FT8

Modalità operativa digitale con intervalli di 15 secondi e larghezza di banda di soli 50 Hz: bassa potenza, antenne semplici, grandi portate.

L’FT8 è una modalità operativa digitale utilizzata nel radioamatorismo per la comunicazione senza fili. Viene impiegata principalmente sulle onde corte, ma in linea di principio anche su tutte le altre frequenze. I radioamatori hanno sviluppato a tal fine il programma WSJT-X, che consente di operare in questa modalità.

L’FT8 è stato presentato al pubblico nel 2017 da Joe Taylor (K1JT) e Steve Franke (K9AN) e ha rapidamente riscosso un crescente successo.

È caratterizzato dalla rapida trasmissione dei dati all’interno di una finestra temporale di 15 secondi, con un rapporto segnale-rumore (SNR) richiesto al contempo molto basso. La modulazione opera con una larghezza di banda molto ridotta di 50 Hz (a titolo di confronto: la telefonia/voce richiede almeno 2,7 kHz). Ciò consente di coprire distanze molto grandi con poca potenza e antenne semplici.

Caratteristiche tecniche

L’FT8 utilizza una modulazione a otto livelli (8-GFSK): otto toni distanziati di 6,25 Hz coprono complessivamente circa 50 Hz. Vengono trasmessi 6,25 simboli al secondo, ciascuno dei quali trasporta 3 bit.
Una trasmissione dura 12,6 s all’interno dell’intervallo di 15 secondi ed è composta da 79 simboli; di questi, 58 simboli trasportano dati utili.

Vengono decodificati segnali con un rapporto segnale/rumore fino a circa −21 dB (riferito a una larghezza di banda di 2’500 Hz) — ben al di sotto della soglia uditiva. È necessario che l’ora sia sincronizzata con una precisione di circa un secondo su entrambe le stazioni (tramite sincronizzazione oraria via Internet/NTP o GPS), poiché le finestre di trasmissione e ricezione sono fissate a intervalli regolari di 15 secondi.

Diagramma a cascata

I diagrammi a cascata mostrano l’attività in una determinata gamma di frequenze. Sono integrati in molti dispositivi moderni e vengono utilizzati anche nei programmi per le modalità operative digitali, nonché nei ricevitori SDR. Qui sono visibili 50 trasmissioni FT8 parallele, ciascuna con una larghezza di banda di 50 Hz, nella gamma di frequenze di circa 2,5 kHz. La durata di una trasmissione (asse verticale) è di 15 secondi ed è sincronizzata con un riferimento temporale (ad es. GPS). Decodifica con WSJT-X.

Svolgimento di un QSO

Le comunicazioni FT8 seguono uno schema fisso: i trasmettitori trasmettono alternativamente a intervalli di 15 secondi (uno nelle finestre temporali pari, l’altro in quelle dispari). Vengono trasmessi solo messaggi brevi e standardizzati: indicativo di chiamata, locator (Maidenhead), rapporto in dB e le conferme RRR, RR73 e 73.

Un QSO completo consiste in pochi passaggi e dura circa un minuto. WSJT-X gestisce in gran parte autonomamente la sequenza, se lo si desidera (Auto-Sequencing): è sufficiente cliccare sulla stazione desiderata nel grafico a cascata. L’FT8 non è pensato per conversazioni più lunghe e libere (ragchew).

Varianti più veloci: FT4 e FT2

• FT4 — Presentato nel 2019 da Joe Taylor (K1JT) e Steve Franke (K9AN) come variante da contest e parte integrante di WSJT-X. Intervallo tra i passaggi di 7,5 s, larghezza di banda di circa 90 Hz. Leggermente meno sensibile rispetto all’FT8, ma due volte più veloce.
• FT2 — una modalità sperimentale, ancora più veloce, ideata dal radioamatore italiano Martino Merola (IU8LMC). Utilizza lo stesso codec di FT8/FT4 (messaggio a 77 bit, LDPC 174/91, 8-GFSK), ma riduce la durata del ciclo a circa 3,8 s (circa quattro volte più veloce di FT8). Con una larghezza di banda di circa 150 Hz e una sensibilità inferiore (≈ −12 dB), è concepito per situazioni di contest e pile-up con segnali forti, non per il funzionamento in presenza di segnali deboli.

Collegamento al ricetrasmettitore

Per l’FT8, il computer invia i toni in audio al trasmettitore e riceve l’audio dal ricevitore; inoltre, il PC deve attivare il trasmettitore (PTT) e, idealmente, leggere e controllare la frequenza (CAT). A tal fine esistono due modalità:

• Tramite un’interfaccia (dispositivo di collegamento): un’interfaccia per scheda audio (ad es. SignaLink USB, un’interfaccia digimode o un dispositivo autocostruito con trasformatori di audiofrequenza e optoaccoppiatori) si inserisce tra la scheda audio del PC e la presa dati/ACC del ricetrasmettitore. Essa isola galvanicamente i due dispositivi (impedendo la formazione di loop di terra) e attiva il trasmettitore tramite una propria linea PTT o tramite un VOX a bassa frequenza integrato. È necessaria per i radio ricetrasmettitori più datati prive di USB.
• Direttamente tramite USB: i ricetrasmettitori moderni (ad es. Icom IC-7300 / IC-705, Yaesu FT-991A / FTDX10, Kenwood TS-590SG) sono già dotati di una scheda audio USB e del controllo CAT. Un unico cavo USB trasmette il segnale audio del trasmettitore e della ricezione, il PTT e il controllo della frequenza — senza alcuna interfaccia aggiuntiva.

In entrambi i casi, nel software occorre impostare la scheda audio corretta (ingresso e uscita) nonché il metodo PTT (CAT, RTS/DTR o VOX). Importante: mantenere il livello di NF sufficientemente basso da evitare l’attivazione dell’ALC; in caso contrario si verificherebbero emissioni indesiderate (splatter). A causa del funzionamento a onda continua, ridurre la potenza di trasmissione (attenersi alle indicazioni del manuale).

Software

Il programma standard è WSJT-X (Joe Taylor K1JT e team), un software open source gratuito per Windows, Linux e macOS; oltre a FT8, supporta anche FT4, JT65, JT9, WSPR e altre modalità. Tra le alternative più diffuse con funzioni operative avanzate figurano JTDX e WSJT-Z.

Per il concorso natalizio USKA (Christmas Contest, Digital) è disponibile un adattamento svizzero, WSJT-Swiss: esso amplia l’FT8 con lo scambio del codice cantonale (ad es. ZH, BE) e il richiamo «CQ XMAS». Questi messaggi svizzeri relativi al contest vengono decodificati correttamente solo da WSJT-Swiss.