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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Comunicação por pacotes: protocolo AX.25. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Transferência de dados Na implementação da comunicação por pacotes no rádio amador entre dois ou mais correspondentes, a troca de informações é realizada de acordo com algum procedimento estabelecido, que é chamado de protocolo de troca. Nesse caso, é usado o protocolo AX.25, que é uma versão revisada do protocolo X.25 especificamente para fins de rádio amador. Os protocolos de troca contêm sete níveis. Toda a lógica do procedimento de operação do canal de rádio é descrita no segundo nível. Na prática, é implementado, via de regra, por um controlador especial de comunicação por pacotes (TNC), que é colocado entre o computador e o transceptor. O protocolo de troca AX.25 fornece acesso múltiplo (múltiplo) ao canal de comunicação com controle de ocupação. Todas as estações são consideradas iguais. O TNC da estação verifica se o canal está livre ou não antes do arranque. Se estiver ocupado, o canal é verificado até ficar livre e somente depois disso a estação é ligada para transmissão. Na comunicação por pacotes, as mensagens são transmitidas em blocos - quadros. Além das informações, o quadro contém dados sobre a finalidade do quadro, os endereços do remetente, destinatário e retransmissor por onde a mensagem deve passar, bem como uma soma de verificação que permite verificar a exatidão dos quadros recebidos. Formato de quadro. Cada informação preenchida representa um quadro. Tem um formato específico. Cada quadro começa com uma sequência de bits exclusiva 01111110, que é chamada de sinalizador e permite reconhecer o início do quadro. Em seguida, vem o campo de endereço que varia em tamanho de 14 a 70 bytes, controle - um byte, informações - de 0 a 256 bytes, controle - 2 bytes. Ao utilizar a rede, o terceiro nível do protocolo, forma-se um campo de identificação adicional, que atua como parte do campo de informação. O quadro também termina com uma bandeira.
campo de bandeira. Como já observado, o campo flag é uma sequência de bits única 01111110. Se a mesma sequência ocorrer posteriormente no quadro, para que o correspondente não a interprete como um sinal de fim do pacote, um zero é inserido após o quinto bit. Campo de endereço (Fig. 2). Pode conter de dois a dez indicativos de chamada de rádio amador. O caso mais simples são dois indicativos, se dois correspondentes trabalharem diretamente um com o outro. Se esses correspondentes estiverem fora da visibilidade do rádio, eles podem usar as estações de outras operadoras como repetidoras. Pode haver até oito deles em uma linha. Os indicativos de chamada do repetidor também estão incluídos no endereço
campo. Assim, ele é dividido em três subcampos: destinatário, remetente e retransmissor. Os indicativos inseridos nele podem consistir em não mais que seis caracteres. Se o indicativo de chamada tiver menos de seis caracteres, ele será preenchido com o número apropriado de espaços. Após o indicativo em cada subcampo vem um identificador de estação secundária. Este é um número de 0 a 15. Significa que a operadora possui várias estações de comunicação por pacote, equipamentos BBS e NET/ROM. Normalmente, o próprio operador trabalha com um indicativo de chamada sem número ou com o número um, os números de 2 a 9 são adicionalmente adicionados ao indicativo de chamada da "caixa de correio" e da estação central, e quando o sinal passa pela NET / ROM de 10 a 15, dependendo de quantas estações de nó o pacote passou. O número do identificador na forma binária leva quatro bits - do segundo ao quinto no byte após cada indicativo de chamada. Na fig. 2, esses bits são designados como SSID (SECONDARY STATION IDENTIFIER). O primeiro bit deste byte é usado como sinal de fim do campo de endereço. Se for designado por um, isso é um sinal do último byte do campo de endereço. Não há finalidade específica para o sexto e sétimo bits, podendo ser utilizados em redes locais mediante acordo dos usuários. O oitavo bit no subcampo do remetente e do destinatário é definido como zero. No subcampo do relé, é indicado por um se o pacote passou pelo relé e zero se não.
