Relaisfunk für Einsteiger: Von FM zu Globaler Vernetzung

Relaisfunk: Vielfältige Vernetzung von FM bis Digital

Leider bedarf es für weiterreichende Direktverbindungen im VHF- und UHF-Bereich einer Außenantenne. Als Alternative gibt es den Relaisfunk, der nicht nur Mobilisten, sondern auch Feststationen einen sozusagen „erweiterten Horizont“ beschert. „Relaisfunk, das macht doch jeder!“, denken Sie jetzt vielleicht. Doch Funkverbindungen über Relaisstationen sind weit vielfältiger, als mancher am Amateurfunk Interessierte zunächst vermuten würde. Es geht um herkömmliche FM-Relais, Multimode- und Digital-Voice-Relaisstationen der Systeme C4FM, D-Star und DMR, sowie die Kopplung mehrerer Relais und die lokale bzw. weltweite Vernetzung via Echolink, HAMNET und Internet. Exemplarisch hierfür stehen die zahlreichen Relaisfunkstellen des VFDB e. V., Ortsverband Leer, Z31. Sie sind ein gutes Beispiel dafür, welch technischer Aufwand inzwischen hinter den aktuellen Möglichkeiten des Mobilfunknetzes am Werkeln ist.

Erster Relaisstandort, Leeraner Wasserturm

Reichweitenerweiterung durch clever platzierte Funkbrücken

Relaisstationen, kurz und bündig auch Relais genannt, erweitern die mögliche Reichweite der eigenen Aussendungen, weil sie stationär auf hohen Gebäuden, Türmen, Bergen und ähnlich exponierten Orten installiert sind. Ein guter Standort erweitert die Anzahl der potenziellen Funkpartner. Relaisstationen werden automatisch, d. h. unbemannt betrieben und setzen ein einziges FM-Signal von einer Eingabe-Frequenz auf eine Ausgabe-Frequenz um. In der Regel befinden sich Ein- und Ausgabe im selben Amateurfunkband. Mit der Relaiseingabe wird die Empfangsfrequenz der Relaisstation bezeichnet; hier hört das Relais und der Funkamateur sendet auf dieser Frequenz. Auf der Frequenz der Relaisausgabe sendet das Relais und der Funkamateur empfängt auf dieser Frequenz das Signal des Relais. Zur gleichen Zeit kann immer nur jeweils eine Person über das Relais senden. Schwächere Stationen, die zur selben Zeit auf der Eingabe senden, werden nicht gehört. FM-Relaisstationen sind abgesehen vom 10-m- und 23-cm-Band, überwiegend im 2-m-Band und im 70-cm-Band QRV. Der Abstand zwischen Relaiseingabe und Relaisausgabe beträgt in Deutschland und dem umliegenden europäischen Ausland 600 kHz im 2-m-Band und 7,6 MHz im 70-cm-Band.

WiMo führt eine exklusive Auswahl an Relaiskomponenten.

Das erste 2-m-FM-Relais DB0WO

Frequenz-Shift einfach erklärt

Der Frequenzabstand zwischen Relaiseingabe und Relaisausgabe wird als Ablage oder englisch als „Shift“ bezeichnet. Die Bezeichnung mag von Gerät zu Gerät variieren, evtl. „Shift“, „RPT“ oder „DUP“. Die Ablageeinstellung ist meist als „Shift–“ und „Shift+“ möglich. „Shift–“ bedeutet, dass die Sendefrequenz des Funkgerätes unterhalb der Empfangsfrequenz liegt. „Shift+“ stellt die Sendefrequenz über die der Empfangsfrequenz ein. Der Abstand zwischen Sende- und Empfangsfrequenz ist bei aktuellen Funkgeräten frei wählbar, jedoch in den meisten Fällen schon korrekt auf 600 kHz oder 7,6 MHz voreingestellt. In allen Fällen ist die Sendefrequenz des Funkamateurs, der über ein Relais „arbeiten“ möchte, tiefer als die Empfangsfrequenz. Die Einstellung „Shift–“ ist also korrekt.

