UD 5



UNIDAD 5.- Radiocomunicaciones. La radioafición.

Estudia el fenómeno físico de la transmisión de información por radio y el espectro electromagnético.  Expone la figura del radioaficionado y su labor. Explica el protocolo de transmisión de datos APRS que será usado en el proyecto. Estudia el sistema de repetidores de radio que harán posible que nuestra sonda pueda ser recibida y seguida en tiempo real desde cualquier parte del mundo.

ÍNDICE:

  • Las ondas de radio y el espectro radioeléctrico.
  • AM y FM.
  • ¿Quiénes son los radioaficionados?.
  • Repetidores y enlaces.
  • El protocolo APSR. Las tramas. El FSK: unos y ceros con pitidos.
  • PRÁCTICA. Envío y recepción de tramas APRS con nuestra placa sonda.

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Las ondas de radio y el espectro radioeléctrico  


(Randy Russell)

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética . Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible . Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.

Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan sólo unos cuantos milímetros (décimas de pulgadas), y pueden llegar a ser tan extensas que alcanzan cientos de kilómetros . En comparación, la luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 400 a 700 nanómetros, aproximadamente 5 000 menos que la longitud de onda de las ondas de radio. Las ondas de radio oscilan en frecuencias entre unos cuantos kilohertz (kHz o miles de hertz) y unos cuantos terahertz (THz or 1012 hertz).
La radiación "infrarroja lejana" , sigue las ondas de radio en el espectro electromagnético, los IR lejanos tienen un poco más de energía y menor longitud de onda que las de radio.

Las microondas, que usamos para cocinar y en las comunicaciones, son longitudes de onda de radio cortas, desde unos cuantos milímetros a cientos de milímetros (décimas a decenas de pulgadas).

Varias frecuencias de ondas de radio se usan para la televisión y emisiones de radio FM y AM, comunicaciones militares, teléfonos celulares, radioaficionados, redes inalámbricas de computadoras, y otras numerosas aplicaciones de comunicaciones.

La mayoría de las ondas de radio pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, algunas frecuencias pueden ser reflejadas o absorbidas por las partículas cargadas de la ionosfera.


La radiación electromagnética resulta de la oscilación de campos eléctricos y magnéticos. La onda de energía generada por estas vibraciones se desplaza por el espacio a la velocidad de la luz. Y no es de extrañar... ya que la luz visible es una forma de radiación electromagnética (EM) .

Rayos X , ondas de radio , rayos gamma , y "luz" infrarroja y ultravioleta, son los tipos más importantes de radiación electromagnética. Todas son vibraciones de ondas electromagnéticas que viajan, cada una con su propia longitud de onda caraterística. Organizadas por longitud de onda, conforman el espectro electromagnético .

Algunas veces es útil pensar sobre la radiación electromagnética como si viniera en paquetes. A cada uno de estos paquetes de radiación electromagnética (EM) se le conoce como "fotones".

Hay un segundo tipo importante de radiación , que resulta de partículas subatómicas que se mueven a grandes velocidades. A este tipo de radiación se le conoce como "radiación de partículas".


Espectro electromagnético:


(Randy Russell)

La luz es una forma que nos es muy familiar de radiación electromagnética . Sin embargo, hay otras formas de radiación electromagnética (EM), tales como los rayos X, ondas de radio y "luz" ultravioleta e infrarroja. Todos juntos, estos diferentes tipos de radiación electromagnética forman el espectro electromagnético.

Cada sección del espectro electromagnético (EM) tiene valores característicos de los niveles de energía, longitudes de ondas y frecuencias asociadas con sus fotones. Los rayos gamma tienen los mayores niveles de energía, la longitudes de ondas más cortas y las frecuencias más altas. En contraste, las ondas de radio tienen la energía más baja, las longitudes de ondas más largas y las frecuencias más bajas que cualquier tipo de radiación (EM). En orden de energía, de mayor a menor, las secciones del espectro electromagnético (EM) se llaman: rayos gamma , rayos X, radiación ultravioleta , luz visible , radiación infrarroja , y ondas de radio . Las microondas (como las que se usan en los hornos microondas) son una subsección, de la sección de ondas de radio del espectro electromagnético (EM).



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La A.M. y la F.M

La modulación de amplitud (AM) es una técnica utilizada en la comunicación electrónica, más comúnmente para la transmisión de información a través de una onda transversal de televisión. La modulación en altitud (AM) funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en relación con la información que se envía. Contrastando esta con la modulación de frecuencia, en la que se varía la frecuencia, y la modulación de fase, en la que se varía la fase. A mediados de la década de 1870, una forma de modulación de amplitud, inicialmente llamada "corrientes ondulatorias", fue el primer método para enviar con éxito audio a través de líneas telefónicas con una calidad aceptable.

Una gran ventaja de AM es que su demodulación es muy simple y, por consiguiente, los receptores son sencillos y baratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formas de AM como la modulación por Banda lateral única o la Doble Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o potencia pero en contrapartida los receptores y transmisores son más caros y difíciles de construir, ya que además deberán reinsertar la portadora para conformar la AM nuevamente y poder demodular la señal trasmitida.

La AM es usada en la radiodifusión, en las ondas medias, ondas cortas. Incluso en la VHF: es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos.
La llamada "Onda Media" (capaz de ser captada por la mayoría de los receptores de uso doméstico) abarca un rango de frecuencia que va desde 535 a 1705 kHz.

Radio de galena:  es el más simple receptor de AM :   



La modulación de frecuencia (FM)  es una modulación angular que transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia. En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulación conocida como FSK.

La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla. El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones de aficionados. El tipo usado en la radiodifusión FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM (de la siglas en inglés "Wide-FM"). En la radio de dos vías, la banda estrecha o N-FM (de la siglas en inglés "Narrow-FM") es utilizada para ahorrar banda estrecha. Además, se utiliza para enviar señales al espacio.

Dentro de los avances más importantes que se presentan en las comunicaciones, la mejora de un sistema de transmisión y recepción en características como la relación señal – ruido, sin duda es uno de los más importantes, pues permite una mayor seguridad en las mismas. Es así como el paso de Modulación en Amplitud (A.M.), a la Modulación en Frecuencia (F.M.), establece un importante avance no solo en el mejoramiento que presenta la relación señal ruido, sino también en la mayor resistencia al efecto del desvanecimiento y a la interferencia, tan comunes en A.M.

La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias de audio para sintetizar sonido. Está técnica, conocida como síntesis FM, fue popularizada a principios de los sintetizadores digitales y se convirtió en una característica estándar para varias generaciones de tarjetas de sonido de computadoras personales.


Una señal moduladora (la primera) puede transmitirse modulando una onda portadora en AM (la segunda) o FM (la tercera), entre otras
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 ¿Quiénes son los radioaficionados?