A configuração do bit do repetidor é necessária para que os repetidores localizados na zona de visibilidade de rádio um do outro sigam a ordem de transmissão de pacotes por si mesmos e executem este procedimento estritamente na ordem especificada pelo remetente do pacote. campo de controle. Ele contém informações de tipo de quadro que são usadas para determinar o destino da mensagem. Todos os quadros de pacotes podem ser divididos em três tipos principais: I - quadros de informação contendo informações simbólicas ou digitais; S - serviço, confirmando que o quadro foi recebido ou contendo uma solicitação para a emissão do próximo quadro de informações; U - quadros não numerados - solicitação de desconexão de conexão. Os sinais beacon também pertencem a este tipo. Além disso, este campo contém o número do quadro que está sendo enviado ou, no caso de confirmação de recebimento da mensagem, o número do próximo quadro que o TNC do correspondente está pronto para receber. Essa numeração foi introduzida porque vários quadros podem ser transmitidos pelo canal em sequência - de um a sete, e pode ajudar a resolver em caso de falhas. Se ocorrer um erro em qualquer um dos quadros, o controlador receptor informará ao controlador emissor que está pronto para receber o número do quadro que ainda não foi recebido ou foi recebido com erro. Por exemplo, se uma estação enviou quatro pacotes seguidos para outra e ocorreu um erro ao receber o terceiro pacote, o controlador do destinatário, traduzido da linguagem de máquina para a linguagem humana, informará ao remetente: "pronto para receber o terceiro pacote. " Campo de informações. Contém informações úteis de até 256 bytes, apresentadas em códigos e que, ao serem recebidas pelos correspondentes, são exibidas na tela dos computadores das estações amadoras. Às vezes, o primeiro bit do campo de informações atua como um subcampo independente - o identificador de protocolo. Isso acontece ao usar a terceira camada de rede, quando o pacote passa pela NET / ROM. O campo de controle serve para verificar a exatidão da troca de rádio. É um número de dezesseis dígitos que é calculado usando o polinômio XI6 + + XI5 + X2 + 1 de acordo com o algoritmo fornecido nas recomendações da ISO 3309 (HDLC) - International Orqa-nization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures . O TNC do remetente calcula o no checksum para todo o quadro e o coloca no final do quadro. No lado receptor, de acordo com o mesmo algoritmo, é calculado novamente e comparado com a soma colocada no final do quadro. Se esses dois números corresponderem, o quadro será considerado recebido corretamente. Existem várias maneiras de calcular a soma de verificação: hardware e software. Com o método de hardware, o quadro passa por um determinado dispositivo (somador) e, como resultado, um determinado número é gravado em seu registro, que é a soma de verificação. A segunda maneira é contar usando um programa especial. Nesse caso, o quadro é primeiro recebido na RAM pelo polyst e, em seguida, é feita a contagem. O primeiro método implementa alto desempenho, mas requer hardware adicional. O segundo método tem um desempenho inferior, mas não requer custos adicionais de hardware. Lembre-se de como deve ser a estrutura de uma estação de comunicação por pacote para implementar o protocolo AX.25. Pode ser visto no diagrama (Fig. 3) que a estação inclui um computador, um TNC, um transceptor e um dispositivo alimentador de antena. O computador pode ser usado por quase qualquer pessoa. Ao realizar experimentos sobre comunicação de pacotes durante o esqui soviético-canadense, os seguintes PCs foram testados: "Robotron 1715", "Radio-86RK" e BK-0010. No exterior, os computadores mais populares usados no sistema de comunicação por pacotes são IBM PC, COMMODORE 64, TANDY, APPLE, para os quais foi desenvolvido um software poderoso que abre amplas possibilidades de uso da comunicação por pacotes. Uma condição indispensável ao escolher um computador para comunicação de pacotes é a presença nele de um canal de troca serial operando de acordo com o padrão de interface C2 (RS232). Como você sabe, o Radio-86RK não possui esse canal, então a RA3AU desenvolveu um programa especial "Terminal" que imita esse canal. Ao trabalhar em uma estação de comunicação por pacotes, o operador digita as informações no teclado e recebe as respostas na forma de símbolos na tela do monitor. A informação transmitida pelo operador pode ser um comando para o TNC ou um texto destinado ao correspondente. Quando uma tecla é pressionada, o computador determina o código correspondente a essa tecla e o envia pelo link serial. A troca neste canal ocorre byte