Damaliger elektromechanischer Kennungsgeber

Effizientere Frequenznutzung im Relaisfunk

Aktuelle 2-m-Relaisfrequenzlisten zählen sämtliche neuen Relaisfrequenzen im Abstand von 12,5 kHz auf. Das war nicht immer so: Einst wiesen die Relais generell den doppelten Frequenzabstand von 25 kHz auf. Irgendwann reichte die Anzahl der Relais und der zur Verfügung stehende Frequenzbereich nicht mehr aus. So war es naheliegend, durch einen verringerten Kanalabstand die Anzahl der Relais zu erhöhen, ohne den benutzten Frequenzbereich zu vergrößern. Man einigte sich darauf, neue Relais in einem 12,5-kHz-Raster einzuordnen und dabei den Hub von 4,5 kHz auf 2,5 kHz zu verringern, um Störungen zwischen den Relais zu vermeiden. Ein geringerer Hub verringert die durch das Signal belegte Bandbreite. Das gilt auch für das 70-cm-Band.

Zwar hat man sich immer bemüht, bei der Frequenzzuteilung frequenzleiche und frequenzbenachbarte Relais örtlich weit voneinander zu trennen. Doch bei den nicht seltenen VHF-Überreichweiten kommt es dennoch zu Aussendungen von Anwendern, die von mehreren Relaisstationen empfangen und abgestrahlt werden. Dann hört man oft gleichzeitig zwei oder gar mehrere Relais auf einer Frequenz.

Antennenbau auf dem Wasserturm

Wie Betreiber Störungen vermeiden

Zu den lokalen Besonderheiten gehört auch die Art und Weise, wie Relaisbetreiber mit einem zu großen Hub der teilnehmenden Stationen umgehen. Die meisten haben senderseitig den Hub des FM-Relais reduziert, um benachbarte Relais im 12,5-kHz-Raster nicht zu stören. Andere Betreiber sind konsequenter und blenden Stationen mit bedeutend zu großem Hub technisch vom Relaisbetrieb aus. Bei aktuellen Geräten kann man den Hub über einen Schalter oder über die Einstellung in einem Menü begrenzen. Bei älteren Funkgeräten ist der Hub nur intern im Gerät einstellbar. Außerdem ist es absolut sinnlos, höhere Modulationsfrequenzen als zirka 4,5 kHz zu verwenden, da die Relaisfunkstelle solche Frequenzen auf jeden Fall unterdrückt!

2-m-Frequenzweiche von DB0WO

Die Betriebstechnik über eine Relaisstation

Sofern das Relais nicht benutzt wird, ist der Sender ausgeschaltet. Doch der Empfänger lauscht unentwegt auf der Relaiseingabe. Durch den hohen Standpunkt wird es eine Menge Signale hören, auch viele, die für das Relais nicht zur Übertragung bestimmt sind. Daher lauscht es auf eine bestimmte Tonfrequenz, die das Relais „öffnet“. Empfängt es einen FM-Träger mit dem Ton von 1750 Hz, schaltet das Relais den Sender ein und überträgt die nun folgenden Sendungen. Hört die teilnehmende Person auf zu sprechen und lässt die PTT los, fällt nach einiger Zeit auch der Sender des Relais in den „Tiefschlaf“, es schaltet sich aus, empfängt jedoch weiterhin.

Es kommt vor, dass permanente Störträger an der Relaiseingabe anliegen und diese dann ständig mit übertragen würden. Um dies zu verhindern, gibt es bei manchen FM-Relais eine maximale Redezeit bzw. Auftastzeit. Sie beträgt in der Regel zwei oder drei Minuten. Wird dieser Zeitrahmen überschritten, schaltet das Relais den Sender ab und evtl. weiter sprechende Funkpartner sind nicht mehr über das Relais zu hören. Zu lange Monologe sollten also vermieden werden. Nach einer Zwangsabschaltung kann es vorkommen, dass ein Relais einige Zeit lang nicht auf einen Tonruf reagiert. Dies ist ein gewolltes Verhalten, um Missbrauch und Spielereien mit der unbemannten Relaisstation zu verhindern.

