"Что такое пакетная связь?" (Packet Radio)

Радиосвязь возникла и долгое время использовалась для передачи информации с помошью специальных кодов. Наиболее известный из них - так назаваемый код Морзе. При передачи текста кодом каждая буква передается в виде определенной последовательнисти длинных и коротких сигналов - тире и точки. В настоящее время, несмотря на появление голосовой связи, кодовая передача продолжает широко использоваться, так как имеет два больших преимущества. Первое - это большая помехозащищенность или возможность передачи на большие расстояния и второе - воз- можность получения и сохранения копии сообщения на бумаге или другом носителе.

Первые передачи велись ключом, оператор должен был сам посылать и принимать коды. Затем стали использоваться телетайпы, аппараты похожие на пишущую машинку, когда для передачи буквы нужно только нажать ссоответствующую клавищу, а необходимый код создается телетайпом. Сначала это был радиотелетайп (RTTY - Radio TeleTYpe) со скоростью передачи 45 бод -знаков (тире или точек) в секунду, такой же, как применяется до сих пор в коммерческой проводной и радиосвязи.

Такая аппаратура гораздо удобнее простого ключа, но если при передаче буква терялась или искажалась, то это выяснялось только при чтении принятого текста и требовалась повторная пе- редача испорченной части текста. Даже если радиолиния устойчи- ва и связь надежна, при появлении любой помехи происходит сбой, часть информации теряется, приходится передавать все снова.

По мере развития электронной техники, компьютеров и мик- ропросессоров появилась возможность автоматизировать контроль правильности передачи. Если передача производится блоками оп- ределенной длинны, то вместе с текстом может быть передано и некоторое контрольное число, позволяющее проверить правиль- ность блока. Для этого каждому символу -букве или цифре ста- вится в соответствие определенное число. Такая таблича называ- ется кодовой табличей или кодом. Старейший код - код Морзе, но он используется для передачи данных ключом. Для передачи дан- ных с помощью телетайпа используется код называемый МТК-2 (Международный Телеграфный Код). В нем используется 5 двоичных знаков (точка/тире или ноль/единица) для каждого символа и и кодовая таблица содержит 32 позиции, от 0 до 31.

С появлением компьютеров стал применяться новый вид кодов - ASCII . ASCII - это сокращенное название компьютерных кодов, которые используются в ЭВМ фирмы IBM (American Standart Code for Information Interchange). В этом коде используется 7 или 8 двоичных знаков для каждого символа и таблица содержит 128 или 256 позиций. Такой набор из 7 или 8 двоичных знаков необходи- мый для представления одного символа называется байтом, а один двоичный знак - битом.

Для контроля правильности передачи можно складывать числа соответствующие передаваемым символам и полученную сумму ( она называется контрольной суммой -FCK) также передать. Получатель информации по принятому тексту опять вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с той, которая была вычисленна при пере- даче. Если текст принят без ошибок, то эти суммы совпадут, ес- ли произошла ошибка, то они будут отличаться. В этом случае нужно попросить передать весь блок еще раз.

Впервые такой метод радиолюбители начали использовать в новый виде связи - AMTOR .Информация в этом виде цифровой ра- диосвязи передается небольшими порциями (пакетами) по 5 симво- лов. После передачи каждой порции передающая станция выключа- ется и ждет подтверждения правильности принятого пакета. Если приемная станция не приняла эту порцию, или приняла неправиль- но, она сообщает об ошибке и передающая станция повторяет тот же самый пакет из 5 символов. И так до тех пор, пока принимаю- щая станция не подтвердит, что она приняла все правильно. С помощью AMTOR стало возможным со 100% гарантией передавать лю- бые тексты , программные файлы, бюллютени и так далее. Ско- рость передачи в AMTOR 100 бод, но за счет того, что происхо- дит остановка передачи и ожидания подтверждения, реальная скорость передачи получается около 15-20 бод.

Конечно, при современном уровне развития компьютерной техники радиолюбители не могли смириться с такими скромными возможностями цифровой радиосвязи и в мае 1974 года в Монреале была продемонстрирована первая линия пакетной компьютерной ра- диосвязи. Пакетная радиосвязь (Packet Radio), или сокращенно " пакет", по принципам похожа на AMTOR, а отличие в том, что пакет информации содержит не 5 символов, а может менять свою длину, максимальная длина пакета может быть 256 символов.

