APRS – Δίκτυο

Στο APRS θεωρούνται 4 είδη δικτύων :
Τα αργά τα μεσαίας ταχύτητας, τα γρήγορα και τα υπόλοιπα.
Αργό δίκτυο είναι τα hf 300 bits/s, χρησιμοποιείται από γιώτ ή άλλους κινητούς σταθμούς κυρίως στο 10.151 lsb.

 

Mark Frequency LSB Dial Frequency
AEA 10.149.2 MHz 10.151.500 MHz
KAM, MFJ, TinyTrak 10.149.2 MHz 10.151.0 MHz
AEA   7.083.2 MHz    7.085.5 MHz
KAM, MFJ, TinyTrak   7.083.2 MHz    7.085 MHz
AEA 14.098.2 MHz 14.100.5 MHz
KAM, MFJ, TinyTrak 14.098.2  MHz 14.100.0 MHz

 

Μεσαίο είναι vhf-uhf 1200/9600 bits/s αυτό είναι και το κυρίως ασύρματο δίκτυο, στην Αμερική στο 144.390 ενώ στην Ευρώπη στο 144.800. Στην χώρα μας δουλεύει και το 438.100/9600bps
Γρήγορο δίκτυο θεωρείται το Internet.
Άλλα δίκτυα θεωρούνται τα δίκτυα packet radio ή dstar, από άλλες συχνότητες ή επαναλήπτες φωνής.
Υπάρχουν πύλες (Gateways) που μαζεύουν την κίνηση από τα αργά στα γρήγορα δίκτυα. Το αντίθετο δεν νοείται λόγω του μεγάλου traffic που θα μπλοκάρει το αργό δίκτυο.
Ειδικά για τα άλλα δίκτυα στα οποία επίσης μπορούν οι σταθμοί να στέλνουν beacon με περιεχόμενο aprs μπορούν να συνδέονται μονόδρομοι gateways για να δρομολογούν τις πληροφορίες αυτές στο κυρίως δίκτυο APRS.
Άλλο ένα ενδιαφέρον δίκτυο είναι από δορυφόρους. Με την εμφάνιση του TM-D700 το mobile APRS μέσο δορυφόρων είναι εύκολη υπόθεση. Υπάρχουν gateways που μεταφέρουν τις πληροφορίες αυτές στο Inetrnet.
Satellite Uplink Frequency Downlink Frequency Alias Mode
ISS 145.825 MHz 145.825 MHz ARISS 1200 baud AFSK packet
PCSAT-2 145.825 MHz 435.275 MHz ARISS or WIDE2-2 1200 baud AFSK packet
PCSAT-1 (NO-44) 145.825 MHz 145.825 MHz ARISS 1200 baud AFSK packet
Τελικός σκοπός είναι όλη η κίνηση σε παγκόσμιο επίπεδο να μεταφέρεται στο Inetrnet στο http://www.aprs.net.
Όλη η εργασία γίνεται από το πρωτόκολλο του APRS (aprs spec, aprs1.1 addendum, aprs1.2 updates) που περιλαμβάνει ότι πληροφορία θα θέλαμε από ένα μακρινό σταθμό, ως προς τις συνθήκες εκπομπής, τις δυνατότητες του software, την θέση του, τα τηλεμετρικά στοιχεία ή τις πληροφορίες καιρού της περιοχής του, ή απλό μήνυμα για κάποιον, ή bulletin για όλους.
Επίσης στο APRS έχουμε πολλά είδη σταθμών Σταθμοί που κάνουν monitor (στον αέρα ή στο Internet) και περιφερειακούς σταθμούς τροφοδότες του δικτύου, που μπορεί να είναι: trackers, weather stations, και direction finding stations.
Οι περιφερειακοί σταθμοί μπορεί να είναι και stand alone δηλαδή να μην έχουν συνδεδεμένο computer, γιατί τους ενδιαφέρει κυρίως να στέλνουν τα στοιχεία τους και να τα βλέπουν οι σταθμοί που κάνουν monitor.
Απαραίτητο συμπλήρωμα είναι τα WIDEN-n digi όπου το N ανά χώρα ρυθμίζεται σαν μέγιστο το 2 ή το 3.

