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Digipeating generico
La potenza di APRS dimostrata sul campo deriva
dall'uso del digipeating generico che permette la propagazione dei pacchetti in
assenza di una conferma a priori della rete. Esistono 6 potenti tecniche
che si sono evolute da quando, nel 1992, è stato introdotto l'APRS:
- RELAY - Ciascun
TNC APRS in VHF/UHF deve avere un alias RELAY, in modo che qualsiasi
operatore sia in grado di usarlo in ogni momento.
- ECHO - Le
stazioni HF usano l'alias ECHO come alternativa a RELAY. ( E' bene
ricordare la natura della propagazione in HF, questa ha il potenziale di
poter causare interferenze su una vasta area, e deve essere usato
con parsimonia dalle stazioni mobili).
- WIDE - Tutti i
digipeaters in quota devono avere un alias WIDE per comunicazioni a
lunga distanza.
- TRACE - Tutti i
digipeaters in quota che impiegano la sostituzione del codice di
identificazione devono avere un alias TRACE. Questi digipeaters
auto-identificano i pacchetti che ripetono inserendo il proprio
identificativo al posto di RELAY, WIDE o TRACE.
- WIDEn-N - Un
digipeater che supporta la ripetizione WIDEn-N ripeterà qualsiasi
pacchetto WIDEn-N "nuovo" e diminuirà di
1 il SSID finchè questo
parametro non raggiunge zero. Il digipeater mantiene una copia o il
checksum del pacchetto e non lo ripeterà per 28 secondi (generalmente).
Questo modo riduce considerevolmente il numero delle ripetizioni
superflue nelle
aree con molti digipeaters nello stesso
raggio di
copertura.
- GATE - Questo
nominativo generico è usato dai digipeaters che sono impiegati come
gateway tra HF e VHF/UHF. Ciascun pacchetto ascoltato in HF via GATE
verrà ripetuto localmente in VHF.
Questo permette di propagare la
situazione della rete locale in un contesto che può essere nazionale o
anche internazionale.
Digipeating e APRS
Nozioni di base
L' APRS utilizza i pacchetti non connessi
<<UI>> dell'AX.25. Ciò vuol dire i pacchetti APRS vengono inviati a
tutti utilizzando il protocollo AX.25. Per poter aumentare il percorso dei
pacchetti vengono utilizzati i digipeater che sono a tutti gli effetti dei
ripetitori digitali. Per poter instradare i pacchetti attraverso un percorso ben
definito è necessario indicare al pacchetto stesso i vari digipeater che deve
attraversare per raggiungere la destinazione o la massima portata
conosciuta.
Questo si ottiene con il comando
UNPROTO, come nel
seguente esempio:
>UNPROTO APRS Via Call1,Call2,Call3,
...
Dove il termine "APRS" è virtuale nel senso che non
indica nulla al pacchetto stesso mentre "Via" è una parola chiave e
"Call1,Call2,Call3, ..." sono gli indicativi dei digipeater che il pacchetto
deve attraversare.
Questa impostazione fa in modo che un pacchetto
spedito dalla stazione che trasmette sia ripetuto a turno da ciascun ripetitore
digitale. Ogni volta che un digipeater ripete un pacchetto il callsign di quel
ripetitore viene marcato con un asterisco in modo che solamente il ripetitore
successivo (nella lista) ripeterà lo stesso pacchetto. Questo modo di
funzionamento implica che la stazione trasmittente deve essere in grado di
conoscere esattamente tutti i digipeater che il pacchetto originato dovrà
attraversare per giungere a destinazione.
Instradamento
per l'APRS
L'APRS, invece, per poter soddisfare la necessità
di poter essere utilizzato in situazioni di emergenza e non prevedibili, non può
conoscere ovviamente i digipeater che impegnerà. Per questo motivo TUTTE le
STAZIONI APRS hanno nel percorso UNPROTO un nome di digipeater generico: RELAY.
