Введение

Спецификация цифрового голосового и протокола передачи данных для любительского радио. Цифровой голосовой режим, используемый в любительском радио D STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio) - это спецификация цифрового голосового и протокола передачи данных для любительского радио. Система была разработана в конце 1990-х годов Лигой радиолюбителей Японии и использует минимальную клавиатуру смены в своем стандарте на основе пакетов. Существуют и другие цифровые режимы, которые были адаптированы для использования любителями, но D STAR был первым, который был разработан специально для любительского радио. Несколько преимуществ использования цифровых голосовых режимов заключаются в том, что они используют меньшую полосу пропускания, чем старые аналоговые голосовые режимы, такие как модуляция амплитуды и модуляция частоты. Качество полученных данных также лучше, чем аналоговый сигнал с той же силой сигнала, если сигнал превышает минимальный порог и если нет многопутного распространения. Радиоприемники, совместимые с D STAR, доступны для HF, VHF, UHF и микроволновых любительских радиодиапазонов. В дополнение к протоколу "over the air", D STAR также предоставляет спецификации для сетевого подключения, позволяя радиостанциям D STAR подключаться к Интернету или другим сетям, позволяя передавать потоки голоса или пакетов данных через любительское радио. Радиоприемники, совместимые с D STAR, производятся компаниями Icom, Kenwood и FlexRadio Systems.

История

В 1998 году было начато исследование по поиску нового способа внедрения цифровых технологий в любительское радио. Этот процесс финансировался министерством японского правительства, тогда называвшимся Министерством почты и телекоммуникаций, и управлялся Лигой радиолюбителей Японии. В 2001 году был опубликован D STAR как результат исследования. В сентябре 2003 года Icom назначил Мэтта Йеллена, KB7TSE (ныне K7DN), возглавить свою программу разработки US D STAR. Начиная с апреля 2004 года Icom начал выпускать новое "D STAR optional" оборудование. Первым, который был выпущен на рынок, был 2-метровый мобильный блок, обозначенный IC 2200H. В следующем году Icom выпустил 2-метровые и 440-мГц портативные приемопередатчики. Однако для работы этих радиоприемников в режиме D STAR требовалась еще не выпущенная карта UT 118. В конце концов, карта стала доступной и после установки в радио, она обеспечивала подключение D STAR. В июньском выпуске журнала QST Американской радиорелейной лиги 2005 года был рассмотрен Icom IC V82. JARL выпустил некоторые изменения в существующий стандарт D STAR в конце 2004 года. Icom, зная, что изменения наступают, отложили выпуск своего оборудования в ожидании изменений. Мобильная радиостанция Icom ID 1 1,3 ГГц была выпущена в конце 2004 года. ID 1 был первым радио D STAR, которое обеспечивало работу в режиме цифровых данных (DD). В этом режиме данные могут передаваться со скоростью 128 кбит/с в качестве беспроводного моста через разъем RJ 45 Ethernet на радиоприемниках. Это было единственное радио, которое обеспечивало эту функцию до выпуска IC 9700 в 2019 году. Первый спутник D STAR QSO произошел между Майклом, N3UC, в Хеймаркете, Вирджиния и Робином, AA4RC, в Атланте, Джорджия, работая на микроспутнике AO 27 AMSAT (миниатюрный спутник) в 2007 году. У обоих были небольшие проблемы с допплером во время QSO. По состоянию на конец 2009 года около 10 800 пользователей D STAR разговаривали через ретрансляторы D STAR с подключением к Интернету через шлюз G2. В настоящее время действует около 550 ретрансляторов с поддержкой G2. Обратите внимание, что эти цифры не включают пользователей с возможностями D STAR, которые не находятся в пределах дальности ретранслятора, или работают через ретрансляторы D STAR, которые не имеют подключения к Интернету. Первый микроспутник, способный работать с D STAR, был запущен в начале 2016 года. OUFTI 1 - это спутник кубического типа, созданный бельгийскими студентами из Университета Льежа и I.S.I.L (Haute École de la Province de Liège). Название является аббревиатурой от Orbital Utility For Telecommunication Innovation. Целью проекта является развитие экспертных знаний в различных аспектах проектирования и эксплуатации спутников. Спутник весит всего 1 килограмм и использует UHF-связь вверх и VHF-связь вниз. В 2015 году FlexRadio Systems добавила поддержку D STAR в свою линейку высокочастотных передатчиков и приемников посредством обновления программного обеспечения. Поддержка D STAR требует добавления устройства ThumbDV от NW Digital Radio.