 

WIDEΝ-Ν

Είναι ειδικά τοποθετημένοι σταθμοί σε καλές τοποθεσίες. Δεν πρέπει να βρίσκονται σε λιγότερα από 60 – 80 χιλ απόσταση (εκτός ειδικών συνθηκών) και αν βρίσκονται θα πρέπει να καλύπτουν διαφορετικές περιοχές, ή να έχουν αντίθετους λοβούς εκπομπής.
Τυπικά ένας WIDE φτιάχνεται με:

Πομποδέκτη όχι λιγότερο από 15-20 W,
Tnc με κατάλληλο firmware,
Φίλτρο bandpass για αποφυγή παρεμβολών,
Τροφοδοτικό,
Μπαταρία για συνεχή λειτουργία,
Αντικεραυνικό και καλή γείωση για αποφυγή δυσάρεστων καταστάσεων,
Κεραία γερή, υψηλής απολαβής.

Στην περίπτωση του wideN-N σε κάθε αναμετάδοση μειώνεται  το -Ν κατά 1.
Το digi επίσης υπολογίζει κάθε πακέτο που αναμεταδίδει ώστε να μην το αναμεταδώσει πάλι, αυτό γίνεται μόνο στις εκδόσεις του firmware που αναφέρθηκε.

Από το 2005 έχουμε την δυνατότητα (με την κατάργηση του TRACEn-N) την δυνατότητα ενός τοπικού ALIAS SSn-N που καθορίζεται ανά περιοχή για να δώσει την δυνατότητα για περισσότερα από 3 hops σε σταθμούς συγκεκριμένου ενδιαφέροντος περιοχής. πχ ATH4-4 για την Αττική κλπ, ρωτήστε τους υπεύθυνους των τοπικών σας κόμβων αν υπάρχει τέτοια πρόβλεψη.

Fill-in Digi

Μικρότεροι και χαμηλότεροι ψηφιακοί αναμεταδότες, τοποθετημένοι χαμηλότερα από ένα WideN-N, με ένα αποκλειστικό σκοπό: Να βοηθήσουν κοντινούς  κινητούς σταθμούς που κινούνται σε κάποιες “σκοτεινές” περιοχές και δεν φθάνουν εύκολα στο WideN-N. Έτσι ένα κινητός σταθμός προσθέτοντας στο “path” του το WIDE1-1 στην πρώτη και μόνο θέση, δηλαδή “WIDE1-1, WIDE2-1” θα έχει οπωσδήποτε πρόσβαση στον ψηλό αναμεταδότη (εφόσον υπάρχουν Fill-In digi στην περιοχή που κινείται), και θα κάνει τουλάχιστον μια αναμετάδοση από αυτόν.

Gateways

Οποιοσδήποτε ραδιοερασιτεχνικός σταθμός με σωστό registration μπορεί να τροφοδοτήσει το ενσύρματο APRS με ασύρματο traffic (Igate). Το ανάποδο είναι αδύνατο να γίνει, κυρίως λόγω του τεράστιου ενσύρματου traffic αλλά και της μη χρησιμότητάς για τους ασύρματους σταθμούς να παρακολουθούν πληροφορίες πολύ μακρινών σταθμών. Βέβαια μπορούν να υπάρξουν και εξαιρέσεις όπως παρακολουθήσαμε πριν λίγο καιρό την πτήση ενός ραδιοφάρου σε αερόστατο στον Καναδά. ή τις πληροφορίες από το USGS με τα επίκεντρα των τελευταίων σεισμών στον πλανήτη. Όπως ήδη αναφέρθηκε, υπάρχουν και άλλοι gateways προς άλλα ραδιοερασιτεχνικά δίκτυα, ή μεταξύ διαφορετικών περιοχών συχνοτήτων.

Περιπτώσεις σταθμών

Σταθεροί σταθμοί

Συνήθως υπάρχει υπολογιστής που τρέχει ένα από τα παρακάτω προγράμματα, WinAPRS, DosAPRS, JavAPRS, Xastir, PalmAPRS, UIView ή και άλλα, ανάλογα με το λειτουργικό στο pc ή με τα γούστα μας. Η σύνδεση με το APRS γίνεται ενσύρματα από το Internet ή ασύρματα από το 144.800 (Σε όλη την σχεδόν την Ευρασία). Όσοι συνδέονται στο Internet, μπορούν να δουν όλο το APRS traffic του πλανήτη. και φυσικά και της γειτονιάς του αν υπάρχει ο κατάλληλος gateway. Δεν μπορούν όμως να βγουν στο ασύρματο δίκτυο, με beacons ή μηνύματα, εκτός αν έχουν το σωστό registration για το πρόγραμμά τους και είναι Ραδιοερασιτέχνες. Στην περίπτωση αυτή μπορούν να στέλνουν μηνύματα.
Όσοι συνδέονται ασύρματα πρέπει να έχουν επαφή με ένα επαναλήπτη WIDE-N. Μπορούν να βλέπονται από άλλους σταθμούς, αν βέβαια βρίσκονται μέσα στον αριθμό αναμεταδόσεων που επιλέξουν (το μέγιστο 2) και από το Internet αν μέσα στο ίδιο range υπάρχει Internet Gateway. Δεν μπορούν φυσικά να βλέπουν όλο το traffic του πλανήτη όπως αν είχαν συνδεθεί ενσύρματα. Τέλος με μόνο ασύρματη σύνδεση δεν μπορεί κάποιος να δει πληροφορίες που έρχονται μόνο από το Internet, όπως τοπικοί σταθμοί καιρού που δεν είναι ραδιοερασιτέχνες.

