SSTV - Slow Scan Television in Theorie und Praxis
Walter Justen, 06/2006
Bei "Slow Scan Television“ handelt es sich nicht, wie der Name es vielleicht vermuten lässt um bewegte Bilder. Es spielt bei dieser Betriebsart ausschließlich die Übertragung von Stand-Bildern eine Rolle. So sind auch technische Unterschiede zur Betriebsart FAX, die zum Beispiel zum Übermitteln von Wetterkarten genutzt wird nur gering und finden sich in Auflösung der Bilder und in den Betriebsmodi wieder. Bei heute üblichem Standards werden mit SSTV Farb-Bilder in einer Auflösung von 320x256 Pixeln bei einer Übertragungsdauer von 114 Sekunden pro Bild übermittelt. Höhere Auflösungen sind technisch möglich, jedoch selten in der Praxis anzutreffen. Zu hören ist SSTV sowohl auf Kurzwelle als auch auf Ultrakurzwelle.
Geschichtliches
Erstmals vorgestellt im Jahre 1958 von Copthorne Macdonald, WA2BCW starteten kurz darauf erste nichtgenehmigte Übertragungsversuche in SSTV. Ende 1959 konnten Aussendungen von WA2BCW im 10m Band in Europa von John Plowman, G3AST empfangen werden. Die original Meldung darüber kann im CQ-TV Magazin Nr. 41 [1] des British Amateur Television Club [2] nachgelesen werden. John selbst startete im Jahr 1960 mit lizensierten und genehmigten SSTV Übertragungen über den Atlantik. Eine weitere Sondergenehmigung für SSTV erhielten 1966 amerikanische Funkamateure die in der McMurdo Antarktis Basis stationiert waren. In Deutschland wurden im Jahre 1972 erste Sondergenehmigung ausgegeben. In den Anfangsjahren nutze man zum Anzeigen der Bilder zunächst nachleuchtende Bildröhren aus Radaranlagen. Um 1975 konnten dank neu entwickelten Konvertern die Signale auf normalen Fernsehgeräten sichtbar gemacht werden. Entscheidend zu dieser Entwicklung beigetragen hat auch Volker Wraase, DL2RZ [3] unter anderem mit seinen Konvertern SC1 und SC2, die auch in der heutigen Zeit noch zur Übertragung von SSTV und Fax Bildern in guter Qualität eingesetzt werden können. Dank der technischen Entwicklungen der Folgejahre und dem Einzug des Computers in die meisten Hobbyhaushalte ist der Empfang von SSTV mittlerweile ohne großen Aufwand zu bewerkstelligen.
Modi heute
Zur SSTV Übertragung nutzt man einen Audio-Frequenzbereich von 1500 Hz bis 2300 Hz für den Bildinhalt und die Frequenzen 1100 Hz, 1200 Hz sowie 1300 Hz für den sogenannten VIS Code, der eine Tonfolge sendet um den Decoder auf Empfängerseite automatisch in den richtigen SSTV Modus zu schalten. Somit steht für die Bildübertragung ein Spektrum von 800 Hz zur Verfügung, in dem die verschiedenen Helligkeits- beziehungsweise Farbstufen des Bildes untergebracht werden. Wobei für Schwarzweiß-Bilder das 1500 Hz Signal für Schwarz und das 2300 Hz Signal für Weiß steht und die restlichen Grauschattierungen linear dazwischen zu finden sind.
