Digital kommunikasjon

Ordet digitalt forstås ofte som en motsetning til analogt, og da ofte i forbindelse med radiokommunikasjon. Hva betyr dette ordet, og hvorfor blir digital kommunikasjon stadig mer utbredt? Og hvorfor angår dette begrepet en radioamatør?

Anders Fongen, mars 2022

Digital: 0 eller 1

Uttrykket brukes for å beskrive systemer som behandler informasjon i form av totall-systemet, med 0 og 1 som eneste mulige verdier. Men hva er et analogt system?

For å illustrere forskjellen kan vi bruke et kamera som eksempel. Et bilde inneholder områder med ulik lysstyrke og farge. Antall fargenyanser er i prinsippet uendelige, og en gammeldags fotografisk film lagrer denne informasjonen i form av en blanding av kjemiske fargestoffer. Blandingsforholdet mellom kjemiske substanser kan i prinsippet ha en uendelig mengde verdier, og egner seg derfor til nettopp å vise frem en nyansert fargeskala.

Et digitalt kamera vil lagre bildet digitalt ved at hvert lite punkt i bildet gis en tallverdi som beskriver fargeblandingen og lysstyrken. Tallverdien er et heltall og har derfor ikke et uendelig antall verdier, heller ikke kan verdiene varieres innenfor dette punktet. Derimot er punktet så lite og antall tallverdier så stort at bildet ser fint og naturlig ut.

Tilsvarende kan et lydopptak representeres ved tallverdier som beskriver lydens egenskaper, f.eks. signalstyrken (amplituden) med små tidsintervaller. Her gjelder også begrensningen med at signalstyrken kan angis med et begrenset antall verdier, og variasjoner innenfor tidsintervallet kan ikke gjengis. Like fullt høres det naturlig ut når lyden spilles av etter å ha blitt lagret på denne måten.

Bilder, lyd og alt annet kan på denne måten representeres digitalt, med tallverdier som ved hjelp av totall-systemet kan lagres som en serie av verdiene 0 eller 1 ofte kalt biter. Dette har mange fordeler, men vi må først snakke om hvordan slike tallverdier kan lagres og overføres.

Digital informasjon, analoge medier

Jeg kan skrive et tall på en tavle som andre kan lese, forutsatt at jeg brukt et kritt med egnet farge, at det er lys i rommet og at tavlen kan lese på passelig avstand. Dersom dette er oppfylt kan andre avlese tallet eksakt. I tvilstilfelle kan andre gjette på hva jeg har skrevet, og oftest gjette riktig, andre ganger leses tallet feil.

Denne situasjonen preges av at tavlen er et analogt medium, som kan gjengi tallet jeg har skrevet med et uendelig antall nyanser. Men felles regler for hvordan tall skal skrives gjør at det allikevel egner seg for lagring av digital informasjon.

I naturen finnes det ikke digitale medium, som bare kan lagre én av to tilstander. Det gjelder også overføring av informasjon: Jeg kan rope ut et tall som andre kan oppfatte riktig dersom avstand, bakgrunnsstøy, tonehøyde m.m. gjør det mulig å oppfatte lyden. Lyden som oppfattes er analog og har et uendelig antall nyanser, men regler for hvordan tall uttales gjør det mulig å overføre tall på en eksakt måte.

For å lagre eller overføre digital informasjon må vi altså bruke et analogt medium (tavle, lydsignaler) kombinert med regler for hvordan tallene skal representeres i dette mediet. En kommunikasjonskanal som oppfyller disse reglene kaller vi en digital kommunikasjonskanal.

Digital informasjon gir eksakte kopier

Om man lagrer lyd på et lydbånd eller bilder på en filmrull, vil en kopi bli litt dårligere enn originalen, og stadig nye generasjoner av kopier bli stadig dårligere og til slutt være ubrukelige. Dette skyldes at bakgrunnsstøy og andre variasjoner som oppstår i prosessen når analog informasjon skal kopieres vil samles opp gjennom serien av kopier.

