind auch DB0DFT, DB0DUD, DB0DRE, DB0DBN in Betrieb.

Durch eine HF-Verlinkung der Relais untereinander, sind Bundesländer-Übergreifende QSO's, ohne jeglichen Qualitätsverlust, möglich.

Leider sind die APCO25 Geräte nicht beim "Amateurfunkhändler um die Ecke" erhältlich.

Im Jahre 1999 entstand eine Zusammenarbeit zwischen der Japanischen Regierung, JARL und ICOM zwecks Entwicklung einer Möglichkeit zur digitalen, drahtlosen Sprachübertragung. Nach einer drei jährigen Entwicklungszeit war der neue Standard zur digitalen, drahtlosen Sprachübertragung - D-STAR - geboren. D-STAR steht für Digital Smart Technologies for Amateur Radio.

Einige Eckpunkte des D-STAR Systems

• Offenes Protokoll, für jedermann zugänglich
• Modulationsart 0.5 GMSK
• AMBE© (Advanced Multi-Band Excitation) Codec
• Sprachübertragung im VHF, UHF und SHF Frequenzbereich
• "Breitband" Datenübertragung mit 128kbps im SHF Frequenzbereich
• Digitale Sprachübertragung mit 3600 bits/s (3.6 kbps) inkl. Fehlerkorrektur
• Datenübertragung über D-STAR Sprachrepeater mit 1200bps für GPS Positionen, Textmitteilungen o.ä.

• Direkte Kommunikation (Endgerät<->Endgerät)

• Kommunikation über D-STAR Repeater
• Systemweite Kopplung (HF/Internet) von D-STAR Areas / Zonen
• Austausch von Netz- und Routing-Informationen zwischen D-STAR Areas / Zonen
• Einbuchen mit dem eigenem Rufzeichen im D-STAR Netz (vergl. mit GSM)
• Kanalabstand im UHF / VHF 6.25kHz
• Verwendung des TCP/IP Protokolls bei Datenrepeatern, somit Internetähnliche Anwendungen möglich.

Derzeit bietet leider nur ICOM D-STAR fähige Repeater und Endgeräte an. Andere Amateurfunkgeräte Hersteller bieten derzeit, obwohl es sich beim verwendeten Protokoll um ein offenes und somit für jedermann zugängliches Protokoll handelt, keine D-STAR fähigen Geräte an.

Die D-STAR Area

Eine D-STAR Area / Zone besteht aus einem IC-RP2C (Controller) und beinhaltet bis zu vier, an einem Standort befindlichen, D-STAR Repeater (Daten (SHF) und Sprache (VHF, UHF, SHF)).

• 

D-STAR Areas können mit Hilfe eines Gateway-Server über 10GHz Richtfunkstrecken oder über das Internet untereinander verbunden werden. Dabei werden Netz-, Routinginformationen und Daten zwischen den einzelnen Areas ausgetauscht.

Diese Informationen beinhalten z.B. welcher Nutzer sich gerade in welcher Area befinden um beim Verbindungsaufbau zu einem bestimmten Benutzer, von einer Area in die andere Area, den "Weg zu kennen".

Die DB0DUR D-STAR Area:

• 

Was wird benötigt um in D-STAR QRV zu werden?

Um in D-STAR QRV zu werden, wird außer einer entsprechenden Antenne, für das zu arbeitende Band, sowie einer zum Transceiver entsprechenden Spannungsversorgung ein D-STAR fähiger Transceiver benötigt. Da D-STAR nach den selben physikalischen Grundlagen, wie der analoge Amateurfunk arbeitet, bedarf es keiner "spezial" bzw. "anderen" Antenne, Kabel oder Steckverbinder.

Beispielhafte Ansicht vom D-STAR Netz

Vergleichbar ist die Funktionsweise eines D-STAR Netzes mit dem GSM Netz.

Eine Hörprobe eines D-STAR Rohsignals kann hier heruntergeladen werden.

Weitere Informationen zum D-STAR im Download Bereich und unter Links.

D-STAR Repeater Hardware

Im Moment bietet leider nur ICOM Repeater Hardware an. Die Anschaffungskosten sind jedoch für eine Privatperson kaum tragbar. Sie betragen je nach Ausbau mehrere tausend Euro!

Die Minimalkonfiguration eines D-STAR Repeaters nach ICOM benötigt

• einen ID-RP2C (Repeater Controller)
• mindestens eine HF Unit

  • ID-RP2000V (VHF Sprach Repeater und Lowspeed, Duplex)

  • ID-RP4000V (UHF Sprach Repeater und Lowspeed, Duplex)

  • ID-RP2V (SHF Sprach Repeater und Lowspeed, Duplex)

  • ID-RP2D (SHF Daten Repeater, 128 Kbps/s, Simplex)

• 12 V bzw. 13,8 V Netzgerät
• Duplexweichen mit hoher Güte
• Entsprechenden Antennen und Kabel

Für die Kopplung mit dem D-STAR Netz wird außerdem

• ein Breitband Internetanschluss

• ein PC mit Linux Betirebsystem und Gatewaysoftware V1 oder V2

benötigt.

