Funken via analoge Funk-Relais (english: Repeater)

by Aldo (HB9EXQ)

Was wird in diesem Artikel beschrieben ?
Dies ist eine kurze Beschreibung der Funktionsweise und Benutzung von analogen Funk-Relais.

Was wird in diesem Artikel nicht beschrieben ?
Mit Ausnahme von "Echolink" wird auf andere Modi wie ATV, SSTV, Digipeater und Satelliten-Relais nicht weiter eingegangen.

Was sind analoge Funk-Relais ?
Analoge Funk-Relais sind autonome Funkstationen auf erhöhten Standorten, z.B. Berge.
Sie erlauben eine Funkverbindung zwischen zwei Stationen wo eine Direktverbindung nicht möglich ist.
In bergigen Regionen verbinden sie von Tal zu Tal oder über grosse Distanzen.
Dies gilt auch für portable (/P) oder mobile (/M) Stationen.
Ein Funk-Relais ist meistens lokal mit wenig Leistung erreichbar (0.1 - 5 Watt).
Die bevorzugte Modulation ist FM. Analoge Funk-Relais empfangen auf einer Frequenz und senden das empfangene Signal gleichzeitig auf einer anderen Frequenz wieder aus.
Die Benutzer senden und empfangen abwechselnd, der Betrieb ist Halb-Duplex.
Auf analogen Funk-Relais ist normalerweise nur Sprach-Kommunikation (Phonie,Voice) erlaubt.
Für digitale Betriebsarten gibt es spezielle digitale Relais.

Welche Arten von analogen Funk-Relais gibt es ?
Es gibt analoge Funk-Relais welche

  • im gleichen Frequenzband operieren (z.B. 2m oder 70cm)
  • als Umsetzer zwischen zwei Frequenzbereichen verbinden (z.B. zwischen 2m und 70cm)
  • Relais die zwischen VHF/UHF und Kurzwelle umsetzen (z.B. zwischen 70cm und 10m)
  • via "Echolink" (Internet) zwischen lokalen und weit entfernten Relais (auch im Ausland) verbinden
  • via PC-Software "Echolink" (ohne Funkgerät) benutzt werden können

Wer betreibt analoge Funk-Relais ?
Relaisstationen in der Schweiz werden von Amateurfunk-Clubs finanziert, betrieben und unterhalten.
In der Schweiz ist privaten Funkamateuren das betreiben einer Relaisstation untersagt.

Auf welchen Frequenzen operieren analoge Funk-Relais ?
Es gibt reservierte Frequenzbereiche auf welchen Relaisbetrieb erlaubt ist.
Dies sind z.B. Frequenzbereiche in den Bändern 2m, 70cm und 23cm, oder auch 10m.
Für bekannte Relais-Stationen gibt es Karten. Diese Karten beinhalten Frequenzen, Betriebsmodi und Standorte.
Auch für das umliegende Ausland gibt es solche Karten z.B. bei www.darc.de oder www.oevsv.at.
Siehe auch: http://uska.ch/amateurfunkpraxis/frequenzen-und-bandplaene

Wie funktioniert ein analoges Funk-Relais ?
Ein Relais ist im Normalfall dauernd in Betrieb und immer auf Empfang.
Einige sind mittels Notstromgruppe auch bei Stromausfall benutzbar.
Ein Relais empfängt normalerweise auf einer tieferen und sendet auf einer höheren Frequenz (Split-Betrieb).
Es gibt im Ausland Ausnahmen, sogenannte "reverse" betriebene Relais.
Diese Relais empfangen auf einer höheren und senden auf einer tieferen Frequenz.
Der Split-Abstand ist in Europa definiert, z.B 2m = 600kHz, 70cm = 7.6MHz, andere Länder können abweichen.
Als Beispiel empfängt das Relais HB9AG (Lägern, Kanton Aargau) auf 145.1750 MHz und sendet auf 145.7750 MHz.
Das heisst, der Funkamateur sendet auf 145.1750 MHz und empfängt auf 145.7750 MHz.
Entweder man besitzt einen Transceiver der Split-Betrieb zulässt, welcher also beim Senden und Empfang automatisch zwischen der Sende- und Empfangs-Frequenz umschaltet, oder man muss manuell einen Frequenzwechsel zwischen Sende- und Empfangs-Frequenz vornehmen.
Damit ein willkürlicher Sender (Träger oder Störung) das Relais nicht zum automatischen senden veranlasst gibt es ein NF-Modulationssignal welches das Relais zuerst aktiviert (öffnet) und zur Benutzung freigibt.
Früher war dies ein 1750 Hz Ton (nur in Europa), später wurde der Sub-Audio-Ton "CTCSS" eingeführt.
Das öffnen eines Relais mittels 1750 Hz Ton ist veraltet und nur noch bei wenigen Relais implementiert (z.B. HB9AG, HB9UF).
Moderne Funkgeräte sind für Relais-Split-Betrieb und 1750Hz/CTCSS programmierbar.