Om jeg derimot skriver tall på en tavle, kan andre skrive av tallene og gi arket videre til en annen, som forteller tallene til en tredje osv. Dersom disse kopieringsprosessene skjer under forhold som gir lite feil, vil en serie av kopier ikke ha stadig dårligere kvalitet, men være ha eksakt den samme informasjon som originalen. Dessuten kan den digitale informasjonen lagres og overføres på stadig nye analoge medier underveis.

Digital informasjon kan blandes

Når mange slags informasjon (lyd, bilde, tekst) kan representeres digitalt, er det også mulig å overføre informasjonen over samme digitale kommunikasjonskanal. En gang var det egne kabler for TV og telefon, båndkassetter for video egnet seg ikke for å gjengi musikk, og båndkassetter for musikk kunne ikke lagre video. Idag brukes samme lagringstype og kommunikasjonskanal for all slags innhold. Denne egenskapen kaller konvergens.

Motsatt kan digital informasjon overføres over alle slags digitale kommunikasjonskanaler og lagres på alle slags digitale lagringsmedier. Informasjon kan også sendes gjennom en kjede av ulike kommunikasjonskanaler med ulike regler for hvordan 0 og 1 skal gjengis og tolkes. Regelen om eksakte kopier gjelder også i dette tilfellet, den digital informasjonen blir “gjenskapt” etter hvert ledd i kjeden.

En vanlig telefonsamtale er et eksempel på en slik kjede av digitale kommunikasjonskanaler. Mobiltelefonen bruker radiobølger som kommunikasjonsmedium for å overføre informasjon i digital form, i dette tilfelle et lydsignal, til en basestasjon. Der omgjøres radiosignalet til digital informasjon, som gjøres om til elektrisk strøm og sendes gjennom kabler i bakken til en annen basestasjon som igjen gjør den digitale informasjon om til et radiosignal som sendes til motpartens telefon. Den digitale informasjonen vedlikeholdes underveis uten tap av lydkvalitet slik vi var vant til fra fortidens telefonsystemer.

Og, som vi alle vet, den samme mobiltelefonen kan brukes til å sende bilder, tekst alt annet som kan digitaliseres. En lignende fortelling kunne vært fortalt om WiFi-forbindelsen til Internet i de fleste hjem. Men hvordan “representeres” digital informasjon i et analogt medium? Det vil forklares i neste avsnitt.

Koding, dekoding, bitrate og bitfeil 

Vi oppsummerer først noen begreper som er brukt så langt:

Bit – En lite stykke informasjon som kan ha verdien 0 eller 1. 

Digital informasjon – informasjon (lyd, tekst, bilde, video) representert i form av biter.

Digital kommunikasjonskanal – En kanal som kun kan overføre to tallverider, 0 og 1.

Kommunikasjonsmedium – Et (analogt) fysisk system som kan overføre energi. En elektrisk leder, en optisk fiber, et gassfylt rom, en radiofrekvens er et eksempler på systemer som kan overføre energi. Kommunikasjonsmedier er alltid analoge, fordi den overførte energien kan ha uendelig antall egenskaper.

Lagringsmedium – Et fysisk system som kan opprettholde en bestemt tilstand over tid. En magnetisk lagringsplate (såkalt harddisk) kan magnetiseres og magnetismen kan avleses senere. Hvert magnetisert punkt på platen representerer en bit. Tilsvarende kan man lage en elektronisk krets som kan holdes i en av to tilstander som siden kan avleses. Også her snakker vi om analoge medier med et uendelig antall fysiske tilstander.

Signal – En påført energitilstand i et kommunikasjonsmedium som kan avleses av en mottager. En energitilstand har et uendelig antall verdier. Derfor er det ikke noe som heter digitalt signal!

Av denne oppsummeringen fremgår det at digitale verdier (0 eller 1) må representeres av fysiske tilstander på en ikke-eksakt måte: Vi oppnår aldri at en elektrisk spenning er nøyaktig én av to verdier, fordi ordet “nøyaktig” har liten mening i fysikken. Nei, vi velger da at et intervall av fysiske verdier representerer henholdsvis 0 og 1. Et eksempel kan være at en elektrisk spenning overført i en ledning avleses som 0 om spenningen er 0-2 volt, og som 1 om spenningen er 4-6 volt. En tilført spenning på 5 volt vil synke med lengden av kabelen på grunn av elektrisk motstand, og etter en stund  vil den avleses som lavere enn 4 volt, og vil derfor ikke tolkes som en 1. En lignende situasjon kan oppstå dersom et kraftig magnetfelt rundt ledningen skaper en høyere spenning, slik at en tilført spenning på 1 volt avleses som 5 volt. Da vil 0-verdien som er sendt bli avlest som verdien 1.

