APRS-toistin

APRS-toistin tai APRS-digipiitteri (engl. digital repeater) on automaattisesti toimiva radioamatööritoistinasema, joka toistaa ja välittää yleensä paikkatietoa sisältäviä APRS-paketteja yhdellä taajuudella. Kuten muidenkin toistinten tapauksessa, APRS-toistinten erityisenä tehtävänä on laajentaa liikkuvien ja mahdollisesti pienitehoisten APRS-asemien kantamaa, ja digipiitterit pyritään yleensä sijoittamaan korkealle hyvän kuuluvuuden kohteisiin.

SRAL:n ylläpitämässä Automatic-palvelussa on listattu kaikki suomalaiset APRS-digipiitterit:

https://automatic.sral.fi/?p=list&stype=aprs

APRS-toistin ja -verkko

Kahden tai useamman digipiitterin kuullessaan suoraan toisiaan voidaan yhden digipiitterin toistama paketti toistaa uudestaan naapuridigipiittereillä, jolloin kantama laajenee entisestään. APRS-pakettien levittämisessä toistimelta toiselle kannattaa kuitenkin muistaa säilyttää kohtuus, sillä APRS:n toiminta-ajatukseen perustuu oletus ns. taktisesta paikkatiedosta eli ajankohtaisesta lähialueella olevasta informaatiosta. On myös muistettava että radiokanavan kapasiteetti on rajallinen! Artikkeli APRS digipiittauspolkuesimerkki kertoo mitä tapahtuu ylilaveilla radiojakeluilla.

Digipiittereiden lisäksi APRS-verkoissa on usein Internet-yhdyskäytäviä, lyhyesti sanottuna APRS iGateja. iGate välittää radiotiellä kuulemansa paketit Internetissä toimivaan APRS-IS-verkkoon, joka yhdistää iGateja ympäri maailman. Osa iGateista välittää APRS-liikennettä myös Internetistä takaisin radiopohjaiseen APRS-verkkoon, mutta Internetin ja APRS-radioverkon siirtonopeuksien suurien erojen ja lupateknisten syiden vuoksi radioverkkoon ei voi täysin kontrolloimatta päästää Internetin kautta vastaanotettuja APRS-paketteja. APRS iGate saattaa sijaita samassa paikassa digipiitterin kanssa, mutta ne voivat myös toimia toisistaan riippumattomasti.

Protokollatasolla APRS-verkon asemat toimivat varsin itsenäisesti ja jossain määrin ennalta-arvaamattomasti. Siitä huolimatta systeemin on osoitettu toimivan käytännössä hyvin, kunhan kanavan liikennetiheys ei kasva kovin suureksi ja digipiittereiden sijoittamisessa käytetään järkeä.

APRS-pakettien välittäminen

APRS-paketteja välitetään digipiittereillä seuraavilla viidellä tavalla:

1. RELAY on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia
2. WIDE on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia
3. TRACE on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia, mutta välittäneen aseman kutsun lisäyksellä polkuun
4. WIDEn-N on "N-tulvitusta" duplikaattieliminoinnilla, mutta ilman välitysreitin seurattavuutta (traceability)
5. TRACEn-N on "N-seurantaa" duplikaattieliminoinnilla ja välitysreitin seurattavuudella (traceability)

Näistä kaksi viimeistä vähentää radiokanavalle ajettavien uusintalähetysten määrää vähentäen kanavan ruuhkaisuutta ja siten parantaen sanomien läpimenon todennäköisyyttä. Edellä duplikaattieliminointi tarkoittaa että jos radiolla kuultu paikkatieto on tuttu alle 30 sekunnin sisällä kuulluista ja edelleenvälitetyistä, sitä pakettia ei lähetetä uudelleen.

Artikkelissa APRS digipiittauspolkuesimerkki kerrotaan mitä tapahtuu jos polku on liian lavea (mutta duplikaattieliminointi toimii. Ilman sitä 1. ja 2. vyöhykkeiden välillä esimerkin WIDE4-4 paketti viettäisi hyvän tovin pomppimasssa niiden välillä.)

Bruninga kertoo oheisissa linkeissä tästä "n-N" konseptista, jossa aiemmat "RELAY,WIDE" välitinpolut korvataan "WIDEn-n" poluilla:

• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/aprs/fix14439.html
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/APRS-docs/DIGIS.TXT
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/APRS-docs/paths.txt
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/aprs/new-eu-paradigm.txt

Käytännössä Suomessa riittää VIA-poluksi "WIDE2-2", pelkästään tiheään rakennetun verkon aluella pyöriessä jopa "WIDE1-1".

