Ero sivun ”Pakettiradio” versioiden välillä
>Oh2mqk |
>Oh2mqk |
||
Rivi 55: | Rivi 55: | ||
* Modulaatio (Bell-202) on tarkoitettu lankamodeemiliikenteeseen ja sitä tukevia analogisia piirejä ei enää saa (mutta mikroprosessoreissa on niin paljon tehoa, että se voidaan tehdä pienellä halvalla prosessorilla) | * Modulaatio (Bell-202) on tarkoitettu lankamodeemiliikenteeseen ja sitä tukevia analogisia piirejä ei enää saa (mutta mikroprosessoreissa on niin paljon tehoa, että se voidaan tehdä pienellä halvalla prosessorilla) | ||
** Näin <u>hitaan</u> (1200 bps) [[BPSK]] signaalin teko (ja vastaanotto) keskimääräisillä VHF SSB radioilla on kuitenkin ongelmallista, sillä se vaatii erinomaisen laadukasta vaihekohinaominaisuutta radiolta; TETRAn (ja D-AMPS:in) [http://www.quicknet.se/hdc/ord/info/p4dqpsk.htm pi/4-dqpsk] on mobiililaitteelle helpompaa (konstellaatiopiste vaihtuu joka baudilla, ei koskaan kuljeta nollan kautta, kantoaalto ei koskaan katkea, dynamiikkatarve on pienempi kuin puhtaalla BPSK:lla, PA:n backoffia ei tarvita ihan niin paljoa kuin puhtaalla BPSK:lla.) | ** Näin <u>hitaan</u> (1200 bps) [[BPSK]] signaalin teko (ja vastaanotto) keskimääräisillä VHF SSB radioilla on kuitenkin ongelmallista, sillä se vaatii erinomaisen laadukasta vaihekohinaominaisuutta radiolta; TETRAn (ja D-AMPS:in) [http://www.quicknet.se/hdc/ord/info/p4dqpsk.htm pi/4-dqpsk] on mobiililaitteelle helpompaa (konstellaatiopiste vaihtuu joka baudilla, ei koskaan kuljeta nollan kautta, kantoaalto ei koskaan katkea, dynamiikkatarve on pienempi kuin puhtaalla BPSK:lla, PA:n backoffia ei tarvita ihan niin paljoa kuin puhtaalla BPSK:lla.) | ||
** [[FSK]] ja erityisesti [[GMSK]] ovat myös huomattavasti spektritehokkaampia tapoja kuljettaa dataa. | ** [[FSK]] ja erityisesti [[GMSK]] ovat myös huomattavasti spektritehokkaampia tapoja kuljettaa dataa, kuin [[AFSK]]. | ||
* Modulaation päällä ei ole minkäänlaista virheenkorjausta: | * Modulaation päällä ei ole minkäänlaista virheenkorjausta: | ||
** jos 200 tavua pitkän paketin lähetyksen aikana yksikin bitti menee rikki, koko paketti on kelvoton ja se joudutaan lähettämään uudestaan. | ** jos 200 tavua pitkän paketin lähetyksen aikana yksikin bitti menee rikki, koko paketti on kelvoton ja se joudutaan lähettämään uudestaan. |
Versio 9. tammikuuta 2008 kello 14.59
"pakettiradio = 30-luvulla syntyneet, 40-luvun pula-aikamentaliteetin sisäistäneet sedät tekivät 50-luvun protokollilla, 60-luvun radioilla ja 70-luvun modeemistandardeilla 80-luvulla radioverkkoa 90-luvun tarpeisiin (kjt 02.12.2001 19:36)"
Pakettiradio on
Pakettiradiolla tarkoitetaan joukkoa radioamatööritaajuuksilla käytettäviä modulaatioita ja protokollia, joilla kuljetetaan erilaisia datasanomia enemmän tai vähemmän automaattisesti paikasta toiseen..
2000-luvulla tärkein käyttötapa pakettiradiolle on ollut APRS järjestelmä.
