Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

Eftir Vilhjálm Í. Sigurjónsson, TF3VS.

RTTY

RTTY ( R adio T ele ty pe) er samskiptaháttur þar sem vélbúnaður er notaður bæði til sendingar og mótttöku og er notast við sk. Baudot kóta (sjá nánar hér að neðan).
Amatörar tóku þessa tækni í notkun á 5. og 6. áratugi síðustu aldar þegar nokkurt framboð varð af umframtækjum frá herveldunum. Tækin voru stór og fyrirferðarmikil, innskriftarborð til að slá inn textann og svo prenteining með pappírsrúllu í móttökuhlutanum. Ég hygg að ÍRA hafi eignast eitt slíkt tæki snemma á 8. áratuginum og er kannski enn til einhversstaðar í geymslu. Með tölvuöldinni tekur svo við liprara innskriftarborð og jafnframt skjár til að birta mótttökuna, en með aukinni tölvunotkun færist rittíið svo alveg inn í tölvuheiminn, fyrst með sérstökum mótöldum (Kam, Hamtronics og fl.) en eftir því sem tölvubúnaður verður öflugri verður æ algengara að nota bara hljóðkort til að sjá um yfirfærsluna.
RTTY sending er svokölluð FSK ( F requency S hift K eying) þar sem skiptist á svokallað mark og bil í sendingu. Þetta eru í raun tveir tónar. Bil-tónninn er lægri og svo þegar mark biti er sendur er skipt í hærri tón, og síðan til baka í bil-tóninn. Venjulegt bil á milli tónanna hjá amatörum er 170Hz, en önnur kerfi nota önnur bil, t.d. 425 Hz og 850Hz. Í mörgum tilvikum er þó notað svokallað AFSK ( A udio F requency S hift K eying), en þá er tónninn sendur um hljóð(nema)inntak stöðvarinnar sem misháir tónar. Niðurstaðan er þó ein og hin sama, móttökustöðin skynjar boðin á sama hátt hvor aðferðin sem notuð er. Þessi gerð mótunar er auðþekkt á hljóðinu þótt ekki sé hægt að "lesa" hana með því einu að hlusta.
Nokkuð mikilvægt er að móttökustöð sé stillt sem best inn á rétta tíðni ef villur eiga ekki að vera of miklar og er (öllu heldur var) algengt að senda runu af R og Y til skiptis á undan sendingu til að auðvelda stillingu. RYRYRYRY er valið vegna þess að það sendir stöðugasta og nær samhverfa sendingu af bil- og mark-bitum og verður því auðveldast fyrir mótttakandann að stilla inn áður en hin eiginlegu skilaboð eru send. En jafnvel þótt stöðin sé hárrétt stillt inn er það ekki trygging fyrir því að lesturinn verði réttur, RTTY er langt frá því að vera villufrí sending og getur margt í skilyrðunum valdið því að sending verður tor- ill- eða jafnvel ólæsileg. Ný stafræn meðhöndlun (DSP) sem nýtir hljóðkort (t.d. MMTTY) til að lesa RTTY nær þó oftast miklu betri árangri en gömlu hliðrænu tækin.
Baudot kótinn sem notaður er í RTTY er 5 bita, en það þýðir að hámarksfjöldi tákna er ekki nema 32. Með öðrum orðum þegar stafur er sendur er aðeins um 32 mismunandi möguleika að velja, en eins og allir sjá er það ekki nægilegt til að rúma bókstafina sem þarf að nota, stýritáknin (eins og t.d. boð um nýja línu) auk tölustafanna.
Lausnin er bæði einföld og flókin. Tölustafirnir eru teknir úr annarri stafatöflu, ekki ósvipað og þegar ýtt er á SHIFT á lyklaborði eða ritvél. Eitt táknanna 32 er einmitt merki um að nú skuli skipt í tölustafi og greinarmerki, og svo er tákn sem merkir að snúið skuli til baka í bókstafatöflunna. Á þennan hátt er hægt að fá um 60 tákn (ekki alveg 64 því það er svolítil skörun í töflunum, t.d. orðabil í báðum, línuskiptiskipun og fl.) Þessi táknafátækt veldur svo því að ekki er rúm fyrir bæði lítinn og stóran bókstaf (26 stafir x 2, + tölustafir og greinamerki + stýritákn er þó nokkuð meira en 64) þannig að í RTTY sendingu eru bara notaðir upphafsstafir.
Í venjulegri notkun þarf ekki að velta því fyrir sér úr hvorri töflunni verið er að senda, tækin sjá um það sjálf að senda viðeigandi skipun á undan, en í tölvu-móttökuforritunum eru skipanahnappar til að breyta um ham, þannig að ef tómt rugl rennur yfir skjáinn er ráð að smella á þá og gefa forritinu skipun um úr hvaða töflu skuli ritað.
Það væri hægt að nota svokallaðan ASCII kóta, sem rúmar 128 tákn og nota þá bæði litla stafi og stóra. Allar tölvur í dag nota svokallað aukið ASCII stafasett sem rúmar 256 tákn, sem einnig mætti nota. Það myndi þó bæði hægja á sendingunni og einnig er að hefðin er sterk og það er ófrávíkjanlegt að RTTY sendingar nota gamla Baudot kótann, hvort sem er á milli amatöra eða í viðskiptalegum sendingum.
Margir spáðu RTTY-inu endalokum þegar ýmsar nýjar aðferðir litu dagsins ljós, en með almennri tölvuvæðingu, skemmtilegum forritum í einkatölvum og nýtingu hljóðkorta virðist RTTY hafa gengið í endurnýjun lífdaga og er verulega algengt á böndunum í dag þrátt fyrir alla annmarka og galla.

