Automatic Link Establishment

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Automatic Link Establishment (kurz ALE, engl. für „automatischer Verbindungsaufbau“) ist ein digitales Kommunikationsprotokoll und Selektivrufverfahren zur Etablierung von Sprach- und Datenkommunikation via Kurzwelle gemäß der US-amerikanischen technischen Militärnormen MIL-STD-188-141[1] und MIL-STD-188-110.[2] Es ist de facto ein weltweiter Standard für den digitalen Aufbau und die Aufrechterhaltung von Kurzwellenkommunikation.[3]

ALE ermöglicht in der primären Funktion als Selektivrufverfahren zur synchronen Kommunikation die automatische Herstellung einer Verbindung zu einer spezifischen Station oder Gruppe von Stationen (Netzwerk) weltweit um daraufhin in einer anderen Betriebsart zu kommunizieren. Des Weiteren können mithilfe des MIL-STD-188-141 und des MIL-STD-188-110-Protokolls Daten, wie Texte, Dateien, E-Mails oder SMS fehlerfrei übermittelt werden. Es bietet dem Endnutzer die Möglichkeit, ohne direkte Verfügbarkeit regulärer Kommunikationsnetze (z. B. Wähl- oder Standleitung, Internet via Satellit, mobiles Internet etc.) und unabhängig von der Position auf oder über der Erdoberfläche Zugang zu Internetdiensten zu erlangen. In diesem Zusammenhang findet ALE auch im globalen WinLink-Netzwerk zur asynchronen Kommunikation Verwendung. Es wird außerdem bei Not- und Katastrophenfallkommunikation zwischen Behörden und Funkamateuren in den USA genutzt.

Funktion[Bearbeiten]

Eine eigenständige ALE-Station besteht aus einem SSB-Transceiver sowie einem Hardware- oder Software-basierten TNC. Letzterer erfordert auf Softwarebasis einen Computer mit Soundkarte und ein Soundkarten-Interface. Jede Station besitzt eine einmalige ALE-Adresse, z.B. ein Amateurfunkrufzeichen. Sofern der Transceiver nicht belegt ist, scannt er eine Liste von vordefinierten Frequenzen (Kanal) und wartet dabei auf ALE-Signale. Falls ein ALE-Signal erkannt wurde, bleibt der Transceiver auf dem Kanal, um dieses zu dekodieren. Die von anderen Stationen automatisch ausgesendeten Baken- und Datenübertragungen, sofern unverschlüsselt, werden dann anhand der Bitfehlerhäufigkeit bewertet und zusammen mit Frequenz und Sender-Adresse in einer Datenbank gespeichert.

Um eine ALE-Station oder ein ALE-Netzwerk zu erreichen, gibt die bedienende Person der anrufenden Station die zu rufende Adresse an. Auf Basis der durch den Scan-Betrieb gesammelten Daten wird so in Abhängigkeit zur Zeit und dem Ort der jeweiligen Station die Frequenz mit den besten Ausbreitungsbedingungen automatisch gewählt, um diese mit einem Selektivruf zu kontaktieren. Gelingt dies nicht, wird dies auf anderen Kanälen versucht. Dekodiert die angerufene Station ihre Adresse, dann findet ein Verbindungsaufbau statt. Der bedienenden Person der anrufenden und angerufenen Station wird signalisiert, das eine Verbindung hergestellt wurde. Nun kann mit der Kommunikation in ALE oder einer anderen Betriebsart, z.B. Sprechfunk fortgefahren werden. Ziel dieses Verfahrens ist es, weltweit eine gewünschte Gegenstation jederzeit erreichen zu können, ohne als bedienende Person Kenntnis von Ausbreitungsbedingungen oder einer speziellen Anruffrequenz zu haben.

Übertragungsprotokoll[Bearbeiten]

ALE-Signal

ALE verwendet zwei verschiedene Fehlerkorrekturverfahren. Die Vorwärtsfehlerkorrektur dient dazu, bereits während der Übermittlung unter Verwendung redundanter Datensätze ein möglichst geringe Bitfehlerhäufigkeit bei der empfangende Station zu erlangen. Um eine tatsächlich fehlerfreie Übertragung zu garantieren, kann optional das ARQ-Protokoll zum Einsatz kommen. Ein von der ISS (information sending station) ausgesendetes Paket muss von der IRS (information receiving station) als erfolgreich empfangen quittiert werden, bevor das nächste Paket verschickt wird. Die Überprüfung des korrekten Empfangs eines Pakets erfolgt mithilfe eines Prüfbits. Das aktuelle Datenpaket wird solange wiederholt, bis die ISS eine Bestätigung des korrekten Empfangs von der IRS empfangen hat.

Verwendung im Amateurfunk[Bearbeiten]

Bereits Mitte der 1990er Jahre verwendeten Funkamateure vereinzelt ALE als Übertragungsprotokoll mit kommerziellen Transceivern und Hardware-TNCs.[4] Im Jahr 2000 wurde das Programm PC ALE veröffentlicht, welches die Kommunikation mit ALE über die Computer-Soundkarte ohne kommerziellen Transceiver oder Hardware-TNC ermöglichte. Im Jahr 2001 organisierten sich die ersten Funkamateure zum internationalen ALE-Amateurfunk-Netzwerk HFN (engl. High frequency network „Kurzwellen-Netzwerk“). Dies führte dazu, dass im August 2005 Funkamateure in den USA das Amerikanische Rote Kreuz während des Hurrican Katrina bei der Not- und Katastrophenkommunikation mit ALE unterstützen konnten.[5]

WinLink[Bearbeiten]

Hauptartikel: WinLink

An das Internet angebundene Netzleitstationen des HFN-Netzwerkes ermöglichen das Versenden von SMS und E-Mails, jedoch ohne Dateianhang über das WinLink-2000-Netzwerk. Aufgrund des geringen Datendurchsatzes und der einfachen Protokollstruktur eignet sich ALE vor allem für Kurzmitteilungen. Für den Versand größerer Nachrichten sowie Dateianhängen werden auf Kurzwelle die schnelleren Protokolle WINMOR und PACTOR genutzt.

