МРЕЖИ ЗА ПАКЕТНА РАДИОВРЪЗКА

Термина Network или мрежа за предаване на данни често се използва по различни поводи, но тук ще бъдат описани само два от тях.  Мрежа за предаване на данни като понятие в този малък обем не може да бъде описана подробно.

Първо термина се използва за описание на различните форми на препредаване на данни, при което може да осъществите контакт с отдалечена станция, независимо от начина на препредаване на данните от междинните станции.  Това наподобява  телефонна мрежа, при която се набира телефонния номер на абонат.

Използват се различни типове мрежи.  Това са TCP/IP, NET/ROM, ROSE и др.  Провеждат се много противоречиви дебати относно използваните протоколи и как да продължи развитието на тези мрежи.

За друго често използвано значение на мрежи за предаване на данни може да се спомене така наречените BBS (Bulletin Board System) мрежи, които дават възможност да се използва от всички глобалната електронна поща. PR BBS (Packet Radio BBS), е компютърно базирана система за пакетна радиосвръзка, която предлага автоматичен (без необходимост от оператор), непрекъснат (обикновено 24 часов) достъп за предаване и приемане на съобщения и обмен на данни. Телефонните BBS системи са вече разпространени, преди да започне възникването на пакетната радиосвръзка, поради което ориентирането в тях е по-лесно.  Принципите са същите, различна е само средата на разпространение - радиовълните заместват телефонната линия. Те могат с голям успех да се използват за изпращане на съобщения, без значение дали в момента кореспондента е насреща или не.  BBS позволява да се запише адресирано до някого съобщение и подобно на пощенска кутия, когато той се свърже с BBS да го прочете.  Това е толкова често използвана функция, че вече и обикновените TNC (по правило) имат собствена пощенска кутия (персонална система за съобщения, Personal Message System, PMS), подобно на BBS.  При това дори да е изключен компютърът, кореспондента след свръзка може да остави   определено съобщение.

Мрежите за пакетна радиосвръзка са динамични, постоянно изменящи се структури. На практика всяка компютърна система, отговаряща на стандартите, може безпрепятствено да се включи в мрежата. С включването си може вече да използва ресурсите на мрежата и самата тя да бъде използвана от другите абонати на мрежата. Аналогично по всяко време може да се изключи, без да наруши съществено функционирането на мрежата. Принципите на построяването й я правят силно гъвкава и адаптивна. Важен критерий за запазване на нормалното функциониране на мрежата е свързаността между съставящите я възли. Свързаността между два възела в съседни зони на пряка чуваемост зависи от броя на възлите в сечението на тези зони на чуваемост, т.е. по броя на възлите с които може да осъществи свръзка и единия и другия възел със зададено качество.

В показания пример най-слаба е свързаността между възлите от зоните на чуваемост А и Б, а най-добра е свръзаността между възлите от зоните В и Г. Свързаността между възли от несъседни зони на чуваемост зависи освен това от броя на междинните зони на чуваемост. Така на показаната рисунка  при еднаква топология на мрежата и разположение на възлите в първия случай свързаността е по-добра от втория случай.

Гъвкавостта на пакетната радиомрежа освен от свързаността зависи силно и от избрания метод на маршрутизация. В зависимост от конкретния обем пакет-радиомрежата може да бъде изградена на една честота, на различни честоти или отделни нейни компоненти да са свързани с използване на друга среда на разпространение. В първите пакет-радиомрежи беше необходимо да се знае целия път с имената на всички ретранслатори и техния тип по пътя до желания кореспондент, за да се установи свръзка. Използвания в момента софтуер облекчава максимално тази дейност. Не е необходимо да се познава с подробности състава и принципите на изграждане и действие на мрежата, за да се работи в нея.

Мрежи за пакет-радио

Пакет-радиомрежата е сложна, динамична система от пакет станции, предназначена за обмен на данни между близки или отдалечени точки чрез радиовълни. Тя има няколко разновидности. 

BBS РАДИОМРЕЖИ

BBS радиомрежите са подсистеми на пакет-радиомрежите.

Служат приоритетно за обмен на електронна поща, но притежават и редица допълнителни възможности -за определяне на разстояния и азимут по географски координати и обратно, събиране на статистическа информация, пресмятане на орбити на ИСЗ и др. 