Чтобы такая система стала универсальной и позволяла уста- навливать связь незнакомым радиолюбителям, все участники долж- ны использовать единую структуру передаваемого блока (пакета). Описание структуры пакета называется протоколом. Как уже гово- рилось, первоначально пакеты и протоколы были созданы для пе- редачи данных между ЭВМ. Один из таких протоколов, называемый Х25 был принят за основу протокола для радиолюбительской свя- зи, который получил название АХ25 (Amomator-радиолюбитель). Описание протокола АХ25 приведено в приложении 1.

Скорость передачи также больше : 300 бод на коротких вол- нах , 1200 бод на УКВ . Сейчас применяются новые методы , но- вые скорости передачи, и уже довольно много радиостанций рабо- тают на скорости 2400 бод, 9600 бод. Существуют также линии связи на УКВ со скоростями передачи 56 килобод. Для того, что- бы все цифровые радиостанции понималм друг друга, был создан протокол обмена AХ 25 , базирующиеся на использовании компь- ютеров. В 1984 появился документ который устанавливал для всех радиолюбителей единые правила формирования цифровой последова тельности сигналов.

Скорость передачи возросла до 100, а в некоторых линиях связи до 300 бод, cтала возможной передача не только текстовой информации, но и компьютерных программ по радиолюбительскому эфиру.

Радиолюбительская пакетная связь призвана не заменить со- бой традиционные виды связи (телеграф - CW, телефон - AM, SSB и проч.), а дать возможность пользоваться всемирным банком ра- диолюбительской информации и пересылкой персональной радиолю- бительской почты в любые уголки земного шара. В значительной мере она заменяет радиолюбительские печатные бюллетени и жур- налы.

В настоящее время создана и надежно функционирует радио- любительская сеть пакетной связи, так называемая, Packet Bulletin Board System (PBBS). В ее состав входят локальные се- ти в УКВ и ДЦВ диапазонах, которые обьединены между собой ли- ниями дальней КВ связи. Локальные сети, как правило, базируют- ся на применении мощных электронных почтовых ящиков, так называемых МЕЙЛБОКСОВ (Mailbox), ретрансляторов-ДИДЖИПИТЕРОВ (Digipeater) и ретрансляторов с сетевой программой типа НЕТ-РОМ (Net-ROM). В состав пользовательской аппаратуры входят УКВ-ЧМ радиостанции мощностью передатчиков 1-5 ватт на одну из частот 144.675, 144.650 и 144.625 МГц, контроллер пакетной связи TNC (Terminal Node Controller), компьютер с терминальной программой и средствами хранения информации (рис.1).

На линиях дальней КВ связи используются, как правило, промышленные трансиверы, обладающие высокой стабильностью час- тоты, (+-10 Гц за сутки), мощностью 100-200 Ватт. Функциональ- но КВ трансивер обьединен в общий узел связи с мейлбоксом (рис.2) или иногда с нет-ромом, управляется программой мощного компьютера и иногда имеет возможность по отдельной программе менять частоты, диапазон, а антенна изменять направление на корреспондентов.

Недостатком КВ линий является их малая пропускная способ- ность и зависимость от солнечной активности. Поэтому сейчас развернуты большие работы по включению в сеть радиолюбитель- ских спутников. Несколько таких ИСЗ серии PACSAT уже успешно функционирует. Разрабатывается программное обеспечение и созда- ются специальные устройства сопряжения космических и наземных средств автоматической связи. Начинает применяться на КВ и но- вый вид цифровой радиосвязи - PACTOR, вобравший в себя преиму- щества "пакета" и AMTOR.

В нашей стране в марте 1990 года радиолюбители получили возможность выйти на "пакет". По этой причине у нас пока не существует стройной сети пакетной связи, практически отсутс- твует аппаратура . Наши радиолюбители могут пользоваться глав- ным образом только самодельной или зарубежной аппаратурой.

