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如何踏入數據通訊世界

No.34   1995 Nov   p32~35,   by 林茂榮 Paul Lin, BV5OC P.O. Box 23-575 Changhua



    大多數業餘家在想到要如何讓無線電與電腦如何結合在一起時,馬上會想到的就是包封通訊,這又有何不可呢?過去 10 年當中,在業餘無線電領域內,包封通訊可以算是最熱門的數據通訊模式,全世界有數以萬計的包封通訊愛好者,難道他們錯了嗎?絕對不會。

    就極高頻或是超高頻而言,包封通訊已經構成了區域性的通訊網路,但是一提到包封通訊應用在高頻上,馬上會讓人想起這是一種錯誤的選擇,除非是在電波傳導高峰期,否則包封通訊很難好好應用在高頻上。

    提到高頻,後來針對包封通訊在高頻應用的缺點,而發展出了許多通訊模式,這包括有 AMTOR、PacTOR、 CLOVER、及 G-TOR,另外還有傳統的 RTTY。這些英文字母就好像是一堆英文字母混成的肥皂泡沫一樣,其實,這些數據通訊模式並不複雜,現在我們就透過軟體操作,以及硬體介面的簡單說明,來揭開各種數據通訊模式的面紗,同時你也可以明瞭到,目前這些數據通訊模式可以應用的範疇。


對收發機的要求

    近代發展出來的收發機,基本上都可以滿足操作數據通訊的要求,一般使用 AMTOR、PacTOR、 CLOVER、及 G-TOR 等數據通訊模式時,要考慮到收發機的發射與接收的切換速度,這速度要夠快才行,例如做 AMTOR 的遠距離通訊時,收發機的切換時間要低於 30 毫秒,近代的收發機特性表上,應該都會附有這項資料。

    如果你有興趣操作 RTTY,那就必須要考慮到收發機是不是可以承受長時間、高負載的持續發射,因為 RTTY 不像是莫耳斯碼 (CW) 或者是單邊帶 (SSB) 話務,這些模式的發射總期間都很短。大多數的收發機都宣稱可以全功率的高負載工作,有些則不行,但是不論如何,進行像 RTTY 這類高負載的數據通訊時,最好能夠把發射功率降下來,不要全額輸出。

    老式的收發機大多數是沒有能力承受高負載發射,同時收發的切換速度也不夠快,要在許多老式的收發機上做 AMTOR、PacTOR CLOVER、及 G-TOR 等通訊,根本不可能。至於切換速度沒有特別要求的 RTTY,只要注意別超出規定的輸出額定功率,老式的收發機倒是還有辦法應付。

    如果你根本不知道收發機的收發切換速度,如何選擇收發機呢?這裡有個大概的原則,那就是,如果你要操作數據通訊,而且要有足夠的收發切換速度,那麼就要買最近 5 年內生產出廠的收發機,這類收發機,不只收發切換夠快,頻率的穩定性也好。如果你打算只是鍾情於 RTTY,那麼只要是最近二十年生產的收發機,應該都可以適用才對。


慎選電腦機種

    以前看到的業餘無線電應用軟體,總是以美國的 COMMODORE、 ATARI、APPLE 等機種的電腦為主,甚至是最近的 SSTV 發展也是一樣,但是目前情況已經改觀了,業餘無線電的應用,已經改成以 IBM 個人電腦為主流了,但這也不是意味著其他機種的個人電腦就不行了 (唯一例外的是 CLOVER,它一定要配用 IBM 或相容的個人電腦),如果有了個人電腦,再配上一個任何的終端程式,那麼可以說往數據通訊的路已經走一半了,實際上,任何的個人電腦應該都可以讓你一起走進數據通訊的道路,然而下面有一些考慮因素可供你參考。

    輸出入介面 (I/O):是不是有多餘的 RS-232 介面埠?因為一般的數據通訊總是要用到串列介面埠。

    軟體:是不是有方便的終端程式可以使用?

    記憶體:有多大的可讀寫記憶體 (RAM) 可用?記憶體越大越好。

    資料儲存:是否有方便的儲存媒體?最好有軟碟或是硬碟之類的儲存媒體。

    干擾:電腦本身產生的射頻訊號會不會干擾到收發機的接收?個人電腦產生的射頻干擾可能會演變成一種頭痛的問題。

    支援:如果你的電腦突然當機,是否有人可以提供支援,修理你的個人電腦?

