JS8Call

Einführung

JS8Call ist eine innovative digitale Betriebsart im Amateurfunk, die Text-Chat, Messaging und Netzwerkfunktionen auf Kurzwelle ermöglicht. Sie kombiniert die Robustheit des FT8-Protokolls mit erweiterten Kommunikationsfähigkeiten und schafft so eine Brücke zwischen traditionellen digitalen Modi und modernen Netzwerkanwendungen.

Entwickelt von Jordan Sherer (KN4CRD), wurde JS8Call als Erweiterung des populären FT8-Modus konzipiert. Im Gegensatz zu FT8, das primär für kurze Contest-artige Verbindungen ausgelegt ist, ermöglicht JS8Call längere Konversationen, automatisierte Stationsantworten und die Bildung von Funknetzen – alles bei ähnlich geringer Signalstärke wie FT8.

Der Name JS8Call setzt sich zusammen aus:

• „JS“ für die Initialen des Entwicklers Jordan Sherer
• „8“ für die 8-FSK Modulation (wie bei FT8)
• „Call“ für die Möglichkeit, gezielt Stationen anzurufen und mit ihnen zu kommunizieren

Geschichte und Entwicklung

Die Entwicklung von JS8Call begann 2018 als Antwort auf die wahrgenommenen Einschränkungen von FT8. Während FT8 (entwickelt von Joe Taylor, K1JT) sich schnell als beliebter Mode für DX-Verbindungen unter schwierigen Bedingungen etablierte, ermöglichte es keine echten Konversationen oder Netzwerkfunktionen.

Meilensteine in der Entwicklung:

• 2018: Erste Veröffentlichung als „FT8Call“
• Ende 2018: Umbenennung zu „JS8Call“ aus rechtlichen Gründen und zur Differenzierung vom ursprünglichen FT8
• 2019: Veröffentlichung von Version 1.0 mit grundlegenden Chat-Funktionalitäten
• 2020: Einführung der Heartbeat- und Relay-Funktionen
• 2021-2024: Kontinuierliche Verbesserungen der Netzwerkfähigkeiten, Benutzeroberfläche und Protokolleffizienz

JS8Call nutzt Teile des ursprünglichen FT8-Protokolls, hat aber signifikante Änderungen am Nachrichtenformat vorgenommen, um längere Texte und erweiterte Befehle zu ermöglichen. Der Entwickler Jordan Sherer arbeitete dabei eng mit der Amateurfunk-Community zusammen, um das Protokoll und die Software kontinuierlich zu verbessern.

Technische Grundlagen

JS8Call basiert auf einer 8-FSK (Frequency-Shift Keying) Modulation, ähnlich wie FT8, besitzt jedoch ein angepasstes Protokoll für erweiterte Kommunikationsfähigkeiten.

Grundlegende technische Eigenschaften:

• Modulation: 8-FSK (8 Frequenzen)
• Symbolrate: 12 Symbole pro Sekunde (variiert je nach Geschwindigkeitsmodus)
• Bandbreite: Ca. 50 Hz (Normal-Modus)
• Übertragungszyklen: Typischerweise 15 Sekunden (variiert je nach Geschwindigkeitsmodus)
• Nachrichtenlänge: Bis zu 71 Zeichen pro Übertragung (im normalen Modus)
• Empfindlichkeit: Funktioniert bei Signal-Rausch-Verhältnissen bis zu -24 dB
• Fehlerkorrektur: Fortschrittliche Forward Error Correction (FEC)

Geschwindigkeitsmodi:

JS8Call bietet vier Geschwindigkeitsstufen, die unterschiedliche Anforderungen an Signalstärke, Bandbreite und Übertragungszeit haben:

1. Slow: 4 Symbole/s, 25 Hz Bandbreite, 30-Sekunden-Zyklen, effektiv bis -27 dB SNR
2. Normal: 12 Symbole/s, 50 Hz Bandbreite, 15-Sekunden-Zyklen, effektiv bis -24 dB SNR
3. Fast: 24 Symbole/s, 80 Hz Bandbreite, 10-Sekunden-Zyklen, effektiv bis -20 dB SNR
4. Turbo: 32 Symbole/s, 160 Hz Bandbreite, 6-Sekunden-Zyklen, effektiv bis -18 dB SNR

Die Wahl des Geschwindigkeitsmodus hängt von den Ausbreitungsbedingungen, dem Signal-Rausch-Verhältnis und der gewünschten Kommunikationsgeschwindigkeit ab.

