Способ передачи сигнала радиоканал

Радиооборудование сетей передачи данных

В последние годы тезис о том, что информационные технологии оказывают самое прямое влияние на состояние и развитие экономики, стал практически общепризнанным. Компьютерный мир еще несколько лет назад стал сетевым. Сетевая инфраструктура дает возможность оперативного обмена данными и доступа к информационным ресурсам, как на локальном уровне, так и в мировом масштабе. Российская проблема заключается в слабости инфраструктуры телекоммуникаций (особенно ее общедоступной, гражданской части) по сравнению с подобной инфраструктурой на Западе. Во многих случаях использование проводных или оптоволоконных линий связи невозможно или экономически нецелесообразно. В этой ситуации одним из наиболее эффективных решений проблемы связи, а зачастую и единственно возможным, является использование радиосетей передачи данных.

К отличительным свойствам беспроводных технологий передачи данных можно отнести:

• Мобильность. Невозможность подсоединения подвижных абонентов является принципиально непреодолимым ограничением кабельных сетей. Медсестры, врачи, рабочие на конвейере, маклеры на бирже и складские рабочие постоянно перемещаются с места на место. Для них беспроводная технология представляет несковывающий их перемещений канал в проводную сеть, открывая доступ ко всей имеющейся в этой сети информации.
• Возможность организации сети там, где прокладка кабеля технически невозможна. Например, в зданиях, являющихся памятниками архитектуры.
• Возможность объединить в сеть удаленных абонентов. Если абоненты разбросаны по обширной малонаселенной (или труднодоступной) территории, то во многих случаях протягивать кабель оказывается экономически нецелесообразно. В России почти 90% радиооборудования используют для связи вне помещений, на многокилометровых расстояниях. Радиосети связывают населенные пункты, до которых просто не доходят телефонные линии. Если все же доходят, то телефонные станции не торопятся предоставлять линии связи в аренду, да и качество связи низкое. Но главное даже в другом — пропускная способность телефонных каналов не оставляет никаких надежд на организацию эффективного обмена данными.
• Срочность. Надежные коммуникации нужны сейчас, немедленно, а для прокладки кабельной сети требуются колоссальные инвестиции и длительное время. Радиооборудование позволяет развернуть сеть всего за несколько часов. Радиооборудование может также использоваться для организации временных сетей. Например, выставки, избирательная компания и.т.д.

Рассмотрим радиооборудование, которое может быть использовано для создания радиосетей передачи данных, и задачи, которые позволяет решать тот или иной класс оборудования.

Радиооборудование можно классифицировать по используемой частоте. От того, в каком диапазоне работает оборудование зависят такие показатели, как дальность связи, скорость передачи информации, зависимость от погодных условий, требование к обеспечению «прямой видимости».

1,6–30 МГц (Коротковолновый диапазон). Системы работающие в этом диапазоне позволяют передавать данные и голосовые сообщения на расстояния до нескольких тысяч километров, что предоставляет уникальную возможность охвата значительных территорий, в том числе с гористым рельефом, что абсолютно невозможно для традиционных решений в диапазонах УКВ и СВЧ при соизмеримом вложении средств. Скорость передачи в КВ-системах относительно невысокая до 6 Кбит/с. Для реализации радиосистем передачи данных в КВ-диапазоне может быть использован комплекс «Barret 923», который производит компания Barret Communications Pty Ltd. В компексе «Barrett 923» реализованы адаптивные методы анализа радиоканала, что позволяет ему оптимально выбирать диапазон частот, протокол и скорость передачи данных.

136–174 МГц — скорость передачи данных до 19,2 Kбит/с, дальность связи до 70 км, связь может осуществляться «из-за» угла и за горизонтом за счет искривления пути прохождения радиолуча у земли. Радиомодемы, работающие в этом диапазоне, используются для передачи файлов и электронной почты, позволяют организовать мобильный доступ в базы данных. Применяются в территориально распределенных сетях, в системах телеметрии и телеуправления, могут быть очень полезны для таких организаций, как ГАИ, служба скорой медицинской помощи и т.п. Интегральные радиомодемы, работающие в этом диапазоне частот, выпускаются такими фирмами, как Pacific Crest, Maxon,Young Design и др.