Wie verwendet man ein analoges Funk-Relais mit 1750 Hz Ton ?
Ein 1750 Hz Ton muss zuerst mindestens 0.6 Sekunden ausgesendet werden um das Relais zu aktivieren.
Erst jetzt wird jeder ankommende Träger vom Relais aufgenommen und wiederum auf der Zweitfrequenz des Relais ausgesendet. Der 1750 Hz Ton kommt normalerweise von einem eingebauten Ton-Generator im Funkgerät oder, wenn nicht vorhanden, von einem ext. Tongenerator (z.B. PC- oder Handy-Lautsprecher).
Beendet die eine Station seine Aussendung bleibt das Relais noch für ca. 3 Sekunden auf Sendung und beendet dann seine eigene Aussendung mit einem Roger-Beep oder der eigenen CW-Kennung.
Danach bleibt es noch für ca. 10-30 Sekunden aktiv um den nächsten Träger zu empfangen und auszusenden.
Wird innerhalb dieser Zeit kein Träger empfangen, geht das Relais auf "Stand-By" und muss erneut mit einem 1750 Hz Ton aktiviert werden. Die meisten Relais sind mit einer sogenannten "Quassel-Sperre" ausgerüstet.
Diese wird ca. nach 3-9 Minuten aktiviert und beendet die Aussendung des Relais.
Einige Relais können mit einem 1750 Hz Ton sofort wieder aktiviert werden, andere bleiben für eine gewisse Zeit ganz gesperrt (z.B. 3Min.).
Somit will man verhindern dass Störer oder Dauerredner die Relais über längere Zeit belegen.
Es ist zu beachten dass man die eigene Aussendung erst beginnt nachdem die Gegenstation ihre Aussendung beendet hat und das Relais nach ca. 3 Sekunden mit dem Roger-Beeb oder CW-Kennung abgefallen ist.
Somit verhindert man dass die "Quassel-Sperre" aktiviert wird. Zudem gibt man dritten Stationen die Gelegenheit sich während dieser Zeit zu melden und an dem Gespräch teilzunehmen.

Was ist CTCSS ?
Die reguläre Rauschunterdrückung (Squelch) eines Transceivers ist mit der empfangenen Signalstärke gekoppelt.
Empfängt man ein schwaches Signal (Störer, Rauschen) bleibt der Empfänger stumm.
Sobald aber ein Empfangssignal eine gewisse Empfangsstärke überschreitet wird die Rauschssperre abgeschaltet und man hört das Signal aus dem Lautsprecher, ob es nun ein Störer ist oder nicht.
Mit CTCSS ist dies nicht der Fall, es werden nur Empfangssignale mit der korrekten CTCSS-Frequenz gehört.
Mit der Einführung des CTCSS hat sich der Betrieb der Relais und der Direktverbindungen etwas vereinfacht.
CTCSS (Continuous Tone Coded Subaudio Squelch oder Continuous Tone Coded Squelch System) ist ein System bei welchem ein Sub-Audio-Ton dauernd übertragen wird.
Die Frequenz des CTCSS ist einstellbar und liegt im NF-Bereich von 67Hz - 254Hz.
Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/CTCSS
Im analogen Funkverkehr werden normalerweise Frequenzen unterhalb 300Hz und oberhalb 3500Hz am Mikrofon-Eingang sowie am Lautsprecher-Ausgang gefiltert.
Eine Einspeisung solcher tiefer Frequenzen ist via Mikrofon normalerweise nicht möglich.
Zudem ist das CTCSS-Signal normalerweise auch im Lautsprecher nicht hörbar.
Bei der Verwendung von CTCSS kann man zwei Modi wählen.
Entweder man sendet nur eine bestimmte CTCSS Frequenz, oder man sendet und empfängt nur eine bestimmte CTCSS Frequenz. Worin liegt der Unterschied ?
Sendet man nur eine bestimmte CTCSS-Frequenz arbeitet die eigene Rauschunterdrückung wie normal mittels der Stärke des empfangenen Signals. Alle starken Signale öffnen den Empfänger.
Schaltet man aber CTCSS zusätlich für den Empfangspfad ein, werden nur Empfangssignale mit der korrekten CTCSS-Frequenz gehört, alle anderen Signale bleiben stummgeschaltet, auch wenn sie noch so stark sind.
Somit kann man mit Absprache mit der Gegenstation eine eigene CTCSS-Frequenz wählen und eine relativ private Verbindung erstellen.

Wie verwendet man ein analoges Funk-Relais mit mit CTCSS ?
Der Betrieb eines analogen Funk-Relais mit CTCSS ist ähnlich wie mit dem 1750 Hz Ton.
Das Aktivieren mit einem 1750 Hz Ton entfällt jedoch. Eine Aussendung mit der korrekten CTCSS-Frequenz öffnet das Relais sofort. Die "Quassel-Sperre" exisitiert aber auch hier.
Zudem sollte auch hier nach der Aussendung der Gegenstation das Abfallen des Relais bis zum Roger-Beeb oder CW-Kennung abgewartet werden.
Die entsprechenden CTCSS-Frequenzen welche für ein Relais benötigt werden sind auf den offiziellen Karten der USKA (oder DARC) und auch auf der entsprechenden Web-Seite der Relaisbetreiber ersichtlich.
Achtung: Das CTCSS sollte auf dem Empfangspfad ausgeschaltet werden da einige Relaisstationen das CTCSS-Signal herausfiltern und nicht aussenden und somit auch nicht gehört werden können !