Мейлбокс - это узел связи сети электронной почты. Он уме- ет принимать, пересылать по заданным радиоадресам, хранить сколь угодно долго и выдавать по радиоэфиру персональные сооб- щения - электронные письма. Иногда мейлбокс называют PBBS или просто BBS. Он умеет принимать, пересылать и хранить циркуляр- ные сообщения - бюллетени для всех пользователей или для опре- деленной группы лиц. Умеет сортировать сообщения по заданной тематике и еще многое другое. Такое "хранилище" сообщений обычно называют информационным банком .

В радиолюбительском мире существует тысячи мейлбоксов. Далеко не все они одинаковые. Есть мощные, с большой памятью и большими функфиональными возможностями. Есть маленькие с об'емом памяти 3-5 страниц (8-16 Килобайт), с минимальными возможностями по пересылке и хранению.

Существует несколько популярных программ мейлбоксов. Ав- тором первой из них является W0RLI. На базе W0RLI строились и продолжают совершенствоваться мейлбоксы WA7MBL различных вер- сий и множество других. В Европе создана многоязычная, много- канальная программа TheBox коллективом авторов сети Nord Link во главе с DF3AV. TheBox обеспечивает одновременную работу 18 пользователей в нескольких диапазонах. Причем, любой из поль- зователей может выбрать себе тот язык, которым он лучше владе- ет. К другим возможностям TheBox'a относятся способность ска- нирования частот, установка "привелегированных" каналов, дистанционный контроль и обслуживание по радио и телефонному каналу.

В состав мейлбокса, как отдельный терминал, входит аппа- ратура и программное обеспечение спутниковой пакетной связи. Терминал работает как Gateway ("шлюз"), обслуживаемый операто- ром. Используются низкоорбитальные ИСЗ Майкросат, Уосат, Фуд- жи. В настоящее время работа ведется в основном через Фуджи (FO-20). Работа мейлбокса (с точки зрения пользователя) описа- на в приложении 1.

Каждый мейлбокс имеет, как правило, надежные линии связи с несколькими другими мейлбоксами и обменивается по этим лини- ям связи радиолюбительской информацией, письмами, бюллютенями, программными файлами и т.д. Это происходит в автоматическом режиме так называемого "автофорвардинга", когда сообщение, ад- ресованное конкретному корреспонденту или группе корреспонден- тов, переправляется по указанному адресу. При этом вовсе не нужно указывать, какой путь должно пройти ваше сообщение, ад- ресованное, допустим, корреспонденту в США. Вы должны только указать позывной вашего корреспондента и позывной мейлбокса, которым пользуется ваш корреспондент. Мейлбоксы сами опреде- лят, каким путем, через какие почтовые ящики это сообщение пе- редать , и в конце концов ваш корреспондент это сообщение по- лучит.

Линии связи между мейлбоксами могут быть как на коротких волнах, так и на различных диапазонах УКВ . В последнее время активно используются линии связи через спутники, как любитель- ские, так и коммерческие , в которых арендуются один или нес- колько каналов для радиолюбительских целей. Таким образом все мейлбоксы связаны в единую информационную сеть, и любой кор- респондент может переслать свое послание в любой уголок земно- го шара. Точно также происходит в электронной почте E-MAIL, но только связь в электронной почте осуществляется по проводам , по наземным и спутниковым телефонным каналам, здесь же это происходит по эфиру на радиолюбительских частотах. Существует уже достаточно много узлов, соединяющих коммерческую электрон- ную почту с радиолюбительскими сетями пакетной связи. Через них можно послать свое сообщение и не редиолюбителю.

Часто бывает так, что радиолюбитель не может связаться с мейлбоксом напрямую, так как находится далеко от него, или мощность его передатчика слишком мала, или антенна - очень плохая, например, находящаяся внутри комнаты. В таких случаях используются ДИДЖИПИТЕРЫ (Digipeater - цифровой ретранслятор). Диджипитер в простейшем случае - это TNC плюс радиостанция. TNC запрограммирован для того, чтобы ретранслировать пакеты информации от одной радиостанции к другой и обратно. Диджипи- теры, как и голосовые репитеры, устанавливаются на высокие точки, делается хорошая аппаратура, хорошие антенны, так, что- бы через него могли связаться все. В принципе, любая станция пакетной связи может работать как диджипитер, причем эта рабо- та совершенно не будет мешать работе станции в обычном режиме. Таким образом, если вы не можете связаться с мейлбоксом или каким-либо корреспондентом напрямую, вы можете использовать один или несколько диджипитеров и через такую цепочку переда- вать ваши сообщения. Более сложные диджипитеры используют спе- циальное программное обеспечение и компьютер, они называются "шлюзами" (Gateway). Они не просто ретранслируют пакеты, а ра- ботают по специальной программе и выполняют несколько функций. Работа через шлюз описана ниже.