НПЦ «Дейтлайн» разработал систему «Ягуар» для построения пакетных радиосетей передачи данных, которая уже в течение длительного времени успешно эксплуатируется территориальными отделениями Сбербанка РФ. Система «Ягуар» обеспечивает высокую надежность передачи данных, гибкость в управлении,возможность легкого наращивания сети на расстояниях до 300 км. Аппаратный комплекс системы может строиться на основе широкой номенклатуры FM-радиостанций и пакетных контроллеров. Специалисты компании «Дейтлайн» рекомендуют использовать трансиверы Uniden IMH4100 и контроллеры Paccom Spirit 2, что обеспечивает наилучшее соотношение цена/качество.

400–512 МГц — скорость передачи данных до 128 Кбит/с, дальность связи до 50 км. Желательно наличие прямой видимости, но возможна работа и на отраженных сигналах. В этом диапазоне могут работать узкополосные cинхронные радиомодемы RAN производства фирмы Wireless, Inc (ранее Мultipoint Networks) (9,6, 19,2, 64, 128 Кбит/с).

Радиомодемы RAN 64/25,128/50 используют модуляцию 16 QAM, что позволяет передавать данные со скоростью 64 Кбит/с в полосе 25 кГц или 128 Кбит/с в полосе 50 кГц. Радиомодемы данного типа применяются для построения высокоскоростных каналов точка-точка для мультиплексированной передачи данных, голоса, видеоизображений и другой информации. На их основе также возможна организация многоузловых территориально распределенных сетей. Радиомодемы RAN могут работать также и в диапазоне 820–960 MГц.

Выше 2ГГц — возможна организация каналов передачи данных со скоростью более 2 Мбит/с, при этом обязательным является условие прямой видимости между антеннами. На этом участке радиочастотного спектра работает оборудование Radio-Еthernet (cтандарт IEEE 802.11). Стандарт Radio-Ethernet имеет два основных применения. Первое из них — беспроводная локальная сеть в стенах одного здания или на территории предприятия, таким образом решается проблема «ограниченной мобильности» в пределах одного предприятия (сотрудник с портативным компьютером, переходящий из одной комнаты в другую отовсюду имеет доступ к сети). Второе применение стандарта Radio-Ethernet решает проблему подсоединения абонентов к большой сети передачи данных или, как говорят связисты, проблему последней мили.

В Radio-Ethernet может применяться технология шумоподобных сигналов или широкополосных сигналов (ШПС). Узкополосные устройства излучают в эфир сигнал с шириной спектра 12,5–200 кГц, причем ширина излучаемого спектра увеличивается с увеличением скорости передачи информации. Узкополосные системы обладают очень существенным недостатком : если в частотном диапазоне такой системы появляются помехи, то качество связи резко падает. Именно эта незащищенность от помех узкополосных систем привела к разработке, сначала для военных применений, ШПС- технологии.

Cистемы на основе шумоподобных сигналов обладают следующими преимуществами:

• Помехозащищенность
• Не создаются помехи другим устройствам (Низкая мощность сигнала)
• Конфиденциальность передач
• Низкая стоимость при массовом производстве (Низкая мощность сигнала — дешевые высокочастотные компоненты оборудования)
• Шумоподобный сигнал обеспечивает возможность работы в диапазоне, уже занятыми другими системами радиопередач
• Высокая скорость передачи

Идея технологии широкополосного сигнала состоит в том, что для передачи информации используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при передаче в узкополосном канале. Стандарт 802.11 для получения шумоподобных сигналов предусматривает метод прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum-DSSS) и метод частотных скачков (Frequency Hopping Spread Spectrum-FHSS).