Prosessen med å la en bit representeres av en fysisk tilstand slik nettopp forklart kalles koding, og tolkningen av en avlest fysisk tilstand kalles dekoding. Dersom den fysiske tilstanden endres underveis slik at dekodingen gir feil svar (en annen verdi enn hva som ble kodet) snakker vi om en bitfeil. Resultatet av en bitfeil kan være katastrofalt, om et beløp eller kontonummer blir endret, eller det kan være uten betydning, som ved overføring av lydsignaler. Vi skal senere presentere noen metoder for hvordan bitfeil kan oppdages og rettes opp.

Når et kommunikasjonsmedium brukes til å overføre en serie av biter må mottageren vite hvilken hastighet de overføres med, slik at avlesingen av den fysiske tilstanden skjer til rett tid. Denne hastigheten kalles bitrate og angis med måleenheten bits pr. sekund (forkortet bps). Ikke bare hastigheten, men det riktige øyeblikk for avlesing er noe som mottageren trenger å vite om, og derfor må den fysiske tilstanden som skapes under koding inneholde denne informasjonen. Vi kaller dette for synkronisering

Noen vanlige kodeprinsipper

For å omsette en bit-verdi til en fysisk tilstand må vi ta hensyn til egenskapene til kommunikasjonsmediet. Kan en kabel overføre likespenning, eller kun vekselspenning? Hvilke spenningsvariasjoner og hvilke frekvenser i vekselspenningen kan overføres? Om det er et radiosignal, trenger vi å vite noe om hvor mye bakgrunnsstøy som må påregnes, og hvor bredt frekvensspekter (graden av variasjon i signalfrekvensen) som man har til disposisjon. Siden radiosignaler utbrer seg fritt må det være orden på hvilke frekvensområder som benyttes hvor, slik at nettopp bakgrunnsstøyene kan holdes under kontroll.

Bruk av frekvensvariasjoner

Den enkleste kodemetoden som fungerer godt i praksis er å forandre frekvensen i en vekselspenning. Én frekvens, f.eks. 1180 Hz tolkes som en 1-verdi og 980 Hz som en 0-verdi, som skifter 300 ganger i sekundet kan dermed gi en bitrate på 300 bps. Forstyrrelser og signaldemping i kabelen vil påvirke signalstyrken, men ikke frekvensen, og dette reduserer antall bitfeil. Allikevel kan andre signaler trenge inn i kabelen (gjennom et magnetfelt) og blande seg med det tilførte signalet slik at de elektroniske kretsene hos mottageren ikke klarer å detektere tilstanden riktig. Disse bestemte overføringsreglene gis den tekniske betegnelsen V.21 og er et eksempel på Frequency Shift Keying, forkortet FSK.

Illustrasjonen over må forstås som en graf med tiden som går langs x-aksen, og bølgemønsteret til vekselspenningen vist sammen med de bitene som overføres. Hver “tidsluke” i overføringen er 3.3 ms og overfører 1 bit. 

Det er mulig å skifte mellom mer enn to frekvenser, f.eks. 4. Da kan hver frekvens representere to biter, fordi to biter kan danne fire kombinasjoner (00,01,10,11). Dette gir dobbelt bitrate, forutsatt at frekvensskiftet skjer like ofte. FSK med bruk av 4 frekvenser betegnes ofte 4FSK, i motsetning 2FSK når to frekvenser brukes. 

Nødvendig båndbredde for frekvenskoding

Det er nærliggende å tenke seg et høyt antall frekvenser for å overføre mange bits på én gang, og hurtig frekvensskifte for å oppnå enda høyere bitrate. Det er noen grunner til at dette ikke er mulig, fordi det er noen naturlover som setter grenser for dette. Men først, la oss se på et spektrogram av et radiosignal kodet med 2FSK og 4FSK:

X-aksen i disse to figurene (kilde) viser frekvens og y-aksen viser effekten på radiosignalet. Figuren viser altså hvordan radiosignalets effekt fordeler seg på ulike frekvenser. Kurvene viser gjennomsnittlig effekt over litt tid, derfor vises to topper i 2FSK-diagrammet.  4FSK-diagrammet viser 4 slike topper hvor radiosignalet er sterkest, slik vi hadde ventet oss fra forklaringen ovenfor.