Frequenzspektrum bei SSTV Aussendung und Empfang
Zum Übertragen von Farb-Bildern nutzt man bei den heutzutage meist eingesetzten SSTV Modi das auch aus anderen Bereichen bekannte und weit verbreitete RGB (Grundfarben: Rot-Grün-Blau) System. Hierbei wird das Bild in jede der RGB Farben auf Sender Seite zerlegt, jede Farbe einzeln übertragen und auf Empfängerseite wieder zusammengeführt. Durch diese Einzelübertragung stehen jeder dieser Grundfarben die volle Übertragungsbreite zur Verfügung. Eine einfache Rechnung bei zum Beispiel 64 verwendeten Abstufungen (entspricht einem Signalabstand von 800 Hz / 64 = 12,5 Hz) je Grundfarbe mal jede der drei RGB Grundfarben ergibt die Darstellbarkeit von 64^3 Farben = 262144 Farben, was wiederum einer Farbtiefe von 18 Bit entspricht. Wurden früher aus technischen Gründen solche Bilder bildsequentiell übertragen, also erst das ganze Bild in einer RGB Grundfarbe, dann das ganze Bild in der nächsten RGB Grundfarbe, überträgt man dieses Bild nun zeilensequentiell. Neben den Farben spielt natürlich auch die Auflösung des Bildes eine große Rolle für die Bildqualität. Wurden in der Anfangszeit quadratische schwarz weiß Bilder mit 120 Zeilen je 120 Pixel übertragen, findet man heute überlicherweise ein 4:3 Format mit einer Auflösung von 320x256(240+16) Pixeln vor. Wobei 16 Pixel der Höhe je nach verwendeter Software für eine Kopfzeile mit zum Beispiel Rufzeichen und anderen Informationen des Senders verwendet wird. Somit stehen in einem solchen Fall für den eigentlichen Bildinhalt noch 240 Pixel zur Verfügung.
Zwei SSTV Übertragungen von SSTV "Piraten" auf 6650 kHz
In Europa trifft man meist den Martin Modus, benannt nach seinem Entwickler Martin Emmerson, G3OQD an. Bei DX Verbindungen, gerade nach Übersee kommt oft der Scottie Modus, entwickelt von Eddie Murphy, GM3SBC zum Einsatz. Einen Überblick über diese beiden Modus Familien gibt die folgende Tabelle.
|
Modus |
Farb-Typ |
Auflösung |
Laufzeit |
|
Martin 1 |
RGB |
320x256(240+16) |
114 |
|
Martin 2 |
RGB |
160x256(240+16) |
58 |
|
Martin 3 |
RGB |
320x128(120+8) |
57 |
|
Martin 4 |
RGB |
160x128(120+8) |
29 |
|
Scottie 1 |
RGB |
320x256(240+16) |
110 |
|
Scottie 2 |
RGB |
160x128(120+8) |
71 |
|
Scottie 3 |
RGB |
320x128(120+8) |
55 |
|
Scottie 4 |
RGB |
160x128(120+8) |
36 |
Weitere ältere Modi sind zum Beispiel der Robot Modus oder der Wraase SC2 Modus. Auch gibt es verschiedene Modi um hochauflösende Bilder zu Übertragen. Zur Zeit werden diese jedoch nur testweise genutzt. Als Vertreter seien Pasokon TV Hires oder HQ1 und HQ2 genannt.
Betriebstechnik
SSTV findet auf Kurzwelle in der Regel in SSB und auf Ultrakurzwelle in FM statt. Im Amateurfunkbereich sind spezielle Frequenzbereiche mit Anruffrequenzen empfohlen, diese sind jedoch nicht exklusiv für SSTV reserviert. Außerhalb dieser Bereiche werden noch andere Frequenzen für SSTV über CB-Funk und von nichtlizensierten "Schwarzfunkern" benutzt. Auf Kurzwelle ist empfohlen für SSTV QSOs jeweils ein 3 kHz Abstand ausgehend von den Anruffrequenzen zu halten, um Störungen anderer SSTV Aussendungen zu vermeiden. Folgend eine Übersicht von in der Praxis üblicherweise genutzten Anruffrequenzen.
Frequenzen für SSTV (F2C)
KW Amateurfunk: 3730, 7040, 14230, 21340 und 28680 KHz
UKW Amateurfunk: 144,500, 432,500 MHz
CB-Funk: 27700 kHz
nicht lizensierte Funker: 6650, 6925 kHz
Zyklische Aussendung eines SSTV Repeaters / Bild das von diesem Repeater empfangen, zwischengespeichert und wieder ausgesendet wurde
Auf oder in der Nähe der UKW Ruffrequenzen sind oft lokale SSTV Runden zu hören die sich dort regelmäßig treffen. Wie auch von FM in Sprache bekannt gibt es für SSTV einige Repeater, sowohl im 70cm als auch im 2m Band. Teilweise arbeiten diese im Simplex, teils im Duplex Betrieb. Bei einem Simplex betriebenen Repeater sendet der Funkamateur das gesamte Bild zum Repeater, dieser speichert dieses zwischen, um es auf gleicher Frequenz nach erfolgreichem Empfang wieder aus zu senden. Sinn und Zweck solcher Repeater ist die Steigerung der Reichweite. Dies ist vor allem für SSTV Amateure interessant, die Leistungs oder Standort bedingt nur eingeschränkte Möglichkeiten haben.