a byte. O tipo de byte transmitido é mostrado na fig. 4. Alguns parâmetros que caracterizam o byte transmitido podem ser diferentes, mas é necessário que os parâmetros configurados no TNC e no computador coincidam. Eles são caracterizados pelos seguintes parâmetros; comprimento da palavra de informação (7 ou 8 bits), paridade ímpar ou par, bit de início (um), bit de tabela (um, um e meio ou dois), taxa de transmissão (50, 75, 150, 300, 1200, 2400, 4800 ou 9600 bps). Níveis de tensão usados nesta interface: um - de +3 a +12 V, zero - de -3 a -12 V. As informações na direção do computador são transmitidas pela linha TXD e na direção oposta pela linha RXD , além disso, existem mais duas linhas adicionais CTS e RTS, através das quais é dado um sinal de que o computador ou TNC está pronto para receber o próximo byte. Antes de enviar um byte na linha TXD, o computador verifica a linha CTS. Se o nível do sinal nele caracterizar a prontidão do TNC para receber um byte, o computador o envia, caso contrário, espera uma mudança no nível. Um procedimento semelhante é realizado pelo TNC usando a linha RXD para transmitir um byte de informação e a linha RTS para verificar a prontidão. A sequência de vários bytes recebidos pelo TNC pode ser um comando ou uma informação destinada a ser enviada pelo ar. No primeiro caso, o comando é decodificado e executado, no segundo, um frame é formado de acordo com o protocolo AX.25 e transferido do código padrão para o código NRZ-1 (sem retorno a zeroinvertido). Este padrão estipula que a transição do nível físico do sinal ocorre se ocorrer 0 na seqüência de bits transmitidos.Um diagrama de tempo explicando este processo é mostrado na fig. 5, que mostra a embalagem original - e também na forma do código NRZ-1. Normalmente, o modem é feito estruturalmente no mesmo pacote que o TNC. Sua parte digital, via de regra, é denominada montadora-desmontadora de quadros. O montador-desmontador de quadros e o modem são interligados por quatro linhas: TXD - para transmissão de quadros no código NRZ-1, RXD - recebimento de quadros no código NRZ-1, PTT - para ligar o modulador e DCD, por onde um o sinal é enviado do demodulador sobre o canal estar ocupado. Um modem é uma coleção de dois dispositivos: um modulador e um demodulador. Antes de enviar o pacote, o montador-desmontador de quadros liga o modem por meio de um sinal na linha PTT e envia um quadro no código NRZ-1 pela linha TXD. O modulador preenche a sequência recebida com duas frequências sonoras. Um corresponde à frequência F1 e zero corresponde à frequência F2. O sinal, modulado pela frequência do som, é alimentado através da linha MlC para a entrada do microfone do transmissor. Quando os quadros são recebidos, uma sequência de pulsos preenchidos com frequência de áudio é alimentada da saída do transceptor através da linha EAR para a entrada do demodulador. O demodulador faz o processo inverso: extrai um envelope de uma sequência de pulsos de frequência de áudio, que é um quadro na forma de um código NRZ-1. Este quadro entra no montador-desmontador de embalagens. Simultaneamente ao aparecimento no canal de um sinal modulado por uma das frequências F1 ou F2, um detector especial é acionado, gerando um sinal na saída indicando que o canal está ocupado. O sinal PTT, além de ligar o modulador, desempenha outra função - controla uma chave de transistor que muda o transceptor da recepção para a transmissão. Existem dois tipos de modems usados na comunicação de pacotes de rádio amador: para ondas curtas e ondas ultracurtas. O HF usa modulação de banda lateral única e a taxa de transmissão no canal de rádio é de 300 bits / s, enquanto o espaçamento das frequências de áudio correspondentes a zero e um deve ser de 200 Hz. A frequência de modulação pode ser diferente. No entanto, a conveniência de ler a frequência de operação de uma estação de rádio na Europa adotou um padrão segundo o qual é estabelecido que zero corresponde a 1850 Hz e um corresponde a 1650 Hz. Em ondas ultracurtas, eles operam a uma taxa de transmissão de 1200 bits / s com uma separação de frequência de 1000 Hz. Como, via de regra, a modulação de frequência é usada em VHF, as frequências devem ser estritamente fixas. Aceita-se que zero corresponde a 1200 e unidade - 2200 Hz. Em conclusão, gostaria de informar que o rascunho das novas instruções para o funcionamento das estações de rádio amador, desenvolvido pelo Sistema da Reserva Federal da URSS, que está em fase de aprovação, inclui, de igual para igual, a comunicação por pacote de amador. Autor: E. Labutin (RA3APR); Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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