HAMNET Nederland
Highspeed Amateur Multimedia Network
HAMNET staat voor Highspeed Amateur Multimedia Network en is een autonoom breedband datanetwerk dat door en voor radiozendamateurs wordt gebouwd.
Je zou HAMNET kunnen zien als de moderne breedbandopvolger van het vroegere Packet Radio-netwerk. Het grote verschil is de beschikbare bandbreedte. Waar Packet Radio met relatief lage datasnelheden werkte, maakt HAMNET gebruik van breedbandverbindingen op microgolffrequenties waarmee aanzienlijk hogere datasnelheden mogelijk zijn.
HAMNET is echter geen draadloze internetprovider.
Het netwerk vormt een eigen infrastructuur voor de amateurdienst, waarbij radioverbindingen tussen HAMNET-knooppunten een belangrijk onderdeel van de infrastructuur vormen.
Het uitgangspunt is eenvoudig:
een digitaal netwerk bouwen waarbij stations en knooppunten via amateur-radioverbindingen met elkaar worden verbonden.
Wat kan HAMNET transporteren?
HAMNET gebruikt het Internet Protocol, IP, als technische basis. Daardoor kunnen veel toepassingen die normaal gesproken over een computernetwerk functioneren ook over HAMNET worden gebruikt.
Denk bijvoorbeeld aan:
remote bediening van amateurstations, audio- en videostreaming, ATV, SDR-ontvangers, repeaterkoppelingen, VoIP, DX-clusters, chatservers, webservers en communicatievoorzieningen voor radioamateurs.
Het netwerk is dus veel meer dan alleen een snelle digitale radioverbinding.
Het vormt een complete IP-infrastructuur via amateur radio.
De technische infrastructuur
Een HAMNET-netwerk bestaat grofweg uit drie onderdelen:
Backbone-links verbinden belangrijke HAMNET-knooppunten onderling.
Accesspoints geven individuele radioamateurs toegang tot het netwerk.
Clients zijn de stations van individuele radioamateurs die verbinding maken met zo'n accesspoint of knooppunt.
Voor de backbone worden vaak point-to-pointverbindingen gebruikt. Daarbij staan twee sterk gerichte antennes exact op elkaar gericht.
Hoe groter de afstand, hoe belangrijker een goede zichtverbinding wordt.
Gebouwen, bomen, terrein en andere obstakels in of rond het radiopad kunnen een verbinding op deze frequenties sterk beïnvloeden.
Line of Sight en Fresnel-zone
Voor betrouwbare HAMNET-links op GHz-frequenties is een goede Line of Sight (LOS) bijzonder belangrijk.
Dat betekent dat beide antennes elkaar radiotechnisch zoveel mogelijk moeten kunnen "zien".
Maar alleen optisch zicht is niet voldoende.
Rond de directe verbindingslijn bevindt zich de zogenaamde Fresnel-zone. Obstakels binnen deze zone kunnen reflecties, verzwakking en kwaliteitsverlies veroorzaken, zelfs wanneer er op het eerste gezicht een vrije zichtlijn tussen beide antennes bestaat.
Daarom zijn hoge antenneopstellingen bijzonder waardevol voor HAMNET.
Kerktorens, hoge gebouwen, zendmasten en andere hoge locaties kunnen hierdoor belangrijke knooppunten binnen het netwerk vormen.
Frequenties
HAMNET maakt gebruik van frequentieruimte die voor de amateurdienst beschikbaar is, waaronder verschillende GHz-banden.
Een belangrijk deel van de Nederlandse infrastructuur is opgebouwd met apparatuur in de 5 GHz-klasse.
Hierbij wordt apparatuur toegepast die technisch verwant is aan professionele draadloze netwerkapparatuur, maar voor gebruik binnen HAMNET specifiek wordt geconfigureerd.
Antennes en antenneversterking
Voor point-to-pointverbindingen worden meestal sterk gerichte antennes gebruikt.
Een parabool- of schotelantenne concentreert het uitgezonden vermogen in een relatief smalle bundel.
De versterking van zo'n antenne wordt aangegeven in dBi.
Een hoge antenneversterking maakt lange verbindingen mogelijk, maar betekent tegelijkertijd dat de antennes nauwkeurig op elkaar moeten worden uitgericht.
Bij verbindingen over meerdere kilometers kan een relatief kleine afwijking in de richting al merkbaar zijn in de signaalsterkte en linkkwaliteit.
Het linkbudget
Voordat een HAMNET-link wordt gebouwd, kan een linkbudget worden berekend.
Daarbij wordt onder andere gekeken naar:
- zendvermogen;
- antenneversterking aan beide zijden;
- afstand tussen beide stations;
- frequentie;
- vrije-ruimtepadverlies;
- kabel- en connectorverliezen;
- ontvangstgevoeligheid;
- Fresnel-zone;
- obstakels in het radiopad;
- gewenste linkmarge.
In sterk vereenvoudigde vorm:
Ontvangen vermogen = zendvermogen + antennegain − verliezen
Voor een betrouwbare verbinding moet voldoende marge overblijven boven de minimale ontvangstgevoeligheid van de apparatuur.
HAMNET is ook een computernetwerk
Achter de antennes bevindt zich een volwaardig IP-netwerk.
Routers zorgen ervoor dat datapakketten via verschillende HAMNET-knooppunten hun uiteindelijke bestemming kunnen bereiken.
