Byl jsem asi před půl rokem vyzván pořadateli konference Radiokomunikace 2015, abych napsal něco o radioamatérském vysílání na začátku 21 století. Tady je můj příspěvek. Na konferenci se sešlo asi 130 lidí z oboru, mezi nimi zhruba 20 radioamatérů. Posuďte sami, zda se mi představení toho, co děláme, alespoň trochu povedlo.

Role radioamatérství v první čtvrtině 21. století

Radioamatéři: jsou jako ti pověstní trpaslíci – vlezou úplně všude. Jeden třeba sedí hned vedle vás! To otvírá otázku, zdali není vhodný čas se jich konečně zbavit. Jenže – poslouží to někomu?

V ČR je cca 6000 radioamatérů s individuálním povolením k provozu ARS, na světě asi 3,5 milionu. Zdaleka to není pouze hobby. Je tu totiž silná provázanost s průmyslem! Stačí vyslovit hesla:

společnost – elektronizace – telekomunikace

Radioamatérství není ani pípání, ani žvanění o ničem, ale je to specifický přístup k životu. Vzdělávat se v technice a radiové komunikaci ze zájmu, ze záliby, ne za peníze! A co je výsledkem? Osobní zarputilost, silné zaměření na výsledek, na překonávání překážek a s tím nikdy nekončící zájem o všechno nové, co souvisí se vztahem elektronika a využití radiového spektra. Radioamatér není „radiofušer“ a k tomu, aby se člověk stal skutečným radioamatérem, musí nejprve dozrát. Nestane se jím tedy ani ve chvíli, kdy si zbastlí své první elektronické zařízení, ani ve chvíli získání povolení k provozu vysílače amatérské radiové služby.

Proč vlastně stát udržuje v kmitočtovém spektru tolik radioamatérských pásem? Okupují snad radioamatéři pásma, která by bylo výnosnější prodat? MHz jsou přece dolary… Proč mají radioamatéři tak bohaté kmitočtové příděly? Udělejte si vlastní názor:

Celé to v Evropě začalo ještě před 1. světovou válkou, kdy britští nadšenci vytvořili RSGB s cílem neomezovat experimentování na radiových vlnách. Pošta jim tehdy přidělila všechna kmitočtová pásma nad 1,5MHz, protože podle tehdejšího rozboru se k ničemu nehodily. A tak právě radioamatéři postupně objevili zákonitosti v šíření elektromagnetických vln, které až dodatečně vysvětlovala fyzika. A některé druhy šíření uspokojivě nevysvětlila až do dnešních dnů… Přínos radioamatérů vědě obecně a zejména v oblasti šíření elektromagnetických vln je dodnes podstatná.

Všude tady můžete v radiovém spektru potkat radioamatérský provoz:   136kHz – 482kHz – 1,8MHz -  3,5MHz – (5MHz) - 7MHz – 10MHz – 14MHz – 18MHz – 21MHz – 24MHz – 28MHz – 50MHz. To vše obvykle o šířce desítek až stovek kHz. Ale komerčně cennější jsou kmitočtové příděly v pásmech VKV: 70MHz – 144MHz – 432 MHz – 1296MHz – 2320MHz – 3400MHz – 5760MHz – 10368MHz – 24048MHz, přičemž většina těchto pásem je přidělena na sekundární úrovni. Pro radioamatéry je mimořádně důležité v každém z těchto pásem zachovat alespoň 1MHz šířky pásma bez rušení pro signálové aplikace na nízké úrovni. Viz doporučení CEPT a poznámka EU17:

http://www.erodocdb.dk/docs/doc98/official/pdf/ERCRep025.pdf

 

 

Zvláště důležité jsou pro radioamatéry kmitočtové segmenty mezi 1 a 10GHz – a zdůraznil bych, že nejenom pro radioamatéry, ale také pro radioastronomická pozorování, protože na těchto pásmech je nejnižší šum, což umožňuje efektivně zkoumat přírodu. A nedělejme si iluze, že o ní již všechno víme… Radiový smog, vytvořený na těchto pásmech například aplikacemi jako je UWB je pak stejně vražedný, jako optický smog pro optické astronomy.

