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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Comunicazione a pacchetto: protocollo AX.25. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Trasferimento dati Quando si effettua una comunicazione a pacchetto su radioamatore tra due o più corrispondenti, le informazioni vengono scambiate secondo un determinato ordine stabilito, chiamato protocollo di scambio. In questo caso viene utilizzato il protocollo AX.25, che è una versione del protocollo X.25 rivista appositamente per scopi radioamatoriali. I protocolli di scambio contengono sette livelli. L'intera logica della procedura per lavorare su un canale radio è descritta nel secondo livello. In pratica, di regola, viene implementato da uno speciale controller di comunicazione a pacchetto (TNC), che si trova tra il computer e il ricetrasmettitore. Il protocollo di scambio AX.25 fornisce l'accesso multistazione (multiplo) al canale di comunicazione con controllo dell'occupazione. Tutte le stazioni sono considerate uguali. Prima dell'avvio del funzionamento la stazione TNC verifica se il canale è libero oppure no. Se è occupato, il canale viene controllato finché non è libero e solo dopo la stazione inizia a trasmettere. Nella comunicazione a pacchetto, i messaggi vengono trasmessi in blocchi: frame. Oltre alle informazioni, il frame contiene dati sullo scopo del frame, gli indirizzi del mittente, del destinatario e del relè attraverso il quale deve passare il messaggio, nonché un checksum che consente di verificare la correttezza dei frame ricevuti. Formato della cornice. Ogni informazione completata rappresenta un frame. Ha un formato specifico. Ogni frame inizia con una sequenza di bit univoca 01111110, che viene chiamata flag e consente di riconoscere l'inizio del frame. Poi c'è il campo dell'indirizzo che varia da 14 a 70 byte, il campo di controllo - un byte, il campo delle informazioni - da 0 a 256 byte, il campo di controllo - 2 byte. Quando si utilizza la rete, terzo livello del protocollo, si forma un ulteriore campo identificativo che funge da parte del campo informativo. La cornice termina anche con una bandiera.
Campo bandiera. Come già notato, il campo flag è una sequenza univoca di bit 01111110. Se la stessa sequenza si incontra successivamente nel frame, allora affinché il corrispondente non la prenda come segno della fine del pacchetto, viene inserito uno zero dopo la quinta parte. Campo indirizzo (Fig. 2). Può contenere da due a dieci nominativi radioamatoriali. Il caso più semplice sono due nominativi, se due corrispondenti lavorano direttamente tra loro. Se questi corrispondenti sono fuori visibilità radio, possono utilizzare stazioni di altri operatori come ripetitori. Possono essercene fino a otto in una riga. Nell'indirizzo sono inclusi anche i nominativi del ripetitore
campo. Pertanto, è diviso in tre sottocampi: destinatario, mittente e relè. I nominativi inseriti in esso non possono contenere più di sei caratteri. Se il nominativo è composto da meno di sei caratteri, viene riempito con il numero appropriato di spazi. Dopo l'identificativo di chiamata in ogni sottocampo c'è un identificatore di stazione secondario. Si tratta di un numero compreso tra 0 e 15. Significa che l'operatore dispone di diverse stazioni di comunicazione a pacchetto, apparecchiature BBS e NET/ROM. Di solito l'operatore stesso lavora con un nominativo senza numero o con il numero uno, i numeri da 2 a 9 vengono inoltre aggiunti al nominativo della "cassetta postale" e della stazione nodo, e quando il segnale passa attraverso NET/ROM da Da 10 a 15, a seconda di quanti nodi è passato il pacchetto. Il numero identificativo binario occupa quattro bit, dal secondo al quinto nel byte che segue ciascun indicativo di chiamata. Nella fig. 2 questi bit sono designati come SSID (IDENTIFICATORE DELLA STAZIONE SECONDARIA). Il primo bit di questo byte viene utilizzato come fine del campo indirizzo. Se è designato da uno, questo è un segno dell'ultimo byte del campo dell'indirizzo. Non esiste uno scopo specifico per il sesto e il settimo bit e possono essere utilizzati nelle reti locali previo accordo tra gli utenti. L'ottavo bit nel sottocampo mittente e destinatario è impostato a zero. Nel sottocampo relè, è indicato con uno se il pacchetto è passato attraverso il relè e con uno zero in caso contrario.
