Общая информация и мини-FAQ по цифре на УКВ

[Prof]

Здесь рассмотрим некоторые виды цифровой радиосвязи, используемые радиоаматорами на УКВ вместо традиционной аналоговой частотной модуляции.

Q. Что вообще значит цифра?
A. Здесь мы говорим о такой системе: голос оператора оцифровывается, подается на радиомодем и излучается в эфир в виде потока данных. Принятый поток данных попадает на цифроаналоговый преобразователь и воспроизводится громкоговорителем. То есть, в отличие от сравнительно медленных цифровых режимов на КВ, которых хватает лишь на передачу, в основном, текста, здесь используются достаточно скоростные режимы, которые могут передавать речь в реальном времени.

Q. Зачем нужна цифра? Чем не устраивает обычный FM?
A. Цифра имеет ряд преимуществ, которые в большей или меньшей мере реализованы в разных цифровых стандартах. Основные из них:
- возможность приема и передачи вспомогательной информации, которая используется для идентификации оператора, что в свою очередь позволяет:
- - видеть позывной и другую информацию о корреспонденте (например, его координаты и рассчитанное на их основании расстояние и направление), с которым проводишь QSO
- - осуществлять и принимать индивидуальные вызовы, условно говоря, как по телефону, даже если вызываемый корреспондент находится в другой стране
- - широкие возможности объединения отдельных ретрансляторов в сети, разговорные группы и тому подобное, что в аналоге возможно лишь на зачаточном уровне
- отсутствие шумов, помех, интерференции, хлопков порогового шумоподавителя
- более эффективное использование частотного ресурса (в некоторых странах аматорские УКВ диапазоны изрядно загружены, особенно двойка)
- дополнительные сервисы, использующие более высокую скорость передачи данных, как-то передача текстовых и голосовых сообщений, изображений, данных GPS и телеметрии, чего угодно еще
Таким образом, цифра предлагает то же, что и аналог, но без шумов и с дополнительными удобствами как уровня взаимодействия оператора с радиостанцией и корреспондентами, так и уровня инфраструктуры. Ближайшая аналогия - переход сотовой связи с аналога на цифру, когда к передаче речи добавились и все время продолжают добавляться все новые дополнительные сервисы.

Q. В цифре больше радиус действия, чем в аналоге?
A. В среднем радиус действия аналога и цифры приблизительно одинаков. Но особенностью цифры является то, что пока связь возможна - там, где в FM уже изрядно мешают шумы, она осуществляется чисто, без шумов и помех, а когда становится невозможна, то обрывается довольно резко.

Q. Какие бывают виды цифры?
A. В основном это FDMA и TDMA. В радиоаматорской практике, да и коммерческими пользователями, CDMA не используется в силу своей широкополосной природы. Наиболее распространенные виды FDMA в радиоаматорстве: D-Star, System Fusion. Известны эксперименты с dPMR. Наиболее распространенный вид TDMA - DMR; TETRA используется значительно реже (в Украине, видимо, не используется вовсе). Известны успешные попытки использовать NXDN, APCO и многие другие коммерческие системы в аматорской практике, но на сегодня их распространенность относительно невелика и ограничена теми регионами мира, где популярны такие сети у коммерческих пользователей, а значит какое-то оборудование постепенно попадает к радиоаматорам и ими используется.

Рассмотрим некоторые популярные виды аматорской цифры подробнее.