APRS-toistimen säätöohjeita

Suomen voimassaolevien radioamatöörimääräysten mukaan, asema joka ei ole operaattorin välittömässä valvonnassa ja ohjauksessa vaatii ns. automaattiaseman luvan, tämä täytyy pitää mielessä kun tekee kaksisuuntaista iGatea.

Joidenkin TNC:illä tehtyjen digipiittereiden asetuksiin löytyy vihjettä artikkelista http://www.oh2kku.ham.fi/aprs/digi/asetukset.html ja Hamdr-digipiitterin asetukset löytyvät omasta Hamdr digipeater artikkelistaan.

Lyhyesti:

Tulkitaan polussa oleva:

• "WIDE" ikään kuin se olisi "WIDE1-1"
• "TRACE" ikään kuin se olisi "TRACE1-1"
• "RELAY" ikään kuin se olisi "TRACE1-1"

Vanhamuotoiset yhdistelmäpolut:

• "RELAY,WIDE" tulkitaan ikään kuin ne olisivat "TRACE2-2"
• "RELAY,WIDE,WIDE" ja "RELAY,WIDE,TRACE" tulkitaan ikään kuin ne olisivat "TRACE2-2"

Jos näkyy "WIDEn-N" tai "TRACEn-N" kenttiä poluissa, joissa "n" on yli kolmen, ei sellaista pakettia lähetetä eteenpäin radiolla. (Se voidaan lähettää iGate:lla APRS-IS:ään.)

Duplikaattipakettien tunnistus

Jotta APRS-toistin ei tarpeettomasti toistelisi paketteja jotka se on saanut hiljattain, se voi pitää kirjaa välitetyistä paketeista ja muistia säästääkseen näistä voidaan laskea tiiviste (hash, tarkistussumma). Vertailtava paketti muodostetaan keräämällä kandidaatin "sisimmästä" (erityisesti ns. 3rd-party paketeissa) AX.25 lähdeosoitteesta (call-ssid), kohdeosoitteesta (call, mutta ei ssid eikä myöskään polku) ja datakentän sisällöstä, mahdollisesti lopussa olevat välilyönnit (ja CR/LF) poistaen. Jos esimerkiksi viimeisen 30 sekunnin aikana kuullaan sama paketti uudestaan, ei sitä tarvitse turhaan välittää.

Radiokanavan kapasiteetti on noin 4,000 merkkiä 30 sekunnnissa jolloin muistin säästäminen ei välttämättä ole hyvä perustelu tarkistussumman laskemiselle varsinkaan kun igate on yleensä laite joka pyörittää Windowsia tai jotain UNIXia joilla muistin määrä lasketaan sadoissa miljoonissa merkeissä, tai edes sulautetussa systeemissä.

Paketin lopun välilyönnit jätetään tarkistussummalaskennassa huomiotta siksi, että jotkut igate-ohjelmat lisäävät tai poistavat välilyöntejä pakettien lopuista, jolloin välilyöntien määrän vaihdellessa tarkistussumma voisi muuttua. Paketti kuitenkin välitetään aina alkuperäisen määrän välilyöntejä sisältävänä.

Esimerkiksi seuraavassa paketissa muodostuu sama vertailupaketti: "OH2XYZ-11>APZYXW:>pakettia":

"OH2XYZ-11>APZYXW-4,RELAY,WIDE:>pakettia  "
"OH2XYZ-11>APZYXW-4,OH3XYZ-3*,WIDE:>pakettia  "
"OH1YYY>APRS,WIDE:}OH2XYZ-11>APZYXW-4,TCPIP,OH1YYY*:>pakettia  "

APRS digipiitteriohjelmia/laitteita

Mikä tahansa KISS TNC ja tietokone sopivalla ohjelmalla voidaan yhdistää digipiitteriksi.

• Windows:
  • UI-View + AGWPE
  • Xastir
• Linux:
  • aprx
  • aprsdigi
  • digi_ned
• DOS:
  • digi_ned, Huom! Toimii myös windowsissa "DOS ikkunassa" AGWPE:n kanssa!

On olemassa myös TNC:ssä ajettavia ohjelmia jotka muodostavat digipiitterin. Näitä on saatavilla mm.:

• UIDIGI — vaihtoehtoinen ohjelmisto TAPR TNC2 klooneihin (OH-TNC, Symek TNC2S, etc.)
• Kantronics KPC-3+
• Hamdr digipeater