HAMNET

Highspeed Amateurradio Multimedia NETwork — vom Amateurfunkdienst entwickeltes IP-Backbone auf 5 GHz, mit rund 30 Schweizer Standorten und über 600 km Linkstrecken.

Verantwortlich (Koordination): Swiss-ARTG, HB9RMW · Kontakt USKA: ✉ hamnet@uska.ch

HAMNET (Highspeed Amateurradio Multimedia NETwork) ist ein von Funkamateuren entwickeltes und betriebenes funk- und kabelbasierendes IP-Netzwerk. Es dient als leistungsfähiger Backbone für die bereits verfügbare Infrastruktur des Amateurfunkdienstes und ermöglicht IP-Verbindungen. HAMNET hat das seit den 1980er Jahren bestehende Packet-Radio-Netz fast vollständig abgelöst. Über das Netzwerk werden weitere Amateurfunkdienste wie EchoLink, WinLink2000, Instant Messaging, VoIP, DATV/IP-ATV und APRS abgewickelt; es dient auch dem Mesh-Funknetzwerk AREDN als Zubringer.

HAMNET ist ein vom Internet getrenntes, von Funkamateuren entworfenes Netzwerk, das vornehmlich im 5-GHz-Bereich Amateurfunkstationen miteinander vernetzt und dem Austausch digitaler Daten dient. Es deckt auch Aspekte des Notfunkbetriebs (Unabhängigkeit von Internet und Netzstrom) sowie experimentelle Betriebsverfahren ab. Als Übertragungsprotokoll wird TCP/IP verwendet (siehe auch Wikipedia: HAMNET).

Ziele

  • Austausch von digitalen Daten
  • Unterstützung des Notfunkbetriebs
  • Förderung innovativer, digitaler Anwendungen im Amateurfunk
  • Entwicklung freier Hard- und Software in Datenübertragung, Modulationstechnik und Routingverfahren
  • Ersatz des schmalbandigen AFSK/FSK-Packet-Radio-Netzwerks
  • Freie Benutzerzugänge mit hohen Bitraten ins HAMNET
  • Erhalt und Nutzung bestehender Höhenstandorte für den Amateurfunk

HAMNET — das Internet im Amateurfunk

HAMNET-Architektur

HAMNET ist als geschlossenes Netz konzipiert, Zugang aus dem Internet ist nur über einen Gateway möglich. Die HF-Linkstrecken sind Amateurfunkanlagen, welche gemäss Radioreglement (Fernmeldegesetz) nur durch lizenzierte Funkamateure betrieben und genutzt werden dürfen. Analog zum Internet verbindet HAMNET Funkamateure mit:

  • SDR-Empfänger und Remote-Stationen
  • Webserver mit Informationen über Funkamateure und Technik
  • Wetterstationen, Web-Cams und Cloud-Speicher
  • DX-Cluster, Mailboxen, Sprachkonferenzen, Informationsdienste für Conteststandorte ohne Internetzugang
  • APRS, Weiterleitung von APRS-Daten zum APRS-Server (aprs.fi)
  • Packet-Radio-Verbindungen zwischen PR-Knoten (Ersatz der 70- und 23-cm-Linkstrecken)
  • Verbindung von D-STAR- und DMR-Repeatern mit dem jeweiligen Netzwerk
  • EchoLink-Verbindungen
  • SSTV und ATV — Datenübertragung digitaler Bild- und Tondaten
  • Voice-over-IP-Anwendungen (SIP-Telefonie, Chat)

IP-Adressen — AMPRNet

Die Übertragung erfolgt über TCP/IP. Die Identifizierung der Netzknoten erfolgt über IP-Adressen aus dem AMPRNet; der Adressbereich 44.0.0.0/8 ist weltweit exklusiv für Funkamateure reserviert. Der Bereich 44.141.0.0/16 ist der Schweiz zugeordnet, 44.149.0.0/16 Deutschland.

Amateur Radio Digital Communications (ARDC) hat sich zur langfristigen Sicherstellung ihrer Aufgaben entschieden, ein Viertel dieser IP-Adressen an Amazon zu verkaufen. Verbleibend sind dem Amateurfunk die Adressblöcke 44.0.0.0/9 und 44.128.0.0/10 — etwa 12,6 Millionen IP-Adressen. National werden diese durch die IP-Koordination zugeteilt; in der Schweiz übernimmt die Swiss-ARTG diese Aufgabe.

Wer kann HAMNET nutzen?

HAMNET wird von Vereinen betrieben, die Standorte mit HAMNET-Knoten aufbauen und die Funklink-Verbindungen zwischen diesen Knoten herstellen. Benutzer können sich entweder direkt auf 5 GHz mit einem Knotenstandort verbinden oder, wenn keine Sichtverbindung möglich ist, via VPN über das Internet einsteigen.

5-GHz-Benutzerzugang

Voraussetzung ist eine freie Sichtlinie zwischen der eigenen Antenne und dem Benutzerzugang. Hindernisse in der Fresnelzone schwächen das Nutzsignal deutlich. Für die Streckenberechnung stehen Werkzeuge wie Radio Mobile Online, Linktool, UISP Design Center und der MikroTik-Rechner zur Verfügung.