Προγράμματα υπάρχουν πολλά, το δημοφιλέστερο στη χώρα μας είναι το UiView.

Ένας σταθερός σταθμός είναι κατά κανόνα ένας σταθμός που κυρίως λαμβάνει πληροφορίες παρά στέλνει, εκτός από την σταθερή του θέση, ή μηνύματα. Μπορεί όμως και αυτός να τροφοδοτεί αυτόματα το δίκτυο με πληροφορίες καιρού, αν συνδέσει ένα σταθμό καιρού, ή και άλλες πληροφορίες όπως objects για συγκεκριμένα συμβάντα που γίνονται εκείνη τη στιγμή, ή επιπλέον αν είναι σε καλή θέση που μπορεί να βοηθήσει κάποιους να “ακουστούν” από σκοτεινές περιοχές, μπορεί να είναι και ένα “fill-in” digi.

Κινητοί σταθμοί

Κάθε σταθμός σε κίνηση μπορεί να στέλνει πληροφορίες της σταθερής ή μεταβαλλόμενης θέσης του στο δίκτυο και να μετακινείται αυτόματα στους χάρτες του APRS.

Position Ambiguity

Η αναμετάδοση των πληροφοριών κίνησης ραδιοερασιτεχνών στον αέρα ή το Internet έχει τον φόβο της προσβολής της ιδιωτικής ζωής των ραδιοερασιτεχνών. Για το λόγο αυτό υπάρχει η δυνατότητα σε προγράμματα αλλά και συσκευές (Νέο THD7 & TMD700) την αποστολή της θέσης με σχετική έως και λίγη ακρίβεια αν είναι αυτό επιθυμητό.

Mic-E

Αν σε κάποια άλλη συχνότητα (κυρίως σε συχνότητες packet) που δεν έχει καμιά σχέση με το APRS, υπάρχει ενδιαφέρον για να εμφανίζονται στους χάρτες του APRS οι σταθμοί που συμμετέχουν, τότε πρέπει όλοι οι σταθμοί να στέλνουν κατά διαστήματα aprs beacons με τα στοιχεία που θέλουν (πχ, θέση τους, wx info κλπ) με την φόρμα του APRS. Αυτό μπορεί να γίνει και με αποστολή objects των τοπικών σταθμών για διευκόλυνση των περαστικών.

!DDMM.HHN/DDDMM.HHE/Comments

! 		= Σταθμός χωρίς δυνατότητα μηνυμάτων
DDMM.HH 	= Γεωγραφικό Πλάτος σε DD μοίρες ΜΜ λεπτά και ΗΗ εκατοστά του λεπτού.
Ν 		= για Βόρειο Πλάτος
DDDMM.HH 	= Γεωγραφικό Μήκος σε DDD μοίρες ΜΜ λεπτά και ΗΗ εκατοστά του λεπτού
Ε 		= για Ανατολικό Μήκος
- / 		= το Σύμβολο "-"που εμφανίζεται στους χάρτες του APRS, σε συνδυασμό με
                  την "/" στην περίπτωση αυτή είναι ένα σπιτάκι με κάθετη κεραία.

 

Επίσης χρειάζεται ένας μονόδρομος gateway που λαμβάνει μόνο τα στοιχεία αυτά από το δίκτυο και τα μεταφέρει στην συχνότητα APRS για να εμφανίζεται στο δίκτυο APRS.