A nakonec ještě supermikrovlnná pásma: 47 GHz – 76 GHz – 122GHz – 134GHz  a 248GHz…

Jenže: zatímco nízké kmitočty do cca 50MHz se dnes považují za spíše komerčně nezajímavá a smysluplně využitelná jen pro přenos po vedení, v té tabulce jsou i cenná pásma v oblasti nad 1GHz. Proč, když by se dala výhodně přeprodat komerčním operátorům?

Především proto, že společnost si uvědomuje, že radioamatérství má svou hodnotu. Dokáže však současná společnost tuto premisu obhájit? Nebo si prodáme i nos mezi očima?

 

 

 

 

 

 

Je tu tedy nějaká přidaná společenská a ekonomická hodnota radioamatérství jako celku?    Ano!

Radioamatérství znamená dělat radiokomunikaci ze zájmu, nekomerčně, a tedy bezplatně!

Radioamatérství znamená komunikace na vysoké základně technických znalostí (narozdíl od CB)

Radioamatérství má silný vztah k technickým inovacím – především v oblasti VHF až SHF pásem

Radioamatér je schopen zajistit levnou a účinnou krizovou komunikaci i v případě zničení běžných komunikačních a energetických sítí

Radioamatérská komunikace překračuje hranice bez ohledu na politické a společenské rozdíly. Ani to není dnes zrovna nepodstatné...

Radioamatérský koníček dokáže oslovit dospívající mládež a zvýšit tak i zájem o elektrotechnický obor, a tedy i zvýšit podíl kvalifikovaných lidí na trhu práce

 

 

Radioamatérství je ovšem také klíčová příležitost především v rozvoji mladého člověka, který se i v době znuděného šoupání našich ratolestí prstem po obrazovce tabletu je dokáže pro něco nadchnout a zapálit – hodnota je tedy ve výuce mladých lidí k aktivnímu životu. Výuce, při které děti pronikají do světa dospělých, do světa sportovního zápolení a učí se přitom zodpovědnosti. Řada radioamatérských aktivit má blízko ke sportu, avšak nejde o sport bolestivý, vyčerpávající, jako je tomu u vrcholového sportu.  (To ovšem neznamená, že radioamatérské soutěže nejsou pro účastníky velkou výzvou.) V radioamatérských sportech je možno vyniknout v národním i mezinárodním měřítku, protože rozvíjí celou osobnost člověka a vyvažuje duševní a tělesné předpoklady jedince. Na vysoké školy a následně do průmyslu tak přicházejí lidé, kteří si z radioamatérství přinesli iniciativu sebevzdělávání a zájem o obor. Kteří nejsou slepí a jsou schopni prediktivního a inovativního myšlení. Mají opravdový zájem o svůj technický obor a chápou, že vzdělávání nekončí opuštěním střední, či vysoké školy.

Radioamatérský přístup k životu je motorem neustálého hledání toho, jak zlepšit, zlevnit a lépe využít znalosti, které jsou k dispozici a aplikovat tam nové postupy, nové modulace, nové výpočetní aplikace. Asi například není obecně známým faktem, že držiteli radioamatérské licence jsou téměř všichni američtí i ruští obyvatelé ISS (což mimochodem umožňuje obyčejným radioamatérům s touto posádkou poměrně běžně komunikovat), že radioamatéři používají v praxi pro svá spojení odrazem od Měsíce poměrně běžně různé digitální mody provozu, které používají principy korelačních přijímačů a samoopravných mechanismů (běžně např. FEC, a.j.). Že jsou i dnes schopni poskytovat vědcům data, která jim umožňují nový pohled na svět a jenž jsou schopny lidské poznání posouvat o ten pověstný malý lidský krok dále.

