LE COMUNICAZIONI DATI VIA RADIO

Sono diversi i casi in cui occorre trasmettere informazioni codificate numericamente tramite radioonde e ultimamente questa tecnologia ha fatto passi da gigante, basti pensare ai telefonini cellulari GSM e alle centraline di telerilavemento dell'inquinamento ambientale. Numerose sono poi le altre applicazioni che non tutti conoscono a causa della loro specificità o scarsa diffusione, ad esempio la radiotelescrivente (RTTY), la radio digitale DAB (che tra poco uscirà dalla sua fase sperimentale), la televisione digitale via satellite, i sistemi di navigazione satellitare GPS e il Packet, semplice sistema utilizzato ormai da molti anni da tutti i radioamatori per scambiare programmi e informazioni in forma digitale attraverso i loro ricetrasmettitori. Tutti questi sistemi hanno un comune denominatore, per poter funzionare hanno bisogno di trasformare i dati digitali, generalmente rappresentati da livelli logici binari, in segnali con i quali sia possibile modulare, in ampiezza o in frequenza, una radioonda. Questa operazione è generalmente svolta da un dispositivo chiamato modem, il quale svolge anche l'operazione contraria una volta che dalla portante è stato estratto il segnale in essa contenuto. Il modo di trasformare i dati digitali in dati analogici, pronti per modulare una portante, è standardizzato per ogni tipo di comunicazione in modo che chiunque abbia la possibilità di costruire un sistema di trasmissione o di ricezione compatibile con gli altri. I dati trasformati dal modem devono però essere già dotati di alcune informazioni ridondanti utili a riscontrare e quando possibile correggere gli errori di trasmissione dovuti ai rumori e alle interferenze captati dal ricevitore. L'utilizzatore dei dati dovrà ovviamente essere al corrente di quali sono e come sono stati aggiunti i dati utili al riconoscimento degli errori. Il metodo di aggiunta di informazioni utili alla correzione degli errori e al mantenimento di un corretto collegamento viene chiamato protocollo. Anche i tipi di protocollo sono standardizzati per lo stesso motivo esposto in precedenza per i modem.

IL PACKET RADIO

Introduzione:

Il packet radio è un formato standard di trasmissioni dati utilizzato da molti anni dai radioamatori per scambiare programmi o informazioni digitali attraverso i loro apparecchi ricetrasmittenti. Una stazione ricetrasmittente operante in packet radio può essere strutturata fondamentalmente in due modi diversi. Nel caso più semplice si compone di un ricetrasmettitore, un'apparecchio TNC (Terminal Node Controller - terminale controllore di nodo) e un videoterminale. L'altra composizione classica è quella implicante un ricetrasmettitore, un particolare modem e un computer (generalmente un PC) equipaggiato con un software apposito. Nel primo caso il terminale è la fonte delle informazioni numeriche mentre il TNC gestisce e controlla la comunicazione, nel secondo, invece, il computer funge sia da fonte di informazioni digitali che da controllore della comunicazione, in quanto, grazie a dei programmi dedicati, invia al modem dei segnali già completi di informazioni ridondanti costituenti il protocollo. In questo caso il modem non fa altro che trasformare i segnali binari dalla forma in cui li genera il computer (due livelli diversi di tensione) in forma adatta a modulare una portante radio. Bisogna chiarire, però, che le descrizioni riportate riguardano due casi più semplici e lineari. Molto spesso, infatti nelle stazioni packet i TNC sono collegati al computer in modo da poter effettuare anche la trasmissione via radio di file o semplici programmi. Il ricetrasmettitore ha in ogni caso la funzione di modulare e demodulare la portante radio.