      La radioafición es un servicio de la Unión Internacional de Telecomunicaciones que tiene por objeto: "La auto-instrucción, la intercomunicación y las investigaciones técnicas efectuadas por aficionados, esto es, por personas debidamente autorizadas que se interesan en la radiotecnia, con carácter exclusivamente personal y sin fines de lucro." (World Radiocommunication Conference 2003 - 1.56 Servicio de radioaficionados). Esta definición aceptada universalmente por todas las naciones hace especial hincapié en la faz técnica y educativa de la actividad, a la cual se define oficial y formalmente como "Amateur", no como Hobby. Se puede tener afición por la radio en sus diferentes formas o practicarla cuando es posible como un hobby, sin detrimento o menoscabo del significado de este término, pero técnicamente la radioafición como servicio de la UIT requiere de conocimientos técnicos, reglamentarios y operativos específicos para poder montar una estación autorizada y contar con licencia para emitir señales en las bandas especialmente designadas para ese servicio.
      Los radioaficionados utilizan diferentes tipos de equipos de radiocomunicaciones para intercomunicarse con otros radioaficionados, ofrecer un servicio a la comunidad, recreación y autoformarse en las disciplinas técnicas de la radio.

      Aunque sus orígenes se remontan al menos a finales de 1800, la radioafición, como se practica hoy en día, no comenzó sino hasta el año 1900. La primera lista de estaciones de radioafición se encuentra en el First Annual Official Wireless Blue Book of the Wireless Association of America en 1909. Este primer Callbook de radio hace un listado de estaciones de telegrafía inalámbricas en Canadá y los Estados Unidos, incluyendo ochenta y nueve estaciones de radioafición. Al igual que con la radio en general, el nacimiento de la radioafición está fuertemente asociado con varios experimentadores aficionados. A lo largo de su historia, la radioafición ha hecho contribuciones significativas a la ciencia, la ingeniería, la industria y servicios sociales. La investigación realizada por operadores de radioafición ha fundado nuevas industrias, construido economías, empoderado naciones, y salvado vidas en momentos de emergencia.

      Los radioaficionados se suelen "regir" por un código internacional de conducta, normalmente aceptado por todos.
      El Código del Radioaficionado original se debió a Paul M. Segal, W9EEA, quien lo escribió en 1928.
      La versión moderna se adoptó por la IARU, Región 2 (Las Américas) en la reunión de Orlando, Florida (USA), en septiembre de 1989:

      EL RADIOAFICIONADO ES:
CONSIDERADO ... y nunca opera su estación de modo que pueda molestar a los demás.
LEAL ... y siempre está dispuesto a ofrecer su lealtad, su ánimo y su ayuda a los colegas que lo necesiten, a los radioclubs locales y a la Asociación Nacional miembro de la Internacional Amateur Radio Union (IARU) que le representa ante su propia Administración y ante los organismos internacionales.
PROGRESIVO ... procurando mantenerse al día de los avances tecnológicos con una estación moderna y eficiente que se esfuerza en manejar impecablemente.
AMIGO DE TODOS ... y opera despacio y con paciencia cuando es necesario; aconseja y apoya al principiante y siempre presta su asistencia, cooperación y consideración a los intereses de los demás. Este es el estilo del verdadero radioaficionado.
DISCIPLINADO ... la radio es su diversión favorita y jamás permite que le distraiga de sus deberes familiares, laborales, escolares o sociales.
PATRIÓTICO ... su estación y sus conocimientos siempre están listos para servir a su patria y a la comunidad que le rodea.
   

     Los radioaficionados tienen un "patrón":   San Maximiliano María Kolbe Dabrowska, SP3RN.
   
San Maximiliano María Kolbe, nació el día 8 de Enero del año 1.894 en Zdunska-Wola, cerca de Lodz, en Polonia. Su verdadero nombre era Raimundo Kolbe Dabrowska, su padre se llamaba Julio y su madre María. El año 1.907 ingresó en el seminario de los Padres Franciscanos Conventuales de Leopoli. El año 1.911 profesa bajo la Regla de San Francisco, con el nombre de Maximiliano María. El año 1.918 fue ordenado sacerdote en Roma.
El año 1.917 fundo la "Asociación piadosa de la Milicia de María Inmaculada", junto con otros 6 frailes de su orden, llegando a ser director de la revista "Los Caballeros de la Inmaculada". El año 1.927 fundó junto con otros 16 frailes de su orden el convento-ciudad de Niepoka-Lanow, siendo nombrado superior del mismo. Este convento-ciudad llegó a contar con más de 700 religiosos entre padres, clérigos profesos, hermanos, aspirantes y candidatos. Estuvo en Japón entre los años 1.930 y 1.936 tratando de extender la fe católica.

Desde joven destacó por su afición a la física, las matemáticas y la ciencia, de ahí que el año 1.937 llegara a ser Radioaficionado, con el distintivo de llamada SP3RN, distintivo que en su memoria no se le ha extendido a nadie posteriormente.

Operó probablemente la única Emisora clandestina que se haya instalado y dirigido por un santo. Radio Niepokalanow (Milicia de la Inmaculada ) fue establecida por San Maximiliano Kolbe. Después de que se le negó una licencia de emisión por el gobierno polaco anticlerical del momento, comenzó a transmitir clandestinamente a través de un equipo de Radio prestado por la Armada Polaca , transmitió desde el 12 de agosto de 1938 hasta 1939 cuando Polonia fue invadida.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el sacerdote fue detenido por los alemanes. Durante la  Guerra proporciono asilo a los refugiados de "Gran Polonia" incluyendo a 2000 Judios a quienes escondió de la persecución nazi en su convento en Niepoka-Lanów. También estuvo activo durante el conflicto con su emisora de radioaficionado, con el distintivo SP3RN, informando de las actividades nazis a través de sus informes . El 17 de febrero de 1941, fue detenido por la Gestapo y encarcelado en la prisión de Pawiak siendo trasladado al campo de concentración de Auschwitz (Oswiecin) el 28 de mayo del año 1.941 en donde se le identifica con el número 16670. De este campo de concentración se fugaron varios prisioneros y en represalia los alemanes escogieron a varios prisioneros de forma aleatoria para ser ejecutados, entre los que se encontraba un judío, sargento del ejercito polaco, llamado Franciszek Gajowiniczek, este tenía mujer y familia y al ser seleccionado exclamo: ¡Ay mis hijos! ¿Quien los va a cuidar?. Al oir esto San Maximiliano María Kolbe, se ofreció a morir en su lugar diciendo al oficial nazi: "Yo me ofrezco para sustituir a este hombre, soy sacerdote católico y polaco, y no soy casado", siendo aceptado el cambio por el oficial nazi y haciendo el correspondiente cambio.

      San Maximiliano María Kolbe, fue condenado a morir de hambre y sed en las celdas de castigo nazis, lo que era conocido como  "el Búnker del Hambre" junto con 9 hombres más. Él sobrevive tras padecer tres semanas de hambre extrema pero es rematado con una inyección letal de fenol. Muere el dia 14 de agosto del año 1941 a los 47 años de edad. Su cuerpo fue cremado, junto al de tantos otros.

Mientras Franciszek Gajowiniczek vivió hasta los 94 años, muriendo el 15 de marzo de 1.995 al sur de Polonia en su hogar de Brzeg, 54 años después de haber sido salvado de la muerte por San Maximiliano María Kolbe Dabrowska. Franciszek Gajowiniczek, desde su liberación, se paso el resto de su vida dando testimonio del heroico comportamiento del franciscano polaco, difundiendo su historia, y la terrible muerte de hambre y sed que arrastró Maximiliano María Kolbe Dabrowska en su lugar. A su muerte su viuda Janin dijo: Franciszek, hoy habrá vuelto a ver a Maximiliano María Kolbe Dabrowska.