    最好的個人電腦要配合你的目標及預算來購買,如果你不確定自己是否真的喜歡數據通訊,先別急著大步跨出去,一步一步來。


類比 / 數位介面

    要讓你的個人電腦可以和收發機之間有個管道可以溝通,最重要的是它們之間的介面,這介面必須能夠接受個人電腦的數據訊號,然後把它轉換成聲頻訊號,或者是斷續的開關動作,來供給收發機。目前除了 CLOVER 需要以介面卡直接插在個人電腦母板上之外,其他數據通訊都可以利用所謂的數據終端處理器,它就像是一部數據機一樣,很像是個人電腦與電話線之間的數據機。


數據通訊終端處理器

    在業餘界展開了數據通訊之後,過沒多久就有人質疑,為什麼包封通訊要一套介面,而 RTTY 又要用另外一套介面,為什麼這許許多多的數據通訊模式,不能把介面做在一塊?

    之後,不僅生產廠商把包封通訊及 RTTY 做在同一介面裡,同時也延伸出了好幾種不同的數據通訊模式,這就形成了現在所稱的數據通訊終端處理器 (MCP),這已經成為業餘數據通訊愛好者的標準配備之一了。

    就像是包封通訊的終端控制器一樣,數據通訊終端處理器,內有獨立的微電腦晶片、記憶體。要操作這數據通訊終端處理器,只要透過個人電腦給它一道指令就可以了,你可以讓數據通訊終端處理器做包封通訊、RTTY、AMTOR、或者是其他數據通訊模式,有些甚至包括有傳真 (FAX)、慢速掃描電視 (SSTV)、航海氣象 (NAVTEX) 等。

    而數據通訊終端處理器的出現,也使得一般業餘無線電愛好者,操作數據通訊就像是上路邊攤那麼方便,這種真正的方便還真容易叫人上癮!


數位訊號處理

    現在你已經知道什麼是數據通訊終端處理器了,下面接著還要告訴你一項更新更令人振奮的新科技,就是數位訊號處理,這是一種完全以數位科技為基礎的訊號處理方式,不論什麼樣子的數據通訊模式,都是完全以數位編解碼的方式處理,其主要特點是有很大的可塑性及適應性。

    一般以數據通訊終端處理器為主的數據通訊模式,要更新或是添加新模式時,就必須把裡頭存放主程式的 IC 換下來,但是假如新的數據通訊模式需要不同的硬體線路來配合,那怎麼辦呢?這種事在以數位訊號處理 IC 為中心的數據通訊終端處理器就不會發生,藉著數位訊號處理器,你隨時可以增加新的數據通訊模式,只要配備新程式就可以了。因為數位訊號處理數據通訊終端處理器,完全是以軟體來處理數據通訊的,不需要額外的硬體線路來配合。


RTTY

    用技術觀點來看,RTTY 可以說是許多數據通訊模式的老祖宗,例如 AMTOR 通訊及 ASCII 通訊等,但是以一般的常識來看,RTTY 使用的是鮑多碼,而 AMTOR 及 ASCII 使用的碼都不一樣。一般來說,RTTY 在陸地上的有線系統,是以每秒多少爻 (BITS PER SECOND) 來論精確的傳送速度的,但是一般還是習慣以「鮑速」來表示,例如一般電話線路用的數據機,還是以 2400 及 9600 鮑速為大宗。至於 AMTOR 的格式雖然不大相同,傳速以鮑速計算的話是 100,而傳統的 RTTY 通訊,鮑速則是 45.45。更詳細的討論請參看 CQ-7 P.96~104 ,「往業餘無線電數據通訊之路」。

    RTTY 通訊不像 AMTOR 那麼複雜,它是很接近 CW 通訊的,由於沒有偵錯及除錯功能,所以選擇好的通訊條件做 RTTY 是很重要的,如果 RTTY 受到衰落現象影響,是會完全接收不到 RTTY 內容的。


呼叫

    一般的 RTTY 呼叫程序是,打開收發機做好準備以後,發出 "CQ CQ CQ DE BV5OC BV5OC BV5OC K K K",或者是類似這樣子的格式,通常以這樣子的格式連續發出二次或是三次,這可以由電腦的軟體來做,只要把內容預先存好,要發出這樣的呼叫,只要在個人電腦上按一個鍵就可以了。