[ - SCHEMA 2 - ]



Argomenti di questa pagina:

Il funzionamento del sistema:

Il sistema packet prevede fondamentalmente la trasmissione di pacchetti composti dai byte dell'informazione che deve essere trasmessa; dal nominativo della stazione trasmittente; dal nominativo della stazione a cui è destinato il pacchetto e da alcuni caratteri di controllo. Per lavorare in packet occorre assolutamente possedere un ricetrasmettitore, poiché per poter ricevere delle informazioni bisogna essere in grado di trasmettere dei segnali di controllo (costituenti il protocollo), utili a connettere un'altra stazione, chiedere la ritrasmissione del pacchetto in caso di errori e a mantenere attiva la connessione nonostante eventuali disturbi del segnale radio. Si afferma quindi che il packet è un sistema di comunicazione ideale, perché grazie al controllo degli errori e alla richiesta di ritrasmissione è impossibile che i dati vengano in qualche modo persi o alterati durante il loro passaggio nel canale di trasmissione. Dal punto di vista dell'utente-operatore il sistema può essere paragonato ad una rete telefonica. Per effettuare un collegamento tra il proprio elaboratore ed un'altra stazione, infatti, si deve fornire il nome della stazione stessa, paragonabile al numero dell'utente, e a volte anche il nome di un nodo di connessione (ripetitore di dati digitali) paragonabile al prefisso. Come nel caso del telefono, la stazione chiamata può risultare occupata, libera o disattiva.

Il protocollo di comunicazione:

Il protocollo usato nelle trasmissioni packet radio e l'AX25, un codice di comunicazione derivato dall'X25 che è stato emanato dall'ITU (International Telecomunication Union) per normalizzare a livello internazionale le trasmissioni dati a scambio di pacchetto. L'AX25 è ottimizzato per la trasmissione via radio, permette la correzione degli errori tramite un controllo ciclico di ridondanza (CRC) e prevede la trasmissione di alcuni codici che garantiscono una perfetta comunicazione tra diverse stazioni ricetrasmittenti operanti sulla medesima frequenza.

I modem e i TNC:

I modem per packet radio possono essere divisi in due categorie ben definite. I più semplici si limitano a trasformare le informazioni binarie, fornite dal computer come due diversi livelli di tensione, in segnali capaci di modulare una portante radio (modem baycom) mentre i più complessi, contengono cirquiterie aggiuntive capaci di gestire autonomamente la comunicazione (interfaccia TNC). In entrambi i casi, per garantire completa compatibilità all'interno del sistema, i livelli logici, vengono convertiti in segnali sinusoidali con le seguenti frequenze (modulazione AFSK):

    2.200 Hz => LIVELLO LOGICO 0

    1.200 Hz => LIVELLO LOGICO 1

Il modem del sistema packet oltre a produrre i suddetti segnali li deve poter riconoscere quando sono trasmessi dall'altra stazione ed è chiamato anche a commutare il ricetrasmettitore da ricezione a trasmissione e viceversa quando ciò si rende necessario ai fini della comunicazione.

I Ricetrasmettitori:

Il ricetrasmettitore da scegliere per questo tipo di comunicazione radio dipende da che velocità di scambio dati si vogliono raggiungere e da che frequenze si vogliono coprire. Il sistema di comunicazione packet radio si è sviluppato sin dalle sue origini sulle frequenze radioamatoriali delle bande VHF e UHF (da 144,575 a 144,775 MHz e da 433,925 a 435,225 MHz); tuttora queste restano le bande più frequentate e le uniche legalmente riconosciute in Italia, tuttavia si sta sviluppando a livello europeo una rete packet anche sulla banda degli 11 metri (comunemente detta CB).

Il software:

Anche in questo caso bisogna operare una distinzione tra stazioni che utilizzano le interfacce TNC e quelle che invece si basano su modem tipo baycom. Se la stazione presenta un TNC collegato ad un computer il software utilizzato potrà essere anche molto semplice dovendo solamente inviare al video le informazioni fornite dall'interfaccia e, viceversa, mandare verso l'interfaccia le informazioni lette da tastiera. In realtà, nella maggior parte dei casi, software così elementari vengono sostituti da altri, molto più complessi e potenti, generalmente realizzati dagli stessi radioamatori, che permettono, tra le altre cose, il trasferimento di file e il servizio di posta elettronica. Nel caso si utilizzi il modem baycom il software avrà i delicati compiti di preparare i pacchetti completi di informazioni aggiuntive da mandare al modem e decodificare le informazioni aggiuntive annesse ai pacchetti ricevuti. Anche programmi di questo tipo sono prodotti da radioamatori e generalmente diffusi in modo gratuito.