San Maximiliano María Kolbe Dabrowska fue beatificado el día 17 de Octubre del año 1.971 por el Papa Pablo VI, canonizado el día 10 de Octubre del año 1.982 por el papa Juan Pablo II y posteriormente nombrado patrón de los Radioaficionados a petición de los Radioaficionados polacos.

      El día 14 de agosto se celebra este día.


      Asociaciones:

       Los radioaficionados están agrupados en Asociaciones, internacionalmente en la IARU , y en España , en la U.R.E. ( Unión de Radioaficionados Españoles )     U.R.E. , amén de radioclubs locales y provinciales.

La U.R.E. en Albacete :  http://urealbacete.blogspot.com.es/



      Control:

      La entidad que se encarga de controlar legal y técnicamente a éste colectivo es la SETSI ( Secretaría de Estado de Telecomunicaciones para la Sociedad de la Información)
        SETSI

   


       Bandas de frecuencia:

      Los radioaficionados operan unas series de bandas de frecuencias, asignadas mundialmente, por zonas y por estados.
      En España:

       Reglamento de Radioaficionados

       Bandas de radioaficionados

       Ética y procedimientos operarivos del radioaficionado

   



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      REPETIDORES:  

      Para las comunicaciones a largas distancias, entre estaciones móviles y fijas, se emplean los llamados "repetidores".
      Son estaciones automáticas desatendidas, situadas en puntos elevados, y dotadas de 2 frecuencias, una receptora y otra transmisora, separadas 600 Khz.



      Repetidores VHF

      Repetidores UHF

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      Radioaficionados y Protección Civil:

      Todos los radioaficionados españoles, con indicativo, pueden ser colaboradores voluntarios de la Red de Emergencia de Protección Civil  ( REMER).
                   PC REMER

      Mucha información sobre radio y emergencias  ( y otras muchas cosas muy útiles ):
                   Vademecum REMER

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Vídeo musical con referencia  la radio:    "Únete a nosotros en las ondas" - ("The Ham Band") ... al más puro estilo del country moderno de Nashville



  "El Mundo de la Radioafición "


"Radioaficionados Hoy":








Los Radioaficionados en la Escuela









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COMUNICACIONES ENTRE RADIOAFICIONADOS

La comunicación comprende en forma implícita la transmisión de información de un punto a otro a través de una sucesión de procesos:
1.- La generación de un patrón o imagen en la mente de un creador.
2.- La descripción de esa imagen, con una cierta medida de precisión, mediante un conjunto de símbolos        auditivos o visuales.
3.- La codificación de éstos símbolos en una forma adecuada para su transmisión sobree un medio de  interés.
4.- La transmisión de los símbolos codificados hacia el destino que se desee.
5.- La decodificación y reproducción de los símbolos iniciales.
6.- La reconstrucción de la imagen original, con una degradación definible en calidad, en la mente de un    recipiente; la degradación es causada por imperfecciones del sistema.




Podemos dividirlas en 2 grandes grupos:
-Analógicas
-Digitales

Analógicas:  De una forma sencilla podemos definirla como cuando una forma de onda física, tal como una onda acústica o luminosa, se convierte en una señal eléctrica. Se convierte por medio de un transductor ( micrófono o célula fotoeléctrica).

Digitales: En una señal en el tiempo. Cuando cada una de las muestras de una señal de tiempo discreto se cuantifica (es decir, se permite que su amplitud tome un conjunto finito de valores discretos) y luego se codifica, la señal resultante se conoce como señal digital.

Una seña analógica puede convertirse en digital, si se muestrea en el tiempo, se cuantifica y se codifica.

Comunicaciones analógicas:
 A.M. ( hoy en desuso) , S.S.B. (banda lateral única ) empleada en las bandas de HF-onda corta, F.M. empleada en bandas de VHF y UHF, y en algunas pequeñas zonas de la onda corta.

Comunicaciones digitales:
CW (onda continua) o morse,  RTTY (radioteletipo), SSTV (Slow Scan Television-TV en barrido lento), FAX ( facsímil) (es el medio de transmitir dibujos, mapas y gráficos), Packet Radio (transmisión de textos e imágenes de manera similar a como se realiza por Internet, con el protocolo AX.25), AMTOR y PACTOR son comunicaciones ya casi en desuso.  PSK31 (Modo digital de transmisión de textos que combina la integridad de los datos con el aprovechamiento del espectro de frecuencias de la telegrafía), APRS (Automatic Packet/Position Reporting System ó Sistema Automático de Información de Posición) es una evolución de radiopaquete o Packet.


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Packet Radio:

Packet radio o radio por paquetes es un sistema de comunicación digital para las comunicaciones formáticas que emplea un sistema basado eten las emisoras de radioaficionados. Consiste en el envio, a través de la radio, de Señales Digitales mediante en pequeños paquetes que luego son reensamblados en un mensaje completo en el destino final.

Generalmente se utiliza el protocolo de comunicación AX.25, que no es más que el protocolo X.25 adaptado a la radioafición (Amateur X.25).

El radiopaquete permite la interconexión entre varios ordenadores de una manera más avanzada que otros sistemas digitales por varias razones:

Multiplexación : es posible que varios usuarios estén utilizando la misma frecuencia de transmisión a la vez, sin que esto provoque ningún error.
Detección de errores: los paquetes recibidos son chequeados y si se ha producido algún error, se pide que sean retransmitidos.
Trabajo en modo automático: se realiza en VHF/UHF, y permite al usuario dejar su estación encendida para que otros usuarios puedan conectarse sin saber si está o no al teclado.
Larga distancia de transmisión: Se pueden comunicar máquinas tan lejanas como se quiera. No influye la distancia, sólo la existencia de estaciones intermedias que puedan hacen llegar los datos sin problemas.
Transparencia al usuario: todo el proceso se realiza de forma transparente al usuario.

Una estación Packet Radio básica consiste en:

TNC (Controlador de nodo terminal) : es una "pequeña caja negra" unida al ordenador y la radio,que contiene el software necesario para la comunicación entre la estación y el módem (TNC) que es el encargado de convertir las señales binarias en tonos (señales de audio), con los que se forman los «paquetes» que son luego enviados. Cada paquete lleva la dirección de origen y de destino así como la ruta entre los respectivos terminales.
Ordenador : es la interfaz del usuario. Si se está usando TNC, será necesario un programa de comunicaciones para el ordenador. Cualquier Software para modem telefónico puede funcionar bien.
Radio: en sistemas UHF/VHF los paquetes utilizan radios de banda ancha de voz FM para velocidades de transmisión de 1200/2400 bps; para radios de paquetes HF a 300 bps se utiliza la banda sencilla SSB, y para altas velocidades se usan radios FM modificados. Los módems tipo Talon llevan la radio integrada.