• Alternativ kann auf den Breitband Internetanschluss und PC verzichtet werden und die Ankopplung mit ICOM spez. 10GHz Richtfunk Komponenten durchführen. Hierfür benötigt man jedoch eine benachbarte D-STAR Area als Gegenstelle die den Einstieg ins D-STAR Netz bietet.

D-STAR Area / Zone Dienste

• Auch diese Betriebsart lebt von Entwicklern und Tüftlern. So entstehen immer wieder neue Erweiterungen für D-STAR.

Echo

• Stellt eine D-STAR Area / Zone die Echo Funktion zur Verfügung, kann man seine eigene Aussendung zurück hören.

  Meist ist der Echo Dienst unter dem Service-Kennzeichner E verfügbar. Ein Beispiel für DB0DDS:

DPRS <-> APRS Gateway

Hierbei werden Positionsdaten aus dem D-STAR Netz in das alt bekannte APRS Netz übertragen. Somit sind OMs die in D-STAR QRV sind und GPS-Positionsdaten auch im APRS Netz zu sichten.

Kiosk Modus

Ist der Kiosk Modus am Repeater eingerichtet, strahlt dieser periodisch und autonom Textinformationen aus. Um einige Beispiele zu nennen:

• Informationen üder den D-STAR Repeater (QTH, Website, Kontakt)
• QRGs anderer Repeater
• Wetter / Unwetterwarnung
• Sporadic-E Alarm / Aurora Alarm
• uvm.

Vorteil: Diese Nachrichten können direkt vom Display des Transceivers (spezielles Terminalprogramm wird nicht benötigt) abgelesen werden. Nachteil: ist die sehr reduzierte Darstellungsmöglichkeit. Den Umfang der Nachrichten wird vom SysOp des Repeaters bestimmt.

Reflektor Verbindungen

Mit Einführung der D-STAR Gateway Version 2 und dplus (ab Version 2.1b) sind Konferenzschaltungen mit mehreren D-STAR Repeatern möglich. Vorrausgesetzt es sind die o.g. Programme auf dem Gateway installiert und das Gateway verfügt über eine Anbindung an das D-STAR Netzwerk.

Im D-STAR Fachjargon werden diese Konferenzräume als Reflektor (eng. Reflector) gezeichnet. Jeder Reflektor ist zusätzlich in Module Unterteilt. Die Module werden mit A, B, C oder D adressiert, z.B. REF006C Mit einem solchem Modul können sich mehrere D-STAR Repeater und D-STAR Dongle Benutzer verbinden. Wird nun auf einem Repeater gesprochen, der mit einem Modul eines Reflektors verbunden ist, so hören es alle restlichen Teilnehmer im entsprechendem Modul des Reflektors .

Derzeit gibt es mehrere Reflektoren die wie folgt aufgebaut sind:

• Gesamtübersicht der Reflektor Aktivitäten

Wie funktioniert das Arbeiten, sowie Aufbau und Trennung einer Reflektor Verbindung?

Wenn vom D-STAR SysOp der Aufbau und Trennung einer Reflektor Verbindung für Benutzer nicht gesperrt ist, erfolgt der Aufbau und Trennung über die bekannten Rufzeichenfelder im Funkgerät.

Ein Beispiel:

• Wir befinden uns im Einzugsbereich von DB0DDS auf UHF

• Das dazugehörige Gateway ist unter DB0DDS G

• Wir wollen eine Verbindung zum Reflektor REF006 ins Modul C aufbauen.

Wichtig ist, dass das L für Link (Verbindung Aufbauen) an achter Stelle steht.

Jetzt genügt es einmal die PTT zu drücken und die Ansage (Bestätigung (Sprachnachricht) oder Ablehnung des Gateways abzuwarten).

Fällt die Antwort positiv aus, ist sofort das Your Call Feld auf CQCQCQ abzuändern.

Die Trennung einer Verbindung zum Reflektor sieht so aus:

Wichtig, die * sind nur Platzhalter für Leerzeichen! Das U steht für Unlink (Verbindung Trennen) und muss an achter Stelle stehen.

XReflector

Nähere Details zum XReflector System werden in kürze Erzgänzt.

• http://www.xreflector.net/

• Forumsbeiträge

Kritik an D-STAR

In letzter Zeit häufen sich Negativschlagzeilen über das D-STAR-Gateway System. Diese wurden und werden stark unter Verschluss gehalten.