L'impostazione del bit del ripetitore è necessaria affinché i ripetitori situati all'interno della zona di visibilità radio dell'altro seguano l'ordine di trasmissione dei pacchetti ed eseguano questa procedura rigorosamente nell'ordine specificato dal mittente del pacchetto. Campo di controllo. Contiene informazioni sul tipo di frame utilizzate per determinare la destinazione del messaggio. Tutti i frame di pacchetto possono essere suddivisi in tre tipologie principali: I - frame di informazione contenenti informazioni simboliche o digitali; S - servizio, che conferma la ricezione del frame o contenente una richiesta di emissione del frame informativo successivo; U - frame non numerati - richiesta di connessione-disconnessione. A questa tipologia appartengono anche i segnali beacon. Inoltre questo campo contiene il numero del frame inviato oppure, in caso di conferma della ricezione del messaggio, il numero del frame successivo che il TNC corrispondente è pronto a ricevere. Questa numerazione è stata introdotta perché attraverso il canale possono essere trasmessi più frame di seguito, da uno a sette, e può aiutare a individuare gli errori. Se si verifica un errore in uno qualsiasi dei frame, il controller ricevente informerà il controller mittente che è pronto a ricevere il numero di frame che non è stato ancora ricevuto o è stato ricevuto per errore. Ad esempio, se una stazione invia quattro pacchetti di seguito a un’altra e si verifica un errore durante la ricezione del terzo pacchetto, il controller del destinatario, tradotto dal linguaggio macchina a quello umano, informerà il mittente: “pronto a ricevere il terzo pacchetto”. Campo informazioni. Contiene informazioni utili fino a 256 byte, presentate in codici e che, una volta ricevute dai corrispondenti, vengono visualizzate sullo schermo del computer delle stazioni amatoriali. A volte il primo bit del campo informativo funge da sottocampo indipendente, un identificatore di protocollo. Ciò accade quando viene utilizzato il terzo livello di rete quando il pacchetto passa attraverso NET/ROM. Il campo di controllo viene utilizzato per verificare la correttezza del traffico radio. È un numero a sedici bit, calcolato utilizzando il polinomio ХI6+ +XI5+X2+1 secondo l'algoritmo fornito nelle raccomandazioni ISO 3309 (HDLC) - International Organization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures. Il TNC del mittente calcola la checksum no per l'intero telegramma e la colloca alla fine del telegramma. All'estremità ricevente, utilizzando lo stesso algoritmo, viene ricalcolato e confrontato con l'importo depositato alla fine del frame. Se questi due numeri corrispondono, il frame viene considerato ricevuto correttamente. Esistono diversi modi per calcolare il checksum: hardware e software. Con il metodo hardware, il frame passa attraverso un determinato dispositivo (sommatore) e, di conseguenza, nel suo registro viene scritto un certo numero, che è il checksum. Il secondo modo è contare utilizzando un programma speciale. In questo caso, il frame viene prima ricevuto completamente nella RAM e quindi conteggiato. Il primo metodo fornisce prestazioni elevate, ma richiede hardware aggiuntivo. Il secondo metodo ha prestazioni inferiori, ma non richiede costi hardware aggiuntivi. Ricordiamo come dovrebbe essere la struttura di una stazione di comunicazione a pacchetto per implementare il protocollo AX.25. Dallo schema (Fig. 3) è chiaro che la stazione comprende un computer, un TNC, un ricetrasmettitore e un dispositivo alimentatore d'antenna. Il computer può essere utilizzato praticamente da chiunque. Durante gli esperimenti sulla comunicazione a pacchetto durante la traversata con gli sci sovietico-canadese, sono stati testati i seguenti PC: "Robotron 1715", "Radio-86RK" e BK-0010. All'estero, i computer più diffusi nel sistema di comunicazione a pacchetto sono IBM PC, COMMODORE 64, TANDY, APPLE, per i quali è stato sviluppato un potente software che apre ampie possibilità di utilizzo della comunicazione a pacchetto. Una condizione indispensabile quando si sceglie un computer per la comunicazione a pacchetto è la presenza al suo interno di un canale di scambio seriale funzionante secondo lo standard di interfaccia C2 (RS232). Come sapete, non esiste un canale simile in Radio-86RK, quindi RA3AU ha sviluppato un programma speciale "Terminal" che simula questo canale. Quando lavora presso una stazione di comunicazione a pacchetto, l'operatore digita le informazioni sulla tastiera e riceve risposte sotto forma di simboli sullo schermo del monitor. L'informazione trasmessa dall'operatore può essere sia un comando al TNC che un testo destinato al corrispondente. Dopo aver premuto un tasto, il computer determina il codice corrispondente a quel tasto e lo invia sul canale seriale. Lo scambio attraverso questo canale avviene byte per byte. Il tipo di byte trasmesso è