BREVE GLOSSARIO DELLA TERMINOLOGIA PACKET RADIO

Nei discorsi concernenti il packet radio si utilizzano spesso dei termini o delle sigle che non sempre sono note a tutti:

ASCII : E' l'abbreviazione di American Standard Code for Information Interchange. L'ASCII è un codice digitale riconosciuto a livello internazionale costituito da 7 o 8 bit di informazioni, molto sensibile ad errori dovuti a cattiva propagazione, disturbi (QRM) e disturbi atmosferici (QRN).

AX25: E' un protocollo derivante dall'X25 e utilizzato per le trasmissioni packet radio. Tutti i pacchetti sono costituiti fondamentalmente dai medesimi elementi: nominativo della stazione che li invia, nominativo della stazione che li riceve, informazioni aggiuntive riguardanti il tipo di pacchetto ed un codice di controllo per gli errori chiamato CRC.

AFSK: E' l'abbreviazione di Audio Frequency Shift Keying. L'ASFK è il metodo di modulazione per il quale il modem produce due frequenze audio corrispondenti rispettivamente all'1 e allo 0 e con le quali può essere poi modulata, in frequenza o in ampiezza, una portante radio.

BBS : E' l'abbreviazione di Bulletin Board System. Una BBS non è altro che una stazione packet, in genere attiva per molte ore al giorno, nella quale si possono lasciare dei messaggi personali rivolti ad altri radioamatori (posta elettronica). E', inoltre, spesso a disposizione presso la BBS una banca dati contenente informazioni e programmi prelevabili via radio.

BAUD: E' una delle unità di misura più usate per indicare le velocità di trasferimento dei dati.

BIT RATE : E' la velocità di trasferimento espressa solitamente in Baud o in bit al secondo.

CRC: E' l'abbreviazione di Cyclic Redunancy Check. E' il particolare tipo di controllo di errore utilizzato per i pacchetti del protocollo AX25.

DIGIPEATER: E' una stazione che funge da ripetitore digitale ed è in grado di ricevere dei dati per poi ritrasmetterli in maniera automatica. In pratica si tratta di un ponte radio che permette di far giungere o di ricevere messaggi in zone che altrimenti il nostro ricetrasmettitore non riuscirebbe a raggiungere.

FULL-DUPLEX: E' un sistema di comunicazione che permette di trasmettere e ricevere simultaneamente.

ITU: E' l'abbreviazione di International Telecomunication Union. L'ITU è l'organismo internazionale più autorevole per l'emanazione di normative riguardanti il campo delle telecomunicazioni.

HALF-DUPLEX: E' un sistema di comunicazione dove la trasmissione e la ricezione non avvengono contemporaneamente.

LAN: E' l'abbreviazione di Local Area Network, si tratta cioè di una rete di packet locale.

MODEM BAYCOM: E' l'interfaccia più semplice ed economica che permette l'utilizzo del sistema packet radio.

NODO: E' la stazione radioamatoriale che fa da ripetitore per i dati digitali del packet. Il nodo è un evoluzione del digipeater perchè permette una connessione tra due stazioni lontane mediata e per questo più efficace.

Terminologia dal codice Q utilizzata dai radioamatori :

QRM: E' il termine internazionale per indicare i disturbi alle radiocomunicazioni prodotti dall'uomo.

QRN: E' il termine internazionale che indica i disturbi causati da agenti naturali come piccoli terremoti, pioggia, neve o rumore solare.

TNC: E' l'abbreviazione di Terminal Node Controller, un interfaccia che assembla e dissassembla i pacchetti in trasmissione e in ricezione.

X25: E' un protocollo di trasmissione emanato dall'ITU per normalizzare la gestione delle reti a commutazione di pacchetto.

Sistemi di comunicazioni dati via radio - HOME