МРЕЖИ ОТ ОБИКНОВЕНИ РЕТРАНСЛАТОРИ

В началото пакет-радиомрежите бяха изградени изцяло от диджипитри (DIGI) - обикновени цифрови ретранслатори. С възможности на диджипитри е снабден всеки TNC.

Диджипитърът работи подобно на гласовия рипитър с няколко основни различия.
Рипитърът ретранслира всичко, което се подаде на входа му, а диджипитърът само това, което е адресирано за преминаване през него.

Рипитърът работи на две честоти - дуплекс, а рипитърът на симплекс (полудуплекс) - на една честота.

Няколко рипитъра могат да се свържат само твърдо като последователни ретранслатори, при диджипитрите подобна ретранслация е динамично изменяща се и се задава с команда на оператора.

С всичките си недостатъци обикновената ретранслация е вече история и се използва само в случаите, когато не е възможен друг начин на установяване на свръзка. 

NET/ROM И THE NET МРЕЖИ

Мрежовите възли (NODE) подобно на диджипитрите позволяват свръзка между кореспонденти, които директно не могат да се свържат. Разликата е, че те правят това по-интелигентно:
ако се използват DIGI, трябва да се знае пътя и позивните на междинните ретранслатори. При NODE това не е задължително.
при DIGI операторът избира маршрута, а при NODE самите NODE избират оптималния маршрут, без да използват възможността за намеса на оператора.

при DIGI само последната станция потвърждава приемането на сигнала, което довежда до много повторения по цялото трасе едновременно и малка пропускателна способност. При NODE - всеки NODE потвърждава пакета на предишния, евентуални повторения се получават само между съседни NODE, без да се натоварва цялата мрежа с излишни смущения (QRM).

NODE са създадени през 1987 г. от Рон Райкс, WA8DED под името NET/ROM.

NET/ROM Node получиха голяма популярност поради лесното инсталиране - просто се заменя ROM-фърмуерът на обикновено TNC с NET/ROM-фърмуер. Идеологията на NET/ROM се развива постоянно от редица известни и неизвестни компютърни специалисти, дори от деца, а в момента с най добра популярност се ползва нейната разновидност The Net Node.

Node имат допълнителен идентификатор освен основния и вторичния. Той е мнемоничен и обикновено представлява лесно запомняща се комбинация от букви и цифри с дължина до 6 знака - обикновено някакво име, съкращение, евентуално символично представяне на честотата или обхвата. Нарича се още псевдоним (alias).

Примерно подобен възел в София има идентификатор SOFIA, възел на вр. Столетов има идентификатор STO144 и т.н. Използването му е равносилно на използването на позивната.

При свръзка чрез NODE може да се подходи по няколко начина.

NODE може да изпълнява няколко функции, най-често използваните са:

за установяване на свръзка,

за показване на списък с най-скоро чути станции, за показване на списък на други NODE (с които е възможно автоматично установяване на свръзка),

за показване на инструкции за маршрутизацията,

информация за апаратурата и местоположението и др.
 

Някои команди за предназначени само за SysOp (системният оператор на съответния NODE) и са достъпни след паролиране.

Списък с конкретните допустими команди също може да се получи с команда, която обикновено е H, ? или //H.

След запознаване с конкретните команди на NODE, може:

да се получи списък на чутите скоро станции и да се направи опит за свръзка с някои от тях;

да се подаде директно команда за свръзка с определена станция, ако е сигурно, че тя може да установи свръзка с този NODE;

да се разгледа списъка с другите NODE и се подаде команда за свръзка с някой от тях. При това NODE започва да установява свръзка с този NODE прозрачно за потребителя, т.е. без да е необходимо да се знае дали свръзката е директна или през няколко други NODE и по какъв начин преминава сигналът - изцяло по радио, чрез спътник или по друг път. След установяване на свръзката NODE  информира за това потребителите;

да се започне ръчно установяване на свръзка с NODE един по един последователно по пътя до желания кореспондент, до установяване на свръзка с него.

KA-NODE

Това е възможност на модеми от типа на Kаntronics (без оригиналният KPC-1) и KAM (Kantronics All Mode) контролер.