K tomu ovšem potřebují radioamatéři kmitočtové spektrum. Alespoň ty malé kousíčky v KV a VKV pásmech , které by neměly být rušené pozadím komerčního provozu na krátkou vzdálenost, protože alfou i omegou radioamatérského provozu, tedy tím, co je dělá zajímavé pro jeho účastníky, je překonávání překážek. Dovedete si například představit navazování spojení v pásmu 10GHz na vzdálenosti přes 800km? Pro radioamatéry to nebývá problém…

A pochopitelně, radioamatéři mají, jak již bylo zmíněno, své sportovní aktivity (ano,  je to především sport se všemi kladnými i zápornými aspekty jako u jakéhokoli jiného sportovního klání, žádný koníček)  potřebují jen zlomky šířky jednoho datového kanálu k tomu, aby se v praxi a nenásilnou formou na vlastních omylem naučili za tok, za dva to, co se profesionálové učí desítky let.

Znalost podmínek šíření na různých pásmech a schopnost navázat spojení i s náhražkovými prostředky a v prostředí selhání jiných komunikačních prostředků je staví do role komunikačních prostředků v období „posledního soudu“, byť se nedá očekávat, že by je příprava k této roli nějak specificky těšila, natož aby byli uznáváni jako záloha komunikačních prostředků IZS .

Je tu i vzpomínka na povodně 2002, tsunami v Thajsku, zemětřesení v Nepálu, hurikány v USA a…

Příklady radioamatérských spojení na VHF/SHF pásmech:


- odrazem od polární záře:          (na vzdálenost přes 1500km) 
                (UA3PTW 432MHz
)

- odrazem od Měsíce:                (na vzdálenost přes 10 000km)                (KP4AO 432MHz)

- odrazem od silného deště:       (na vzdálenost přes 800km na 10GHz)     (I4XCC 10GHz)

- využitím troposférických vlnovodů:    (na vzdálenost přes 3000km)           (EA8TX 144MHz)    


A n
a co věda zatím nenašla uspokojivé vysvětlení:

- spojení TEP (Trans equatorial propagation)      (příjem majáku ZS6DN z Jižní Afriky na 144MHz)

- jevy LDE na VKV pásmech -     přes 5 sec. na 432 a 4 sec na 1296MHz !  odkaz  odkaz

Ale také: jak předpovídat spojení prostřednictvím ionosférické vrstvy Es?   (spojení via Es 2100km 144MHz)

Budoucnost amatérského vysílání je mimo jiné pochopitelně také digitální. Nejde jen o přenos hlasu, ale také data (packet radio, hamnet, APRS, digitální TV a v neposlední řadě i vývoj nových kodeků, použitelných při mimořádně nízkých šířkách pásma – např Free DV – v šířce kanálu jen 1,2kHz).
https://freedv.org/tiki-index.php?page=video                      freedv_ve9qrp_1600.wav (přenosová rychlost jen 1,6kb/s!)


Hezké, že – ale - ještě mnohem důležitější je to, že každá společnost, která nechce zaniknout, by měla někam směřovat. Mít vizi!  Jste si jisti, že tato společnost ví, kam směřuje?

Colosseum a Sazka aréna. Tyto obrázky dělí 2000 let. Tvar, účel, multifunkčnost i způsob využití je stejný. Liší se pouze použitými materiály...

 Jak to souvisí s radioamatéry? V tom, že radioamatéři s veškerým zaujetím někam směřují a nespokojují se s obecnými znalostmi, jdoucími jen po povrchu věcí. V jejich postoji k životu je snaha jít do hloubky, ke kořenu věci. A tenhle způsob myšlení bude naše společnost zatraceně potřebovat!

 

Co je dnes pro radioamatéry klíčový problém a kdy by jim společnost měla pomoci?

  • ochrana radiokomunikačního spektra je nízká, radiový smog likviduje radiovou komunikaci s použitím signálů nízké výkonové úrovně!
     

  • problémem jsou domácí radiová zařízení, VDSL aplikace nesplňují limity rušivého vyzařování i v pásmech VKV (natož KV). Stejně hrozivé jsou systémy UWB a PLC.
     