В методе со скачками по частоте (FHSS) весь диапазон от 2400 МГц до 2483,5 МГц разбит на 79 подканалов. Приемник и передатчик сихронно каждые несколько милисекунд перестраиваются на различные несущие частоты в соответствии с алгоритмом, задаваемым псевдослучайной последовательностью. Лишь приемник, использующий ту же самую последовательность, может принимать сообщение. При этом предполагается, что другие системы работающие в том же частотном диапазоне используют иную последовательность и поэтому практически не мешают друг другу. Для тех случаев, когда два передатчика пытаются использовать ту же самую частоту одновременно, предусмотрен протокол разрешения столкновений по которому передатчик делает попытку повторно послать данные на следующей в последовательности частоте.

Согласно методу с прямой последовательностью(DSSS) диапазон от 2400 МГц до 2483,5 МГц разбит на три широких подканала, которые могут использоваться независимо и одновременно на одной территории. Принцип работы DSSS систем состоит в следующем: в передаваемый радиосигнал вноситься значительая избыточность путем передачи каждого бита информации одновременно в нескольких частотных каналах. Если на каком-либо из них (или сразу на нескольких) появляются помехи, система определяет правильный поток данных путем выбора наибольшего количества одинаковых потоков.

Наиболее крупными производителями обрудования Radio-Ethernet являются Proxim, BreezeCom, Aironet, Cylink, Lucent Technologies, Solectek, WaveAccess. Приятно отметить, что в последнее время стали появляться и отечественные разработки. Например, предприятие «Импульс» выпускает беспроводный Ethernet-бридж «Кросс-8» для конфигурации «точка-точка», который работает в относительно незагруженном диапазоне 37,0–39,5 ГГц, обеспечивая скорость передачи 10 Мбит/с и дальность действия 10 км.

Длительное время на российском рынке доминирующей технологией была передача по методу прямой последовательности (DSSS). Однако, последнее время отечественный рынок начинает испытывать все больший интерес к FHSS. Основная причина этому — «перенаселенность эфира».

На одном и том же пространстве могут сосуществовать, не мешая друг другу, не более трех сетей DSSS. При попытке увеличить число пользователей, такое неэкономное использование эфира может оборачиваться проблемами. FHSS позволяет определить для каждой сети свой набор и последовательность дискретных частот. Еще одна существенная особенность технологии «прыгающей частоы» состоит в том, что весь широкополосный диапазон разбивается на 79 отдельных подканалов. FHSS-оборудование (например, компании BreezeCom) позволяет использовать не все 79 каналов, а любое количество частот из этого набора, вплоть до одной частоты. В системах DSSS использование широкой полосы принципиально необходимо.

ШПС–технология, кроме оборудования Radio-Ethernet, применяется в высокоскоростных синхронных радиомодемах диапазонов 2,4 и 5,7 ГГц. Эти радиомодемы используются для организации дуплексных магистральных синхронных радиоканалов передачи данных со скоростями до 2048 Кбит/с. Оборудование этого класса производят такие компании, как Wireless, Inc (модели RAN64ss, RAN128ss, RAN2048ss), BreezeCom (cерия BreezeLINK), Wave Wireless (SpeedCOM).

ШПС-технология используется еще в одном интересном и весьма полезном продукте фирмы Wireless, Inc — радиомаршрутизаторе WaveNet IP. В отличие от радио-Ethernet устройств это оборудование включает в свой состав маршрутизатор IP и специально предназначенно для организации радиосетей городского и районного масштаба на расстоянии до 30-40 км от центральной станции. Кроме того, конструктивное исполнение WaveNet IP позволяет решить так называемую проблему длинного кабеля. Проблема заключается в том, что достаточно часто точка подключения к локальной сети и точка установки антенны на крыше находяться на достаточно большом расстоянии друг от друга. Оборудование Radio-Ethernet обычно имеет исполнение для использования внутри помещений и может быть применяться только в нормальных климатических условиях. Поскольку высокочастотный радиосигнал испытывает значительное затухание в кабеле, это накладывает серьезное ограничения на максимальную длину кабеля между устройством и антенной. WaveNet IP имеет внешнее погодозащитное исполнение и устанавливается в непосредственной близости от антенны, что позволяет без потерь сигнала размещать высокочастотный блок на расстоянии до 100 м от физической точки входа в сеть.