Protokolleigenschaften

Das JS8Call-Protokoll erweitert das ursprüngliche FT8-Protokoll um eine Vielzahl von Funktionen, die es zu einem vielseitigen Kommunikationsmedium machen.

Protokollmerkmale:

• Adressierung: Gezielte Kommunikation mit spezifischen Stationen (im Gegensatz zum allgemeinen CQ-Aufruf in FT8)
• Nachrichtenverkettung: Längere Nachrichten werden automatisch in mehrere 15-Sekunden-Übertragungen aufgeteilt
• Bestätigungen: Automatische Empfangsbestätigungen für Nachrichten
• Store & Forward: Möglichkeit, Nachrichten für andere Stationen zwischenzuspeichern und weiterzuleiten
• Befehlsstruktur: Eingebautes Befehlssystem für Netzwerkfunktionen (z.B. SNR-Abfragen, Heartbeats)
• Kompression: Effiziente Textkompression zur Maximierung der Nachrichtenlänge
• Gruppenrufe: Möglichkeit, an Gruppen oder alle Stationen gleichzeitig zu senden

Nachrichtenformate:

JS8Call verwendet verschiedene Nachrichtenformate für unterschiedliche Zwecke:

1. Freier Text: Für normale Konversationen
2. Dirigierte Nachrichten: Gezielte Kommunikation mit bestimmten Rufzeichen
3. Gruppennachrichten: An definierte Gruppen wie „ALLCALL“, „EMCOMM“ etc.
4. Befehlsnachrichten: Strukturierte Befehle für Automatisierung und Netzwerkfunktionen
5. Heartbeat-Nachrichten: Automatische Statusmeldungen

Betriebsarten und Funktionen

JS8Call bietet diverse Betriebsarten und Funktionen, die es von anderen digitalen Modi unterscheiden.

Grundlegende Betriebsarten:

1. Chat-Modus: Direkte textbasierte Kommunikation zwischen Stationen
2. CQ-Modus: Allgemeiner Aufruf an alle empfangenden Stationen
3. Directed-Modus: Gezielte Kommunikation mit einer spezifischen Station
4. Group-Modus: Kommunikation mit definierten Gruppen von Stationen
5. Relay-Modus: Weiterleitung von Nachrichten über Zwischenstationen

Wichtige Funktionen:

• Auto-Antwort: Automatische Beantwortung von Anfragen auch bei Abwesenheit des Operators
• Heartbeat: Regelmäßige automatische Statusmeldungen zur Netzwerkpräsenz
• Store & Forward: Speicherung und spätere Weiterleitung von Nachrichten
• Automatic Propagation Reporter (PSK Reporter): Automatische Meldung von empfangenen Stationen an zentrale Datenbanken
• Relay-Request: Möglichkeit, andere Stationen um Weiterleitung zu bitten
• Informationsabfragen: Automatisierte Abfragen von Signalstärke, Zeit, Version etc.
• Message-Inbox: Speicherung empfangener Nachrichten für späteren Abruf
• Automatische Stationsidentifikation: Regelmäßige Aussendung des eigenen Rufzeichens

Installation und Einrichtung

Die Installation und Einrichtung von JS8Call ist für die meisten gängigen Betriebssysteme verfügbar und relativ unkompliziert.

Systemanforderungen:

• Windows 7 oder neuer, macOS 10.10 oder neuer, Linux (diverse Distributionen)
• Prozessor: Mindestens Dual-Core CPU empfohlen
• RAM: Mindestens 2 GB
• Festplattenspeicher: Ca. 200 MB
• Soundkarte: Kompatible Audio-Eingabe/Ausgabe-Geräte

Installationsschritte:

1. Download der Software: Von der offiziellen Website http://js8call.com oder über Github
2. Installation: Ausführen des Installationsprogramms oder Kompilierung aus Quellcode (Linux)
3. Konfiguration:
   • Eingabe des eigenen Rufzeichens und Locators
   • Konfiguration der Audio-Ein- und Ausgänge
   • Kalibrierung der Soundkarte
   • PTT-Konfiguration (CAT, VOX oder über Interfaces wie SignaLink)

Transceiver-Verbindung:

JS8Call kann mit dem Transceiver auf verschiedene Arten verbunden werden:

1. Audio-Kabel: Direkte Verbindung zwischen Soundkarte und Transceiver
2. USB-Schnittstelle: Verwendung von integrierten USB-Schnittstellen moderner Transceiver
3. Dedizierte Interfaces: Geräte wie SignaLink, ZLP MiniProSC, RigBlaster, etc.
4. All-in-One-Lösungen: Verwendung von SDR-Transceivern mit direkter Computeranbindung

Empfohlene Einstellungen:

• Audio-Pegel: Optimiert für ALC-Anzeige knapp über Null
• Sendeleistung: Typischerweise 5-25 Watt (je nach Bedingungen)
• Betriebsart am Transceiver: USB (Oberes Seitenband)
• Frequenzstabilität: Wichtig für langfristige Dekodierung

Praktische Anwendungen

JS8Call findet Anwendung in verschiedenen Bereichen des Amateurfunks, insbesondere dort, wo robuste Kommunikation unter schwierigen Bedingungen erforderlich ist.

Hauptanwendungsgebiete:

1. Notfunkkommunikation (EmComm):
   • Robuste Nachrichtenübermittlung bei Katastrophenfällen
   • Geringe Leistungs- und Infrastrukturanforderungen
   • Möglichkeit zum Aufbau von Nachrichtenrelais-Netzen
2. Langstreckenkommunikation (DX):
   • Kommunikation über große Entfernungen mit geringer Leistung
   • Funktioniert auch bei schlechten Ausbreitungsbedingungen
3. Expeditionen und Feldtage:
   • Einfacher Aufbau mit minimalem Equipment
   • Robuste Verbindungen auch mit einfachen Antennen
4. Taktische Kommunikation:
   • Gezielte Adressierung einzelner Stationen oder Gruppen
   • Automatisierte Status-Updates
5. Experimentelles Funken:
   • Tests zu Ausbreitungsbedingungen
   • Entwicklung neuer Kommunikationsmethoden

Praktische Beispiele:

• EMCOMM-Übungen: Regelmäßige Tests der Notfunkkommunikation zwischen verschiedenen Regionen
• NVIS-Kommunikation: Regionale Verbindungen mittels Near Vertical Incidence Skywave
• QRP-Betrieb: Kommunikation mit sehr geringer Leistung (unter 5 Watt)
• Mobiler Betrieb: Nutzung von JS8Call in Fahrzeugen oder an temporären Standorten
• Off-Grid-Betrieb: Betrieb mit Batterien oder Solarpanels in netzunabhängigen Szenarien

Netzwerkfähigkeiten

Eine der Hauptstärken von JS8Call liegt in seinen erweiterten Netzwerkfähigkeiten, die es von den meisten anderen digitalen Modi unterscheiden.

Netzwerkfunktionen:

1. Automatische Stationserkennung: JS8Call erkennt und katalogisiert automatisch aktive Stationen in Reichweite
2. Heartbeat-Mechanismus: Regelmäßige automatische Statusmeldungen zur Überwachung der Netzwerkpräsenz
3. Store & Forward: Speicherung und zeitversetzte Weiterleitung von Nachrichten
4. Multi-Hop-Relais: Weiterleitung von Nachrichten über mehrere Zwischenstationen
5. Automatische Pfadfindung: Intelligente Bestimmung möglicher Relaiswege zu Zielstationen
6. Gruppenaufrufe: Adressierung von definierten Gruppen von Stationen

Funktionsweise des Relaying:

1. Direktes Relais: Station A bittet explizit Station B, eine Nachricht an Station C weiterzuleiten A->B: B RELAY TO C MSG Good morning from station A
2. Allgemeines Relais: Station A bittet alle empfangenden Stationen, eine Nachricht weiterzuleiten A->ALL: RELAY TO C MSG Emergency communications test
3. Automatisches Relais: Das System findet selbständig einen Pfad zum Ziel A->C: C MSG? [System findet Pfad A->B->C und leitet weiter]

Mesh-Netzwerk-Kapazitäten:

JS8Call kann selbstorganisierende Mesh-Netzwerke bilden, die folgende Eigenschaften aufweisen:

• Selbstheilung: Bei Ausfall einer Station werden alternative Pfade gesucht
• Dezentralität: Kein zentraler Server erforderlich
• Skalierbarkeit: Das Netzwerk wird mit mehr Stationen leistungsfähiger
• Redundanz: Mehrere mögliche Pfade für Nachrichtenübermittlung

Vergleich mit anderen digitalen Modi

JS8Call positioniert sich in einer interessanten Nische zwischen traditionellen digitalen Modi und modernen Netzwerkprotokolln.