回應

    一般傳統的回應格式是 3 乘 3,對方呼號三次,己方呼號三次,例如要回答 NL7J 的呼叫:" NL7J NL7J NL7J DE BV5OC BV5OC BV5OC。有時在發射正式內容之前,會打出一連串的 "RY,發出 RY 的好處很多,因為 RY 在電子訊號上,是一連串的等量 "H"、"L",容易聽出來,同時 "RY" 也可以讓對方調整 RTTY 設備。不過還是要謹慎使用 "RY",如果訊號強,或是 QSO 過程一切順利,就不要隨便發出 "RY",同時,一整串的。"RY" 也可以存放在記憶體或是緩衝器內,可以由電腦以單鍵動作產生。一呼應之後,隨後的對話就簡單了,事 實上,如果你監聽過 RTTY 通訊的話,一定會發現許多與 CW 通訊一樣的用語。

    如果每一天同樣的 CW、或是話務通訊,已經提不起你更大的興趣,那麼 RTTY 可以說是最好的出發點了,透過完全不一樣的方式,可以讓你感受到業餘無線電的多樣性。

    與一般的 CW 及 SSB 通訊一樣, RTTY 通常是用來閒聊,當然也有刺激一點的通訊比賽、通訊獎狀、及遠距離通訊活動等。與現今的數據通訊相比較,早期的 RTTY 通訊設備,很多是機械結構為主的,機械聲、潤滑油味道、配合不徐不緩的 RTTY 聲,很能讓人發思古之幽情。


AMTOR

    如果說 RTTY 具有懷舊之情的吸引力,那麼可以說是高頻的 AMTOR 數據通訊把業餘通訊帶到電腦時代裡。

    AMTOR 已經不像是 RTTY 一樣的來回交手通訊,因為 AMTOR 採用同步通訊,而且因為特有的格式,所以操作 AMTOR 時,你的收發機是快速的收發切換,因為真正的 AMTOR 通訊,很像是一種快速的猜拳遊戲,贏的手指指向自己,輸的指向對方,兩者除了互送訊息之外,本身還有很基本的偵錯動作,由於這種特性,你幾乎不會錯過在高頻內的 AMTOR 通訊的「吱巫 - 吱巫 - 吱巫」叫訊號。如果電波突然受到衰落現象的影響,那麼這吱吱叫聲就持續不停,直到傳對了資料為止。

    這雖然沒有像 RTTY 那麼具有懷舊的吸引力,但是可以有正確的資料傳送,這對於通訊而言,不論是傳送資料甚至是電腦資料檔案,正確性是最重要的。

    前面提過的任何 RTTY 通訊活動,也都能以 AMTOR 進行,但是對於 AMTOR 的偵錯傳送能力,可以用來做「郵箱」服務,那很像是一般的 BBS;經由 AMTOR,你可以把信件放在郵箱內,當信件的收信者進入郵箱後,便可以取得郵件,當然這不限於信件,也可以是檔案資料。

    至於 AMTOR 用得最多的,要算是國際高頻網路上使用的 APLink,這些 APLink 電台又可以和當地的包封通訊網路結合,成為一個完整的通訊網或者是緊急通訊網路。有個例子可以來說明:當波斯灣戰爭燃起時,經由躲在被佔領的科威特邊境的一個 APLink 電台,就曾準時地把數以百計的訊息中繼到戰區外。


PacTOR

    PacTOR 是從 90 年代初期開始發展的,開始之後便欣欣向榮,目前 PacTORE 經有取代 AMTOR 之勢,而成為高頻數據通訊中最受歡迎的模式。與 AMTOR 或包封通訊一樣,PacTOR 也使用握手式的系統來傳送可除錯的訊息,接收到的訊息是正確的話,對方以 ACK 碼反應,如果訊息是錯誤的,對方會傳回 NAK 碼。 AMTOR 及 PacTOR 的聲音非常類似,不過,PacTOR 聲音會長一些。

    PacTOR 的技巧關鍵,在於運用了記憶式的自動要求傳送,當數據通訊終端處理機截收到的訊息因錯誤而不完整時,數據通訊終端處理機會記下錯失掉的資料,當對方再次傳送過來時,就可以把這些訊息補上,大多數情況下,記憶式自動要求傳送系統,只要一次或是兩次的重複傳送,就可以把訊息補齊,因為重複傳送的次數越少,通訊的速度就越快,所以大多數情況下,PacTOR 的傳送數度比 AMTOR 還快很多。

    PacTOR 也可以根據電波傳導狀況自動調整,如果電波傳導狀況良好, PacTOR 的傳速是 200 鮑速,而電波傳導狀況差,PacTOR 會把傳送速度降到 100 鮑速。

    就是因為有記憶式自動要求傳送及自動調整傳送速度,所以 PacTOR 在高頻的表現非常出色,同時 PacTOR 也支援 ASCII 碼,可以傳送任何字母、符號,而不像 AMTOR,因為編碼的關係,受到很大的限制,例如,AMTOR 絕對無法傳送程式檔案或複雜的資料,而 PacTOR 就可以辦到。