El protocolo AX.25 

Por Juan Carlos Samaranch, EA3CIW

La ARRL (American Radio Relay League) publicó en Octubre de 1984 la "versión 2.0 del Nivel de Enlace del Protocolo de Packet-Radio Amateur AX.25", bajo los auspicios de la IARU (International Amateur Radio Union). Convencido de que este documento, que ha servido de base a todo el desarrollo posterior del PR, debería ser de conocimiento general, intentaré que esta adaptación pueda llegar a todos, sea cual fuere vuestro nivel técnico.

Siglas Hay montones de ellas implicadas en el tema, pero no hay que tenerles pánico. Por ejemplo: el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico) de la ITU (International Telecommunications Union) fué el que redactó la recomendación X.25, para poner de acuerdo a las distintas Administraciones en el protocolo a usar en las redes públicas de transmisión de datos. En España, por ejemplo, esta red es la IBERPAC de Telefónica.
Para distinguir la adaptación para radioaficionados se le puso la A de amateur delante: AX.25.
Más siglas. También veremos la mención al modelo de referencia de ISO (International Organization for Standardization) para OSI (Open System Interconnection). O sea, la Organización Internacional de Normalización creó un subcomité para estudiar la Interconexión de los Sistema Abiertos, es decir, como conectar entre sí sistemas informáticos de marcas distintas.

El modelo de referencia ISO-OSI
Se llegó a la conclusión de que la mejor solución a este problema tan gordo era desglosarlo en otros problemas más pequeños (por aquello del "divide y vencerás").
Total que, después de dividirlo en 7 niveles (layers), quedó así:
     7   Aplicación
     6   Presentación
     5   Sesión
     4   Transporte
     3   Red
     2   Enlace (Link)
     1   Físico
Digamos que mientras el nivel 1 se ocupa de los cables de conexión, modems, baudios y cosas así, el nivel 7 será con el que el usuario del sistema informático estará en contacto.
Normalmente cuando nos sentamos delante de un terminal de un gran ordenador y trabajamos con una determinada aplicación, no deberíamos preocuparnos de si la unidad central o la impresora está en el piso de abajo, en el edificio adyacente o a 100 Km. Esto sería incumbencia de los niveles inferiores.

Nivel Físico
Aunque el documento de la ARRL, que mencionabamos al principio, versaba sobre el Nivel de Enlace, la IARU también ha hecho algunas recomendaciones en cuanto al nivel físico, con la intención de establecer un estándar, tanto para los usuarios como para los diseñadores:
  • HF : modulación FSK, deplazamiento (shift) 200 Hz, velocidad 300 baudios
  • VHF: AFSK en FM, tonos Bell 202 (1200/2200 Hz), velocidad 1200 baudios.
Para destacar la independencia entre los distintos niveles y su más fácil adaptación a la evolución tecnológica, me gustaría mencionar que para el JAS-1 los modems a utilizar deben trabajar en PSK a 1200 baudios, o también que ya se están comercializando modems de RF a 56 Kbaudios para enlazar entre nodos de red.

Nivel de Enlace
¿Cuál es la misión de este nivel? Fundamentalmente es el responsable de intercambiar información, de forma fiable, entre dos estaciones.
Además, cuando se definió, se creyó conveniente que fuera lo más estándar posible, para que se pudiera conectar, en un futuro cada vez más cercano debido al enorme desarrollo de la telemática, tanto a redes públicas de transmisión de datos como a redes locales.
Por todas estas razones se siguieron una serie de recomendaciones internacionales que, para no aburriros con más siglas y números, dejaremos de mencionar.
Ya entrando en materia, y suponiendo que tenéis claro lo que es un bit (0/1) y que un octeto o byte es la agrupación de 8 bits, que normalmente vemos como carácter, se trata de enviar nuestra información en pequeños bloques que se denominan tramas, aunque en el argot acostumbramos a llamarles paquetes.
Cada trama esta compuesta de varios campos:
    F   A   C PID        I        FCS F
El campo flag se usa para delimitar el paquete y sirve para sincronizar la transmisión. Está formado por un octeto de valor 01111110 (7E hexadecimal).
Para compensar los retardos de cambio de recepción a transmisión, de apertura de squelch, etc., mandaremos delante del primer paquete tantos flags como quepan en el tiempo definido por TXDELAY.
Para evitar confusiones, la combinación 01111110 no debe aparecer en ningún otro campo de la trama. Para ello, en transmisión, después de cinco bits "1" consecutivos se insertará un bit "0". En recepción se hará el proceso inverso, descartando los "0" insertados.
En este punto se aplicaría el método de codificación NRZI (Non-Return to Zero Inversion) que, aunque pertenecería al nivel físico, pues sirve para mejorar la sincronización del modem con los datos recibidos, consiste en mantener la modulación en el mismo estado 0 ó 1 cuando se envia un bit "1" y cambiar al estado opuesto 0 ó 1 cuando se envia un bit "0".


La diferencia más relevante entre el X.25 comercial y nuestro packet-radio radica en el formato de las direcciones: en el primero son del tipo números telefónicos y en el segundo indicativos de radioaficionado. Estos últimos son una combinación de letras y números que no superan los 6 caracteres. Además, para distinguir distintas estaciones de un mismo indicativo, se definió el SSID (Secondary Station IDentifier) que consiste en un número del 0 al 15.

Campo de dirección
Como puedes ver en la fig. 1a, el campo de dirección contiene los indicativos de destinatario y remitente del paquete, así como de los repetidores (si los hubiera) por los que ha de ir pasando, hasta un máximo de 8.
    Fig. 1a. El campo de dirección.
    DESTINO REMITE REPE 1 ... REPE 8
Es por eso que la longitud de este campo podrá variar entre un mínimo de 112 bits (cuando sólo tiene destinatario y remitente, es decir, el contacto es directo) y un máximo de 560 bits (cuando es a través de 8 digipeaters). Para saber cuando acaba este campo y empieza el siguiente, el de control, se asigna el bit de peso más bajo de cada octeto como "bit de extensión" (E). Este bit de extensión vale "0" cuando el siguiente octeto contiene más información referente a la dirección, o bien "1" cuando es el último octeto del campo de dirección.
Creo que la figura 1 es suficiente elocuente por si misma. El orden de envío viene representado de izquierda a derecha (excepto en 1c y 1d).
Cada subcampo de dirección (fig. 1b) consta de 7 octetos: los seis primeros correspondientes al indicativo y el séptimo al SSID.
    Fig. 1b. Ejemplo del subcampo REMITE.
    1 2 3 4 5 6 7
    E A 3 O G 2
El indicativo está compuesto de caracteres alfanuméricos codificados en ASCII, 7 bits, desplazados una posición para contener el bit de extensión (fig. 1c). Si el indicativo es menor de 6 caracteres, el resto se llena con espacios en blanco.
    Fig. 1c. Detalle de uno de los octetos del indicativo.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    ASCII E
El SSID (fig. 1d) tiene un valor máximo de 15, lo cual ocupa sólo 4 bits, los 4 restantes indican lo siguiente:
    E
    bit de extensión
    R
    2 bits reservados para futuras aplicaciones
    C
    comando/respuesta (a explicar en otro capítulo)
    Fig. 1d. Detalle del octeto del SSID.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    C R R SSID E
Esto es así en el subcampo de remitente y en el de destinatario, pero si se trata del subcampo de repetidor en vez del bit C tenemos:
    H
    bit de "repetido"
Esto es, "0" indica que el paquete viaja hacia el repetidor. Una vez repetido por este valdrá "1". El paquete no recibe ningún otro cambio, excepto recalcular el FCS.
¿Cómo viene todo esto reflejado en tu monitor?
Según se trate del programa Digicom para Commodore-64 o de un TNC, observarás al lado del indicativo del repetidor en cuestión un "+" o "*", respectivamente.
Por ejemplo, con el Digicom verías la baliza de EA3BRA de la siguiente manera:
    paquete original
    EA3BRA/EA3G-1/EA3C-1>BEACON>UI:
    
    repetido por el primer digipeater
    EA3BRA/EA3G-1+/EA3C-1>BEACON>UI:
    
    repetido por el segundo digipeater
    EA3BRA/EA3G-1+/EA3C-1+>BEACON>UI:
    