Из приведенного анализа видно, что радиооборудование для передачи данных позволяет оптимально решить большое количество задач. Более подробную информацию можно получить в Интернете на следующих серверах:

Источник

Способ передачи сигнала радиоканал

APRS [1, 2] это протокол цифровой радиолюбительской связи. На базе этого протокола построена глобальная система связи. Её основные задачи: передача информации о координатах объектов в пространстве, обмен сообщениями, передача данных с погодных станций и многое другое.

О чем эта статья? Вообще APRS — большая, сложная и непонятная тема даже для большинства радиолюбителей. Но на Хабре радиолюбителей не очень много. Поэтому я бы хотел показать, что сам стандарт очень хорош и может применяться за пределами любительского радио. Существует много систем, где вопрос обмена сообщениями о координатах изобретается снова и снова (транспорт), придумываются форматы передачи информации, например, о погоде с погодных станций, разрабатываются способы передачи текстовых сообщений. Однако, если бы создатели этих систем знали о стандарте APRS то смогли бы не только сэкономить время(как минимум на разработку протокола), но и применить ряд уже готовых программных и аппаратных решений.

Большую часть своих знаний о системе я получил не из практического использования существующих программ и оборудования, а из разработки собственных программ и утилит для работы с ней [3, 4]. Информацию черпал из стандарта [5], исходных кодов Xastir[6], радиолюбительских форумов [7, 8] и из общения с радиолюбителями (всех и не счесть).

Если вы делаете:

• погодную станцию;
• систему двухстороннего обмена текстовыми сообщениями через интернет или радиоканал в виде децентрализованной системы с использованием других пейджеров, как ретрансляторов;
• спутниковую сигнализацию;
• мониторинг телеметрии удаленных станций;
• запускаете воздушный шар;

Да и почти в любом случае, когда вы хотите построить систему передачи данных по радиоканалу и изобретаете для этого протокол, то у радиолюбителей есть наработки в виде различных цифровых видов связи и протокол APRS.

Что есть APRS?

По сути дела это стандарт, описывающий типы и форматы сообщений, которые могут передаваться по сети. Формат пакета может немного отличаться в зависимости от среды передачи (см. ниже), но содержимое и назначение пакета от этого не меняются.

Типы сообщений:

1. Маяк (Beacon) — пожалуй, самое часто используемое сообщение. Оно содержит в себе позывной станции, его координаты и короткий комментарий.
2. Короткое текстовое сообщение (Message) — аналог СМС, содержит позывной получателя, отправителя и текст короткого сообщения.
3. Пакет от погодной станции (WX) — содержит информацию о метеорологических условиях в данной точке (температура, давление, влажность, сила и направление ветра).
4. Другие типы сообщений.

Маяки и текстовые сообщения — это самые часто используемые типы сообщений. Есть еще целый ряд типов сообщений, о которых можно узнать из стандарта. Среди них, например, сообщение о телеметрии станции, то есть можно передавать свободно определяемые параметры показаний каких-нибудь датчиков.

Как организована сеть и из каких частей состоит?

Почему система глобальная?

Потому что в идеальном случае пакеты от станции должны попасть в глобальную сеть Интернет. После этого любой подключенный к сети Интернет сможет получить информацию о станции. Для этого существуют мировые APRS серверы. Благодаря интернету, разрозненные части радиосети объединяются в одну мировую сеть APRS (и станции могут связаться между собой).

Но как пакеты с информацией попадают в Интернет?

Тут как раз очень много вариантов и огромный простор для радиолюбительского творчества!

Самый простой вариант, когда станция имеет прямое подключение к сети Интернет (например программа на смартфоне + GPS + мобильный интернет, либо программа на стационарном компьютере + подключение к интернет). В этом случае выполняется прямое подключение к APRS серверу и программа ведет прямой прием и отправку сообщений в мировую сеть APRS.