    目前大多數的 APLink 系統,除了使用 AMTOR 之外,也可以接受 PacTOR 模式,除此之外,以 PacTOR 做 BBS 的也不少。雖然數目不多,也有人利用 PacTOR 在空中閒聊。


CLOVER

    以性能而言,CLOVER 是所有高頻數據通訊中最佳者,CLOVER 引用了多種的調制技巧,根據傳送情況可以調整輸出功率,及許多其他特性,因此使得在電波傳導狀況很壞的情況下,CLOVER 依然可以照樣做通訊。除此之外,CLOVER 也是最有效率的數據通訊,在所有高頻數據通訊模式中,CLOVER 是目前效率最好的數據通訊模式。

    雖然 CLOVER 出現的時間並不晚,幾乎與 PacTOR 同時出現,但是 CLOVER 受歡迎的程度好像並不與它的性能成比例,最主要的原因是 CLOVER 硬體的要求很嚴格,比如收發機的穩定度要求很高,而且, CLOVER 的介面卡也很昂貴。

    要做 CLOVER 通訊,唯一的方式,就是向 HAL 公司購買 PCI-4000 介面卡,這一片介面卡式設計給裝在 IBM 相容個人電腦上的擴充槽的,與收發機的介面很簡單,一條線接到收發機的麥克風插孔,另一條線則接收發機的聲音輸出訊號,從喇叭輸出或是錄音輸出都可以。如果頻率穩定性夠的話,幾乎任何收發機都可以操作 CLOVER 通訊。

    與 AMTOR 及 PacTOR 一樣,CLOVER 也使用握手式的溝通方式彼此交換訊息,但是 CLOVER 也把收發機的輸出功率看成是通訊的一部份,也就是 CLOVER 會隨著傳送訊息的成功率,電波的傳導狀況等,自動調整收發機的輸出功率。CLOVER 的成串訊號長度可以變化,但是 CLOVER 訊號總比 AMTOR 或是 PacTOR 還長。

    CLOVER 剛上市時,每片 PCI-4000 介面卡高達美金 1 千元,而且這片介面卡只能操作 CLOVER,後來介面卡價格漸軟,下降到 700 或是 800 美元左右,而且後來這片介面卡也添加了其他數據通訊模式,如 RTTY、 AMTOR、及 PacTOR 等。CLOVER 介面卡單價下降,而且添加了其他數據通訊模式,也許你可以發現目前已經有更多的 CLOVER 聲音出現。目前 CLOVER 以使用在洲際問的 BBS 訊息傳送為主。


G-TOR

    目前的高頻數據通訊中,G-TOR 是最新的數據通訊模式,這是由 KANTRONICS 公司發展出來的,這種新的模式,也在前年初的該公司產品中 (KAM PLUS MCP) 正式使用。

    GTOR 是 Golay-coded Teleprinting Over Radio 的縮寫,Golay-coding 是由 M.J.E Golay 發展出來的自動偵錯系統,這系統也被探險太陽系之外的先鋒號太空船使用,這在太陽系之內的航行,必須傳送數以億計位元的資料回地球,必須要有很強的偵錯系統,才能避免傳送的訊息受到任何干擾及雜訊的影響。因此在很類似的環境下,高頻上使用此自動偵錯技巧,似乎是最完美的選擇。

    操作 G-TOR 就像是 AMTOR 或是 PacTOR 一樣,而且在高頻上你聽 G-TOR、AMTOR 或是 PacTOR 的訊號,好像沒有什麼兩樣,仔細比較之後,你會發現到,G-TOR 的叫聲比 PacTOR 還長一些。

    與 PacTOR 一樣,G-TOR 也支援所有 ASCII 碼,而且還可以把它轉換成二進位檔。

    和 AMTOR 及 PacTOR 比較,G- TOR 的優點是傳送效率更高,就算是在電波傳導狀況很糟糕的情況下,平均而言,G-TOR 的傳送速度大約是 PacTOR 的二倍,而在某些狀況下,也可以比美 CLOVER。

    也許你已經有了 KAM PLUS 可以進行 G-TOR 數據通訊,不僅 KANTRONlCS 一家公司,其他的數據通訊終端處理機製造商也有興趣添加 G-TOR 模式,雖然目前 G-TOR 有漸受歡迎的趨勢,但是不是有機會與 PacTOR 一較長短,還很難說,尤其是最近的數據通訊終端處理機發展迅速,誰也抓不準未來的數據通訊趨勢。 END



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