Притежава възможност за Gateway (шлюз -прехвърляне към друг модем в многопортова пакет-станция). Не поддържа автоматична ретранслация. 

SP-NODE

Софтуерна надстройка на WA8DED-фърмуера.

Притежава възможност за шлюз и поддържа автоматична ретранслация. Командите му започват с две наклонени черти - //. 

ROSE

ROSE е съкращение от RATS Open System Environment (RATS - Radioamateur Telecommunications Society - Ню Джърси).

Мрежите от типа ROSE притежават следните елементи:

Rose X.25 Packet Switch - елемент с възможност за комутиране на пакети с TAPR TNC-2 на базата на стандартен X.25 протокол, дефиниран от CCITT (ITU) и ISO. Създаден от Том Молтън, W2VY.

ROSErver/PRMBS - система за електронна поща, W8RLI съвместима BBS с възможности за спрягате с Internet.

ROSErver/OCS (On-line Callbook Server) - елемент с възможности да дава информация за различни позивни. Разработен от Кейт Спроул, WU2Z и Марк Спроул, KB2ICI. Поддържа текстов и графичен интерфейс и е разработен за Макинтош-компютри.

ROSE/BBC (Buletin Broadcasting Controller) - елемент, който дава възможност за едновременно разпространяване на бюлетини с голяма надеждност и коригираща способност. Разработен от Гордън Бийти, N2DSY и адаптиран за UNIX от Марш Госнъл, AD2H.

ROSE/STS (Station Traffic System) - комплексна система за електронна поща за DOS и UNIX на Франк Уорън, KB4CYC.

Използването на ROSE е подобно на използването на телефонните мрежи за предаване на данни. Единственото, което трябва да се направи, е да се намери входна точка и да се подаде команда за свръзка с желания кореспондент, както набираме и телефонен номер, без значение къде се намира този кореспондент по структурата на мрежата. Необходимо е да се знае само входната точка, която ползва желания кореспондент и неговия идентификатор (позивна). Дори адресирането често става на базата на международното автоматично телефонно номеронабиране.

По всяко време, след свързване с комутатора от ROSE с изпращане на символ <CR> може да се получи информация за основните команди. 

TCP/IP

TCP/IP е мрежова система протоколи, създадена в DARPA за нуждите на отбраната на САЩ.

Адаптирана за радиолюбителски нужди от KA9Q за DOS базирани компютри и създадения от него софтуер е наречена NET. С нейното усъвършенстване по-късно е преименуван в NOS.

Използва обикновен модем или TNC (превключено в KISS-режим - KISS е съкращение от израза "Keep It Simple, Stupid" - "Запази го прост и глупав" - при който се игнорират всички допълнителни функции на TNC и се използва само модема в него), необходимите за пакет-радио функции се емулират от компютъра (софтуера) и не са твърдо установени, както е с фърмуера на TNC. Това води до премахване на ограниченията на фърмуера и до лесното променяне или допълване с нови функции на пакет-станцията.

Една от главните функции на TCP/IP софтуера е интелигентната ретранслация и автоматична маршрутизация, които освобождават оператора от необходимостта да помни пътищата и друга информация - необходимо е да му е известен адреса и позивната на кореспондента.

TCP/IP се адаптира автоматично към натоварването на мрежата, което води до по-ефективно предаване на данни без необходимост от намеса на оператора. Поддържа директни разговори, обмен на файлове, има вградена BBS. При това тези функции и добавяните допълнителни могат да работят в многозадачен режим (т.е. да се използват едновременно). За тази цел всяка активна функция си формира самостоятелна сесия със системата.

За да се започне работа в мрежа TCP/IP е необходимо следното:

IP-адрес - уникален номер, идентифициращ пакет-станцията в TCP/IP мрежата. За да се получи IP, е необходимо да се контактува с IP-координатора за съответния регион (за България IP-координатор е Виктор, LZ1NY).

тъй като TCP/IP емулира повече от функциите на TNC, то не е необходимо задължителното наличие на TNC. Ако все пак е желателно използването на TNC, необходимо е предварителното му превключване в KISS-режим. Почти всички TNC поддържат KISS режим, а при тези, които не го поддържат, този недостатък много лесно се отстранява с проста подмяна на фърмуера с по-нов. С превключване в KISS се премахва цялата вградена интелигентност на TNC.