D-STAR. Разработан Японской лигой радиоаматорв изначально для радиоаматорского использования. Большую часть времени оборудование этого стандарта выпускал только Icom, что в отсутствие конкуренции делало аппаратуру сравнительно дорогой, хотя стандарт открытый и выпускать оборудование может кто угодно. Недавно появилась в продаже портативная станция от Kenwood, которая помимо очевидной поддержки D-Star, также полноценно работоспособна в пакете (AX.25) и APRS (современные Icom'ы недружественны любителям пакета и APRS), а также обладает широкодиапазонным приемником с поддержкой LSB/USB/CW. Оборудование для инфраструктуры выпускает большое количество производителей, поэтому постройка ретранслятора или симплексного узла возможна на любой вкус. Также возможно использование специальных модемов-приставок к обычным аналоговым станциям, позволяющие проводить связи в D-Star. Особенности стандарта:
- полоса 6,25kHz, в четыре раза уже традиционного FM
- идентификатором оператора является его позывной
- одновременно с речью возможно передавать свои координаты и статус-текст (по желанию оператора)
- осуществимы локальные вызовы на ретрансляторе, вызовы в рефлектор (разговорная группа, объединяющая произвольное число включенных туда ретрансляторов), индивидуальные вызовы отдельных корреспондентов
- имеется режим быстрой передачи данных (ограниченно популярен)

DMR. Открытый стандарт для коммерческих пользователей, однако радиоаматоры используют его. Оборудование выпускает большое число производителей начиная от Motorola и заканчивая китайскими фабриками, благодаря чему самые недорогие радиостанции этого стандарта оказываются наиболее дешевым способом приобщиться к цифровой связи. Инфраструктурное оборудование производится, в том числе, сторонними производителями - в основном теми же, что делают оборудование для D-Star, так что постройка самодельного ретранслятора DMR тоже возможна. Особенности стандарта:
- полоса 12,5kHz, на которой одновременно и независимо работает два таймслота, т.е. два логических канала на одном физическом ретрансляторе
- благодаря двум таймслотам в два раза увеличивается пропускная способность одного ретранслятора; получается как бы два ретранслятора одновременно по цене одного, с одним дуплексным фильтром, с одним фидером и одной антенной
- идентификатором оператора является DMR-ID, цифровой код, наследие коммерческого происхождения; для работы необходимо зарегистрировать DMR-ID, чтобы впоследствии DMR-ID был однозначно сопоставляем с позывным
- осуществимы персональные вызовы и вызовы в различные разговорные группы (локальные в пределах ретранслятора, в региональные, национальные и международные)
- возможна проверка нахождения корреспондента в зоне радиопокрытия, дистанционное прослушивание, дистанционное блокирование украденной или утерянной станции, дистанционное разблокирование (эти функции можно включить или выключить при программировании)
- возможен обмен сообщениями (не всегда работает между р/ст от разных производителей)
- возможна передача данных GPS для станций со встроенным GPS
- возможен режим роуминга, когда р/ст автоматически переключается между ретрансляторами без необходимости ручного переключения (поддерживается не всем станциями)
- поскольку стандарт изначально коммерческий, то фактически доступные р/ст рассчитаны на коммерческого пользователя - в основном весь функционал станций зависит от программирования с компьютера, а не доступен для быстрых настроек с руки, нет двухдиапазонных станций и т.п.

В настоящий момент есть возможность объединять сети D-STAR и DMR в общие рефлекторы/разговорные группы, поэтому все операторы D-STAR могут слышать всех операторов DMR и наоборот, а также видеть позывные своих корреспондентов.

C4FM System Fusion/Wires-X. Относительно молодая проприетарная разработка Yaesu Musen, предназначенная для радиоаматорского использования. В настоящий момент абонентское оборудование выпускает только один производитель, а инфраструктурное оборудование от третьих производителей несовместимо с закрытым протоколом Wires-X и позволяет только работать в FCS-рефлекторах. Особенности стандарта:
- полоса 12,5kHz позволяет использовать больший битрейт, благодаря чему возможно обеспечить либо передачу большего объема данных одновременно с речью, либо передавать речь в более высоком качестве
- идентификатором оператора является его позывной
- одновременно с речью возможно передавать свои координаты (по желанию оператора)
- кроме режима речь+данные можно передавать только речь в более высоком качестве или только данные с более высокой скоростью
- автоопределение режима, переключающее ретранслятор и/или абонентскую р/ст в тот режим, в котором принимается сигнал, чем также обеспечивается удобное сосуществование с аналоговыми пользователями
- режим, аналогичный BBS: возможность передавать и принимать картинки, текстовые и голосовые сообщения на сервер или с сервера (Wires-X)
- объединение ретрансляторов в комнаты (разговорные группы) Wires-X или, при использовании инфраструктурного оборудования от третьих производителей, в рефлекторы

[Alex]

самый главный вопрос - какая минимальная стоимость этих игрушек?