Relaisfunk richtig nutzen: Verhaltensregeln im Überblick

Das Öffnen (Auftasten) eines Relais bewirkt, dass es auf Sendung geht und dabei das Signal, das an seinem Empfänger ankommt, ausgestrahlt wird. Das geschieht durch das Drücken einer Taste am Mikrofon oder am Handfunkgerät. Es bringt das Funkgerät auf Sendung und überträgt zugleich im einfachsten Fall einen Öffnungs- oder Auftastton von 1750 Hz. Nach kurzem Drücken der Taste für etwa ein bis zwei Sekunden lässt man sie wieder los. Bei manchen Funkgeräten ist es notwendig, dazu gleichzeitig die PTT-Taste zu betätigen. Inzwischen haben die neueren Mehrfrequenzwahlverfahren DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency Signaling) und CTCSS (Continuous Tone-Coded Subaudio Squelch) den herkömmlichen 1750-Hz-Rufton weitgehend ergänzt und ersetzt.

Ist das Relais aufgetastet, meldet es sich mit dem Rufzeichen in Morsetelegrafie (CW) und/oder mit einer gesprochenen Kennung. Nachdem die Kennung vorüber ist und niemand spricht, kann nach dem erneuten Drücken der PTT-Taste zum Beispiel ein allgemeiner Anruf erfolgen. Hier einige Hinweise und wichtige Verhaltensregeln für die User von Relaisstationen, die eigentlich völlig selbstverständlich sind, jedoch leider zu oft nicht beachtet werden:

  • Umschaltpausen lassen
  • Namen und Rufzeichennennung
  • Anrufende Stationen hereinlassen
  • Bescheidenheit, Höflichkeit, Freundlichkeit
  • Störer einfach ignorieren

Diese Verhaltensregeln gelten natürlich für alle Relais. Insbesondere letzter Punkt wird oft außer Acht gelassen. Hat sich ein Störer erst einmal an einem Relais „eingenistet“ und konnte aufgrund seiner Feldstärke, einige „Störerfolge“ erringen, wird man hartnäckige Störer kaum wieder los. Daher ist es besonders wichtig, auf Störer in keiner Weise zu reagieren. Nur dann wird das Stören bald langweilig und der Spuk hört auf. Macht der Störer jedoch die Erfahrung, dass seine Aktion Wirkung zeigt, er selbst zum Plauderthema der auf dem Relais sprechenden Stationen oder gar angesprochen wird, fühlt sich ein Störer in seinem Verhalten bestätigt und verstärkt seine Aktivitäten.

Mehr als nur FM – Die Vielfalt der Betriebsarten

Ein FM-Relais ist technisch auch dazu in der Lage, andere Betriebsarten zu übertragen. So ist es möglich, einzelne Relaisstationen für spezielle Betriebsarten freizugeben. So mag ein Relais beispielsweise den Freunden der Betriebsart SSTV (Slow Scan Television) viel Freude bringen. Größeren technischen Aufwand erfordern ATV-Relais, sowohl bei der Relaisstation selbst als auch beim Teilnehmer. ATV ist die Abkürzung für Amateurfunkfernsehen. Man unterscheidet analoges oder digitales ATV (DATV = digitales ATV). Analoge ATV-Relais setzen ein ATV-Signal mit Bild und Ton meist auf ein anderes Band um, oft auf das 23- und 13cm-Band.

Die Kunst der erweiterten Relaiskopplung

Die Kopplung von zwei oder mehreren FM-Relais bewirkt bei sachgemäßem Umgang und der nötigen Funkdisziplin eine enorme Steigerung der Attraktivität des Relaisfunks. Sie schränkt den lokalen Funkbetrieb auf den beteiligten Relais nicht ein, da der lokale Betrieb auf dem Relais immer Vorrang genießt. Bei Kopplung mehrerer Relais kann es für den Anwender jedoch auch schnell unübersichtlich werden. Eine mögliche Lösung ist die Kopplung auf Anfrage. Hier entscheidet der Relaisbenutzer, zu welcher Relaisstation eine Kopplung bzw. Verbindung gewünscht wird. Dies geschieht per zweistelliger DTMF-Tonfolge.

Allerdings fordert die Bundesnetzagentur BNetzA, dass sich jede Relaiskopplung aus der Ferne deaktivieren lässt. Zu beachten ist, dass zwischen mehreren Arten der Relaiskopplung zu unterscheiden ist: Die älteste und einfachste Methode verwendet eine direkte Funkverbindung zwischen den Relaisstationen. Aktuell werden FM-Relais mittels eigener Server über das Internet, oder wie zum Beispiel im Nordwestlink über das HAMNET, dem „Internet der Funkamateure“, miteinander gekoppelt.