Een gebruiker hoeft daardoor niet rechtstreeks radiocontact te hebben met de uiteindelijke server, repeater of het remote station.
Een verbinding kan bijvoorbeeld als volgt verlopen:
Radioamateur → Accesspoint → HAMNET-node → Backbone-link → HAMNET-node → Server
Hierdoor ontstaat uiteindelijk een netwerk van afzonderlijke radioverbindingen die gezamenlijk één digitale infrastructuur vormen.
HAMNET en het openbare internet
HAMNET is niet bedoeld als alternatieve internetprovider.
Het doel is juist om binnen de amateurdienst een eigen digitale infrastructuur te creëren.
Binnen HAMNET kunnen eigen servers en diensten worden aangeboden en kunnen radioamateurs experimenteren met netwerktechnologie, routing, radioverbindingen en digitale communicatie.
De combinatie van RF-techniek en moderne IP-netwerken maakt HAMNET technisch bijzonder interessant.
HAMNET en PD2JKC
Rotterdam-Ommoord – JO21GX50DL
Mijn QTH PD2JKC in Rotterdam-Ommoord heeft deel uitgemaakt van de ontwikkeling van HAMNET-verbindingen in deze regio.
Vanuit Rotterdam-Ommoord werden 5 GHz-verbindingen opgebouwd als onderdeel van de verdere uitbreiding van het netwerk tussen verschillende locaties in Zuid-Holland.
Voor mijn HAMNET-station wordt gebruikgemaakt van een:
Ubiquiti PowerBeam M5 ISO
De PowerBeam M5 ISO is een outdoor radio-unit voor de 5 GHz-band waarbij de radio direct bij de richtantenne is geplaatst.
De gebruikte antenne heeft een versterking van ongeveer:
25 dBi
De apparatuur maakt gebruik van Ubiquiti airMAX-technologie en is ontworpen voor point-to-point en point-to-multipoint draadloze verbindingen.
Waarom de radio bij de antenne staat
Op 5 GHz kunnen verliezen in coaxkabel aanzienlijk worden.
Daarom is het technisch veel gunstiger om de RF-unit direct bij de antenne te plaatsen.
De verbinding naar de apparatuur binnen wordt vervolgens via Ethernet uitgevoerd.
De installatie ziet er in principe zo uit:
Router / netwerk → Ethernet → PoE → PowerBeam → 5 GHz → HAMNET
De voedingsspanning voor de PowerBeam kan daarbij via Power over Ethernet (PoE) over dezelfde kabel naar de buitenunit worden gebracht.
Hierdoor zijn geen lange coaxkabels tussen de radio en de antenne noodzakelijk.
Antennehoogte in Rotterdam-Ommoord
Een belangrijk voordeel van mijn locatie in Rotterdam-Ommoord is de hoogte waarop de radio-installatie en antennes kunnen worden opgesteld.
Bij verbindingen op 5 GHz is hoogte bijzonder belangrijk.
Hoe beter het radiopad vrij is van gebouwen, bomen en andere obstakels, hoe groter de kans op een stabiele verbinding.
Bij dergelijke microwaveverbindingen draait het daarom niet alleen om zendvermogen.
Antennehoogte, antennegain, uitrichting, Line of Sight en een vrije Fresnel-zone bepalen gezamenlijk de kwaliteit van de verbinding.
Dat is precies wat HAMNET technisch zo interessant maakt.
Huidige status PD2JKC HAMNET
De Ubiquiti PowerBeam M5 ISO van mijn HAMNET-installatie in Rotterdam-Ommoord staat nog steeds opgesteld.
De radioverbinding is op dit moment echter niet operationeel vanwege een technisch defect in de installatie.
Dit verklaart waarom PD2JKC momenteel niet als actieve verbinding in de actuele HAMNET-infrastructuur zichtbaar is.
De fysieke installatie is dus nog aanwezig, maar de 5 GHz-link is tijdelijk buiten bedrijf.
Voor mij blijft de HAMNET-installatie onderdeel van mijn amateurstation en van mijn interesse in microwave- en datacommunicatie.
Status: PowerBeam opgesteld – HAMNET-link momenteel buiten bedrijf wegens technisch defect.
Van RF naar IP
HAMNET vind ik een bijzonder interessant onderdeel van amateur radio omdat verschillende technische werelden hier samenkomen:
RF-techniek
5 GHz microwave
richtantennes
propagatie
Fresnel-zones
TCP/IP
routing
Ethernet en PoE
servers
remote control
digitale communicatie
Daarmee gaat HAMNET veel verder dan alleen het maken van een draadloze netwerkverbinding.
Het is een experimenteel platform waarop radiozendamateurs zelf infrastructuur kunnen ontwerpen, bouwen, meten en verbeteren.
Experimenteren. Bouwen. Meten. Verbinden.
HAMNET past daarmee uitstekend binnen de technische en experimentele kant van amateur radio.
Een traditionele amateurverbinding transporteert bijvoorbeeld spraak, morse of digitale berichten.
Een HAMNET-link transporteert IP-datapakketten via een radioverbinding.
Maar achter beide technieken zit uiteindelijk dezelfde fascinatie:
een radiosignaal verzenden, ontvangen en ontdekken wat technisch mogelijk is.
Johan Jörning – PD2JKC
QTH Rotterdam-Ommoord | QTH Maarheeze
HAMNET Rotterdam-Ommoord
Ubiquiti PowerBeam M5 ISO – 5 GHz
Experiment. Build. Connect.