Отправлено с моего Lenovo S898t+ через Tapatalk

[Pilot]

На сей момент дмр Хайтера (PD360(5)-как пример) или ТыТ (MD380 - как пример) в пределах 129 - 181.50 ye
http://www.409shop.com/409shop_product.php?id=123467
http://www.409shop.com/409shop_shopcat. ... ercat=5162

[Alex]

Женя,с твоего позволения мини- FAQ продублирую в нашей группе в мордобуке :
https://www.facebook.com/groups/hamkiev/

[Prof]

самый главный вопрос - какая минимальная стоимость этих игрушек?

Отредактировано в связи с падением цен на многие позиции.

D-Star: цена довольно печальная. Новая портативка ID-51Plus обойдется долларов в четыреста, значительно лучше оснащенный Kenwood TH-D74 будет стоит значительно дороже. Автомобилка ID-5100 потянет $650-700. Очень намного дешевле можно взять б/у портативки, да и автомобилки типа IC-2820 можно подыскать. Иногда можно найти свежие б/у однодиапазонки ID-31 недорого. Но в общем, менее чем порядка $200 за б/у в хорошем состоянии, стартовать маловероятно. При этом D-Star на сегодня - самый популярный вид цифры, если судить по количеству ретрансляторов в мире.

DMR: самая дешевая полноценная китайская портативка обойдется в районе $100, а вообще есть варианты от где-то $70. Чуть дороже можно взять неполноценную, но очень маленькую и легкую портативку Hytera PD3xx. В то же время портативки Tait будут по цене приличного КВ-трансивера. Много портативок и автомобилок выпускает Motorola, но там халявы нет - только если подвернется б/у. Относительно низкая минимальная цена обусловила быстрый рост популярности DMR в мире, а с учетом легкой стыковки DMR с уже существующим D-Star новые корреспонденты не играются в своей изолированной песочнице, а автоматически объединяются с уже устоявшимся D-Star.

YSF: самая дешевая автомобилка без поддержки обмена картинками и сообщениями, работающая только на двойке, обойдется в, думаю, $190 или около того. Полнофункциональные портативки и автомобилки стартуют ближе к четырем сотням. Б/у пока мало, только непопулярная в свое время FT1D, так что на б/у я бы пока не рассчитывал. Сети YSF объединяемы с сетями D-Star&DMR, поэтому пользователи YSF автоматически включаются в большую цифровую семью и не сидят в изолированной песочнице.

Почему дорого? По тому, что в отличие от китайских двухдиапазонок без приемника за $30 в розницу, во всех этих станциях используется аппаратный кодек, который сам по себе стоит очень дорого, и обойтись без которого в настоящий момент невозможно. Дело в том, что радиоканал такой ширины пропускает данные с очень малой скоростью, поэтому необходим такой кодек, который и при столь малой скорости сохранит речь разборчивой. Разработкой такого кодека занималась одна фирма (Digital Voice Systems, Inc), которая проделала огромную работу и теперь законно рассчитывает на прибыль. А значит, даже китайцы вынуждены покупать у них микросхемы кодека и ставить в свои поделки, что резко увеличивает их себестоимость и, как следствие, розницу. Дополнительно усложняется работа для контроллера р/ст, что также увеличивает себестоимость и также влияет на розничную цену. Тем не менее, энтузиасты осваивают новые технологии и рано или поздно создадут ту критическую массу, которая вынудит и обычных пользователей, кроме упортоых ретроградов, приобщаться к новым технологиям.

[Prof]

Как работать в цифре, не покупая цифровое радио.