Observa que el Digicom presenta la cabecera de los paquetes en el sentido de la comunicación: del que envía al que recibe. Mientras que en los TNC el formato es el siguiente: remitente, destinatario y repetidores.
El ejemplo anterior, en un TNC, lo verías así:
    EA3BRA>BEACON,EA3G-1,EA3C-1 :
    EA3BRA>BEACON,EA3G-1*/EA3C-1 :
    EA3BRA>BEACON,EA3G-1,EA3C-1* :
    
El significado del UI y otros lo dejo para el próximo capítulo: el campo de control.

Fig. 1 AX.25 2ª parte

Una vez comentados, en anteriores capítulos, algunos detalles de como está codificada la información, la estructura del paquete y, dentro de este, de quien viene y a quien va dirigido, veamos ahora el efecto que produce cada uno de ellos.

El campo de control
No sé si te acordarás, pero en la primera parte había un diagrama en el que se veían las distintas partes (campos) en que podemos dividir un paquete. El campo de control, cuyo tamaño es fijo de 8 bits, es el que indica que tipo de paquete es y que acción debe emprenderse.
Las distintas combinaciones de estos 8 bits dan una serie de posibilidades que trataremos aquí por sus nemónicos profesionales (X.25) y que son los que también usa el programa Digicom. Siempre será más agradable (?) que hacerlo con su código hexadecimal.
Existe una agrupación de estos tipos de paquetes en tres categorías generales: Información, Supervisión y No Numerados. Pero me inclino más por seguir una explicación "cronológica", dejando esta clasificación en segundo término.

La conexión
¿Qué es lo primero que hago? Pues conectarme con un corresponsal. Doy la orden C EA3RCN-2, con lo cual se envía un paquete de petición de conexión, que monitorizaremos así:
    EA3CIW>EA3RCN-2>SABM:
    
Si la estación remota está libre, me confirma la conexión con un paquete tal que este:
    EA3RCN-2>EA3CIW>UA:
    
Esta es la confirmación de que la conexión ha sido positiva, y provoca localmente la aparición del mensaje "*** Connected to EA3RCN-2", mensaje que, por supuesto, no ha sido enviado por el aire.
Si por contra hubieramos visto el mensaje de ocupado "*** Busy from EA3RCN-2", habría sido consecuencia de recibir este otro paquete:
    EA3RCN-2>EA3CIW>DM:
    
O sea, que ya hemos visto el significado de tres de estos nemónicos: SABM, UA y DM, que junto con DISC, FRMR y UI constituyen la categoría de No Numerados.

El diálogo
Y empieza el intercambio de información (que es nuestro objetivo) mediante paquetes del tipo I:
    EA3RCN-2>EA3CIW>I0: Bienvenido al buzón de ...
    
Que debe ser confirmado por nuestro equipo con un paquete RR (Receive Ready) al cabo del tiempo RESPTIME + DWAIT:
    EA3CIW>EA3RCN-2>RR0:
    
Parece sencillo, ¿no? Pues tiene miga la cosa. Antes de seguir, hay que sentar una serie de conceptos.
Os habreis fijado que en el ejemplo anterior el paquete de información llevaba un número: I0, y que a su vez el de acuse de recibo también: RR0.
Podeis encontrar, en la práctica, estos paquetes numerados desde el 0 al 7 (contador de 3 bits). Empezando con el 0 en el momento de la conexión, se irá incrementando hasta llegar a 7, para posteriormente saltar a 0 y vuelta a empezar la numeración. Total, que podríamos enviar hasta 8 paquetes seguidos sin que se repitiese ningún número, aunque, para evitar confusiones, el máximo será de 7. Esto es lo que se llama ventana, y podemos ajustar con el MAXFRAME su tamaño, es decir, cuantos paquetes dejamos que se manden en una sola transmisión (valor entre 1 y 7).
Pero normalmente no se confirman los paquetes individualmente, sino por grupos, por ejemplo, si se envió:
    EA3RCN-2>EA3CIW>I0: Bienvenido al buzón ...
    EA3RCN-2>EA3CIW>I1: Tienes mensajes personales
    EA3RCN-2>EA3CIW>I2: EA3RCN PBBS>
    
confirmando el último paquete recibido será suficiente para todo el grupo:
    EA3CIW>EA3RCN-2>RR2:
Y así sucesivamente:
    EA3CIW>EA3RCN-2>I0: L
    EA3RCN-2>EA3CIW>RR0:
    ...
    
Resumiendo y ampliando: En cada estación existen 2 contadores de 3 bits: uno con la numeración del paquete enviado y otro con la del paquete recibido, que sirven para que no se pierda ninguno. Ambos contadores viajan dentro de los 8 bits correspondientes al campo de control de los paquetes de tipo I. En el caso de los RR sólo viaja el contador de recepción.
Esta sería la estructura del octeto de control de un I:
    Fig. 2a. Campo de control de un paquete de Información.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    N(R) P N(S) 0
donde:
    N(R)
    contador de paquetes recibidos
    N(S)
    contador de paquetes enviados
    P
    bit de "poll"
Obsérvese que el bit de peso más bajo es siempre "0" para los paquetes de Información.
Por contra, en un paquete RR, el campo de control tiene la siguiente estructura:
    Fig. 2b. Campo de control de un paquete RR.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    N(R) P/F 0 0 0 1
en este caso:
    P/F
    bit de "poll/final"

Casos especiales
En el ejemplo aquel que se enviaban de una vez los paquetes I0, I1 e I2, supongamos que, por culpa del QRM, no se hubiera recibido correctamente el paquete I1, pero si los dos restantes. La respuesta hubiera sido:
    EA3CIW>EA3RCN-2>REJ0:
    
El REJ significa rechazo, puesto que ha recibido el paquete I2 sin haber recibido el I1 (es obligatorio recibirlos consecutivamente, al menos en esta versión 2.0 que estamos comentando), pero confirma la recepción del I0. Esto provoca la inmediata (sólo espera DWAIT) repetición de I1 e I2 por parte de EA3RCN-2, incluso podría enviar ya el I3, si suponemos que había más información pendiente y el MAXFRAME era de 3.
    Fig. 2c. Campo de control de un paquete REJ.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    N(R) P/F 1 0 0 1
Otro caso bastante frecuente es cuando se llena el buffer del corresponsal (nodos también) y nos manda un RNR (Receive Not Ready). Por ejemplo, RNR5 confirmaría el paquete I5, pero pediría a la estación remota que se abstenga de enviar más info hasta que se haya rebajado el buffer del TNC hacia el ordenador.
    Fig. 2d. Campo de control de un paquete RNR.
    7 6 5 4 3 2 1 0
    N(R) P/F 0 1 0 1
Tanto RR, como REJ y RNR pertenecen a la categoría de Supervisión, que se distingue en que sus bits de menor peso valen "01".