Um den Vorteil der Relaiskopplung bei D-STAR nutzen zu können, benötigt es eines Linux-PCs, Internetanschluss und einer entsprechenden Gatewaysoftware (closed Soruce), die von ICOM zur Verfügung gestellt wird. Das Gateway meldet sich bei einem zentralen Server (Trust-Server, QTH USA) an, um mit weiteren Gateways Daten austauschen zu können. Der Gatewaysoftware fehlen jedoch einige Features wie z.B.

• Konferenzschaltungen
• Rufzeichenliste im Internet
• Darstellung der Positionsdaten im Internet
• etc

Diese sinnvollen Funktionen werden von der Zusatzsoftware "D-Monitor" und "dplus" ergänzt. Diese Softwarepackete (closed Source) wurden von Funkamateuren geschrieben. Leider bringt diese Ergänzung eine Menge Sicherheitslücken, Mängel und Datenschutzverletzungen mit.

Software Updates werden zentral auf jedes Gateway, durch dritte, eingespielt. Die Verantwortung für das Gateway trägt jedoch der jeweilige Relaisverantwortliche der zugehörigen Relaisfunkstelle. Durch die Updatescripte können und wurden Hintertüren eingebaut um ein Gateway und das Betriebssystem, ohne Wissen und Zustimmung des Relaisverantwortlichen, fernzusteuern. Verweigert man die Benutzung von "dplus" oder "D-Monitor" auf einem Gateway, wird das betroffene Gateway vom Trustserversystem-Team nicht ins D-STAR Netzwerk bzw. Trust Server angeschlossen. Es ist somit vom globalen Funkverkehr ausgeschlossen. Nur weil man "dplus" oder "D-Monitor" nicht verwenden möchte!

Die Suche nach einer anderen und vor allem Ham-Spirit freundlichen Lösung (xreflector) brachte noch weitere, negative Fakten ans Licht.

• Ein erheblicher Datenverkehr konnte in Verbindung mit "D-Monitor" und "dplus" zu amerikanischen Servern festgestellt werden
• Sämtliche Verkehrsdaten (wer, wann, wo, mit wem und wie lange ein QSO geführt hat), seit den Anfängen von D-STAR, sind in der Datenbank gespeichert.
• Bei Verwendung von GPS werden alle Positionsdaten erfasst und unbegrenzt gespeichert

Nachdem diese Fakten publik wurden, wurde die Datensammelwut in der Nacht zum 10. April 2009 heimlich deaktiviert.

• http://de.groups.yahoo.com/group/D-STAR/message/803

• http://de.groups.yahoo.com/group/D-STAR/message/804

• http://de.groups.yahoo.com/group/D-STAR/message/810

• http://de.groups.yahoo.com/group/D-STAR/message/786

D-STAR Communities

Im Internet sind im laufe der Zeit D-STAR Themengruppen (Communities) entstanden. Die einzelnen Gruppen beschäftigen sich mit unterschiedlichen Schwerpunkte, auch in verschiedenen Sprachen.

Einige Gruppen sind auf dieser Seite, mit einer Kurzbeschreibung, zusammengefasst.

Das weltweite D-STAR-Netz zerbricht

Vor ein paar Tagen ist es passiert. Das weltweite D-STAR Netz wurde geteilt.

Die Betreiber des US-Trust-Server-Systems haben ca. 26 D-STAR-Relaisfunkstellen (14 in Deutschland) ausgesperrt.

So ist z.B. aktuell ein QSOs zwischen zwei Funkamateuren – der eine auf DB0DDO (QTH: Dortmund) und der andere auf DB0DDS (QTH: Dortmund) nicht möglich.

Zur Zeit sind folgende Relais davon betroffen:

• DB0AGZ
• DB0AHB
• DB0DDS
• DB0ERK
• DB0GM
• DB0HSK
• DB0MFR
• DB0RWK
• DB0SAT
• DB0SEN
• DM0DWD
• DM0HMB
• DM0GER
• DM0PX

Angaben ohne Gewähr.

Was passiert ist

Um das zu verstehen, müssen wir etwas hinter die Kulissen des D-STAR Netzes schauen.

Trust-Server-System

Einem Trust-Server teilen die D-STAR-Relaisfunkstellen (speziell die dazugehörigen Gateway-Server am QTH der Relaisfunkstelle) diverse Verkehrsdaten mit. Diese beinhalten z.B. welcher Funkamateur in welchem D-STAR Relais eingebucht ist. (Vielleicht mag mir jemand noch mehr Informationen zur Verfügung stellen damit wir nicht dumm sterben müssen.)