Ut fra beskrivelsen av FSK er det nærliggende å vente seg et diagram med to smale linjer på de 2 eller 4 frekvensene som er i bruk, og ingen radioenergi på de andre frekvensene. Det er to grunner til at dette ikke skjer i virkeligheten:

  1. Når frekvensen skifter hyppig oppstår det sidebånd, dvs. radiosignaler på nye frekvenser. Slik utstråling er ikke ønsket, og radioen er alltid utstyrt med passbånd-filtre som reduserer effekten av sidebåndene. Dette fremgår av diagrammet for 2FSK, hvor effekten avtar jo lenger men ser bort fra hovedfrekvensene. Derimot er sidebåndene også informasjon som mottageren trenger for å detektere frekvensskiftene, og det er altså en sammenheng mellom hyppigheten av frekvensskiftene og nødvendig båndbredde på radiosignalet
  2. Bakgrunnsstøy vises på diagrammet som krusninger/uskarpe linjer i diagrammene. Støy bidrar dermed til at frekvenstoppene blir vanskeligere å “se” for de elektroniske kretsene hos mottageren som skal skille de fra hverandre. Mange frekvenser tett på hverandre forutsetter at det er lite bakgrunnsstøy.

Det er en matematisk lovmessighet mellom bitrate, bakgrunnsstøy og tilgjengelig båndbredde kalt Shannon’s lov. Denne gjelder ikke bare for FSK, men all slags koding av digital informasjon.

Bruk av amplitudevariasjoner

En annen egenskap ved vekselspenning er selve spenningsverdiene, kalt amplituden. Den kan også varieres for å kode digital informasjon, og teknikken kalles Amplitude Shift Keying (ASK). Siden spenningsnivået i en elektrisk ledning påvirkes av omkringliggende magnetfelt er ASK følsom for slike forstyrrelser. ASK er en populær kodeteknikk i fiberoptiske kabler, siden fotoner ikke har ladning og er upåvirket av magnetfelt. 

Amplitudevariasjoner er derimot populært i overføring av analog informasjon på kortbølge og mellombølge radio, og er mye brukt i kringkastingssendinger.

Illustrasjonen over (kilde) viser hvordan digital informasjon blandes med en bærebølge for å skape et radiosignal hvor amplituden representerer 0 eller 1. X-aksen viser tidsforløpet og y-aksen signalstyrken.

Fasevariasjoner og QAM

En tredje egenskap ved en vekselspenning er dens fase, dvs. på hvilket tidspunkt spenningen er 0. To vekselspenninger kan ha samme frekvens og samme amplitude, men deres spenningskurver (slik som vist i illustrasjonen over) er “forskjøvet sidelengs” og krysser x-aksen (0 volt) på ulike tidspunkter.

Når fasen i signalet endres kan det i et diagram se som om deler av kurven er “klippet ut”. På figuren nedenfor representeres et skifte mellom 0 og 1 som et faseskift bakover og en fjerdedel av syklusen gjentas, angitt med piler på figuren. Vi kaller koding med slike signalvariasjoner for Phase Shift Keying (PSK). Der hvor signalet skifter mellom to fasetilstander bruker vi betegnelsen Binary PSK (BPSK), der hvor det skiftes mellom 4 ulike fasetilstander brukes betegnelsen QPSK (Quadrature PSK). I likhet med 4FSK vil QPSK kode 2 biter i hver fasetilstand.

I likhet med FSK er PSK-koding robust mot forstyrrelser så lenge det er mulig for en mottager å skille signalet fra bakgrunnsstøy. Også her finner vi at et faseskift skaper sidebånd som krever økt bredde i frekvensspekteret, og at mye bakgrunnsstøy gjør det vanskelig å skille mange fasetilstander fra hverandre. 