TCP/IP софтуер. Има много версии на софтуер за TCP/IP и много източници, от които е възможно снабдяването с такъв, примерно от BBS на N8EMR (тел.614-895-2553), KA1SVW (тел. 401-331-0907), от CompuServe, GEnie, AmericaOnLine, от Виктор (LZ1NY) или Тони (LZ3AI).

При наличието на тези три неща, остава да се извърши необходимото конфигуриране съгласно документацията на софтуера. Подробна информация също може да се намери и в други източници, например относно NOS в "NOSIntro" от Ян Уейд, G3NRW.

Има няколко погрешни мнения относно TCP/IP, поради които много потенциални потребители на TCP/IP изтриват разочаровани всички TCP/IP програми от системата си. Следните четири твърдения не отговарят на истината:

Радиооборудването, модемът и компютърът трябва да са  включени денонощно. Това има основание дотолкова, доколкото подобрява показателите на мрежата като цяло, но не е задължително. С включването си в мрежата се получава новата поща, без да се загуби нищо. Ако апаратурата е денонощно включена, пощата се получава непосредствено с пристигането й в региона. Ако е изключена, пощата  ще бъде съхранена в най-близката включена TCP/IP пакет-станция до включването на станцията на абоната, за когото е предназначена.

Трябва да се работи с DOS-базиран компютър. Повечето TCP/IP програми работят в средата на DOS, но това не означава, че няма разработен софтуер за работа в средата на WINDOWS или системи MACINTOSH, AMIGA, COMMODORE, ATARI и др.

Нужен е мощен компютър с много RAM и много свободно дисково пространство. Максималната скорост на трансфер дори при най-качествените радиоканали позволява да се работи и с обикновени XT компютри. Безусловно използване на мощни компютри с много памет и свободно дисково пространство е добре дошло, но не и задължително.

TCP/IP е несъвместим с останалия пакет-свят. Повечето бюлетини, разпространявани по другите пакет-мрежи, се разпространяват и по TCP/IP мрежите. Нещо повече - станцията TCP/IP може автоматично да отделя от съседните BBS само тези бюлетини, които представляват определен интерес за конкретния абонат. Между TCP/IP и останалите мрежи има достатъчно шлюзове, които позволяват свързване с останалия пакет-свят.

TexNET

В TPRS (Texas Packet Radio Society - Тексаско пакет-радио дружество) е разработена мрежа под името TexNET.

Тя е съставена от двупортови мрежови управляващи процесори NCP (Network Control Processor - процесори за управление на мрежата), които позволяват потребителски достъп по AX.25 1200 bps на единия порт на 144 MHz и междувъзлов обмен през другия порт на 430 MHz със скорост 9600 bps.

Операциите по междувъзловия обмен са прозрачни за потребителите и като цяло мрежата е с много добра пропускателна способност. Фърмуерът за TexNET поддържа 256 възела в една мрежа. Освен достъпа до мрежата всеки възел предлага ред допълнителни услуги - информация за времето, електронна поща, ретранслация и др. За да се получи достъп до TexNET, необходимо е просто да се осъществи свръзка с TexNET възел. Всеки възел осигурява различните си услуги чрез различни входни точки, които се различават по вторичния си идентификатор SSID:
 
SSID          Услуги
0                ретранслация на същия банд
2 и 3           конферентен разговор
4                достъп до мрежата
5                достъп до конзолата на възела
6                TexNET BBS
8 и 9           междубандова ретранслация

Конферентните разговори позволяват три и повече кореспондента, свързани към един възел, да разговарят помежду си. TexNET BBS услугата е също организирана по особен начин. В една TexNET мрежа има само един възел с такива функции, с които се избягва вътремрежовия форвард. Свързването с него обаче се осъществява по един и същ начин, независимо дали е директна или през няколко възела. TexNET осигурява:

достъп до конзолата на възела, позволяващ да се игнорира NCP и да се получи директен достъп до конзолата;

ретранслация - не се различава от стандартната;

статистически данни - може да се изпрати заявка за списък с активността в кой да е възел от мрежата за текущия или предишния ден;

всеки абонат може да поддържа собствена PMS.

дава информация за времето.

дава информация за свързаността на възлите.