Was gibt es im Relais-Betrieb zu beachten ?
Die Modulation ist im Normalfall FM, bei wenigen speziellen Relais "narrow" FM (NFM).
Es ist darauf zu achten das man nicht übermoduliert. Dies kann dazu führen das ein Relais die Funktion verweigert, Aussetzer hat oder sich sogar abschaltet. Diese Limitation existiert damit das Relais die limitierte Bandbreite des Funk-Kanals nicht überschreitet.
Ist eine Direktverbindung zur Gegenstation möglich, ist von einer Relaisbenutzung abzusehen.
Auch beim Relaisbetrieb gilt es das eigene Rufzeichen alle 10 Minuten zu wiederholen und die Dauer der eigenen Aussendung sowie Leistung auf ein nötiges Minimum zu reduzieren.
Da Relais von Funkamateur-Clubs betrieben werden sind sie die Betreiber und Verantwortliche.
Ein unangenehmes Verhalten kann zu Schwierigkeiten bis hin zur Abschaltung des Relais führen.
Durch spezielle Vorkommnisse in letzter Zeit haben gewisse Relaisbetreiber angefangen Gespräche auch aufzuzeichnen. Man hat immer einige Zuhörer auch wenn sie sich nicht melden.
Die Betreiber-Gruppen haben regelmässige "Funkrunden". Es ist erlaubt daran teilzunehmen, man sollte aber an diesen Tagen und Zeiten das Relais nicht im voraus belegen.
Die Betreiber-Gruppen sind auch auf Spenden angewiesen, man darf, muss aber nicht.
Die Relaisbetrieber (Funkamateur-Clubs) haben ihre eigenen Web-Seiten mit ausführlicher Information zum Club, Relais, Standorte, Frequenzen, Verfahren etc.

Welches sind "besondere" Relais ?
- HB9HD
Das Relais HB9HD auf dem Fronalpstock ist ein UHF- und Kurzwellen-Relais auf 70cm und 10m.
Es ist somit auch zugleich ein Umsetzer zwischen 70cm und 10m.
Es wird in Schmalband FM (NFM, narrow FM) betrieben.
Alle ankommenden Signale auf 70cm oder 10m werden wiederum auf 70cm und 10m ausgesendet.
Der aussergewöhnliche Standort erlaubt es, dass das Relais mit wenig Leistung
zu erreichen ist und die Aussendung auf 10m bis an in die USA reicht (vor allem Abends).
Eingangssignale auf 70cm haben priorität. Beim Abfall eines 70cm Trägers ertönt ein "piep",
oder es ertönt ein "tuut" wenn der Sender via 10m empfangen wurde.
Somit kann einfach unterschieden werden auf welchem Band die andere Station sendet.
Auf 70cm ist CTCSS erforderlich, auf 10m genügt der Träger, oder im QRM-Fall ein 1750 Hz Ton.
Siehe auch: http://www.hb9hd.ch

- HB9GL
Dieses Relais besteht eigentlich aus zwei Relais, HB9GL-R (Mollis Fronalp) und HB9GL-L (Zürich Üetliberg).
Beide Relais sind mit einem NF-Link verbunden und haben somit ein weit grösseres Einzugsgebiet da sie parallel arbeiten und auf beiden das gleiche Signal ausgesendet wird.
Siehe auch: http://cms.hb9gl.ch

- Echolink
Mittels Echolink kann man eine Verbindung mit einem beliebigen Echolink-Relais (Weltweit!) aufnehmen.
Jedes Relais welches an Echolink angebunden ist hat eine eigene Nodenummer (wie Telefonnummer).
Die Verbindung zwischen den Relais kommt via Internet zustande.
Es gibt zwei Möglichkeiten mit einem Echolink-Relais zu verbinden:
Entweder man funkt mit einem lokalen VHF/UHF-Echolink-Relais und "wählt" die Nummer des gewünschten Ziel-Relais, oder man verwendet einen PC mit Echolinksoftware und Headset und verbindet via Internet direkt mit dem Ziel-Relais (ohne HF-Verbindung).
Um die Nodenummer zu wählen benötigt man ein Funkgerät mit DTMF oder einen DTMF-Ton-Generator via Mikrofon.
DTMF oder "Dual Tone Multi Frequency" ist derselbe Zwei-Ton-Ruf wie beim Telefon mit Ton-Frequenzwahl.
Bevor man Echolink verwenden kann muss man sich mit dem eigenen Rufzeichen zwingend anmelden.
Siehe auch: http://www.echolink.org

Auch beim Relais-Betrieb gilt der HAM-Spirit, und nun viel Spass !

Weitere Infos zum Thema von der USKA: http://uska.ch/fileadmin/download/USKA/Vorstand/2-dyn/Merkblaetter/Relais_Merkblatt_2014.pdf