Übermittelt werden bei SSTV meist private Bilder. Sei es Aufnahmen von Geräten, dem Hobbyraum oder dem Haustier. Oft wird man auch Gebäude aus der Umgebung des Senders sehen. Bei den Aussendungen von nichtlizensierten Funkern wird man aus verständlichen Gründen eher nicht private sondern allgemeine neutrale Bilder empfangen. Statt eine reine "Dia-Show" zu übertragen unterhalten sich die beteiligten QSL Partner auch zwischen den SSTV Übertragungen in Sprache und geben zum Beispiel Kommentare zu ihren oder den Bildern des Partners ab. Des öfteren wird SSTV auch bei speziellen Missionen eingesetzt. Zu nennen wäre der vor kurzem im Weltraum ausgesetzt Raumanzug Suit-Sat, frühere Aussendugnen von der nicht mehr in Betrieb befindlichen Raumstation MIR oder verschiedene durchgeführte Versuchen mit Wetter-Ballons. Wie bei normalen QSOs wird die Qualität einer Aussendung vom Gegenüber bewertet. Bei SSTV wird dieser Rapport nicht wie üblich in RST sondern für SSTV angepasst in RSV (Readability, Signal Strength, Visibility ) vergeben, um statt der Tonqualität die Bildqualität zu bewerten. Wie von RST bekannt wird auch hier eine Wertung von 1 bis 5 für R und V vorgenommen. Oft ist auch zu sehen das der QSO Partner das gesendete Bild als "Bild im Bild" wieder mit zurück sendet.
Rauschen auf der Frequenz gibt Rauschen im Bild / Bild in Bild Rapport
Empfangsausrüstung
Für den Empfang von SSTV genügt ein Empfänger der über ein 2,7 kHz Filter verfügt. Je nachdem ob man auf Kurz oder Ultrakurzwelle empfangen möchte ist SSB oder FM notwendig. Ein NF Ausgang für die Verbindung zur benötigten Soundkarte des PCs ist Voraussetzung. Die Ausstattung des Computers wird durch die verwendete Software diktiert. In der Regel genügt hier als Mindestausstattung ein Computer der Pentium I Generation. SSTV Software gibt es mittlerweile sehr viele und sehr unterschiedliche. Teils auch mit der Möglichkeit noch weitere Übertragunsgarten zu entschlüsseln. Eine sehr empfehlenswerte Software ist MMSSTV [4] von JE3HHT die kostenfrei runter geladen werden kann und sich sehr einfach bedienen lässt. In der Praxis hinterließ sie einen sehr guten Eindruck und erkannte über die "AUTO" Stellung jeden SSTV Übertragungsmodus zuverlässig. Lauffähig ist MMSSTV unter Windows 95/98/ME/NT/2000/XP, Mindestvoraussetzung ist eine 100 MHz Pentium I CPU und 32 MB Hauptspeicher. Die genaue Bedienung der Software ist der mitgelieferten Dokumentation und der Hilfe Funktion der Software zu entnehmen.
Screenshot MMSSTV
Empfangsversuche
Wird am eigenen Standort auf UKW SSTV Betrieb gemacht erschließen sich dadurch mit großer Wahrscheinlichkeit sehr gute Empfangsmöglichkeiten. Auf Kurzwelle sind in der Praxis im Bereich des 20m Bandes die meiste SSTV Aktivitäten festzustellen. Mit der oben genannten 3 kHz Abstand Empfehlung lohnt daher ein Blick auf die Frequenzen: 14224, 14227, 14230, 14233, 14236 kHz. Sehr starke Aktivität zeigen auch die Piratenfrequenzen bei 6650 kHz. Stellt man seinen Empfänger auf eine dieser Frequenzen ein und schaltet die Software auf "Lauerstellung" sollten sich nach kurzer Zeit die ersten Empfangserfolge einstellen.
Weitere Beispiele für SSTV Aussendungen
Links:
Literatur:
-
SSTV von simpel bis High-Tech, Klaus Raban - DG2XK, Theuberger Verlag GmbH Berlin ISBN 3-910159-31-1
-
Image Communications Handbook, Dr. Ralph E. Taggart - WB8DQT, ARRL Inc., ISBN 0-87259-861-6