Μια ενδιαφέρουσα παρόμοια εφαρμογή υλοποιείται από το MIC-e. Ένα στοιχειώδες tnc που συνδέεται ανάμεσα στον πομποδέκτη και το μικρόφωνο. Αυτό εκτός του ότι μπορεί να εκπέμπει “μόνο”, πληροφορίες APRS συμπιεσμένες ώστε να κρατούν ελάχιστο χρόνο στην εκπομπή, δίνουν την δυνατότητα σε κάποιον να χρησιμοποιεί το APRS σε κανάλια φωνής. Έτσι κάθε φορά που πατάει το press για να μιλήσει στον αναμεταδότη της γειτονιάς του στο τέλος της εκπομπής του στέλνει και τα στοιχεία της θέσης του ή αν είναι σε κατάσταση Ανάγκης. Ο αναμεταδότης τώρα θα πρέπει να έχει την δυνατότητα να είναι “Mic-E συμβατός”  δηλαδή να διαβάζει το πακέτο κάνοντας ταυτόχρονα φίμωση στην έξοδο του πομπού ώστε να μην ακούγονται οι τόνοι του packet στην έξοδο του επαναλήπτη. Ταυτόχρονα ένα άλλο tnc το επανεκπέμπει κανονικά στην συχνότητα aprs.
Αυτό δίνει τη δυνατότητα στο να μην απασχολεί κάποιος τα μηχανήματά του να κάνει monitor στο aprs τη στιγμή που δεν το θέλει ή δεν έχει δυνατότητα monitoring, αλλά ακούει τον τοπικό επαναλήπτη, κάτι ίσως πιο χρήσιμο σε περίπτωση που είναι κινητός.

Την δυνατότητα αυτή την έχει και το thd7/tmd700 βάζοντας στο menu/aprs/ data tx “ptt” Σε αυτή την περίπτωση εκπέμπεται το beacon όταν πατάμε το ptt και μετά αυτόματα κάθε τόσο, όσο του έχουμε ορίσει σαν χρόνο στο “tx interval” εκτός αν ξαναπατήσουμε το ptt οπότε ο χρόνος ξαναμετράει από την αρχή.

GPS

Η αγορά GPS μπορεί να είναι μεγάλη ιστορία. Αν θέλετε ένα GPS πολλαπλής χρήσης τότε θα πρέπει να βρείτε ένα με δυνατότητα εξωτερικής κεραίας, τροφοδοσίας, και εξόδου NMEA data, πιθανόν να χρειαστείτε και ένα stand για να κάθεται ακίνητο στο αυτοκίνητο ή σε ποδήλατο. Υπάρχουν και τα πιο ακριβά που έχουν ενσωματωμένο χάρτη. Στις οθόνες των περισσότερων GPS, φαίνονται σαν waypoints όλοι οι σταθμοί που ακούμε στο aprs, αν συνδέσουμε στην μεταξύ τους σύνδεση και το καλωδιάκι λήψης και το ενεργοποιήσουμε, ώστε να κάνει εκτός από εκπομπή και λήψη NMEA.

Υπάρχουν και τα OEM GPS που δεν έχουν οθόνη και φυσικά είναι φθηνότερα. Αν δεν θέλουμε να ασχολούμαστε καθόλου με το GPS αλλά το θέλουμε μόνο για να μας δίνει την θέση μας ώστε να την χρησιμοποιούμε στο APRS τότε είναι η απλούστερη και φθηνότερη λύση(;).

Trackers

Κινητοί σταθμοί με tnc ασύρματο και gps, μπορούν να στέλνουν κατά διαστήματα την θέση τους. Η δυνατότητα αυτή είναι ιδανική σε περιπτώσεις emergency, σε ραδιοερασιτεχνικές συγκεντρώσεις και δραστηριότητες, παρελάσεις ή μαραθώνιους. Η δυνατότητα σύνδεσης σε laptop ή palmtop δίνει στον κινητό σταθμό δυνατότητες σταθερού.

Οι κάτοχοι των πομποδεκτών της Kenwood TH-D7E και TM-D700E έχουν ένα επιπλέον πλεονέκτημα: δεν χρειάζονται οπωσδήποτε computer και φυσικά δεν χρειάζονται tnc. Οι ίδιοι οι πομποδέκτες λένε στις οθόνες τους πολλά στοιχεία όπως ποιοι σταθμοί ακούγονται. τι ισχύ χρησιμοποιούν, με τι εικονίδιο εμφανίζονται στον χάρτη, σε πόση απόσταση και με τι διόπτευση. Αν ο σταθμός είναι μετεωρολογικός τότε δίνει και τις σχετικές πληροφορίες, επίσης γράφουν και τα πρώτα 10 ή 15 αντίστοιχα γράμματα του beacon των σταθμών που έχουν λάβει. Τέλος ενδιαφέρον έχει η αποστολή και λήψη SMS (Sort Message System) για προσωπικά μηνύματα ή bulletins με τις ευκολίες που στέλνεται SMS από ένα κινητό τηλέφωνο.
Φυσικά μπορεί να συνδεθεί και σε winAPRS ή άλλο πρόγραμμα που τρέχει σε computer.
Το TM-D700E έχει την δυνατότητα να γίνεται και digi κάτι σημαντικό για περιπτώσεις ανάγκης ή για ραδιοερασιτεχνικές δραστηριότητες.