Пакетный "узел" связи (NODE).

Рассмотрим работу одного из "узлов" на примере московского узла MSK4 (типа KA-NODE), установленного у Фирсова Александра UA3AMB. Узел имеет два порта (выхода), один - на УКВ, частота 144 675 кГц (обозначен V), второй - на КВ, частота 21 105 кГц (обозначен Н). Каждый порт имеет несколько кана- лов, что позволяет работать через узел одновременно нескольким станциям. Cоединение с узлом производитсая как с обычной станцией:

cmd:c msk4

*** CONNECTED to MSK4

Узел сообщает, что вы соединились с ним по каналу А и предлагает ввести одну из команд:

###CONNECTED TO NODE MSK4(UA3AMB) CHANNEL A

ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Введем команду Help (Помощь), чтобы разобраться с возможностями узла: H

Узел выдает список возможных команд с пояснениями:
ABORT STOP A CONNECTION IN PROGRESS
B(ye) NODE WILL DISCONNECT
C(onnect) call CONNECT TO callsign
C call S(tay) STAY CONNECTED TO NODE WHEN END DISCONNECTS
J(heard) CALLSIGNS WITH DAYSTAMP
J S(hort) HEARD CALLSIGNS ONLY
J L(ong) CALLSIGNS WITH DAYSTAMP AND VIAS
N(odes) HEARD NODE CALLSIGNS WITH DAYSTAMP
N S(hort) NODE CALLSIGNS ONLY
N L(ong) NODE CALLSIGNS WITH DAYSTAMP AND VIAS
X(connect) call CONNECT TO callsign ON OTHER PORT
X call S(tay) STAY CONNECTED WHEN END DISCONNECTS

ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

По-русски это будет выглядеть так:

ABORT прерывание попытки соединения
B(ye) разъединение с узлом
C(onnect) call соединение с <позывным> на этом же диапазоне
C call S(tay) то же,но без разъединения с узеом при разъединении с <позывным> J(heard) список "услышанных" узлом позывных с указанием даты и времени
J S(hort) то же, но без даты и времени
J L(ong) то же, но с датой, временем и позывными диджипитеров (если соединения были не напрямую)
N(odes) список других узлов, "услышанных" данным узлом, с датой и временем
N S(hort) то же, но без даты и времени
N L(ong) то же, но с датой, временем и позывными диджипитеров
X(connect) call соединение с <позывным> на другом диапазоне
X call S(tay) то же, но без разъединения с узлом при разъединении с <позывным>

ВВЕДИТЕ КОМАНДУ : B,C,J,N,X, or Help ?

Посмотрим, кого же слышал узел. На команду
j
узел отвечает:

U7MIR/V 17-06-92 21:11:52
RK3KP-7/V 18-06-92 05:42:19
UA3CR-7/V 18-06-92 06:33:47
RA3DNI/V 18-06-92 12:34:57
UW3AX/V 18-06-92 12:37:16
RK3KP-1/V 18-06-92 16:44:27
RA3APW-1/V 18-06-92 17:15:23
UA3ABH/V 18-06-92 17:35:43
RA3APW/V 18-06-92 17:57:44
RW3AA/V 18-06-92 18:06:16
UA3CR-9/V 18-06-92 18:13:02
RW3AH/V 18-06-92 18:13:16
UA3AKR/V 18-06-92 18:49:18
UA3APH/V 18-06-92 19:36:10
RV3AO/V 18-06-92 20:07:16
RK3KP/V 18-06-92 21:00:37
UV3AM/V 18-06-92 21:02:02
RW3DR/V 18-06-92 21:02:36
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Мы видим 18 последних услышанных узлом позывных с указанием порта (.../V - VHF, т.е. УКВ, .../H - HF, т.е. КВ), даты и времени. На команду

j s

узел выдает тот же список, но без даты и времени:

U7MIR/V
RK3KP-7/V
UA3CR-7/V
RA3DNI/V
UW3AX/V
RK3KP-1/V
RA3APW-1/V
UA3ABH/V
RA3APW/V
RW3AA/V
UA3CR-9/V
RW3AH/V
UA3AKR/V
UA3APH/V
RV3AO/V
RK3KP/V
UV3AM/V
RW3DR/V
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Подробный список с указанием диджипитеров выдается по команде:

j l

U7MIR/V > RK3KP 17-06-92 21:11:52
RK3KP-7/V > RK3KP 18-06-92 05:42:19
UA3CR-7/V > RK3KP 18-06-92 06:33:47
RA3DNI/V > AMB 18-06-92 12:34:57
UW3AX/V > UV3AM 18-06-92 12:37:16
VIA AMB
RK3KP-1/V > RA3APW 18-06-92 16:44:27
VIA AMB
RA3APW-1/V > RV3AO 18-06-92 17:15:23
VIA AMB
UA3ABH/V > RW3AH-15 18-06-92 17:35:43
RA3APW/V > MSK4 18-06-92 17:57:44
RW3AA/V > RA3AU-1 18-06-92 18:06:16
UA3CR-9/V > RW3AH-15 18-06-92 18:13:02
RW3AH/V > MSK4 18-06-92 18:13:16
UA3AKR/V > RK3KP 18-06-92 18:49:18
UA3APH/V > RK3KP 18-06-92 19:36:10
RV3AO/V > UA3APH 18-06-92 20:07:16
RK3KP/V > UV3AM 18-06-92 21:00:37
UV3AM/V > RW3DR-15 18-06-92 21:02:02
RW3DR/V > MSK4 18-06-92 21:02:58
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Во второй колонке после знака ">" указан позывной корреспондента, с которым было соединение (или попытка соединения) "услышанной" узлом станции. Если соединение было через диджипитер, ниже строки с данными указывается VIA <позывной диджипитера>

Аналогично можно посмотреть, какаие другие узлы "слышал" MSK4:

n

TEIDE/X (EA8AML-1) 13-06-92 16:19:45
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

n s

TEIDE/X ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

n l

TEIDE/X (EA8AML-1) 13-06-92 16:19:45
VIA EA4KS-15
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Попробуем соединиться с кем-нибудь из "услышанных" узлом MSK4 коррес- пондентов на этом же диапазоне (144 675 кГц):

c uv3am

Если узел смог соединиться, он сообщает:

###LINK MADE и дальше работает как обычный диджипитер (т.е. переходит в "прозрачный ре- жим" и не может выполнять команды). Вы общаетесь с вашим корреспондентом

Hello Musa! How are you?
и т.д., в конце связи разъединяетесь, например, даете своему TNC команды
Ctrl-C
cmd:d
*** DISCONNECTED
при этом происходит разъединение и с корреспондентом и с узлом. Чтобы не разъединяться с узлом при разъединении с корреспондентом, нужно было дать команду на соединение
c uv3am s

Если узел не может соединиться с корреспондентом, позывной которого вы указали (обычно делается 10 попыток соединения), например:
c rw3dz
то он сообшает о невозможности соединения:
###RETRIED OUT AT NODE MSK4
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Соединение с корреспондентом, которого узел "слышал" на другом диапазо- не,происходит точно так же:
x rw3ah
###LINK MADE
или
x ea8aml-1
###RETRIED OUT AT NODE MSK4
ENTER COMMAND: B,C,J,N,X, or Help ?

Для разъединения с узлом дайте команду
b

Некоторые узлы имеют дополнительные возможности и другой набор команд. Разобраться в их работе можно, запросив помощь командами "Help" или "?". Как правило, команды очень похожи на описанные выше. В узлах типа THENET, например, отличие в том, что каждый порт (или диапазон) имеет свой позывной и для соединения с корреспондентом на другом диапазоне нужно сначала соеди- ниться с другим портом. После этого можно дать команду на соединение или команду CQ (всем), по которой узел будет передавать ваш общий вызов.


Андрей Блинушов, UA3SGV / CB: 50AS 0870 / Web: www.karta.org / E-mail:[email protected]

На главную страничку
Напишите нам!