ПРИЛОЖЕНИЕ НА ПАКЕТ-РАДИОМРЕЖИТЕ

Електронна поща

Хенк Оредсон, W0RLI, се счита за бащата на пакет-радио BBS. Неговият BBS работеше на базата на компютър Xerox 820-I (Z80, CP/M, RAM 64 kB, 2s, 1p, 1FDD и дисплей 80х24 знака - всичко това само за $50).Работеше добре, на много евтина за времето си база и получи широко разпространение. Беше разработен софтуер и за други популярни системи.

Джеф Якобсън, WA7MBL, създаде софтуер за IBM PC. Хенк Оредсон също адаптира своя софтуер за IBM PC. Днес най-разпространен е софтуерът за IBM, но има разработен и за всички останали системи.

DX пакет-клъстер

В областта на DX винаги е имало тенденция за бързо разпространяване на новините за най-екзотични и далечни свръзки. По тези причини се наблюдава голяма пощенска активност при предстоящи или настоящи DX експедиции или други DX факти и събития. Често тази информация се променя в последната минута и обменът й чрез писма не е ефективен. Актуална информация започва да се разпространява по FM-репитрите, но истинска революция в това отношение са DX-клъстерите.

DX пакет-клъстерите са изградени на базата на стандартни пакет-станции със специализиран софтуер. Това позволява всички пакет-станции и възли да се свързват с тях. Изпълняват и функциите на стандартните пакет-възли. Различните пакет-клъстери могат да се обединяват в единна глобална мрежа подобно на BBS и да разпространяват помежду си DX информация. Разпространяват помежду си и точна информация за местоположението на всички осъществили DX свръзки и записали се в тях. Поддържат режим на конферетен разговор между трима и повече кореспонденти. Поддържат електронна поща подобно на BBS, но без възможности за форвард.

Най-използваната команда е SHow, която може да се ограничи само до DX, до определен обхват, район или конкретна страна, при което се изобразяват последни записани осъществени свръзки. При това освен факта за самата свръзка може да се получи и информация относно кореспондентите, апаратурите и районите, от които са работили.

Пакет клъстерите предоставят определена допълнителна информация за даден DX в зависимост от местоположението - разстояние, азимут, времена за изгряване и залязване на слънцето, най-високата и най-ниската приложима честота и др. Могат да дават и обобщена информация за разпространението на радиовълните.

Могат да осъществят достъп до различни бази-данни - примерно с информация за различни състезания, дипломи, QSL-информация, различни новини, комуникационни препоръки и стандарти и др.

APRS - автоматична пакет-радио информационна система

APRS (Automatic Packet Reporting System) е разработена от дългогодишния пакет-радио оператор Боб Брунинга (WB4APR). Тя възниква в резултат на изводите му, че много повече време в една свързочна система се отделя за определяне местоположението на отделните й елементи и тяхното свързване, отколкото за самото обменяне на данните.

Тя представлява алтернатива на традиционните мрежи за хора, които нямат интерес към апаратурата, хардуера и софтуера, разпространение на радиовълните, QSL или DX информация. По APRS преминава информация предимно за времето, за станали скоро събития, природни бедствия и др. подобни. При това всяка станция използва компютърно генерирана графична карта с другите APRS станции и свръзката се осъществява с позициониране на курсорът върху някоя от тях. Получената информация може да бъде текстова или графична.

APRS системите по правило излъчват събраната информация като UI пакети - неадресирани към никого, по-точно за всички.  За изграждане на една APRS станция освен останалата апаратура е необходима GPS или Loran-C карта. Използват се ефективно ИСЗ.

Други приложения

Пакет-радио е добра основа и среда за разработване на други приложения. Най-популярни са различните бази-данни. Особено разпространени са т.н. "Бели страници"(White Pages, WP). Те дават решение на проблемите при разпространение на електронна поща чрез BBS форвард, а именно как да се разпространява информацията, кой кой BBS ползва. Чрез кратки съобщения тази система позволява местният BBS да разполага с данни чрез кой BBS може да открие търсен кореспондент. Други бази-данни са с QSL информация на базата на CD-ROM. Има и приложения като DOSgate на NM1D, FBB, функции на GP и SP, TS-DOS на LZ3AI и др., позволяващи да се стартират дистанционно програми при определени условия.