Runkoverkko
Pakettiradion runkoverkko on nykyisin pääasiassa Internet ja 1980-luvun puheet tämän tekniikan käytöstä hätäapuna kaiken muun petettyä voidaan unohtaa.
Liityntärajapinnat
Pakettiradion liityntärajapintana on enimmäkseen 1200 baud AFSK, jota erityisesti APRS käyttää. Myös nopeampia liityntämoodeja on tarjolla, alkaen G3RUH:in 9600 bps RUH-modeemeista kapeakaista-FM radioiden audion päällä.
Pakettiradioliikenne on pääosin 2m taajuusalueella NBFM modulaation päällä. Jonkin verran liikennettä on myös 70cm taajuusalueella ja harvinaisia tapauksia 23cm taajuusalueella.
Modulaatioita:
- BELL-202/NBFM ("AFSK") 1200 bps; mikä tahansa VHF radio audioliitäntään
- G3RUH/NBFM ("RUH") 9600 bps; vaatii laadukkaampaa radiota ja/tai radion modifiointia DC kytkettyyn ilmaisimeen ja modulaattoriin
- WA4DSY 56k, paccomm 56 000 bps (23 cm alueella); modulaatio tuotetaan ja poimitaan suoraan välitaajuudelta
Linkki-protokollia:
Sovellusprotokollia:
N1VG:
- Pieni APRS ja OpenTRAC yhteensopiva trakkeri: http://n1vg.net/opentracker/
- Pakettiradion teknisten perusteiden yhteenveto: http://n1vg.net/packet/
Puutteet ja ongelmat
Radiot ja modulaatio:
- FM radioita käytettäessä on vastaanotossa ylimääräinen "FM-kynnys", noin 10-15 dB jonka verran parempi signaalin pitää olla, kuin vastaava SSB vastaanotto. (Samalle linkille tarvittaisiin siis vain 1/10-1/40 kertainen läheteteho SSB modella -- vaihtoehtoisesti samalla teholla saadaan 3-6 kertaa pidempi kantama SSB:llä)
- Kaistaleveys on ylipäätään pieni
- Surplussaa radioina käytettäessä, tarjolla on käytännössä:
- Puhekäyttöön suunniteltuja NBFM radioita
- Jotka käsittelevät sisään ja uloskulkevaa audiosignaalia yleensä varsin rumasti suhteessa datamodulaatioiden tarpeisiin
- Ryhmäkulkuajat vaihtelevat
- DC-kytkentää modulaattorille ei ole saatavilla
- DC-kytkentää ilmaisimelta ei ole saatavilla
- Modulaatio (Bell-202) on tarkoitettu lankamodeemiliikenteeseen ja sitä tukevia analogisia piirejä ei enää saa (mutta mikroprosessoreissa on niin paljon tehoa, että se voidaan tehdä pienellä halvalla prosessorilla)
- Näin hitaan (1200 bps) BPSK signaalin teko (ja vastaanotto) keskimääräisillä VHF SSB radioilla on kuitenkin ongelmallista, sillä se vaatii erinomaisen laadukasta vaihekohinaominaisuutta radiolta; TETRAn (ja D-AMPS:in) pi/4-dqpsk on mobiililaitteelle helpompaa (konstellaatiopiste vaihtuu joka baudilla, ei koskaan kuljeta nollan kautta, kantoaalto ei koskaan katkea, dynamiikkatarve on pienempi kuin puhtaalla BPSK:lla, PA:n backoffia ei tarvita ihan niin paljoa kuin puhtaalla BPSK:lla.)
- FSK ja erityisesti GMSK ovat myös huomattavasti spektritehokkaampia tapoja kuljettaa dataa, kuin AFSK.
- Modulaation päällä ei ole minkäänlaista virheenkorjausta:
- jos 200 tavua pitkän paketin lähetyksen aikana yksikin bitti menee rikki, koko paketti on kelvoton ja se joudutaan lähettämään uudestaan.