In questo modo una stazione può usare qualsiasi altra stazione come digipeater
semplicemente indirizzando i pacchetti VIA RELAY. L'impiego di questa forma di
digipeating generico (RELAY), una stazione mobile o una nuova stazione non è
obbligata a conoscere nulla in anticipo della topografia di rete nella zona in
cui sta operando per poter "vedere" i nodi adiacenti. Nell'arco di 10 minuti
Max.di tempo di ascolto sulla frequenza APRS la stazione è in grado di vedere
sulla mappa tutte le stazioni ed i digipeater della zona, e l'operatore può
quindi inserire nel percorso UNPROTO i callsign esatti dei degipeater ascoltati,
o che vuole attraversare in modo da limitare il QRM ( noise ).
In modo del tutto similare lavora un altro tipo di
digipeater generico. Il digipeater WIDE.
In questo caso, la copertura radio di un'intera
area deve essere affidata solamente un ripetitore che nel protocollo APRS assume
l'alias di WIDE.
Un digipeater con l'alias di
WIDE, quindi, deve
essere posizionato nel punto più alto possibile della zona da
coprire. E' molto importante che la rete APRS cresca e
maturi con ripetitori digitali fissi e ben conosciuti dalle stazioni locali,
quindi tutti gli operatori APRS che attivano una stazione fissa non devono
utilizzare i nomi generici di RELAY o di WIDE nel loro percorso UNPROTO.
Benché è normale per le stazioni mobili utilizzare
il percorso RELAY,WIDE il percorso RELAY solo in rari casi deve essere
utilizzato dopo il primo salto, e mai dopo WIDE.
Quindi, ad esempio, MAI usare:
- >UNPROTO APRS VIA RELAY,RELAY
- >UNPROTO APRS VIA WIDE,RELAY
E' bene ricordare che qualsiasi pacchetto inviato
Via RELAY verrà ripetuto da tutte le le stazioni APRS che lo ascoltano;
utilizzare un percorso tipo RELAY,RELAY congestionerebbe il canale con un
traffico eccessivo. Anche se, generalmente, il digipeating non è una
buona soluzione per le connessioni di livello 2 dell'AX.25, è una tecnica ideale
in applicazioni APRS che utilizzano solo frame UI. Inoltre il ciclo di
trasmissione su un canale APRS è relativamente basso e ne permette la
condivisione anche con altre applicazioni a patto che non si occupi
completamente il canale. Ad esempio mentre può essere accettata la condivisione
con l'accesso alle Mail Box Personali PBBS, dal momento che i messaggi PBBS
vengono spediti alla velocità di battuta di tastiera, non possono essere
accettate le connessioni per lo scarico di mail o altri modi di tipo CONNESSO,
come l'email forwarding, il file transfer ed il DX Cluster ( per uso esclusivo
amatoriale )
Ripetitori
digitali APRS
I digipeater APRS che coprono vaste aree
(WIDE)
devono essere separati tra loro il più possibile, in modo da assicurare la
massima copertura radio con il minino numero di salti. Questo, però, non
preclude l'impiego di eventuali RELAY necessari per coprire zone d'ombra o zone
negative in generale per il digipeater WIDE. Questi ultimi, infatti, forniscono
il primo salto (VIA RELAY) per tutte le stazioni mobili verso il digipeater
principale WIDE.
WIDE
Dal momento che i ripetitori WIDE sono installati
in posizioni geografiche eccellenti, non devono solamente essere dedicati alla
funzione di collegamento della rete verso altre aree ma devono anche avere
l'alias RELAY necessario per il collegamento delle stazioni mobili o per le
nuove stazioni. Versioni recenti di firmware per TNC permettono l'impiego di più
alias. Una configurazione di WIDE-RELAY che formano un "backbone" per il
collegamento a lunga distanza dovrebbe essere realizzata distanziando gli WIDE
almeno di 50/80 Km o più in funzione della topologia locale, comunque devono
ascoltarsi l'un l'altro. Come già detto le stazioni mobili utilizzano il
percorso RELAY,WIDE in modo da non doversi preoccupare di chi ripeterà il loro
pacchetto, sia una stazione fissa RELAY oppure un WIDE.