  • hrozí ztráta mikrovlnných pásem – důležité je zachování alespoň úzkých 1MHz segmentů!!!

Aby společnost neztratila „drive“, musí mladým a dynamickým lidem dát nějakou perspektivu. Jakkoli dnešní konzumní společnost a pohříchu i mladí lidé vidí dnes „úspěch“ v tom, aby vydělali „balík prachů“ a potom si ho někde užili, ve skutečnosti takový cíl dokáže uspokojit jen krátkodobě.  Smyslem života je práce pro své potomky, pro společnost. Jen takový cíl vám vydrží nejen od rána ku soumraku, ale celý život. A tak není divu, že radioamatéři byli vždy nedílnou součástí elektrotechnického průmyslu v této zemi. Rozhlasové a zejména TV vysílače, mobilní telefonie, ale také Tesla Pardubice, Hloubětín, Rožnov, výroba mikrovlnných linek (Alcoma, Racom) a další a další.

Jenže elektrotechnický průmysl byl v naší zemi zlikvidován, aby nemohl konkurovat velkým nadnárodním korporacím a stejné je to u telekomunikačních firem. Už jen zbytky kdysi rozsáhlého resortu dnes existují a ti ještě převážně spíše živoří, než prosperují. Nevzpomínám na minulý režim se žádnou nostalgií, patřil jsem mezi osoby, pokládané za (mírně řečeno) nespolehlivé, ale nemohu té době upřít dobrou organizaci zlepšovatelského hnutí, jenž byla rozsáhlým polem působnosti lidí, nakažených radioamatérským virusem, lidí, kteří o své práci přemýšleli, hledali cesty jak vpřed, lépe, rychleji, kvalitněji. Ovšem v té době také nebyly výrobní a provozní společnosti řízeny spíše ekonomy, chovající se často jen jako „katovači kostů“ podle hesla dnes ušetříme za každou cenu a příští rok budeme stejným způsobem likvidovat jinou společnost. Větším a větším šetřením až k úplnému ušetření…

Zamyslel se někdo na korelací počtu radioamatérů ve společnosti a jejím úspěchem v inovacích? Tady jsou dva zajímavé grafy:
(zdroj:
http://www.iaru.org, http://www.wipo.int)

 

 Na první pohled to nevypadá, že by tam byla nějaká jasná závislost. Ale opravdu není? 

Soudě podle počtu nových patentů můžeme v následujícím období pravděpodobně očekávat silný růst radioamatérského provozu v Číně a Koreji. A naopak jeho úbytek v EU. A pokud z důvodu restriktivního myšlení politiků radioamatérský provoz v Číně raketově neporoste, odrazí se to pravděpodobně na postupném zpomalení hospodářského vývoje a schopností inovací.