Internationale Koordination[Bearbeiten]

Internationale Amateurfunk-ALE-Kanäle und dementsprechende Frequenzzuweisungen sind mit allen IARU-Regionen für internationale, nationale, regionale und lokale Anwendung im Amateurfunkdienst koordiniert.[6] Alle Kanäle beziehen sich auf den für digitale Betriebsarten üblichen Standard des oberen Seitenbandes (USB).

Internationale Kanäle[Bearbeiten]

Dies ist eine Liste von international festgelegten ALE-Frequenzen.[7]

Kanal Frequenz (kHz) SSB Nutzung Netzwerk Beschreibung
01 1845.0 USB Sprache/Daten - Lokal
02 1996.0 USB SPRACHE/DATEN - Lokal
03 3584.5 USB DATEN/SPRACHE QRZ Testing and expanded data traffic
04 3596.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
05 3617.0 USB DATEN/SPRACHE - IARU Region 1 Internet, Baken
06 3791.0 USB SPRACHE HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
07 3845.0 USB SPRACHE HFL Nordamerika
08 3996.0 USB SPRACHE HFL Nordamerika
09 5371.5 USB SPRACHE - Nur Notfunk
10 5403.5 USB SPRACHE - Nur Notfunk
11 7049.5 USB DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, IARU Region 1, Baken
12 7099.5 USB DATEN QRZ Testing and expanded data traffic
13 7102.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
14 7185.5 USB SPRACHE HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
15 7296.0 USB SPRACHE HFL Nordamerika
16 10136.5 USB DATEN/SPRACHE QRZ Testing and expanded data traffic, Asia/Pacific/Australia/NZ/Africa SSB
17 10145.5 USB PRIMÄR DATEN HFN International Emergency/Relief, Internet
18 14100.5 USB DATEN QRZ Testing and expanded data traffic
19 14109.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
20 14346.0 USB SPRACHE HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
21 18104.5 USB DATEN QRZ Testing and expanded data traffic
22 18106.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
23 18117.5 USB SPRACHE/DATEN HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
24 21096.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
25 21116.0 USB DATEN QRZ Testing and expanded data traffic
26 21432.5 USB SPRACHE HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
27 24926.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
28 24932.0 USB SPRACHE HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
29 28146.0 USB PRIMÄR DATEN HFN Globales ALE Kurzwellen Netzwerk, HF Relay, Datenverkehr, Internetkonnektivität, Baken
30 28312.5 USB SPRACHE/DATEN HFL Internationaler Not-und Katastrophenfunk
31 50162.5 USB SPRACHE/DATEN QRZ Lokal
32 144162.5 USB SPRACHE/DATEN QRZ Lokal

Standard-Konfigurationen[Bearbeiten]

Hinweis Konfiguration Standard
1 ALE System MIL-STD 188-141A ; FED-1045 (8FSK, 2kHzBW)
2 Dauer der Aussendung optimal 22 s; maximal 30 s.
3 Scan Rate 1 oder 2 Kanäle pro Sekunde.
4 Baken Intervall 60 Minuten oder mehr (für einige Kanäle)
5 zentrale Audio-Frequenz 1625 Hz für digitale Datenübertragung
6 Nachrichtenstandard AMD (Automatic Message Display) kurzer Text
7 Bakentyp TWS (This Was Sound) Bake

Internationale Netzwerke[Bearbeiten]

Netzwerk Mitglieder Zweck
HFL 10 Alle ALE Sprachstationen, offenes Selektivrufverfahren
HFN 10 Globales ALE Kurzwellen Netzwerk
QRZ 3 offenes Rufverfahren auf allen Kanälen
GPR 3 GPS-Meldungen
RPT 3 Stationen Status Meldungen

Software[Bearbeiten]

Programm Grundlage Lizenz
PC ALE Windows XP und höher Freeware

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Interoperability and Performance Standards for Medium and High Frequency Radio Systems
  2. Interoperability and Performance Standards for Data Modems
  3. Telecom Bureau, ITU-D/SG: Frequency Agile Systems in the MF/HF Bands. Internationale Fernmeldeunion, 14. Dezember 2000, abgerufen am 17. Dezember 2012 (DOC; 65 kB, amerikanisches englisch).
  4.  Ronald E. Menold, AD4TB: ALE--The Coming of Automatic Link Establishment. Februar 1995 (http://www.arrl.org/tis/info/pdf/9502068.pdf).
  5. B. Crystal, A. Barrow: ALE for Emergency / Disaster Relief Communications. International Amateur Radio Union (IARU), 17. August 2007, abgerufen am 17. Dezember 2012 (amerikanisches englisch).
  6. ARRL Technical Information Service page:ARRLWeb: ALE (Automatic Link Establishment). American Radio Relay League (ARRL), August 2005, abgerufen am 17. Dezember 2012 (amerikanisches englisch).
  7. ALE Automatic Link Establishment Channel List International Amateur Radio Service. HFLINK HFN, abgerufen am 17. Dezember 2012 (amerikanisches englisch).