So nutzen Sie Echolink für globale Verbindungen

Weltweit funken, mit der VHF-Feststation, dem Mobilfunk- oder einem Handfunkgerät? Im Einzugsbereich eines FM-Relais mit Echolink-Anbindung ist das kein Problem! Es unterscheidet sich nicht von jedem anderen Funkkontakt über ein FM-Relais, sofern sich irgendwo über Echolink ein Teilnehmer mit diesem FM-Relais verbunden hat und einen allgemeinen Anruf gestartet hat. Sie warten lediglich einige Sekunden die etwas längere Umschaltpause ab und antworten wie gewohnt auf den CQ-Ruf. Das an Echolink angeschlossene Relais wird alles veranlassen, damit Sie beim Anrufer gehört werden.

Etwas anders stellt es sich dar, wenn Sie selbst aktiv werden und über Ihr Funkgerät und das FM-Relais eine Verbindung über Echolink veranlassen, um auf einem anderen, angewählten FM-Relais einen CQ-Ruf abzusetzen. Dazu benötigt Ihr Funkgerät die DTMF-Funktion. DTMF basiert darauf, dass zwei exakt definierte Töne zeitgleich gesendet und am Ende der Übertragungsstrecke dekodiert werden, um mit dieser Information eine Funktion auszuführen.

Echolink vergibt Node-Nummern (Node = Knoten), die jeden Echolink-Teilnehmer – das können gewöhnliche Funkamateure, ein Link oder ein FM-Relais sein, eindeutig identifizieren. Tippen Sie beispielsweise die entsprechende Ziffernfolge in die DTMF-Tastatur, stellt das nahe FM-Relais bzw. Echolink eine Verbindung mit der gewünschten Station her. Sollte die gerufene Amateurfunkstation oder das Relais nicht QRV sein, hören Sie die Meldung „Not found“ (nicht gefunden). Die Node-Nummer hat dieselbe Funktion wie die Telefonnummer beim Telefonieren. Doch woher erfährt man die Node-Nummer der Relais und User? Auf der Echolink-Homepage findet man neben einer Befehlsliste, mit den User-Kommandos unter „Current Logins“ eine Liste der aktuell eingeloggten Echolink-Stationen. Neben dem Rufzeichen und einer knappen Beschreibung ist die Node-Nummer aufgeführt. Ist eine Node-Nummer unbekannt, ist die Station derzeit nicht „am Netz“. Beachten Sie, dass es jedem Sysop freigestellt ist, Kommandofolgen zu verändern und Befehle zu sperren. Unter dem Menüpunkt „Status“ der Homepage gelangt man zu einer weiteren Echolinkliste, die neben der Node-Nummer weitere Informationen wie Locator, Einstiegsfrequenz, Angaben zur Antenne und zum Linkstatus der Stationen preisgibt. Interessant ist die im Kopf der HTML-Seite angebotene Suchfunktion: Gibt man dort das eigene Locatorfeld ein, erhält man eine Liste aller Echolink-Stationen für einen Umkreis von etwa 200 km.

Leuchtturm Campen, Standort DB0ET

Mehr Nutzung für eine lebendige Kommunikation

Ein Ausblick, wie es weiter geht mit dem Relaisfunk, ist angebracht. Bei all dieser Perfektion, die das Relaisfunknetz erreicht hat, sollten wir eine Entwicklung im Auge behalten: Das technisch anspruchsvolle und stetig wachsende Angebot des Relaisfunks sollte auch zu einer konstanten – im Idealfall zu einer wachsenden Inanspruchnahme führen. Anderenfalls ist, so paradox es klingt, mit der steigenden Anzahl der möglichen Kommunikationswege eine zunehmende Sprachlosigkeit zu beobachten. Also – ran ans Mikrofon und mal wieder richtig ein QSO fahren, anstatt nur sonntags den Rundspruch zu bestätigen.

Quellenhinweis:

Wöste, M., DL1DMW.: Relaisfunk für Einsteiger, Sonderheft „amateurfunk2007“, S. 28-32. vth, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden.

Fotos:

VFDB e. V., OV Leer, Z31

September 2024, Alfred Klüß, DF2BC

Jetzt Beitrag mit Freunden teilen!