PACTOR

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PACTOR (englisch: PACket Teleprinting Over Radio; oder auch lateinisch: der Vermittler, Modulationsart: J2B[1]) ist ein Kunstwort, gebildet aus den Ausdrücken Packet Radio und AMTOR und bezeichnet eine digitale Betriebsart im Amateurfunk. Es wurde speziell für den Datenverkehr auf Kurzwelle entwickelt, um die auf diesen Frequenzen vorkommenden Störungen (Schwankungen der Feldstärke, Interferenzen) zu kompensieren. So findet es vor allem als Übertragungsprotokoll bei WinLink, zum Versand von E-Mails und Dateien via Kurzwelle Verwendung.

Die Entwickler von PACTOR sind die beiden deutschen Funkamateure Hans-Peter Helfert (Rufzeichen: DL6MAA) und Ulrich Strate (Rufzeichen: DF4KV). Die Entwicklung begann bereits in den 1980er Jahren als nachrichtentechnisches Hobby-Projekt. Aufgrund der großen Akzeptanz des neuen Verfahrens haben die Entwickler im Jahre 1992 eine eigene Firma namens SCS gegründet, die spezielle Hard- und Software für den PACTOR-Betrieb anbietet. Mittlerweile hat sich PACTOR neben MIL-STD-Modems als globaler Industriestandard für globale, schmalbandige Datenkommunikation über Kurzwelle etabliert. Die Technologie hat sich in den letzten 20 Jahren vom relativ einfachen Verfahren mit Frequenzumtastung (PACTOR-I) zu einem hochkomplexen System mit aufwändiger Fehlerkorrektur-Codierung sowie Quadratur-Amplituden-Modulation mit adaptiver Entzerrung (PACTOR-4) gewandelt.

Das ursprüngliche PACTOR verwendet eine bitsynchrone Übertragung mit automatischer Rückfrage bei Fehlern wie AMTOR, jedoch mit 8 Bit pro Zeichen, deutlich längeren Paketen sowie einem zyklischen Redundanz-Check als Fehlererkennungs-Algorithmus.

Zur Durchführung des PACTOR-Betriebs werden spezielle Controller benötigt, die zwischen das Terminal (meist ein gewöhnlicher PC mit entsprechendem Programm) und den Transceiver geschaltet werden. Die neueste Controller-Serie der Firma SCS hat die Typenbezeichnung P4dragon DR-7800.

Mit PACTOR-4 kann bei eingeschalteter Kompression eine Datenübertragungsrate bis zu 10 500 Bit/s erreicht werden; zum Vergleich hat ISDN eine Datenübertragungsrate von 64 000 bit/s (64 kbit/s).

PACTOR-I[Bearbeiten]

Modulation[Bearbeiten]

Die ursprüngliche PACTOR-Variante verwendet AFSK mit zwei Tönen wie AMTOR.

Bitrate[Bearbeiten]

100 bis 200 Bit/s.

PACTOR-II[Bearbeiten]

Modulation[Bearbeiten]

PACTOR-II verwendet als Modulationsverfahren verschiedene Modi des DPSK.

Modulations-
verfahren
Symbol-
rate
Brutto-Bitrate
(Bit/s)
Netto-Bitrate
(Bit/s)
DBPSK 1/2 200 100
DQPSK 1/2 400 200
8-DPSK 2/3 600 400
16-DPSK 7/8 800 700

Bitrate[Bearbeiten]

Bei eingeschalteter Online-Kompression beträgt die Bitrate etwa 1 200 Bit/s.

Fehlerkorrektur[Bearbeiten]

Um das Signal weiterhin störfester zu machen, wird eine echte Faltungscodierung als Vorwärtsfehlerkorrektur eingesetzt. Dies verringert nicht nur die Fehlerraten bei geringem Rauschabstand, sondern auch bei kurzzeitigen Störungsimpulsen und sogar Signalausfällen, ohne dass das entsprechende Paket noch einmal (aktiv) angefordert werden muss. Dies ist wichtig, weil PACTOR-II Pakete mit dreifacher Länge unterstützt, die durch ihre Größe auch entsprechend anfälliger für kurze Störungen wie beispielsweise Sferics sind.