Vergleich mit FT8:

Eigenschaft	JS8Call	FT8
Primärer Zweck	Chat und Netzwerkkommunikation	DX-Verbindungen und Contests
Nachrichtenlänge	Bis zu 71 Zeichen, verkettbar	13 Zeichen (fix)
Zyklusdauer	15 Sekunden (Normal-Mode)	15 Sekunden
Adressierung	Direkt, Gruppe, Allgemein	Nur direkt oder CQ
Automatisierung	Umfangreiche Auto-Responder	Limitiert
Empfindlichkeit	-24 dB SNR (Normal)	-24 dB SNR
Netzwerkfähigkeiten	Umfassend	Keine

Vergleich mit PSK31:

Eigenschaft	JS8Call	PSK31
Bandbreite	50 Hz (Normal)	31 Hz
Geschwindigkeit	~16 WPM	~50 WPM
SNR-Schwelle	-24 dB	-15 dB
Nachrichtenlänge	Unbegrenzt (verkettet)	Unbegrenzt
Automatisierung	Hoch	Begrenzt
Netzwerkfähigkeiten	Umfassend	Keine

Vergleich mit Winlink/Packet Radio:

Eigenschaft	JS8Call	Winlink
Infrastruktur	Peer-to-Peer, dezentral	Client-Server, Gateway-abhängig
E-Mail-Fähigkeit	Nein (nur Text)	Ja (mit Anhängen)
Internet-Anbindung	Nicht erforderlich	Teilweise erforderlich
Komplexität	Mittel	Hoch
Robustheit bei schwachen Signalen	Sehr hoch	Mittel bis hoch (modusabhängig)
Autonomie	Vollständig	Teilweise

Zukunftsperspektiven

JS8Call entwickelt sich kontinuierlich weiter und bietet interessante Perspektiven für die Zukunft der Amateurfunkkommunikation.

Aktuelle Entwicklungsbereiche:

1. Verbesserte Automatisierung: Erweiterung der automatisierten Funktionen und Reaktionen
2. Integration mit anderen Systemen: Schnittstellen zu APRS, Winlink und anderen Netzwerksystemen
3. Optimierte Algorithmen: Verbesserung der Decodierungsalgorithmen für noch schwächere Signale
4. Erweiterte Meshing-Funktionen: Optimierte selbstorganisierende Netzwerkbildung
5. API-Entwicklung: Programmschnittstellen für die Integration in andere Anwendungen

Potenzielle zukünftige Anwendungen:

• IoT-Integration: Verbindung mit dem „Internet der Dinge“ über HF
• Hybride Kommunikationssysteme: Kombination von Internet und Kurzwelle für resiliente Kommunikationsnetze
• KI-gestützte Pfadfindung: Intelligente Routenoptimierung durch maschinelles Lernen
• Micro-Services: Spezialisierte Dienste wie Wettermeldungen, Zeit- oder Positionsinformationen

Community-Entwicklung:

Die aktive Entwickler- und Nutzergemeinschaft von JS8Call arbeitet an zahlreichen Ergänzungen und Erweiterungen:

• Custom-Befehle: Benutzerdefinierte Automatisierungsbefehle
• Hardware-Integrationen: Spezielle Interfaces und Endgeräte
• Dokumentation und Schulungsressourcen: Verbesserung der Zugänglichkeit für neue Benutzer
• Lokalisierung: Übersetzung und regionale Anpassung der Software

Frequenzen und Bandpläne

JS8Call wird auf verschiedenen Amateurfunkbändern betrieben, wobei sich bestimmte Frequenzen als Standard etabliert haben.