Υπάρχουν και άλλοι συνδυασμοί από μικρά tnc και tranceivers που μπορεί κάποιος να χρησιμοποιήσει σαν stand alone tracker, αλλά σε αυτή την περίπτωση αν δεν έχει computer δεν μπορεί να βλέπει κανένα στοιχείο, σαν κινητός σταθμός αλλά μόνο να τον βλέπουν οι άλλοι στις οθόνες τους. Εκτός αν προσθέσει ένα head up display που συνάδελφοι ραδιοερασιτέχνες έχουν φτιάξει για αυτή την δουλειά.

 

Άλλοι τηλεμετρικοί σταθμοί

Remote Weather Stations.

Είναι γνωστή ή ανάγκη για να παίρνουμε από μακριά τηλεμετρικά στοιχεία και κυρίως στοιχεία μετεωρολογικά. Το APRS έχει αυτή την δυνατότητα συνδέοντας διάφορα Home Weather Stations με computer tnc και ασύρματο. Δυνατότητα όμως για stand alone wx station(wx+tnc+tranceiver χωρίς computer) έχουν μόνο τα PeetBross (Ultimeter II, Ultimeter 2000 ) περιορίζοντας το κόστος για ένα τέτοιο σταθμό.

Propagation

Η συμβολή του APRS στην παρακολούθηση σε real time της διάδοσης είναι πολύ ενδιαφέρουσα. Στην Αμερική έχει εγκατασταθεί το PROPNET με εκατοντάδες beacons στους 50Mzh που βοηθούν στην κατανόηση της διάδοσης αλλά και σε real time παρακολούθησή της στην ζώνη συχνοτήτων αυτή.

 

Emergency – Events

Η απλή δομή του, η ευκολία επέκτασης του δικτύου, η χρήση μόνο μίας συχνότητας, η μικρή επίδραση του φαινομένου του “κρυμμένου πομπού”, η μη χρήση κανονικού paket αλλά μόνο ui frames, οι αναμεταδόσεις, η συντομία του και η γραφική απεικόνιση, κάνουν το APRS σε περιπτώσεις emergency ιδιαίτερα χρήσιμο και εντυπωσιακό. Δίνει την δυνατότητα συνεχούς παρακολούθησης των κινητών σταθμών, ή του φαινομένου (πχ τυφώνας ή σεισμός).

Η ευκολία να μπει κοντά στο σημείο δράσης ένας digi, ειδικότερα ένας mobile σταθμός με το TM-D700 που έχει και μεγάλη ισχύ (50w), δίνει την δυνατότητα στους σταθμούς που συμμετέχουν σε ένα συμβάν, ενώ εκπέμπουν με χαμηλή ισχύ να αναμεταδίδονται μέχρι το πλησιέστερο EOC (Emergency Operation Center) εύκολα. Εκεί μπορούν να υπάρχουν πολλές οθόνες συνδεδεμένες σε μια μόνο κεραία, ή φυσικά μπορούν να παίρνουν τις πληροφορίες από το Internet (με την προϋπόθεση ότι υπάρχει ο σχετικός gateway).

Η οπτική κατανόηση της περιοχής δίνει στις εμπλεκόμενες υπηρεσίες μία καλύτερη εικόνα του συμβάντος και το που μπορεί να βοηθήσει ο κάθε σταθμός ή η υπηρεσία που αυτός εξυπηρετεί.
Η επικοινωνία με SMS είναι επίσης σημαντική για την μετάδοση σύντομων γραπτών πληροφοριών κυρίως από το EOC προς τους σταθμούς που συμμετέχουν στο συμβάν.

Ενδιαφέρον έχει επίσης και η χρήση του APRS σε παρελάσεις, μαραθώνιους και γενικής φύσεως συμβάντα που έχουν να κάνουν με κίνηση. Σκεφτήκατε ποτέ ότι το APRS θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε εξερεύνηση σπηλαίων;
Τέλος η δυνατότητα να υπάρχουν ασύρματες on-line πληροφορίες καιρού, είναι κάτι που ανέκαθεν ενδιέφερε μία μετεωρολογική υπηρεσία και όχι μόνο. Στην Αμερική υπάρχουν ολόκληρα  δίκτυα που υποστηρίζονται και απο ραδιοερασιτέχνες και ασχολούνται με το θέμα όπως το www.skywarn.org.

Περισσότερες πληροφορίες στην σχετική σελίδα.