Comando-Respuesta (básico)
Mientras que en la versión 1.0 del AX.25, cuando un paquete I no recibía confirmación al cabo de FRACK segundos, se volvían a mandar todos los paquetes pendientes de confirmar (bastante largo), en la versión 2.0 se implementó la técnica comando-respuesta, que consiste en enviar sólo un paquete RR (muy corto) del tipo comando, para interrogar al corresponsal de si aún está en frecuencia y hasta que paquete recibió, con la intención de poder volver a mandar lo que falte. Por contra, el corresponsal ha de contestar con un paquete RR del tipo respuesta, en el que se indica el último paquete recibido.
En el siguiente ejemplo mostramos la presentación del monitor en el programa Digicom 2.00, donde P (poll) es el bit que distingue el comando de la respuesta, marcada F (final):
    EA3RCN-2>EA3CIW>RR2,P
    EA3CIW>EA3RCN-2>RR5,F
    
Además de los bits P y F, también interviene el bit C (ver SSID) del campo de dirección para distinguir entre un comando y una respuesta. Pero profundizar en eso ya sería objeto de ulterior estudio.

Los que nos faltan ...
Siguiendo con el ejemplo de una sesión habitual de packet, terminaríamos la misma dando la orden de desconectar a la TNC, lo cual provocaría el envío y recepción de los siguientes paquetes:
    EA3CIW>EA3RCN-2>DISC:
    EA3RCN-2>EA3CIW>UA:
    
Esta es la función de DISC: cerrar el diálogo iniciado con la conexión.
Otro tipo de paquete existente es el UI (Unnumbered Information), utilizado básicamente para enviar balizas, tal como ya veíamos en la segunda parte de este artículo:
    EA3BRA/EA3G-1/EA3C-1>BEACON>UI:
    

Y por último tenemos el FRMR (Frame Reject), que indica que se ha producido un error de difícil recuperación. Generalmente esto provocará la desconexión de la sesión de trabajo.


Para rematar esta saga de artículos, sólo nos queda ver los restantes campos que constituyen un paquete y dejar, así, sentadas las bases para poder explicar, en el futuro, algún protocolo de nivel superior.

PID: el identificador del protocolo
El identificador del protocolo (PID) es un campo que normalmente no se visualiza, tiene una longitud de 8 bits y sólo está presente en los paquetes de información (I y UI).
Su valor, en el caso del AX.25 "mondo y lirondo", es de: 11110000 (F0 hexadecimal).
Pero la verdadera misión del PID es la de avisar si el campo de información contiene protocolos de nivel 3, en cuyo caso su valor será distinto de F0.
Por ejemplo, si analizáramos un paquete de información entre dos nodos de tipo NET/ROM (válido también para TheNet o BPQ, puesto que son compatibles), veríamos que el PID tiene un valor de CF (11001110).
Otro ejemplo serían los paquetes de TCP/IP, que tendrían un PID de CC (11001100). En este caso tenemos una acumulación de capas, porque encima del AX.25 (nivel 2) lleva el IP (nivel 3), que a su vez lleva el TCP (nivel 4).
Genéricamente, el documento del protocolo AX.25 versión 2.0 define las siguientes posibilidades para el PID:
    yy01yyyy   nivel 3 de AX.25.
    yy10yyyy   nivel 3 de AX.25.
    11001100   nivel 3 de IP (Internet Protocol).
    11001101   nivel 3 de ARP (Address Resolution Protocol).
    11111111   Carácter de escape. El siguiente octeto
               contiene más información de nivel 3.
    
La "y" indica cualquier valor de 0 ó 1. Las estructuras "yy11yyyy" e "yy00yyyy" están reservadas para desarrollos futuros.

El campo de Información
El campo de información es el encargado de transportar los datos de un punto a otro, es decir, la información, propiamente dicha, desde la estación del radioaficionado remitente a la del destinatario.
Su contenido es una serie de octetos, con una longitud máxima de 256.

FCS: la secuencia de verificación de trama
La secuencia de verificación de trama es la encargada de dar validez a todo el paquete y asegurarse así que lo recibido es exactamente lo mismo que se envió.
La FCS consta de 16 bits y es el resultado del cálculo aplicado al resto de la trama. No entraré a detallar ninguna fórmula, simplemente indicar que se realiza según la norma ISO 3309 (HDLC).
Este es el único campo en que se envia primero el bit más significativo.

Conclusiones
Explicar un protocolo es una árdua tarea, pues difícil es hacer ameno lo indescifrable. Sin embargo, si he conseguido llamaros la atención y despertar en vosotros montones de nuevas preguntas sobre el tema, entonces ... el objetivo se habrá cumplido.

Protocolo AX.25 




Introducción al APRS 

( red LinkRadio -Canarias )

El APRS es un sistema Automático de Información de posición, es decir que podemos ver en un mapa la posición en la que está una estación fija o móvil de radioaficionado. También tiene otras capacidades, como poder ver información meteorológica, señalización en el mapa de todo tipo de eventos (catástrofes, puntos de interés para el radioaficionado) o telemando. En el seguimiento de estaciones móviles se aprovecha la tecnología que nos brindan los GPS, que conectados a un equipo de radio nos sirven para seguir en el mapa a un vehículo.

El APRS utiliza para transmitir los datos el protocolo AX 25, es decir, el mismo que utiliza el packet convencional, por lo tanto es compatible con cualquier modem o TNC sin suponer un coste añadido.

APRS es una marca registrada de Bob Bruninga WB4APR, pero con licencia para su uso por cualquier radioaficionado con fines no comerciales, que empezó por 1984 con un programa para el Commodore VIC20.

Últimamente ha sufrido una gran evolución, por lo tanto el protocolo en que se basa el APRS está cambiando para mejorar y adaptarse a nuevas necesidades o utilidades. Esta evolución aconsejó la creación de un comité que lidera la Tucson Amateur Packet Radio, que es una asociación Americana especializada en comunicaciones digitales. Este comité que reúne a los principales desarrolladores de APRS ha creado un documento en el que se definen el protocolo y todas las especificaciones del sistema APRS. Esto es muy importante para estandarizar y para los desarrolladores de software.

Medio de transmisión.

Como ya hemos resaltado el APRS utiliza el AX25 como medio de transmisión por lo tanto nos vale cualquier TNC o modem baycom para trabajar con él. La frecuencia usual en Europa es de 144,800 Mhz a una velocidad de 1200 baudios.