Empfohlene Frequenzen (USB Dial-Frequenzen):

Band	Primäre Frequenz	Alternative Frequenzen
160m	1.842 MHz	1.844 MHz
80m	3.578 MHz	3.568 MHz
40m	7.078 MHz	7.074 MHz, 7.104 MHz
30m	10.130 MHz	10.140 MHz
20m	14.078 MHz	14.072 MHz
17m	18.104 MHz	18.110 MHz
15m	21.078 MHz	21.074 MHz
12m	24.922 MHz	24.924 MHz
10m	28.078 MHz	28.120 MHz
6m	50.318 MHz	50.323 MHz

Regionale Unterschiede:

Die genauen Frequenzen können je nach Region und lokalen Bandplänen variieren. Es ist wichtig, die jeweiligen regionalen Bandpläne zu beachten und Interferenzen mit anderen etablierten digitalen Modi zu vermeiden.

Zeitliche Aktivitätsmuster:

• Tageszeit: Aktivität variiert je nach Band und Tageszeit entsprechend der Ausbreitungsbedingungen
• Wochenenden: Typischerweise höhere Aktivität
• Notfallübungen: Oft an festgelegten Tagen/Zeiten
• Netzgruppen: Etablierte Gruppen treffen sich zu regelmäßigen Zeiten auf festgelegten Frequenzen

Community und Ressourcen

JS8Call verfügt über eine aktive und wachsende Community, die verschiedene Ressourcen zur Verfügung stellt.

Hauptinformationsquellen:

1. Offizielle Website: http://js8call.com
2. GitHub-Repository: https://github.com/jsherer/js8call
3. Supportgruppen:
   • JS8Call Groups.io
   • JS8Call Telegram-Gruppe
   • JS8Call Facebook-Gruppe

Dokumentation und Anleitungen:

• Offizielle Dokumentation: Umfassendes Benutzerhandbuch auf der JS8Call-Website
• Community-Wikis: Von Nutzern gepflegte Informationssammlungen
• Video-Tutorials: Zahlreiche Einführungs- und Fortgeschrittenen-Tutorials auf YouTube
• Betriebshandbücher: PDF-Anleitungen in verschiedenen Sprachen

Aktive Netzwerkgruppen:

• ARRL EmComm: Notfunkgruppen in verschiedenen Regionen
• Regionale Netzwerke: Lokale und regionale JS8Call-Gruppen
• Internationale JS8NET: Weltweites JS8Call-Netzwerk für DX-Kommunikation
• Thematische Gruppen: Spezialisierte Gruppen für QRP, Feldtage, etc.

Software-Tools und Ergänzungen:

• JS8Call Notify: Benachrichtigungssystem für neue Nachrichten
• JS8Call Log Converter: Konvertierung von Logs in gängige Formate
• JS8Call Dashboard: Webbasierte Visualisierung von JS8Call-Aktivitäten
• APRS-JS8Call Gateway: Verbindung zum APRS-Netzwerk

Fazit

JS8Call repräsentiert eine bedeutende Innovation im Bereich der digitalen Amateurfunkkommunikation. Es verbindet die Robustheit und Empfindlichkeit moderner digitaler Modi wie FT8 mit der Flexibilität und den Netzwerkfähigkeiten von älteren Protokollen wie Packet Radio und modernen Mesh-Netzwerken.

Stärken:

• Robuste Kommunikation bei sehr schwachen Signalen
• Vielseitigkeit durch verschiedene Betriebsmodi
• Netzwerkfähigkeiten ohne zusätzliche Infrastruktur
• Autonomie durch vollständig dezentralen Betrieb
• Einfache Bedienung trotz fortschrittlicher Funktionen
• Aktive Weiterentwicklung durch Entwickler und Community

Herausforderungen:

• Langsame Kommunikationsgeschwindigkeit im Vergleich zu einigen anderen digitalen Modi
• Begrenzte Verbreitung im Vergleich zu etablierten Modi wie FT8
• Frequenzkoordination bei zunehmender Nutzerdichte
• Lernkurve für fortgeschrittene Netzwerkfunktionen

JS8Call hat das Potenzial, eine wichtige Rolle in der Zukunft des Amateurfunks zu spielen, insbesondere in Bereichen wie Notfunkkommunikation, autonomen Netzwerken und experimenteller Kommunikation unter schwierigen Bedingungen. Mit seiner Kombination aus Robustheit, Flexibilität und Netzwerkfähigkeiten schließt es eine wichtige Lücke im Spektrum der digitalen Kommunikationsmodi.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung und die wachsende Nutzerbasis deuten darauf hin, dass JS8Call auch in den kommenden Jahren ein relevantes und innovatives Kommunikationsprotokoll im Amateurfunk bleiben wird.