Но это скучно! У радиолюбителей же есть свой радио эфир!

Радиосвязь для передачи пакетов

Есть мнение, что сеть APRS пришла на смену пакетной радиосвязи. Я считаю, что это не совсем так. Пакетное радио это радиолюбительская версия протокола x.25, которая называется AX.25[10]. Стек простой: на физическом уровне трансиверы передают и принимают модулированный сигнал, который преобразуется модемами в байты информации. Байты собираются в пакеты. Пакеты содержат все необходимое: источник, приемник (в любительском ax.25 это позывные), сообщение, контрольная сумма. Так же существуют методы установки и поддержания соединения с подтверждением приема(по аналогии с TCP). Есть и пакеты без подтверждения приема(по аналогии с UDP). Раньше существовало большое количество BBS с которыми можно было устанавливать соединения через радио эфир, принимать и отправлять почту. Такие BBS с функциями обмена почтой были даже на радиолюбительских спутниках, которые могли через какое-то время, за счет особенностей орбиты, пролетать над любой точкой планеты, передавая почту куда угодно.

Со временем появилась сеть Интернет, стала доступной и закрыла потребности обмена сообщениями. Сеть пакетных радиостанций стала уменьшаться. Но осталось оборудование. И это пакетное оборудование может использоваться и сейчас для передачи пакетов сети APRS по радиоканалу. То есть APRS не пришел на смену пакету, а пакетная связь, вернее только один тип пакетов — пакет UI ax.25 (без контроля доставки) и радиоканал используются как среда передачи сообщений сети APRS.

Таким образом, пакетное радио — это один из способов передачи APRS пакета от станции в систему. В принципе, могут использоваться и используются другие методы и виды модуляций радиосигнала, например BPSK, в качестве среды для передачи сообщений сети APRS.

А нужен ли интернет вообще?

Вроде бы все отлично, но вдруг постапокалипсис, санкции, авария у провайдера? Может ли система работать без сети Интернет? Та часть системы, что использует Интернет, конечно, перестанет работать при аварии. Невозможно будет узнать координаты объектов через браузер и станции, напрямую подключенные к мировому APRS останутся без связи. Однако, та часть системы, которая использует радиоканал для связи, сможет работать самостоятельно.

Хорошо развитая радиосеть APRS подразумевает наличие сети класс станций — радиоретрансляторов (пакетные ретрансляторы — диджипитеры (DIGI)). Тут можно провести аналогию с базовыми станциями сотовой связи. Эти станции стоят высоко, слышат далеко и принимают сигналы мобильных радиостанций с подвижных объектов, которые, как правило работают на УКВ. После приема APRS сообщения DIGI его ретранслирует (это тема отдельного разговора, потому что пакет модифицируется, в путь может добавляться позывной DIGI для того, чтобы понять путь, либо пакет отбрасывается при определенных условиях).

Кроме ретрансляторов есть еще класс станций — мосты (GATE) они могут переслать пакет с одного диапазона на другой. Например, если у GATE есть два трансивера на разные диапазоны, то он может передать пакет с одного диапазона на другой. Дальность связи на УКВ может достигать 50км и GATE приняв пакет на УКВ может передать его на КВ, где пакет может быть передан уже на сотни километров. Тем самым пакет «долетит» до другого города. И если бы существовала сеть, которая покрывала все нужные территории с помощью DIGI и соединяла бы их между собой, то в Интернете отпала бы необходимость. Но у такого решения есть финансовые и технические ограничения. Поэтому есть еще один класс станций — гейты, которые подключены к сети Интернет — IGATE. Именно через них пакеты из радио эфира попадают в мировую сеть APRS.

Как работают APRS серверы?

Мировые серверы APRS соединены между собой и обмениваются сообщениями, которые каждый из них принимает. Клиенты этих серверов это конечные станции, которые подключаются к мировой сети APRS напрямую для обмена сообщениями, либо станции IGATE, которые отправляют пакеты из эфира в мировую сеть. Другие станции, к какому бы серверу они не были подключены, получат это сообщение. Сообщений в мировой сети очень много, поэтому серверы поддерживают систему фильтрации по определенным параметрам.