Nic Vám to neříká? Stále si nemyslíte, že by společnost měla mít zájem, aby mladí lidé namísto hraní her na tabletu se věnovali raději tomu, aby přišli na kloub věcem, které například stojí na cestě mezi dvěma tablety, spojenými mezi sebou prostřednictvím LTE sítě? A co všechno za tímto propojením musí být nainstalováno, provozováno a udržováno, aby toto spojení fungovalo? A co třeba umožnit komunikaci přímo mezi těmi dvěma tablety? Například v radioamatérském pásmu 2300MHz, které sousedí s oblastí, používanou WIFI operátory. Ten HW v každém tabletu je. Ostatní je záležitost SW. Kdo z radioamatérů to dokáže? Nepochybuji o tom, že by to bylo pro mladé lidi zajímavé a někdo by třeba takovou komunikaci mohl přetavit i v komerční trhák. Ale o to nejde. Mladá generace má problém s navazováním kontaktů a český genom tak ztrácí pozice. Co když někdo osvícený pochopí, že pár (slovy například dva) MHz pásma by snad stálo za to obětovat pro P-P komunikaci mezi takovými zařízeními? Že to již není radioamatéřina? Ale kdež.. i televize začala jako radioamatérský projekt – podívejte se do historie. A nejenom televize, ale prakticky každý úspěšnější radiokomunikační projekt. Vždyť i ten pan Smith, který nám zanechal svůj pověstný kruhový diagram, jenž je úžasně efektivní pomůckou v praktickém pohledu na fyziku radiokomunikací, byl aktivní radioamatér s volací značkou W1ANB… Pokud by se nám podařilo přinést do praktického života P-P komunikaci mezi tablety, bude to skok vpřed. Mladí lidé se tak sami a rádi naučí praktické poznatky o principech šíření o tom, jak lze využít odrazy, a třeba i vnější antény… A co třeba aplikovat ve svých projektech čip Zigbee…?  Celkově jde o tak nádherný prostor pro poznávání, za pár let z nich mohou být odborníci na datové sítě 5+ generace… Anebo: radioamatéři dnes usilovně pracují na takových nových komunikačních technologiích, jako je optická datová komunikace odrazem od mraků na vzdálenosti značně převyšující P-P na přímých vzdálenostech. Předpokladem k takovému posunu od  technologií první generace, kde je šumová šířka sdělovacího kanálu limitována optickým filtrem, bude aplikace principu optického superhetu. Co takové několikařádové zvýšení citlivosti optických přijímačů přinese do oblasti vysokorychlostního internetu prostřednictvím bezdrátové komunikace na dedikovaných vlnových délkách v optické oblasti, si snad dovedete představit. Pro radioamatéry je to blízká budoucnost. A co pro komerční sektor?

  

Odkaz k předchozímu obrázku: http://modulatedlight.org/

Pokud se nám nepodaří do dalšího technologického rozvoje vtáhnout zájem mladých lidí, budeme si muset za chvíli „nakoupit odborníky“ z Číny, Indie, či Ruska, aby nám pomohli udržovat v provozu českou telekomunikační síť. A každý jejich krok, každé utažení šroubu jim dobře zaplatit…

Lze takovému nežádoucímu vývoji čelit? Jsme snad hloupější, než jiné národy? Kdepak – podívejme se do naší historie! Snad línější… jenže bez znalostí se staneme jen nevzdělanými dělníky v plně automatizovaném provozu. Budeme tam smět jen vytírat podlahu, nebo v Amazonu balit zásilky…

Vzpomeňme, že jsme byli v Evropě v radiotechnickýckých oborech (zejména VKV) vždy na špici a že řada rekordních a novátorských přístupů pochází právě od nás, jako už byl koneckonců třeba vynález magnetronu prof. Žáčkem ve 20. letech min. století.

Ovšem bez technického vzdělání to zkrátka nedokážeme. Ovšem vzdělávání lidí, kteří nemají motivaci se vzdělávat, je drahé, hloupé, neefektivní a navíc neradostné. Nenajdou se na MŠMT prostředky k financování lektorů typu radioamatérských kroužků, k zafinancování stálé reklamní kampaně na základních i středních školách, kteří by dokázali přitáhnout mladé lidi k tématům, které leží „za zrcadlem“ jejich domácí čínské spotřební elektroniky? Byla by to ta nejlepší investice… jenže – také máte ten pocit, že společnost je spíše řízena tak, že každého ekonoma především zajímá maximalizace zisku právě jen v tomto fiskálním roce (maximálně tak ještě v roce příštím)? Diví se potom někdo, že máme (v oblasti elektroniky) zcela nekonkurenční průmysl, že se nedaří získat kvalifikované pracovníky ani do vývoje profesionálních elektronických aplikací (teď nemám na mysli programátory, ale ty ostatní, kteří musí mít znalosti, zkušenosti, cit a trpělivost - jak třeba pro návrh mikrovlnných, tak i zcela obyčejných radiových zařízení…

Není konečně na čase s tím něco udělat?  Nedívejte se zpět, držte krok správným směrem! Tím je nezbytnost udržet ve společnosti prostor pro rozvíjení schopnosti svobodných radioamatérských inovací.