Технические детали

Сегодня система способна связывать ретрансляторы друг с другом локально и через Интернет, используя призывные знаки для маршрутизации трафика. Серверы связаны через TCP/IP с использованием проприетарного программного обеспечения "шлюз", доступного в Icom. Это позволяет радиолюбителям общаться с любыми другими любителями, участвующими в определенной среде "доверия" шлюза. В настоящее время основным шлюзом в Соединенных Штатах является группа K5TIT в Техасе, которая первой установила систему ретрансляторов D STAR в США. D STAR передает как голос, так и данные посредством цифрового кодирования в диапазонах 2 м (VHF), 70 см (UHF) и 23 см (1,3 ГГц). Кроме того, существует система взаимосвязи радиосвязи для создания связей между системами в локальной зоне на частоте 10 ГГц, что является ценным для обеспечения возможности продолжения связи сетей, ориентированных на аварийную связь, в случае сбоя доступа к Интернету или перегрузки. В рамках стандартов протокола D STAR Digital Voice (DV) голосовой аудиозапись кодируется в виде потока данных на скорости 3600 бит/с с использованием запатентованного кодирования AMBE, с 1200 бит/с FEC, оставляя 1200 бит/с для дополнительного "пути" данных между радиостанциями, использующими режим DV. На воздушном уровне скорость передачи данных в режиме DV составляет 4800 бит/с в диапазонах 2 м, 70 см и 23 см. В дополнение к цифровому голосовому режиму (DV) можно передавать цифровые данные (DD) со скоростью 128 кбит/с только в диапазоне 23 см. Протокол передачи данных с более высокой скоростью, который в настоящее время, как полагают, очень похож на ATM, используется в 10 ГГц "связных" радио для связей между сайтами. Радиостанции, предоставляющие услуги передачи данных DV в варианте низкоскоростного голосового протокола, обычно используют RS 232 или USB-соединение для низкоскоростных данных (1 200 бит/с), в то время как радиостанции Icom ID 1 и IC 9700 предлагают стандартное Ethernet-соединение для высокоскоростных (128 кбит/с) соединений в диапазоне 23 см. Это позволяет легко взаимодействовать с компьютерным оборудованием.

Сервер шлюза

Текущее программное обеспечение управления шлюзом rs rp2c версия G2, более известная как "Gateway 2.0". Хотя большинство дистрибутивов Linux должны быть подходящими, рекомендуемая конфигурация использует CentOS Linux 5.1 с последними обновлениями, обычно работающими (ядро 2.4.20. glibc 2.3.2 и BIND 9.2.1 или более поздние). Процессор должен быть 2,4 ГГц или быстрее, а память должна быть не менее 512 МБ или больше. Должны быть две сетевые карты интерфейса и не менее 10 ГБ свободного места на жестком диске, включая установку ОС. Наконец, для среднего ПО используются Apache 2.0.59, Tomcat 5.5.20, mod jk2 2.0.4, OpenSSL 0.9.8d, Java SE 5.0 и postgreSQL 8.2.3, но они могут отличаться по мере обновлений. Наряду с инструментами с открытым исходным кодом, проприетарный dsipsvd Icom или "D STAR IP Service Daemon" и различные записи crontab используют смесь локальных серверов PostgreSQL и BIND для поиска полей по вызову и "pcname" (сохраняемых в BIND), которые отображаются на отдельных 10. x. x. x внутренних только адресах для маршрутизации голосового и данных трафика между участвующими шлюзами. Во время установки скрипт установки Gateway 2.0 создает большинство веб-инструментов с открытым исходным кодом из исходного кода для целей стандартизации, используя некоторые пакеты хост-системы Linux, что делает CentOS 5.1 общим способом развертывания системы, чтобы не допустить несовместимости как в версиях пакетов, так и в конфигурации. Кроме того, шлюзы, работающие на американском сервере доверия, просят во время первоначальной настройки установить DStarMonitor, который является дополнением к инструменту, позволяющему общему системному администратору видеть статус локальных часов каждого шлюза и других процессов и PID, необходимых для нормальной работы системы, а также отправляет трафик и другие данные на серверы, работающие под доменным именем "dstarusers". "Организация". Таким образом, технически возможно полное отслеживание поведения пользователей. Установка этого программного обеспечения также включает JavaAPRSd, интерфейс APRS на основе Java, который используется в системах Gateway 2.0, чтобы взаимодействовать между системой GPS-отслеживания Icom/D STAR, называемой DPRS, и более широко известной и используемой системой APRS для радиолюбителей.