mostrato in Fig. 4. Alcuni parametri che caratterizzano il byte trasmesso possono essere diversi, ma è necessario che i parametri impostati nel TNC e nel computer corrispondano. Sono caratterizzati dai seguenti parametri; lunghezza della parola di informazione (7 o 8 bit), presenza del controllo di parità o parità dispari, bit di inizio (uno), bit di tabella (uno, uno e mezzo o due), baud rate (50, 75, 150, 300, 1200, 2400, 4800 o 9600 bps). Livelli di tensione utilizzati in questa interfaccia: uno - da +3 a +12 V, zero - da -3 a -12 V. Le informazioni nella direzione del computer vengono trasmesse tramite la linea TXD e nella direzione opposta tramite la linea RXD ; inoltre ci sono altre due linee aggiuntive CTS e RTS, attraverso le quali viene inviato un segnale che il computer o il TNC è pronto a ricevere il byte successivo. Prima di trasmettere un byte sulla linea TXD, il computer controlla la linea CTS. Se il livello del segnale su di esso indica che il TNC è pronto a ricevere un byte, il computer lo invia, in caso contrario attende che il livello cambi. Una procedura simile viene eseguita dal TNC utilizzando la linea RXD per trasmettere il byte di informazione e la linea RTS per verificare la disponibilità. La sequenza di diversi byte ricevuti dal TNC può essere un comando o un'informazione destinata ad essere inviata via etere. Nel primo caso il comando viene decodificato ed eseguito, nel secondo viene formato un frame secondo il protocollo AX.25 e convertito dal codice standard al codice NRZ-1 (ritorno a zeroinvertito). Questo standard stabilisce che si verifica un calo del livello fisico del segnale se nella sequenza di bit trasmessi si incontra uno 0. Un diagramma temporale che spiega questo processo è mostrato in Fig. 5, dove viene mostrata la confezione originale - ed è anche sotto forma di codice NRZ-1. Tipicamente il modem è strutturalmente realizzato nello stesso alloggiamento del TNC. La sua parte digitale è solitamente chiamata assemblatore-disassemblatore di frame. Il frame assembler-disassemblatore e il modem sono collegati da quattro linee: TXD - per trasmettere frame nel codice NRZ-1, RXD - ricevere frame nel codice NRZ-1, PTT - per accendere il modulatore e DCD, attraverso il quale un il segnale viene inviato dal demodulatore sul canale occupato. Un modem è una combinazione di due dispositivi: un modulatore e un demodulatore. Prima di inviare il pacchetto, il frame assemblatore-disassemblatore accende il modem utilizzando un segnale sulla linea PTT e invia un frame in codice NRZ-1 tramite la linea TXD. Il modulatore riempie la sequenza risultante con due frequenze audio. Uno corrisponde alla frequenza F1 e zero corrisponde alla frequenza F2. Il segnale modulato con frequenza audio viene fornito tramite la linea MlС all'ingresso del microfono del trasmettitore. Quando si ricevono frame, una sequenza di impulsi pieni di frequenza audio dall'uscita del ricetrasmettitore tramite la linea EAR viene fornita all'ingresso del demodulatore. Il demodulatore esegue il processo inverso: da una sequenza di impulsi di frequenza audio seleziona un inviluppo, che rappresenta un fotogramma sotto forma di codice NRZ-1. Questo frame va all'assemblatore-disassemblatore del pacchetto. Contemporaneamente alla comparsa nel canale di un segnale modulato da una delle frequenze F1 o F2, viene attivato uno speciale rilevatore che produce un segnale in uscita che indica che il canale è occupato. Il segnale PTT, oltre ad accendere il modulatore, svolge un'altra funzione: controlla l'interruttore a transistor, che commuta il ricetrasmettitore dalla ricezione alla trasmissione. Nelle comunicazioni a pacchetto radioamatoriali vengono utilizzati due tipi di modem: per onde corte e ultracorte. KB utilizza la modulazione a banda laterale singola e la velocità di trasmissione sul canale radio è di 300 bps, mentre la separazione delle frequenze audio corrispondenti a zero e uno dovrebbe essere di 200 Hz. La frequenza di modulazione può essere diversa. Tuttavia, la comodità di contare la frequenza operativa di una stazione radio in Europa ha adottato uno standard secondo il quale è stabilito che zero corrisponde a 1850 Hz e uno corrisponde a 1650 Hz. Le onde ultracorte funzionano ad una velocità di trasmissione di 1200 bps con una spaziatura di frequenza di 1000 Hz. Poiché VHF utilizza, di regola, la modulazione di frequenza, le frequenze devono essere rigorosamente fisse. È accettato che zero corrisponda a 1200 e uno corrisponda a 2200 Hz. In conclusione, vorrei informarvi che il progetto di nuove istruzioni per il funzionamento delle stazioni radioamatoriali, sviluppato dal Federal Reserve System dell'URSS, che è in fase di approvazione, include le comunicazioni a pacchetto amatoriali come pari diritti. Autore: E. Labutin (RA3APR); Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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