Es gibt mittlerweile auch zwei Trust-Server-Systeme. US-Trust und X-Trust. Sie unterscheiden sich darin, dass das US-Trust-Server-System (QTH: USA) aus einem oder mehreren zentralen Server(n) besteht. Das X-Trust-Server-System (QTH: Deutschland) hat eine abgewandelte Struktur, so das es mehrere, verteilte Trust Server gibt. Sollte ein Trust Server aus irgend einem Grund ausfallen, kann man auf einen anderen, mit dem selben Datenbestand wie der Haupttrust-Server, zurückgreifen. Sicherlich gibt es noch weitere Unterschiede zwischen den Systemen, diese sind mir jedoch nicht weiter bzw. genauer bekannt sind. Diese ändern auch nichts an der Tatsache des derzeitigen Zustands des Netzes.

Gateway-Software

Die Gateway Software ist ein Programm welches den D-STAR Repeater Controller (bei ICOM RP2C) mit dem Trust-Server-System verbindet und die erforderlichen Verkehrsdaten für ein funktionierendes Routing und mehr aufbereitet. Die Software existiert derzeit in der Version 2.x. und ist Closed Source. Als Alternative gibt es die OpenG2 Gateway Software. Sie wird von den Betreibern des X-Trust und X-Reflector entwickelt und ist als Open Source Software verfügbar.

Dstarmonitor, Dplus, dextra_reflect, etc

Das sind Programme (addons), die zusätzlich zur Gatewaysoftware auf einem Gateway-Server installiert werden können bzw. müssen. Diese Programme übernehmen weitere Aufgaben wie z.B.

• Reflektorbetrieb Status der D-STAR Relaisfunkstelle ins Internet übertragen
• Netz- und Systeminformationen Aufarbeiten und zur Verfügung stellen
• Wenn vorhanden GPS Koordinaten der aktiven Funkamateure im Einzugsgebiet des D-STAR Repeaters für DPRS / APRS Anwendungsfälle bereitzustellen
• ...

Dstarmonitor wird bei der Teilnahme am US-Trust-Server-System vorgeschrieben. DPlus und weitere Programme der US-Trust-Server Betreiber sind freiwillig.

Die Programme der US-Trust Betreiber sind Closed Source. Eine freie Alternative (dextra_reflect, dextra_srv) entwickelten die Betreiber des X-Trust-Server-Systems.

Vereinfachte Ansicht des Softwareaufbaus:

Trotz mehrerer Lösungen(Soft- und auch Hardware) war es möglich ein QSO zwischen einer D-STAR Relaisfunkstelle, die die vorgegebenen Softwarepakete der US-Trust-Server Betreiber einsetzt und einer D-STAR Relaisfunkstelle die alternative und nicht vorgegebene Software einsetzt zu führen.

Nun wirft das US-Trust-Team den Betreibern von D-STAR Relaisfunkstellen (ca. 26), die auf alternative Software setzen, vor sie würden nicht-Konforme Software auf ihren Gateway-Servern verwenden. Seit diesem Vorwurf scheinen diese betroffenen D-STAR Relaisfunkstellen nicht mehr aus dem US-Trust-Server-System erreichbar zu sein. Ihr Status auf http://dsyncg2.dstarusers.org/ ist nicht mehr „Registered with US Root“ sondern „Not Approved by Trust Server“.

Sollte der Grund der Aussperrung wirklich die Verwendung von alternativer Software sein, so wäre das ein Widerspruch zu der Aussage von Jochen, DL1YBL. Jochen, DL1YBL berichtete im D-STAR QTC des Funkamateur (August, 2009) über das D-STAR Meeting auf der Ham Radio 2009. Unter anderem erwähnt er die Aussage des vor Ort seienden Präsidenten (Jim, N5MIJ) der ICC, dass Jim (N5MIJ) großen Wert darauf legt allen OMs zu versichern, dass keiner der alternative Software auf seinem Gateway benutzt ausgeschlossen wird.

• Genau das scheint jedoch passiert zu sein.

Quellen:

• http://dsyncg2.dstarusers.org/

• http://dsyncg2.dstarusers.org/JoiningTheNetwork3.pdf (Stand: 05.01.2010, md5: a1e80604c45469c05cffb4a773dc4d05)

• http://www.db0ds.de/9.html (31. Januar 2010)

• Funkamateur August 2009 D-STAR QTC

Folgen für den Funkamateur

Leider ergeben sich daraus Folgen für Funkamateure die D-STAR nutzen. Von nun an ist es erforderlich zu wissen ob sich der D-STAR Repeater des oder der Funkpartner im gleichen Trust-Server-System befindet, wie der selbst genutzte D-STAR Repeater. Bei unterschiedlichen Netzen ist kein QSO mehr möglich, so wie es früher einmal der Fall war.

Weitere Informationen

• D-STAR Seite von Kamil, DO7KW