Как работает шлюз G2

Каждая участвующая любительская станция, желающая использовать ретрансляторы/шлюзы, присоединенные к определенному домену сервера доверия, должна "регистрироваться" в шлюзе в качестве своей "домашней" системы, которая также заполняет свою информацию в сервер доверия - специализированную центральную систему шлюза, которая позволяет выполнять поиск по определенному домену сервера доверия. Требуется только одна "регистрация" на домен доверия. Каждому любительскому игроку предоставляется восемь 10. x. x. x внутренних IP-адресов для использования с их колл-сигналом или радио, и различные конвенции по наименованию доступны для использования этих адресов, если это необходимо для специализированной маршрутизации колл-сигналов. Большинству любителей понадобится только несколько таких "зарегистрированных" IP-адресов, потому что система отображает их в призывные знаки, и призывный знак может быть введен в несколько радиоприемников. Машиной шлюза управляют два контроллера сетевого интерфейса, "внешний" из которых находится на реальной сети 10.x.x.x. за маршрутизатором. Требуется маршрутизатор, который может выполнять перевод сетевых адресов на одном публичном IP-адресе (может быть статическим или динамическим в системах Gateway G2) в полной сети 10. x. x. x/8. Оттуда шлюз имеет другую NIC, подключенную непосредственно к контроллеру ретранслятора D STAR через 10BASE T, и типичная конфигурация составляет 172,16 x. x (/24) пара адресов между шлюзом и контроллером.

Различия между шлюзами V1 и G2

Основными отличиями Gateway V1 и V2 являются добавление реляционной базы данных (PostgreSQL) для большей гибкости и контроля обновлений, в отличие от предыдущего использования только BIND для "базы данных", добавление как административного, так и веб-интерфейса конечного пользователя для регистрации, который ранее обрабатывался через командные строки администраторами системы Gateway V1, устранение требования к статическим публичным IP-адресам для шлюзов и возможность программного обеспечения использовать полностью квалифицированное доменное имя для поиска и связи с сервером доверия, что позволяет использовать опции избыточности / перехода на отказ для администраторов сервера доверия. Наконец, была добавлена функция под названием "multicast", чтобы администраторы могли предоставить пользователям специальное "имя", к которому они могут перенаправлять вызовы, которые будут отправлять их передачи до десяти других ретрансляторов D STAR одновременно. При сотрудничестве между администраторами может быть создана "группа мультикаст" для нескольких ретрансляторов сетей или других событий. Еще одна дополнительная особенность Gateway G2 - возможность использования "суффиксов" призыва, приложенных к призывному знаку пользователя, аналогично ретрансляторам и шлюзам в оригинальной системе, которые позволяют осуществлять прямую маршрутизацию к радио конкретного пользователя или между двумя радио пользователей с одним и тем же базовым призывным знаком, используя 8-е наиболее значимое поле призывного знака и добавляя букву к этому местоположению, как в процессе регистрации шлюза на веб-интерфейсе, так и в самих радиостанциях.

Программное обеспечение управления шлюзом V1

Программное обеспечение Gateway V1 было похоже на Gateway G2, и использовало ОС Fedora Core 2+ или Red Hat Linux 9+ на машине Pentium со скоростью 2,4 ГГц или быстрее.