La gran diferencia respecto al packet convencional es que la información se intercambia en modo ‘desconectado’, por lo tanto no nos tenemos que conectar a ninguna bbs ni digipeater. Esto es debido a que se utilizan los paquetes UI que nos brinda la especificación del AX25 para el intercambio de información sin establecer una conexión. Son los mismos paquetes que se utilizan para mandar balizas o por ejemplo en BBS FBB para difundir listas de mensajes.

Esto tiene como contrapartida que el control del flujo, es decir la confirmación de que ha llegado un mensaje a su destino, no recae en el AX25 sino que es el propio protocolo APRS el que tiene que comprobarlo.

El APRS no es un protocolo 100% infalible, pero intenta buscar un equilibrio entre flexibilidad, poca ocupación de canal y sencillez.

Posicionamiento

Para informar de su posición una estación transmite un paquete UI con las coordenadas geográficas en las que está ubicada. Por lo tanto tendremos que acudir a un mapa de pequeña escala para decirle al programa de APRS en que coordenadas estamos situados.

En estaciones móviles es el GPS el que mide la posición en grados segundos y minutos, la velocidad y el rumbo, la transmite a la TNC o el transceptor para ser enviadas por radio. Mientras que en estaciones fijas es conveniente transmitir una baliza cada 20-30 minutos en una estación móvil conviene transmitir cada 30s o 1 minuto para poder hacer un buen seguimiento de la estación. En nuevos equipos hay otros métodos más eficaces como transmitir una baliza cuando el movimiento sea superior a una cifra, por ejemplo 100 metros. De esta forma se evita estar emitiendo continuamente cuando un móvil está parado.

Mensajes

Junto con la información de posición esta es una de las características más importantes del APRS. Su uso es muy simple, simplemente hay que señalar en el mapa a que estación queremos enviar el mensaje, escribirlo y enviarlo.

En este punto el programa de APRS emite el mensaje en un paquete UI y espera a recibir una confirmación del destinatario también en un paquete UI, por lo que no tenemos que realizar ninguna conexión. Si no se recibe la confirmación vuelve a emitir el mensaje hasta que se reciba. Si en cuatro intentos no se recibe el mensaje se descarta y se marca como no-enviado.



Byonics, Tiny Trak4


El APRS es práctico para transmitir mensajes pasando por hasta 4 repetidores, con lo que se pueden conseguir distancias de 400-500km dependiendo de la orografía de la región. Más lejos de estas distancias se hace poco práctico debido al retardo que se produce al ir pasando por muchos repetidores. En casos especiales, como servidores APRS conectados por Internet o como nos ha pasado alguna vez en Galicia que ha quedado el repetidor de Coruña conectado a uno de Inglaterra (por tropo) y por lo tanto estableciéndose conexión entre Galicia y Inglaterra-Francia-Holanda..., se puede cubrir muchos kilómetros. Este sistema de enviar mensajes funciona en tiempo real, es decir que los mensajes llegan a su destinatario en unos 2 a 20 segundos, dependiendo del numero de digipeaters por los que tenga que pasar el mensaje.

Ya que el APRS nace como un sistema táctico de información de posición y comunicaciones de emergencia, es un requisito básico que no sea necesario conocer la ruta que ha de seguir un mensaje para llegar a la estación de destino. Para eso los repetidores de APRS aparte del indicativo propio que tienen asignado, tienen unos alias o sobrenombres estándares que son RELAY,WIDE,TRACE, y repiten los paquetes que escuchen dirigidos a estos sobrenombres. Estos sobrenombres de los repetidores APRS son importantísimos ya que gracias a ellos podemos hacer APRS en cualquier sitio sin tener que conocer que indicativos tienen los Repetidores. Aparte de los mensajes entre estaciones también se pueden mandar anuncios o boletines generales para todas las estaciones.

Los mensajes se transmiten línea a línea, siendo estas de unos 55 caracteres, por lo tanto según vamos escribiendo en el teclado se van transmitiendo contiguamente. El programa de APRS asigna un número a cada línea para poder comprobar la confirmación del destinatario a cada una de ellas, y para poder mostrarlas en la ventana del destinatario en orden.

Equipamiento

Cualquier TNC, o modem Baycom o YAMM, así como cualquier equipo de VHF nos vale para montar nuestra estación APRS en Casa. De todo lo demás se encarga el software, por lo que solo necesitaremos un PC . Existe un programa en MS-DOS para hacer APRS, pero conviene utilizar un PC con entorno gráfico, Windows, Linux, Mac.

El programa más utilizado en Europa es el UIView de G4IDE. Se caracteriza por la facilidad de crear mapas personalizados, por lo tanto cualquiera puede scannear un mapa de su ciudad y utilizarlo en el programa. Es un programa muy fácil de utilizar y configurar. Es el mejor para empezar a conocer el sistema. De todas formas hay programas para MAC y para Linux.

Para trabajar en móvil tenemos que recurrir primero a un GPS con conexión externa de datos, y segundo a un equipo preparado para APRS como los Kenwood TH-D7 y TM-D700. Alinco también va a presentar un equipo para móvil preparado para APRS, pero de ICOM y Yaesu no se sabe nada de momento. Pero debido al tirón de ventas que está existiendo gracias al APRS es lógico pensar que todos quitarán modelos de equipos preparados para esta modalidad.

Con equipos preparados para APRS (TH-D7, TM-D700, Alinco), lo único que tenemos que hacer es conectar el GPS al equipo de radio, y este ya se encarga de todo, ya que estos equipos tienen el software y la tnc incorporados. Estos equipos tienen la ventaja de que no solamente van transmitiendo la posición, sino que reciben constantemente información de las demás estaciones y comunican al GPS dónde está cada una.

Por lo tanto, si el GPS tiene capacidad para mostrar mapas, veremos los indicativos de las estaciones, repetidores, digis u objetos en el mapa. De esta forma podemos ver en el display de estos equipos que estaciones APRS están activas, en que posición, a que distancia. Por ejemplo, cuando llegamos a una ciudad podemos ver donde se hallan sus repetidores. También tienen capacidad para recibir mensajes y para contestarlos, así como para recibir información de estaciones metereológicas.

Existen también TNC’s preparadas para APRS y con conexión directa al GPS pero son menos prácticas debido a que lo único que hacen es transmitir, no podemos como en los demás equipos visualizar los datos en un display y responder mensajes, salvo que las conectemos a un PC. De todas formas, este panorama esta evolucionando, por lo que aparecerán distintas soluciones para salir en APRS con en móvil.

Configuración de UIView

Vamos a comentar por encima los puntos más importantes de configuración de este programa. Existen multitud de situaciones dependiendo del modem o TNC de que se disponga pero en principio veremos la configuración con el modem Baycom ya que es la más utilizada.

Para trabajar con el modem baycom en Windows es necesario disponer de Flexnet o de AGW. El problema a día de hoy del flexnet es que el controlador de baycom es un residente MS-DOS y por lo tanto puede dar problemas de funcionamiento en equipos Windows. Además solamente la versión registrada del UIView permite conectarse con FlexNet (A 18 de noviembre de 2000).

Existe otro programa que es el AGW Packet Engine que es capaz de controlar hasta dos baycoms y multitud de TNC’s a la vez, y comunicarse con multitud de programas como en UIView, WinPack, NBF, TSTWin . Es decir con el podemos tener un canal en 144,800 Mhz para APRS, y otro para la BBS, El cluster, el converse. Yo lo he probado con tres puertos uno en baycom y otros dos en una KPC4 sin problemas.