Сеть APRS — сеть реального времени!

Пакет от станции отправляется в радио эфир, как в пустоту, без гарантий доставки. Но если пакет принят, он будет сразу обработан/ретранслирован/отправлен дальше, либо в Интернет. Принятый пакет сразу же будет отображен на карте мира, если у вас открыто соответствующее ПО. В свойствах объекта можно просмотреть на сколько устарели данные от объекта. Не смотря на отсутствие гарантии доставки, есть механизм подтверждения приема текстового сообщения (мы посылаем сообщение N раз, пока не получим подтверждение приема от адресата).

Список используемых терминов и сокращений

• КВ — короткие волны
• УКВ — ультра короткие волны
• Internet APRS Server — сервера в сети интернет, через которые возможен обмен сообщениями, прием и передача пакетов APRS, на них происходит накопление данных. Как правило все мировые APRS сервера объединены между собой и сообщение, полученное от IGATE на один из серверов, попадает на все остальные сервера.
• CALL — позывной радиостанции
• Digipeater (DIGI) — ретранслятор пакетов
• GPS — устройство, позволяющее определить свои точные координаты
• GATE — мост для передачи APRS пакетов на другие диапазоны
• IGATE — мост для передачи APRS пакетов на Internet APRS Server
• SID — номер от 0 до 15, добавляемый к позывному станции (например UA3MQJ-4). Используется для идентификации нескольких станций под одним позывным. Так же по SID в стандарте APRS можно определить тип и назначение станции (подвижная станция, GATE и т. д.). Если SID не указан, то считается, что он равен нулю.
• Трансивер — приемопередатчик. Как правило, в конструкциях используются общие части схемы для приема и передачи сигнала.
• TNC — контроллер для управления работой модема и передатчика, подключается к компьютеру KISS TNC — TNC поддерживающий режим работы KISS
• Модем — устройство для модуляции/демодуляции сигнала по определенному протоколу (например Packet)
• Пакет APRS — пакет информации, соответствующий протоколу APRS (маяк, сообщение и т. д.), вне зависимости от транспортного протокола его передачи.
• Пакет AX.25 — пакет информации, соответствующий протоколу пакетной связи AX.25
• Транспорт — протокол и среда, используемая для передачи пакетов APRS (например пакет AX.25 может быть передан по радиоканалу или по сети tcp/ip или в текстовом виде серверу Internet APRS)

Примеры устройств и решений для работы с APRS

1 Стационарный ПК с подключением к Интернет, без радио, без GPS

Оборудование:

• Стационарный компьютер.
• Подключение к сети Интернет (GPRS/ADSL/etc).

Программное обеспечение:

• Клиент APRS — UI-View

Возможности, которые мы получаем:

• Просмотр карт и станций на картах.
• Просмотр параметров станций (для подвижных, например, скорость; для погодных станций — параметры погоды, и т.д.).
• Прием и отправка текстовых сообщений.
• Отправка маяка с информацией о своей станции с фиксированными координатами.

Комментарий: пожалуй, это самый простой вариант, который может быть.

1.1 Портативный ПК с подключением к Интернет, без радио, c GPS

Оборудование:

• (М) Портативный компьютер.
• (+) Подключен GPS приемник.

Комментарий: в такой конфигурации ваши координаты смогут автоматически меняться во времени и другие участники сети APRS смогут увидеть ваши передвижения.

1.2 Портативный ПК без подключения к Интернет, с трансивером, c GPS

Оборудование:

• (М) Портативный компьютер.
• (+) Подключен GPS приемник.
• (+) Подключен трансивер.

Комментарий: в такой конфигурации ваши координаты смогут автоматически меняться во времени и информация об этом будет передаваться в радио эфир. Если ваши пакеты будут приняты по радио другими участники сети APRS, то они смогут увидеть эту информацию. Если пакеты будут приняты станцией, подключенной к мировой сети APRS (IGATE), то информацию смогут увидеть все.