En alternativ måte å vise PSK-koding er å bruke et diagram med polarkoordinater. Under vises med de røde punktene hvordan de fire fasetilstandene i QPSK kan fremstilles (kilde). Her er vinkelen mellom x-aksen og linjen mellom punktet og origo en representant for fasen, og lengden på linjen en indikasjon på amplituden. Vi har altså kommet frem til et diagram som viser både fasen og amplituden. Det kalles ofte et kvadraturdiagram. Og dette skal vi bruke til å forklare en koding som kombinerer disse to størrelsene:

En kodeteknikk som betegnes som Quadrature Amplitude Modulation (QAM) bruker en kombinasjon av ampltude- og fasevariasjoner som best kan vises i et slikt diagram (kilde):

Diagrammet til venstre viser hvordan PSK med 16 ulike fasetilstander kan fremstilles i et kvadraturdiagram. De 16 tilstandene har alle samme amplitude og punktene som representerer signaltilstanden former derfor en sirkel.

Diagrammet vil høyre viser såkalt QAM-koding hvor de 16 tilstandene adskiller seg gjennom en kombinasjon av amplitude og fase. Punktene er jevnere plassert i planet, noe som sies å gi bedre utnyttelse av frekvensbåndet. QAM sies også å være mer energieffektivt, men ha flere bitfeil enn PSK.

Både 16QPSK og 16QAM overfører 4 bit i hver tilstand, fordi det er 16 tilstander (24=16).

Bitfeil – hvordan oppdage

Bitfeil betyr at en bit sendt gjennom en digital kommunikasjonskanal mottas med feil verdi. Dette skyldes typisk at den fysiske tilstanden som representerer bitverdien er endret pga. forstyrrelser underveis, og at mottakerens utstyr derfor har feiltolket signalet og oppfattet feil verdi. Bitfeil forekommer i nesten alle slags kommunikasjonskanaler og vi vil ofte trenge metoder for å oppdage bitfeil, muligens også rette dem.

Men før vi presenterer metoder for dette formålet er det nødvendig å påpeke at bitfeil i noen tilfeller er uten betydning. Et lite antall bitfeil i overføring av lyd eller video vil kunne lage et klikk eller en skrapelyd under avspilling hos mottageren, men uten at det svekker oppfattelsen av innholdet. I andre tilfeller, f.eks. når det overføres tekst, er det viktig at innholdet er helt likt slik det ble sendt. 

Deteksjon av bitfeil

Bitfeil kan detekteres gjennom å legge til ekstra biter sammen med informasjonen som skal overføres. Disse ekstra bitene kan være et slags “fingeravtrykk” av informasjonen som lages med en formel eller regneregel. Hos mottageren vil informasjon sammen med fingeravtrykket gå gjennom den samme regneregelen. Om resultatet av denne beregningen blir 0, så er informasjon blitt overført uten bitfeil.

Det finnes flere måter å lage et “fingeravtrykk” på, men for kommunikasjonskanaler er det vanlig å benytte en regneteknikk som kalles Cyclic Redundancy Check, som går ut på å dividere informasjon på et bestemt tall, og så legge restverdien til som et fingeravtrykk.Når mottageren gjentar denne divisjonen (hvor restverdien inngår) vil restverdien bli 0. Illustrasjonen under viser et flytskjema for denne prosessen (kilde).

Hva skal skje om mottageren oppdager en bitfeil? 

  1. Mottageren kan ignorere dette og bruke informasjonen slik som den ble mottatt.
  2. Mottageren kan forkaste informasjonen
  3. Mottageren kan be avsenderen sende informasjonen på nytt

Det ligger som en premiss i alternativ 3 at en bitfeil skyldes en tilfeldig og kortvarig årsak, som f.eks. et lynnedslag eller et forstyrrelse på strømnettet, og at en gjentatt sending ikke vil påvirkes av den samme årsaken.

Digital kommunikasjon og amatørradio

Digital kommunikasjon byr på så mange fordeler at nesten all trådløs kommunikasjon i dag skjer på denne måten: TV-sendinger (DVB-T), kringkastingsradio (DAB), nødsamband (TETRA), mobiltelefon (4G/5G), fasttelefon (ISDN). Det er nesten bare radioamatører som fortsatt benytter analoge kommunikasjonskanaler, men også de benytter digitale teknikker i økende grad. I dette avsnittet vil noen digitale teknikker brukt av radioamatører blir presentert.