- virheenkorjauksen toteutus antaa 10-30 dB lisää marginaalia, mutta vaatii laskentatehoa vastaanotossa (ja pikkuisen lähetyksessä) - joka ei moderneilla signaaliprosessoreilla ole ongelma (mutta pakettivärkin hinta nousee)
- Nykyisen AFSK NBFM pakettimodulaation kantama on 10-50 km, suunta-antennisilla linkki-asemilla ehkä jopa 80 km. (Katveita huomioimatta.)
- Helsinki-Tampere väliin tarvitaan ainakin 2 väliasemaa
- Jos 200 tavuisen paketin yksikin bitti (1600 bittiä) menee rikki yhdelläkään välihypyllä, ei viesti mene ehjänä perille.
- Jotta viestin perillemenon todennäköisyys on parempi kuin 90%, yhteyden linkkien toimivuuden pitää olla parempi, kuin 96%. (Ptot = P1 * P2 * P3 ...)
- Jotta 1600 bittisen viestin perillemenon todennäköisyys on parempi kuin 90%, kolmiportaisen linkin kullekin bitille laskettava perillemenon onnistumistodennäköisyys pitää olla parempi, kuin: 0.901/(3*1600) = 0.999978 = 1 - 2.2*10-5
- Linkkien halutun BERrin pitää olla siis parempi, kuin: 2.2*10-5
- Modulaation muuttamisen ja virheenkorjausten lisäämisen jälkeen, sekä linkin kantama että luotettavuus paranisi huomattavasti, mutta systeemi olisi yhteensopimaton nykyisen kanssa
Linkkiprotokollat:
- AX.25:n luojat myöntävät avoimesti, että he eivät tienneet että mitä olivat tekemässä sitä tehdessään, erityisesti he eivät ymmärtäneet X.25 protokollan toimintaa
- Eksplisiittinen hop-routing HDLC-kehyksen osoitekentässä on hirvittävä teko
- Protokollassa ei ole mitään virheenilmaisua itsessään, vaan se luottaa HDLC-kehyksen CRC:n löytävän kaikki virheet (kaikki CRC-tarkistukset päästävät läpi virheitä jollain todennäköisyydellä -- HDLC:n CRC-16 suuremmalla kuin CRC-32 -- tai IPv4:n toisenlainen CRC, jonka virheentoteamattomuusfunktio poikkeaa HDLC:n CRC-16 testistä)
- Linkkitasolla viitataan kuuteentoista SSID:hen, joita AX.25 asemalla voi olla ja sovellukset joutuvat sitten pärjäämään parhaansa mukaan, koska tärkeimmät nykyisistä sovelluksista käyttävät AX.25:n UI (Unnumbered Information) kehyksiä, joiden sisällä ei ole automaattista tapaa tunnistaa käytettyä sovellusta...
- Protokollan CONS toiminnassa ei ole palvelun SAP:ia, vaan systeemissä voi olla vain yksi CONS palvelu per AX.25 osoite. Tätä kludgetetaan vaihtelevan huonolla menestyksellä.
Sovellusprotokollat:
- APRS on hirveä ad-hoc temppujen kokoelma ilman alkeellisimpiakaan protocol-id tietoja siitä:
- että kyseessä on APRS:ää sisältävä UI kehys (protocol-id F0 "no protocol" kun on muussakin käytössä)
- mitä APRS varianttia kehys sisältää
Tulevaisuus ?
On hyvin ilmeistä, että yksi ratkaisu ei kelpaa kaikkeen käyttöön ja kaikille käyttäjille.
- AX.25 voitaisiin heittää romukoppaan ja siirtyä kokonaan vaikkapa IPv6-pakettiradio- tekniikkaan.
- Japanissa on menossa aktiivinen digitaalisen radioamatööriradioverkon (D-STAR) kehitys.
- HF dataverkkotoiminta voisi ottaa mallia NATO:n STANAG-5066 järjestelmästä. Sähköpostin kuljetus sen päällä on ihan toimivaksi todettu juttu.