IrcDDBGateway (Путеводитель)

Программное обеспечение Gateway, разработанное Джонатаном Найлором, G4KLX, имеет большую сеть ретрансляторов и пользователей и используется бывшими пользователями Gateway G2, поскольку система G2 является закрытым исходным кодом, поддерживает только ретрансляторы Icom и работает на Centos 5. x, срок службы которого истечет в марте 2017 года. ircDDBGateway работает в сетях ircDDB и QuadNet2 и лицензируется под лицензией GPL 2.0. ircDDBGateway поддерживает контроллеры и ретрансляторы Icom, а также ретрансляторы домашнего производства и горячие точки (простые точки доступа). Он предоставляет больше возможностей для связи и маршрутизации через шлюзы V1 и G2. ircDDBGateway может работать на различных дистрибутивах Linux и версиях Microsoft Windows. Компьютерные требования могут быть простыми, как Raspberry Pi.

DStarGateway (открытие)

Рефакторинг ircDDBGateway, разработанный Geoffery Merck F4FXL. Известно, что поддерживает ретрансляторы Icom 3-го поколения.

Дополнительное программное обеспечение

Существуют различные проекты для администраторов шлюзов, чтобы добавить программное обеспечение "добавление" к своим шлюзам, включая самый популярный пакет под названием "dplus", созданный Робином Катшоу AA4RC. Большое количество систем Gateway 2.0 предлагают услуги, добавленные этим программным пакетом для их конечных пользователей, и пользователи привыкают к этим функциям. Особенности включают возможность непосредственного подключения систем, "голосовую почту" (в настоящее время это один почтовый ящик), возможность воспроизведения/записи звука к и от ретрансляторов, подключенных к шлюзу, и самое важное, возможность для пользователей DV Dongle общаться из Интернета с радиопользователями на ретрансляторах. Часто существует заблуждение среди пользователей и системных администраторов о том, что системы Gateway 2.0 по умолчанию имеют эти функции от dplus, что свидетельствует о популярности этого программного обеспечения. Разработка программного обеспечения Dplus имеет активную последовательность, и работают над такими функциями, как множественные соединения ретранслятора / системы, аналогичные типу связывания, выполненному другими популярными системами связывания ретрансляторов (IRLP и EchoLink).

Репетеры D-STAR, не Icom

Первый в мире ретранслятор, не являющийся Icom D Star, был разработан KB9KHM с использованием адаптера GMSK Node, разработанного Сатоши Ясудой, и программного обеспечения DVAR Hotspot, разработанного KB9KHM в 2008 году. Этот ретранслятор может связываться через Интернет с другими ретрансляторными шлюзами и рефлекторами Icom через D Plus. Он не поддерживал маршрутизацию по вызову или маршрутизацию слэша через сеть K5TIT G2. Первый ретранслятор D STAR, не поддерживающий сеть K5TIT G2 и D Plus, GB7MH, был запущен 10 сентября 2009 года в Западном Сассексе, Англия. В ожидании установки линии DSL ретранслятор подключается к Интернету через 3G-донгл от оператора сети "Три". Система построена вокруг адаптера узлов GMSK Сатоши Ясуды, мини-системы ITX с CentOS 4, ретранслятора Tait T800 и кода G2, написанного G4ULF. Поддерживаются все обычные функции G2, такие как маршрутизация по вызову, связь D Plus и DPRS через D STAR Monitor. Сегодня домашний ретранслятор D STAR можно построить с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом, использовавшегося коммерческого радиооборудования и компьютера. Одна группа, выступающая за строительство домашних ретрансляторов D STAR, - Free Star. Free Star - это экспериментальный подход к реализации нейтральной для поставщика и с открытым исходным кодом цифровой коммуникационной сети для любительского радио. GB7LF в Ланкастере, Великобритания, был запущен в мае 2009 года и был преобразованным ретранслятором Tait. Ему предшествовали два других в Уэстон Супер Маре, Великобритания, а также еще один в Стаффордшире, Великобритания.

Журнал

ARRL: QST Icom IC 2820H Dual Band FM Transceiver Vol 91 No 11 ноября 2007 Страница 74, Стив Форд, WB8IMY делает обзор IC 2820H Dual Band FM Transceiver. RSGB: RadCom март 2008 (Vol 83 No 03) обзор Icom IC E2820 приемопередатчика и обзор D STAR. CQ VHF: D STAR в юго-восточной части США, Грег Сарратт, W4OZK, (частично), https://web. Архив. (англ.) org/web/20080913225308/http://www. - Да, это так. Ком/Д StarWin08. html Обзор N1IC по Icom ID 51 http://nicktoday. com/icom id 51 id 51a первый быстрый обзор/