1. Вариант "резиновая женщина". Покупаем AMBE™ USB-свисток - аппаратный кодек для сжатия голоса в тот самый формат, который используется в радио. Втыкаем этот свисток в компьютер, во все тот же компьютер втыкаем микрофон и колонки или наушники. Говорим в микрофон, кодек жмет наш голос и передает его в рефлектор - в то место, в которой включаются полноценные ретрансляторы для объединения себя в общую разговорную группу. Когда нам кто-то отвечает, мы это слышим в наушниках. Эфир не используется вовсе, но какое-то впечатление от работы цифрой получить можно, плюс это вариант для тех, около кого еще не скоро появится ретранслятор или прямые корреспонденты.

2. Приставка к аналоговому радио. Покупаем специальную приставку со все тем же AMBE™ кодеком, таким точно, как используется в цифровых р/ст. Собственно говоря, такая приставка содержит в себе большую часть узлов автономных станций кроме собственно радиотракта - в первую очередь логика и кодек. Подключаем приставку к р/ст, радиотракт которой будем использовать, и работаем как и положено, по эфиру. Подходит любая р/ст с разъемом DATA как в виде стандартного miniDIN, так и с проприетарными разъемами или с необходимостью паяться на плате. Главное - поддержка станцией режима 9k6. Например, прекрасно работают старые Motorola GM-300 (вместе с более новыми GM-340/360 и т.п.), которые можно найти б/у за сравнительно символические деньги.

Как сделать ретранслятор или симплексный хотспот, чтобы работать в цифре при наличии цифровой р/ст.

1. Вариант только для себя. Покупаем готовый законченный хотспот, обычно в виде USB-свистка или чего-то подобного, со встроенным микромощным трансивером. На компьютере делаем необходимые настройки и включаем хотспот в рефлектор. Работаем по эфиру малой мощностью на небольшом удалении от хотспота. Подходит для поездок и работы из гостиницы, подходит для стационарной установки в автомобиль и работы с мобильным интернетом, подходит для тех, около кого нет полноценного ретранслятора и прямых корреспондентов.

2. Вариант для себя и других. Покупаем приставку, аналогичную той, что использовалась бы для работы цифрой с аналогового радио, и точно так же подключаем ее к аналоговому радио. Приставку настраиваем для работы в качестве контроллера узла, подключаем к интернету и запускаем.

3. Полноценный вариант для себя и для всех. Покупаем приставку, аналогичную той, что использовалась бы для работы цифрой с аналогового радио, и подключаем ее к дуплексному ретранслятору. Приставку настраиваем для работы в качестве контроллера узла, подключаем к интернету и запускаем.

Подобных свистков и приставок много, описывать каждую в теме с общей информацией невозможно, не говоря уже о том, что производители постоянно совершенствуют и обновляют удачные модели, по этому кое-какая информация может быстро устареть.

[Prof]

Пример аппаратного кодека в виде USB-свистка для работы с компьютера в рефлекторах, в которые другие включаются со своих локальных ретрансляторов или хотспотов. Подходит как для тех, у кого вообще нет цифрового радио и кто не собирается его приобретать в обозримом будущем, так и для тех, кому даже при наличии цифрового радио хочется иметь возможность работать с компьютера, вне эфире.
DV Dongle


Это аппаратный кодек, внутри видна заветная микросхема AMBE™ от DVSI, плюс набор программ для соединения с рефлектором. Если рассматривать цифровую радиостанцию как условный набор из радиотракта, контроллера для управления и AMBE™ кодека, то здесь только обособленный AMBE™ кодек и все - управление осуществляется компьютером, а радиотракт не используется и вовсе отсутствует.
Цена вопроса - порядка $200 плюс доставка.

[Prof]

DV4mini - компактный хотспот, полноценный симплексный узел со встроенным микромощным (10mW) трансивером, поддерживает работу в нескольких цифровых режимах (D-Star, DMR, C4FM, P25, dPMR) и постоянно обновляется производителем, по этому возможно появление новых режимов и различные улучшения уже имеющихся.