Enlaces útiles:

UIView en castellano:  aqui  
APRS en bicicleta
Página oficial del APRS
Estándares comunes para APRS en la IARU
Byonics, Tiny Trak4

Fabricante de equipos para APRS con información técnica
.

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FSK

Modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency Shift Keying)



a modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency Shift Keying) es una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos o más frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde uno representa un "1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio".

En la modulación digital, a la relación de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad el bit por segundo (bps).

A la relación de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. En esencia el baud-rate es la velocidad o cantidad de símbolos por segundo.

En FSK, el bit rate = baud rate. Así, por ejemplo, un 0 binario se puede representar con una frecuencia f1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f2.

El módem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia varía en función del voltaje aplicado.

La figura de arriba muestra una señal modulada FSK que responde a la función:

Asen(2Π(f ± ∆f)t,

cuando la moduladora es binaria. El signo ± depende de que el bit a transmitir sea el cero o el uno: f1 = f + ∆f, f0 = f-∆f.

Esta señal FSK es una sinusoide de amplitud constante A, que “salta” entre dos frecuencias diferentes f0 y f1.

El salto de frecuencia ∆f alrededor de la frecuencia central f de la portadora, se denomina genéricamente en cualquier sistema de FM “desviación de frecuencia” y es un valor constante del que depende el ancho de banda de la señal modulada.

El modulador más simple de FM es un conmutador que selecciona entre dos portadoras de frecuencias f0 y f1 al ritmo que marca la señal moduladora.

Este tipo de modulación por conexión y desconexión se denomina “conmutación de variación de frecuencia” o “conmutación de variación de portadora”.

La expresión general de una señal FSK cuando la moduladora X(t) utiliza un código multinivel es: A sen 2PI (f + X(t) ∆f)t

El que la amplitud de la señal modulada sea constante y que la información se codifique con valores de frecuencia, hace que la señal FSK sea casi inmune al ruido aditivo del canal, dado que éste afecta sobre todo a la amplitud.

La modulación ASK tiene el inconveniente de que es muy sensible al ruido que se acumula a lo largo del canal, por lo que la relación señal-ruido (S/N) a la entrada del receptor puede ser tan baja, que la probabilidad de error no sea tolerable. Esta es la causa por la que no se utiliza la modulación ASK para transmitir datos a alta velocidad a menos que el medio de transmisión garantice una adecuada S/N, como en el caso de la fibra óptica.

Sin embargo, a la modulación FSK no le afecta el ruido aditivo del canal, dado que la señal modulada codifica la información con los cambios de frecuencia, es decir, el receptor sólo tiene que contar el número de cruces por cero de la señal que recibe. Por tanto, suprime el ruido simplemente recortando la amplitud de la señal FSK, sin que ello afecte a la información.

Sólo cuando el nivel de ruido es tan alto que llega a forzar el paso por cero de la señal, es cuando se producen errores. Esto es tanto como suponer que S/N = 0dB, es decir, S = N.

El comportamiento frente al ruido de las señales moduladas en frecuencia es mucho mejor que el de las señales moduladas en amplitud, pero a cambio, el ancho de banda de las señales FM es mayor que el de las señales AM.. 

Transmisor de FSK   

 



Receptor FSK






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CUCO Team se une al grupo y colabora principalmente en la construcción de la antena del globo sonda. Sus aportaciones al proyecto son las siguientes espero que os gusten:

TÍTULO:

ANTE EL FASCINANTE RETO DE PONER EN LAS ALTURAS UN GLOBO


Ante el fascinante reto de poner en las alturas un globo, debemos tener claro el conjunto de partes que lo forman y la importancia y necesidad de cada una de ellas. En este apartado queremos centrarnos en el sistema radiante, en el instrumento que posibilitará la llegada de la información registrada durante el vuelo a tierra, vía radio. Las ondas recorrerán la distancia como una radiación invisible que deberá ser demodulada, interpretada, a su llegada al aparato receptor. Situar un transmisor en un artilugio volador que triplicará la altura de los aviones de pasajeros transoceánicos, requiere seguir cuidadosamente las pautas sobre uso del espectro radioeléctrico que a nivel internacional, se han dictado por las autoridades competentes. Es por ello que desde estas primeras líneas, debe quedar claro la seriedad del asunto y del mismo modo afirmar que esta etapa está superada de acuerdo a la normativa vigente.

La primera decisión sobre la obtención de los datos científicos del vuelo, rumbo, altura, presión y temperatura, imágenes, etc, nos permitirá tenerlos grabados pudiendo recuperarlos al final del vuelo o recibirlos en directo durante el mismo. En los usos profesionales, se opta por la segunda opción, no siendo necesaria la recuperación de la sonda pero complicando mucho su diseño y aumentando el coste económico. En nuestro caso optaremos por un modo híbrido, dejando que los diferentes instrumentos registren y graben sus parámetros, para ser analizados posteriormente y utilizando el transmisor de radio para enviar la posición del globo desde el despegue hasta el aterrizaje. Al utilizar una frecuencia de radioaficionados en VHF, concretamente la asignada al servicio "aprs" ( http://www.aprs.org ), el vuelo podrá ser visto en directo desde cualquier lugar del mundo; por ejemplo pulsando www.aprs.fi



La elección del sistema radiante, antena, ha partido de cuatro condiciones indiscutibles:


.- Debe formar parte del conjunto, sonda, paracaídas, anclajes, globo, sin alterar el funcionamiento del resto.


.- No necesitar plano de tierra o contra-antena.


.- Máxima ganancia.

.- Minimizar zonas o ángulos de baja radiación.

El CUCO Team se puso a pensar y decidimos colaborar con el proyecto proponiendo una antena sobradamente experimentada, una variación de la Slim que respondía así a las duras exigencias:

.- La antena será colgada de la sonda, permaneciendo en la parte inferior del conjunto, con visión terrestre en todo momento.

.- La antena es una variación de dipolo cerrado de media onda en VHF y un cuarto en UHF, siendo su máximo rendimiento cuando es suspendida en el aire libre, lejos de elementos conductores.

.- Este modelo consigue hasta 6 decibelios de ganancia sobre el modelo ideal de antena con un singular diagrama de radiación.

.- Una antena rígida crearía al menos una zona de mínima radiación de RF, sobre su vértice. En este caso la antena se construye en cinta paralela flexible, permitiendo su movilidad sobre el eje vertical y horizontal aumentando la superficie de radiación óptima hacia tierra y variando continuamente su polaridad de manera alterna y asimétrica a lo largo de su metro y pico de longitud.

Podemos afirmar que la Slim Cuco nos dará la oportunidad de comprobar la máxima distancia cubierta por onda directa en vhf, independientemente de los puntos de acceso APRS, un experimento en si al tratarse de un globo dotado con la antena de mayor ganancia del que tengamos conocimiento a nivel amateur y educativo.



Sigue las novedades del proyecto en:


Modelo antena

Seguimiento aprs globo cienciactiva de 2012


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