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TRACE
Con la disponibilità di nuovi TNC che offrono la
possibilità di usare quattro alias e dispongono dell'algoritmo di sostituzione
del callsign, è possibile usare anche l'alias TRACE. Anche se tutti i quattro
alias sono trattati alla stessa maniera, l'uso di TRACE ha alcuni importanti
vantaggi:
- L'algoritmo di sostituzione del callsign
non solo risolve il problema della duplicazione reciproca dei pacchetti,
ma fornisce anche la possibilità di tracciare (TRACE) il percorso che il
pacchetto ha effettuato per arrivare fino alla stazione di ascolto,
mostrando tutti i digipeater che ha attraversato.
- Permette alle stazioni di utilizzare un
percorso generico come TRACE,TRACE,TRACE... senza pericolo di duplica
dei pacchetti. Questo perché solo i TRACE "nuovi" ripeteranno il
pacchetto e non i vecchi WIDE. In un percorso UNPROTO è possibile
mescolare TRACE e WIDE se si è in grado di sapere come questi ripetitori
sono posizionati.
- Gli operatori di nuovi digipeater TRACE
devono usare il simbolo di Overlay "T" in modo che gli operatori APRS
siano in grado di individuare le posizioni d'impianto.
ATTENZIONE:
le stazioni fisse che raggiungono 2 o più WIDE non devono mai usare tre callsign
generici RELAY/WIDE in una singola riga, e il RELAY non deve essere posizionato
in nessuna altra parte del percorso se non all'inizio della lista. E' possibile
usare anche più TRACE ma, se non è indispensabile, è inutile indurre traffico
non necessario al di là della zona di interesse. Benché i percorsi generici sono
normali per le stazioni mobili, deve essere posta particolare attenzione se in
una particolare zona è previsto un grande addensamento di stazioni APRS mobili
che usano il percorso generico RELAY,WIDE poiché ciascuna ripeterà il pacchetto
dell'altra! In un caso del genere sarà necessario consigliare una variazione del
percorso UNPROTO togliendo il RELAY.
Un suggerimento sul come settare le stazioni mobili
è il seguente:
Stazione con potenza 1-5 watts:
- >UNPROTO APRS VIA RELAY,WIDE,WIDE
- >MYALIAS RELAY
Stazione con potenza superiore:
- >UNPROTO APRS VIA WIDE,WIDE
- >MYALIAS RELAY
Operare con
RELAY e WIDE
Benché il digipeating
generico WIDE/RELAY funziona perfettamente per le stazioni mobili, o nelle
installazioni iniziali, una volta che in un'area sono attivi più di 2 (due!)
digipeater WIDE, tutte le stazioni fisse, o che operano normalmente nella
stessa area, non devono usare il digipeating generico in modo da
minimizzare i pacchetti duplicati e le collisioni sul canale. Oppure c'è
un'alternativa: utilizzare TRACE. Comunque usa un instradamento diretto
utilizzando i callsign specifici riduce in modo significativo il QRM ( noise ).
Per esempio utilizzare un percorso del tipo:
- >UNPROTO APRS WIDE,WIDE,call3,call4
produrrà 2 salti in tutte le direzioni e 4 salti
ulteriori nelle direzioni di call3 e call4.
Durante una prima realizzazione di una rete APRS
alcune stazioni fisse ben posizionate sul territorio possono operare
temporaneamente come WIDE. Per fare questo basta configurare il TNC con
WIDE.
ATTENZIONE: configurare MYAlias con WIDE non
funziona perché se si attiva il programma APRS (WinAPRS o UI-View) questo
parametro viene forzato a RELAY.
E' bene non configurare MYCALL con il valore WIDE a
patto di averlo concordato con tutti coloro che operano in APRS nella zona. Il
motivo principale è che molti WIDE nella stessa zona generano un QRM ( noise
)che può portare alla congestione del canale. Se si opera come WIDE è necessario mettere nel
messaggio di beacon che contiene anche le coordinate della stazione il carattere
\ "backslash" come separatore tra Longitudine e Latitudine in modo da ottenere
la visualizzazione di digipeater nelle mappe degli operatori APRS.