1.3 Стационарный ПК с подключением к Интернет, с трансивером

Оборудование:

• (+) Подключен трансивер.

Комментарий: в такой конфигурации станция может принимать, отправлять и обрабатывать пакеты как из мировой сети APRS, так и из радио эфира, в пределах своей зоны радиовидимости. Такая станция может работать, как IGATE (отправлять принятые пакеты из радио эфира в мировую сеть APRS).

1.4 Стационарный ПК без подключения к Интернет, с трансивером

Оборудование:

• (+) Подключен трансивер.
• (-) Отсутствует Интернет.

Комментарий: в такой конфигурации станция может принимать, отправлять и обрабатывать пакеты из радио эфира, в пределах своей зоны радиовидимости. Такая станция может работать, как DIGI (ретранслировать пакеты, принятые из радио эфира). Если в пределах радиовидимости этой станции находится IGATE, то ее пакеты могут попасть в мировую сеть APRS (к примеру, можно воспользоваться сервисом отправки текстового сообщения на EMAIL в сети Интернет, находясь в каком-нибудь глубоком лесу или в море).

1.4 Стационарный ПК с подключением к Интернет, с приемником

Оборудование:

• (+) Подключен приемник.

Комментарий: в такой конфигурации станция может работать, как IGATE, выполняя эту важную функцию. Если постараться, то можно обойтись даже не любительским приемником, а USB донглом с SDR технологией и правильно соединить между собой все программы.

Ремарка по способам подключения трансивера к станции APRS

Как правило, трансиверы предназначены для передачи голоса человека. Цифровой сигнал передается в такой же полосе частот, что и речь (как в модемах в телефонии). Чтобы передавать и принимать модулированный звуковыми частотами цифровой сигнал, трансивер может иметь отдельный линейный вход и выход (они не вносят изменений в сигнал).

Но сигнал должен как-то модулироваться и демодулироваться. Применительно к пакетной связи для работы на КВ используется AFSK 300 бод. Это частотная модуляция: одна частота — это «1», вторая частота — это «0». Изначально для работы применялся модем. На прием он отличал 0 от 1 с помощью фильтров, а на передачу переключалось два генератора частоты. Полученный поток из нолей и единиц преобразовывался в пакеты с помощью специальных устройств — TNC (пакетных контроллеров). Таким образом, схема подключения выглядела так:

Со временем, отдельные части этой цепочки стали совмещаться в одном устройстве. Например, есть трансиверы со встроенным модемом; есть TNC со встроенным модемом; я думаю, существуют даже готовые блоки, TNC с трансивером. Очень популярным считается решение на базе программы MixW. В этом случае TNC и модем эмулируются программой MixW, а трансивер подключается к звуковой плате компьютера. Со стороны APRS ПО эта программа выступает, как KISS TNCи взаимодействие с ним происходит через COM порт. Кстати, два COM порта и нуль-модемный провод не требуется. В комплекте утилит MixW присутствует виртуальный драйвер нуль-модема, в котором можно задавать пары соединенных виртуальных портов. Программа APRS будет считать, что взаимодействует через аппаратный COM порт с аппаратным TNC. В целом, программа MixW очень развита, имеется даже драйвер для сетевой платы, которая будет передавать данные с помощью пакетной радиосвязи(проверялось на Windows). Можно было соединить два компьютера через звуковые платы и попинговаться. Но рассчитано все, конечно, на радиосвязь.

Существуют трансиверы специально созданные для работы в сети APRS, которые самостоятельно выполняют определенный функционал.

Примеры устройств и решений для работы с APRS (вторая серия)

2 Смартфон

Оборудование:

• Смартфон.

Программное обеспечение:

• Клиент APRS — APRSdroid

Комментарий: в такой конфигурации станция всегда в кармане, а на карте можно отображаться, как человек (а не авто).

2.1 Смартфон + трансивер

На самом деле я не знаю подробностей, но фотография говорит сама за себя.