Kompression[Bearbeiten]

Um die Bitrate weiter zu steigern, kommt auf Textebene eine Huffman-Kompression zur Anwendung. Alternativ dazu kann auch die von SCS entwickelte „Pseudo-Markov-Kodierung“ angewendet werden. Sie erhöht den Datendurchsatz bei reinem Text im Vergleich zum Huffman-Codec um etwa den Faktor 1,3. Der PTC-II kann im Betrieb prüfen, welche der drei Möglichkeiten (Unkomprimiert/Huffman/Pseudo-Markov) am schnellsten zu übertragen ginge und wendet die jeweilige Methode dann beim jeweiligen Paket an. Des Weiteren bietet das PACTOR-II-Protokoll dem Pseudo-Markov-Encoder die Möglichkeit einer englischen und einer deutschen Codierungstabelle. Für Huffman und Pseudo-Markov gibt es zudem noch einen Großbuchstaben-Modus. Insgesamt gibt es 6 verschiedene Komprimierungsmöglichkeiten, von denen der PTC-II quasi in Echtzeit für jedes einzelne Paket die jeweils beste wählt. Außerdem gibt es zum Beispiel für längere Unterstreichungen im Text oder sonstige wiederkehrende Zeichenfolgen noch eine Lauflängencodierung, die einfach das betreffende Zeichen und seine Anzahl überträgt.

PACTOR-III[Bearbeiten]

Modulation[Bearbeiten]

PACTOR-III-Signal mit Level 6

Bei dieser PACTOR-Variante wird ein Niederfrequenz-Mehrträgerverfahren mit bis zu 18  Einzelträgern (Tönen) von 400 Hz bis 2,4 kHz verwendet, von denen jeder einzelne PSK-moduliert ist. Somit hat PACTOR-III die Bandbreite eines SSB-Seitenbandes.

Level Anzahl
der Träger
Brutto-Bitrate
(Bit/s)
Netto-Bitrate (ohne
Komprimierung, Bit/s)
Crestfaktor (dB)
1 2 200 76,8 1,9
2 6 600 247,5 2,6
3 14 1400 588,8 3,1
4 14 2800 1186,1 3,8
5 16 3200 2039,5 5,2
6 18 3600 2722,1 5,7

Bitrate[Bearbeiten]

Je nach Protokoll-Ebene (siehe oben)

ohne Kompression bis zu 3600 Bit/s
mit Kompression bis zu 5200 Bit/s

Kompression[Bearbeiten]

Es werden die gleichen Kompressionsverfahren wie bei PACTOR-II angewandt.

PACTOR-IV[Bearbeiten]

Zur HAM-Radio 2011 wurde ein neues Modem von SCS vorgestellt, das mit schlechteren Signal/Rauschverhältnissen auskommt und in der neuen Betriebsart Pactor4 betrieben werden kann. Diese erreicht eine Verbesserung um den Faktor 2 bei der Übertragungsgeschwindigkeit im Verhältnis zu PACTOR-III.[2]

Modulation[Bearbeiten]

PACTOR-IV verwendet im Gegensatz zu PACTOR-II und III nur einen einzelnen, phasenmodulierten Träger (Ausnahme Speedlevel 1). Hierbei kommen von einfacher, gespreizten DQPSK bis hin zu höherwertigen QAM unterschiedliche Varianten zum Einsatz.

Level Modulations-
verfahren
Brutto-Bitrate
(Bit/s)
Netto-Bitrate
(Bit/s)
1 2-Ton DBPSK-Chirp 113 46,9
2 DQPSK, Spread-16 225 85,32
3 DQPSK, Spread-16 225 147,2
4 DQPSK, Spread-8 450 300,8
5 BPSK 1800 433,1
6 BPSK 1800 1069,5
7 QPSK 3600 2199,5
8 PSK8 5400 3304,5
9 QAM16 7200 4407,5
10 QAM32 9000 5512,5

Bitrate[Bearbeiten]

Bei höchster Protokoll-Ebene

  • ohne Kompression bis zu 5512 Bit/s
  • mit Kompression bis zu 10500 Bit/s (bei reiner Textübertragung)

Kompression[Bearbeiten]

Es werden die gleichen Kompressionsverfahren wie bei PACTOR-II und III angewandt.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Prüfungsfragen in den Prüfungsteilen "Betriebliche Kenntnisse" und "Vorschriften" bei Prüfungen zum Erwerb von Amateurfunkzeugnissen der Klassen A und E. Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen, 2006, S. 11, abgerufen am 24. Oktober 2012 (PDF, deutsch, Prüfungsfrage BB407; Antwort A).
  2. PACTOR-IV. Website zu PACTOR-IV von SCS. Abgerufen am 1. Juli 2011.