Morse

Litt på spøk kan morse presenteres som en digital teknikk, siden den kun benytter to signaltyper: “prikk” og “strek”. Sammen med regler for senderytmen (kort tidsrom mellom prikker og streker inne i en bokstav, litt lenger avstand mellom bokstaver) kan tekstmeldinger sendes over en kommunikasjonskanal. Morse ble utviklet for å mottas og tolkes av personer, ikke datamaskiner, og er en lite effektiv metode for sending mellom datamaskiner. 

Her høres et lydklipp av morsesignaler:

Morsesignaler

Radio Teletype (RTTY)

Basert på gammeldagse “fjernskrivere” som brukte landlinjer for å overføre tekst, ble en metode for å overføre tekst over et radiosamband utviklet. Metoden bruker 2FSK (som er forklart tidligere), dvs. veksling mellom to frekvenser for å indikere 0 og 1, og et 5-biters tegnsett (der hver bokstav representeres av 5 biter). 

Opprinnelig var dette koplet til en skrivemaskin som vist på bildet over (kilde), fordi datamaskinen ikke var oppfunnet ennå, men i dag er det mulig å sende og motta RTTY med en datamaskin som selv sender signalene gjennom et lydkort til en radiosender. Tastaturet og skjermen brukes til å skrive inn og lese tekstmeldinger.

RTTY brukes kommersielt ennå i dag, bl.a. som værmeldinger for havområder. Sånn høres en RTTY-sending ut:

RTTY-signaler

Smalbåndskommunikasjon

Av nyere dato er eksperimenter med digitale kommunikasjonskanaler med svært lav bitrate, men som tåler mye bakgrunnsstøy, klarer seg med et smalt frekvensbånd og som kan nå over lange avstander med svært liten effekt (f.eks. 5 watt fra Norge til Antarktis). En av disse, kalt Weak Signal Propagation Report (WSPR) brukes ikke til å utveksle medinger i vanlig forstnd, men for å utforske bølgeutbredelse på jordkloden. Senderen annonserer kun sin posisjon, kallesignal og utgangseffekt, og de som mottar signalet rapporterer dette til et sted på Internet, som i sin tur oppdaterer et kart som viser alle innrapporterte “forbindelser”. Slik ser dette kartet ut (finnes på http://wsprnet.org/ ) for alle som har hørt GM0UDL på en vanlig dag:

Her kan du høre et lydopptak fra WSPR. Du kan høre flere tonesignaler samtidig, de kommer fra ulike sendestasjoner.

WSPR-signaler

Et lignende system kalles FT8, oppkalt etter sine designere Franke og Taylor, og har også svært lav bitrate og kan utnytte lav utgangseffekt. Her opprettes faktisk direkte to-veis forbindelser, men fortsatt kun utveksler posisjon, kallesignal og utgangseffekt. Det mest brukte programmet for FT8 kalles WSJT-X (gratis) og viser ikke et kart, men en liste over andre stasjoner som den har hørt sammen med egne forbindelser. Her er et eksempel på bildet som vises i programmet:

FT8 bruker så lite båndbredde at man kan høre flere stasjoner samtidig på et vanlig radio. Slik høres signalet ut:

FT8-signaler

Nødvendig utstyr

En radioamatør som vil drive med digital kommunikasjon trenger dette utstyret:

Datamaskin – med nødvendig programvare installert (alt som trengs er gratis). Linux og Windows er mest brukt, men mye programvare finnes også for Android og iPad/iPhone.

Lydkort” – det er til nød mulig å bruke lydutgangen på datamaskinen, men de fleste foretrekker en separat enhet med USB-tilkopling til datamaskin og lyd-tilkopling til radioens mikrofon- og høyttalerutgang.

Radio – Den som brukes til all annen amatørradioaktiviteter, ikke en egen radio for dette formålet altså. Enkelte nyere modeller har innebygget lydkort og USB-uttak, som koples direkte til datamaskinen.