3 APRS трекер

Да да, это именно то, что продается под названием «спутниковая сигнализация». Трекер — автоматическое устройство, которое либо просто записывает координаты и время, либо плюс к этому может передавать маяки в эфир. Взаимодействие с пользователем в процессе работы не предполагается. Трекеры ставят в машины, запускают на воздушных шарах.

4 Роутер, подключенный к интернет

Если целью стоит просто помечать на карте мира свою станцию по фиксированным координатам, то круглосуточно гонять ради этого персональный компьютер не очень удобно. Во-первых, не каждый компьютер работает круглосуточно; во-вторых можно забыть запустить программу; в-третьих программа всегда будет болтаться в трее; в-четвертых после каждой переустановки windows надо все заново настраивать. Да и в целом, гонять ПК ради отправки одного пакета — слишком «жирно». Для таких целей лучше подойдет простое устройство, работающее 24/7, с малым потреблением энергии. Роутер — самый подходящий вариант.

На роутере с установленной прошивкой OpenWRT, можно запустить клиент APRX и вы всегда будете на карте. Я такое делал на своем роутере TP-Link TL-MR3020.

5 КПК с Windows Mobile

Существует клиент для КПК — APRS/CE.

Как попасть в сеть APRS?

Любой радиолюбитель с позывным может подключиться к радиолюбительской сети APRS и использовать эту сеть в радиолюбительских целях. Если же вы не радиолюбитель и не хотите им становиться, либо вы хотите использовать технологию для построения своей сети, системы и в своих личных, либо коммерческих целях, то вам нужно будет подкорректировать некоторые моменты.

Как поднять свой APRS сервер для своей системы? Можно ли использовать радио эфир, если нет радиолюбительского позывного? Какие можно использовать трансиверы и как к ним подключаться? Все это, а так же множество других технических вопросов (например форматы сообщений, дальность на радиочастотах, виды модуляций) — это уже много для одной статьи, да и к тому же я тоже устал 🙂 Если тема будет интересна, мы с вами ее продолжим.

А пока, всем наилучшие пожелания de UA3MQJ 73!

Список использованных источников

1. http://aprs.qrz.ru/ — Сайт APRS России.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/APRS — информация на википедии
3. https://code.google.com/p/qaprs/ — мой экспериментальный проект QAPRS (Qt4) для стационарного ПК.
4. https://code.google.com/p/japrs/ — мой экспериментальный проект jAPRS (JAVA ME) для мобильного телефона без GPS.
5. http://www.aprs.org/doc/APRS101.PDF — PDF файл — описание стандарта APRS.
6. http://xastir.org/
7. http://forum.qrz.ru/27-aprs.html — APRS ветка на форумах QRZ.RU
8. APRS ветка на форумах CQHAM.RU
9. UI-View — клиент APRS для ПК
10. Описание протокола AX.25 (PDF)
11. http://www.qslnet.de/member/rz3tw/ap_st/ap_st.htm — APRS — что это такое?
12. http://www.mixw.net/index_rus.php — сайт программы для работы цифровыми видами связи MixW.
13. APRSdroid — APRS for Android
14. www.byonics.com/tinytrak
15. Клиент для Windows mobile
16. http://hamcmw.qrz.ru/pr/index.html — Радиолюбительская пакетная связь (Packet Radio) и APRS

Важно: технология APRS дается в статье в ознакомительных целях. Она разработана радиолюбителями, для идентификации станций используются радиолюбительские позывные, мировая сеть APRS — это радиолюбительские серверы, а радио частоты, по которым осуществляется связь, используются на основании выданных разрешений. Вам запрещено использовать радиолюбительские серверы и полосы радиочастот, если вы не радиолюбитель. Однако, сама технология и формат сообщений может быть использована в ваших проектах, с использованием ваших серверов. Можно даже использовать радиосвязь, если вы, купили частоту, либо используете полосы частот, мощности и виды модуляции, которые разрешены ГКРЧ к использованию без регистрации.

Источник