DIGIPEATING GENERICO IN TUTTE LE DIREZIONI
WIDEn-n
(Questa è una particolarità dei TNC di nuova
generazione che ciascun produttore ha implementato con proprie
caratteristiche specifiche) Il digipeating generico WIDEn-n ripete
semplicemente TUTTI i pacchetti inviati VIA WIDEn-n, ma solamente UNA
VOLTA!.
Su questo tipo di digipeater viene mantenuta una
copia (oppure il checksum) del pacchetto ripetuto per almeno 30 secondi, e
ciascun nuovo pacchetto viene comparato con quelli già trasmessi (nel periodo di
30 secondi) in modo da evitare la duplicazione di pacchetti già
trasmessi.
Questo tipo di digipeating elimina completamente la
ripetizione di pacchetti già trasmessi causata da un percorso generico come
WIDE,WIDE,WIDE. In un caso come questo, infatti, un tale percorso genererebbe
3x3x3 ovvero 27 duplicazioni del pacchetto. Mentre in una rete con un digipeater
WIDEn-n si avrebbero solamente 3 ripetizioni.
Numero dei salti (hop).
In un digipeating WIDEn-n, "n" rappresenta il
numero dei salti. Ciascun digipeater che ripete un pacchetto decrementa il
WIDE-SSID di uno. In questo modo la parte -n raggiunge lo zero, mentre la parte
WIDEn indica il numero dei salti (digipeater) che il pacchetto ha effettuato per
raggiungere la destinazione. Ad esempio è possibile che un pacchetto
previsto per un collegamento a lunga distanza o per un evento particolare
utilizzi un percorso WIDE7-7, ma un utente locale può usare un percorso WIDE2-2
per limitare il QRM ( noise )indotto.
TRACEn-n
E' da notare che nel momento in cui WIDEn-n
raggiunge WIDEn-0 il destinatario non ha alcuna idea da dove è partito il
pacchetto a lui destinato. Ma, se il digipeater che ha trasmesso il pacchetto
WIDEn-n supporta anche il modo TRACEn-n, durante il suo viaggio il pacchetto non
solo subisce il decremento della parte -n di WIDEn ma, per ogni salto, viene
inserito il MYCALL del digipeater che lo ha ripetuto. In questo modo, però, il
pacchetto che arriva conterrà un quantitativo di dati superiore al normale
(contiene infatti tutti i nominativi dei digipeater che hanno ripetuto il
pacchetto). Anche se questa modalità è molto utile, per contro si ha un aumento
non indifferente della dimensione del pacchetto ripetuto e dovrebbe essere
impiegata solamente nei pacchetti riservati ai messaggi.
I comandi TNC richiesti.
Per permettere il funzionamento di quanto descritto
è necessario disporre di comandi dedicati a queste funzioni:
>MYFlood1/2: Simile a MYAlias permette di
impostare il callsign da utilizzare per l' instradamento WIDEn-n, Normalmente
WIDE e TRACE.
>HOPLimit: questo è un parametro
SYSOP che deve essere utilizzato per impostare il massimo numero di salti
permesso ad un pacchetto in una data rete. Anche in questo caso il numero
massimo di salto è di 7, dal momento che il bit superiore dell'SSID è riservato
per usi futuri. Tutti gli operatori di digipeater devono essere sensibilizzati
per impostare il minor numero di salti possibile in un dato percorso.
>AGELimit: il digipeating WIDEn-n deve
mantenere in memoria, per un breve periodo, una copia di tutti i pacchetti
ripetuti (oppure un checksum di questi) in modo da comparare questi valori con i
pacchetti ascoltati ed assicurare una ulteriore ripetizione di pacchetti già
ripetuti. Il parametro AGELimit determina per quanto tempo devono essere
mantenuti in memoria i pacchetti ripetuti per poterli comparare con quelli
ascoltati. Se questo tempo è troppo lungo si otterrà una lista grande (a scapito
della memoria impiegata), se troppo corto si corre il rischio di propagare
ancora pacchetti già trasmetti con il rischi di andare in "loop". In un canale a
1200 baud un valore appropriato è di 30 secondi.
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