Koplingen mellom lydkortet og radioen involverer av og til lodding av en spesialkabel, i andre tilfeller kan en standard kabel brukes. På figuren under vises hvordan et lydkort (Yaesu SCU-17) koples mellom en datamaskin og en Yaesu radio.

Av eldre dato er en utstyrsenhet som kaltes Terminal Node Controller som utførte oppgavene med koding og dekoding på egen hånd, mens datamaskinen kun var et betjeningskonsoll. Slike enheter er utdaterte og bør ikke anskaffes. 

Digital Mobile Radio – DMR

Anvendelsene nevnt ovenfor sender og mottar tekst-informasjon, men taleoverføring gjennom digitale kommunikasjonskanaler er også mye brukt. I Norge er DMR populært, men krever eget radioutstyr og begrenser seg til VHF og UHF-frekvenser. 

DMR radioer kan kommunisere direkte med hverandre, eller via repeatere (en mellom-stasjon som videresender alt den mottar, men på en annen frekvens). En interessant mulighet som oppstår i og med at kanalen er digital er at repeatere kan kommunisere med hverandre via Internet, slik at alt som høres av en repeater også blir videresendt til andre repeatere og sendt som radiosignaler derfra. Fordi regelen “eksakt kopi” gjelder, kan slik videresending i mange ledd foregå uten tap av lydkvalitet.

Et eksempel på et slikt repeaternettverk er Brandmeister, som kopler sammen repeatere over hele verden og som lar radioamatører over hele kloden snakke sammen med utmerket lydkvalitet. Det er endog enkelt å sette opp en liten repeater (kalt hotspot) i sitt eget hjem dersom det ikke er en offentlig repeater innen rekkevidde.

Det er et eget blogginnlegg om DMR på dette nettstedet. Det finner du her.

Annen kommersiell teknologi

DMR er kommersiell teknologi og hverken utstyret eller teknologistandardene er utviklet med amatørradio i tankene. Men siden DMR også egner seg godt for kommunikasjon på de høyere radiofrekvensene for amatørradio (VHF og UHF) er det blitt populært.

Annen kommersiell teknologi er å bruke WiFi-rutere til å danne digitale kommunikasjokanaler. Ved å erstatte programvaren i ruteren med OpenWRT (åpen og gratis programvare) kan man benytte kanaler innenfor frekvenser som er reservert for amatørradio og derfor har mye mindre bakgrunnsstøy. Med en utendørs antenne kan slike rutere danne kanaler med en rekkevidde på flere kilometer, og kan derfor bygge hele nettverk med IP-protokoll isolert fra selve Internet. Noen steder bygges beredskapsnett på denne måte, og kalles AREDN (Amateur Radio Emergency Digital Network).

Digital-analog hybrid nettverk

Digital kommunikasjon kan også danne deler av kommunikasjonkanalene i et sambandsnettverk. Echolink og Allstarlink er eksempler på dette, og vi vil kun omtale Allstarlink litt grundigere, siden Echolink er sterkt beslektet i sin oppbygging.

Allstarlink er et nettverk av analoge repeatere som er koplet sammen via Internet, altså gjennom digitale kanaler i det kablede nettverket. Brukerne av dette nettverket vil bruke sine analoge VHF/UHF-radioer for talesamband, men talen blir digitalisert i repeaterne og sendt videre til andre repeater som vil sende taleinformasjon ut med analog koding (Frekvensmodulert), slik at alle med analoge radioer kan delta i samtalen.

Allstarlink kombinerer altså den økede tilgjengeligheten som følger av å bruke analog koding på det utsendte radiosignalet, men digital koding av informasjonen som sendes mellom repeaterne. Regelen om “eksakt kopi” skaper mye bedre lydkvalitet fordi det ikke oppstår noe kvalitetstap utenom det første og siste leddet i sambandskjeden. Noen Allstarlink-repeatere kan dessuten brukes gjennom digitale kanaler, f.eks. med en mobiltelefon-App eller via “Voice-over-IP” (VoIP)-metoder. Allstarlink-noder har også broer til Brandmeister-nettverket og til Echolink for å kunne brukes fra PC-programmer eller DMR-radioer.

Mer om Allstarlink er forklart i et eget blogginnlegg her på nettstedet.