Häufig verwendet werden Produkte von Ubiquiti und MikroTik — WLAN-Module integriert in Antenne oder Spiegel sind besonders interessant, weil dadurch die Koaxialdämpfung entfällt. Herkömmliche WLAN-Technik (Notebook-WLAN, Heimrouter) ist nicht geeignet, weil die Amateurfunk-Frequenzen und -Bandbreiten dort nicht einstellbar sind.

Selbstbau ist ebenfalls möglich. Thomas Ries HB9XAR stellt eine umfassende Dokumentation und die nötige Software inkl. HAMNET-Treibererweiterungen auf seiner Webseite zur Verfügung. Basis bilden ein stromsparendes ALIX-Board von PCEngines, ein oder mehrere WLAN-Module Atheros DCMA-82 und das Betriebssystem OpenWRT.

VPN-Zugang über Internet — HamCloud

Wer keine Sichtverbindung zu einem HAMNET-Benutzerzugang hat, kann auf den HamCloud-VPN-Dienst zurückgreifen — vorgestellt am Dreiländer-Sysoptreffen 2023 in Engen vom IP-Koordinator DL, Jann Traschewski (DG8NGN). Die Swiss-ARTG empfiehlt diesen Dienst für den Internet-Zugang ins HAMNET. Der frühere VPN-Dienst des Digital Radio Club HB9DR wurde von der Swiss-ARTG eingestellt.

Netzwerk-Betreiber: Knoten und Links

HAMNET besteht aus Standorten und aus Funkverbindungen zwischen den Standorten — beides darf nur von Vereinen betrieben werden, vom BAKOM bewilligt wie jede andere unbediente Anlage. Die Frequenzen müssen vom Frequenz-Koordinator beantragt werden (E-Mail ✉ qrg@uska.ch). Erforderlich sind: Adresse von technischem Leiter und Präsident, Standort (Name, Koordinaten CH1903+, Höhe ü. M.), bereits zugeteilte Frequenzen, geplante Inbetriebnahme.

IP-Adressen aus dem HAMNET-Bereich werden vom IP-Koordinator der Swiss-ARTG vergeben (E-Mail ✉ ip-coordination@swiss-artg.ch). Anzugeben: Adresse von technischem Leiter und Präsident, Standort (Koordinaten WGS 84), Grösse des geplanten Netzes (/24 bis /27, Links /29), bei neuen Projekten ein kurzer Projektbeschrieb, geplante Inbetriebnahme.

Typische Hardware eines Knotens

  • Knotenrechner (z.B. MikroTik Router RB3011)
  • Netzteil mit Multi-PoE-Adapter
  • Link Device (MikroTik QRT5 oder Ubiquiti)

Der Knotenrechner ist im Prinzip «nur» ein Netzwerk-Router, gegenüber heimischen Routern jedoch frei programmierbar — exakt anpassbar an die spezielle Netzwerk-Situation des Knotens. Das Link Device wird via PoE betrieben und beinhaltet die Antenne sowie eine Masthalterung. Kosten: ca. 500–600 CHF für den ersten Link, jeder weitere ca. 200 CHF zzgl. Rack und Kabel. Die Frequenzen für neue Link-Verbindungen werden vom Frequenz-Koordinator festgelegt; die Kosten für das Link Device tragen in der Regel die beiden Betreiber selbst.

Wie schliesse ich mich als User an einen Knoten an?

Mit dem regionalen Betreiber Kontakt aufnehmen und die Verbindungs-Parameter erfragen. Benötigt wird ein 5-GHz-Access-Point — etwa eine Ubiquiti NanoStation 5AC Loco (airMAX ac, 450 Mbit+, wetterfest, ~10 km) oder eine MikroTik SXTsq Lite5. Kosten 50–100 CHF; Konfiguration mit den Verbindungs-Parametern des Betreibers.

Technisch — Frequenzen und Modulation

Link-Verbindungen und Access-Point-Verbindungen erfolgen nach IEEE 802.11 a/n. Die Bandbreite wird zusammen mit dem Frequenzkoordinator festgelegt — orientiert am aktuellen HAMNET-Bandplan.

Dokumente und Links

Geschichte

Seit 2008/2009 wird das ehemalige Packet-Radio-Netzwerk in Europa laufend umgebaut und durch HAMNET-Links ersetzt. In der Schweiz sind aktuell rund 30 HAMNET-Standorte in Betrieb, die überbrückte Gesamtlänge der Linkstrecken beträgt mehr als 600 km. Ein Verzeichnis der Standorte in Europa findet sich in der HAMNET-Datenbank. Die Swiss-ARTG engagiert sich zusammen mit HB9AM (Interessengemeinschaft Chestenberg) sowie den USKA-Sektionen Luzern (HB9LU) und Zug (HB9RF) beim Aufbau des Schweizer Netzes.

Bereits in den frühen 1980er-Jahren wurde dem Amateurfunk der gesamte IP-Adressblock 44.0.0.0/8 zugeteilt — rund 16 Millionen Adressen und damit eines der grössten je vergebenen Netze. Dieses «AMPRNet» (44Net) wird durch die Stiftung Amateur Radio Digital Communications (ARDC) verwaltet und bildet bis heute die Adressgrundlage für HAMNET und weitere IP-Experimente im Amateurfunk.