Для своей работы требует мало вычислительной мощности и может работать даже с Raspberry Pi - необязательно использовать "полноценный" PC. Его можно использовать дома или в конторе, можно возить с собой в автомобиле или в багаже общественным транспортом. Просто настраиваем его на включение в желаемый рефлектор и работаем на нем так, как работали бы на обычном ретрансляторе. На сегодня это один из наиболее интересных вариантов для владельцев (или будущих владельцев) цифровых р/ст, рядом с которыми пока нет ни ретрансляторов, ни доступных в прямом канале корреспондентов, поскольку хотспот поддерживает большое количество разных стандартов, а не один-два как большинство, компактен, нетребователен к ресурсам компьютера и сам по себе относительно недорог. На одном компьютере возможно запустить несколько таких хотспотов одновременно, чтобы одновременно работать в разных стандартах и в разных рефлекторах.
Цена вопроса - порядка EUR100 плюс доставка.

[Prof]

MMDVM - проект для тех, кто сам строит ретрансляторы. Аппаратно это шилд для Ардуино, на котором осуществляется подключение MMDVM к аналоговому ретранслятору или симплексной станции для модуляции/декодирования цифры, а программно это полнофункциональный контроллер ретранслятора, на сегодня поддерживающий D-STAR, DMR и YSF. Берем любой аналоговый (или цифровой, вроде DR-1X) ретранслятор, фабричный или самодельный, поддерживающий работу в 9k6, подключаем MMDVM и получаем цифровой ретранслятор.



Цена вопроса - $40 за собранную и протестированную плату, но можно купить и голую плату намного дешевле, чтобы распаять все самому. Там же можно купить уже подготовленные (прошитые) Ардуино, чтобы получить полностью готовый набор.

[Prof]

UP4DAR - это не позывной, а название одно из наиболее взрослых проектов, изначально разрабатывавшегося для D-STAR и впоследствии DMR, по этому его название Universal Platform For Amateur Radio выглядит немного несоответствующим до тех пор, пока не будет добавлена поддержка всех популярных аматорских стандартов.



Это модульная аппаратная платформа, представляющая из себя полнофункциональный контроллер и набор опций, как то панель экрана с кнопками, микромощный трансивер для работы в режиме автономного хотспота, металлический корпус и т.п. Устройство полноценно работоспособно автономно - компьютер не требуется в принципе, его все равно удобно использовать для настройки параметров и необходимо для прошивки обновлений, но для нормальной работы устройству ничего не нужно, только подключение к интернету и подключение либо внешней р/ст, либо фирменного модуля трансивера.
Основные режимы работы:
- только через интернет, без эфира - устройство включается в компьютерную сеть непосредственно, микрофон и наушники или динамик также включаются в устройство непосредственно, кроме очевидного питания больше ничего не нужно
- приставка к р/ст для работы цифрой с аналоговой станции - точно так же микрофон и наушники или динамик включаются в устройство, а микрофон и динамик р/ст не используются, интернет для этого не нужен
- автономный хотспот - требуется фирменный модуль приемопередатчика и интернет
- контроллер симплексного узла - подключается к аналоговой р/ст и к интернету
- контроллер дуплексного ретранслятора - подключается к аналоговому ретранслятору и интернету, незначительно отличается логикой работы от симплексного варианта

От новичков устройство отстает поддержкой новых форматов (не исключено, что разработчики допилят, тем более что принципиальных причин не сделать этого нет), зато для отдельно взятого D-STAR это однозначно лучший вариант по тому, что устройство использует наиболее совершенные на сегодня алгоритмы декодирования, чем повышает эквивалентную чувствительность (читай - дальность связи) узла, которым управляет, а также улучшает пользовательский опыт, программно устраняя некоторые шероховатости работы, как то известный пользователям эффект "выпадения" во время передачи при плохом отношении сигнал/шум. Кроме того, это одно из наиболее многофункциональных устройств, позволяющее использовать его и как интернет-радио, и как приставку к аналоговой станции, и как автономный хотспот, а для работы "для всех" есть отдельные режимы симлексного узла и дуплексного ретранслятора.

Цена вопроса - от где-то EUR200 плюс доставка за собранную плату (достаточно для организации симплексного узла или ретранслятора). Отдельно можно купить корпус, плату приемопередатчика для автономного хотспота и т.д.