Amtor

Amtor er eiginlega endurbætt gerð af RTTY. Nafnið er leitt af skammstöfuninni AM ateur T eleprinting O ver R adio og er þróað út frá sk. SITOR (Simplex Telex Over Radio) kerfi sem varð til á 8. áratugnum en það var einmitt Peter Martinez, G3PLX, sem aðlagaði Sitor kerfið á 9. áratuginum fyrir amatöra. Reyndar vill hann ekki gera mikið úr þeirri aðlögun sjálfur og í nýlegum tölvupósti lét hann þess getið að hann hefði trúlega fyrstur reynt þessa aðferð í amatörradíói og nafnið sé frá honum komið en aðferðin hafi þegar verið til staðar.
Aðalendurbótin er að einföld leiðréttingartækni er innbygði í kerfið og er það því mikið öruggara en RTTY, sérstaklega við slæm skilyrði á HF böndunum, en sending er ekki óyggjandi villulaus og því ekki nothæf til að koma gögnum á borð við nákvæmar upplýsingar eða forrit á milli stöðva.
Tveir hættir eru notaðir í Amtor, ARQ og FEC
Í ARQ ( A utomatic R epeat Q uery) hætti, sem stundum er kallaður háttur A er sendingunni skipt niður í 3 stafa sneiðar. Hver stafur er 5 bitar, eins og í RTTY, en þar að auki eru 2 stýribitar með hverjum staf og þar að auki er því þannig fyrir komið að hver stafur er 4 markbitar og 3 bil. Ef eitthvað annað berst veit mótttökustöðin að villa er í sendingunni.
Móttökustöðin sendir kvittun fyrir hverjum 3 stafa hópi sem berst og ef hann er eðlilega uppbyggður er sent ACK (ACKnowledge) merki annars er sent NAK (Negative AcKnowledge) merki, og þá sendir sendistöðin stafina 3 aftur. Þeir sem hafa Amtor forrit hafa reyndar einnig að öllum líkindum svokallaðan hlustaraham sem er til þess að fylgjast með sendingum án þess að taka þátt í þeim, en þá sendir stöðin náttúrlega ekki boð þótt villa greinist í móttöku.
Í FEC hætti ( F orward E rror C orrecting) sem stundum er kallaður háttur B sendir sendistöðin hvern staf tvisvar. Þetta er gert til þess að margar stöðvar geti tekið samtímis á móti sendingu og þá gefa móttökustöðvarnar ekki til kynna hvort boðin bárust villulaust. Mótttakan fer svo þannig fram að ef sami stafurinn kemur tvisvar er hann prentaður, en annars er prentað villutákn. Hljóðið í þessari sendingu er að heyra líkari venjulegri RTTY-sendingu en A-hátturinn. Til þess að samhæfa móttökustöðvarnar sendistöðinni hefst hver sending á nokkrum 'fösunarpörum' og eru þau svo send með reglulegu millibili, jafnvel þótt ekki sé verið að senda nein önnur gögn. FEC hátturinn er öllu áreiðanlegri en venjulegt RTTY, en þó ekki eins áreiðanlegur og ARQ.
Amtor ber mark sitt af tækni 7. áratugarins, s.s. takmörkuðu stafasetti og 100 bás hámarkssendihraða, sem miðaðist við vélbúnað fjarritanna. Þótt villuleiðréttingarnar væru mikil bót frá venjulegu RTTY eru þær samt ekki alveg áreiðanlegar. Það er nær að tala um að AMTOR hafi villufækkun fremur en villuleiðréttingu.

Packtor (I)

Með tölvuvæðingunni breyttust allir möguleikar til samskipta frá tæki til tækis. Eins og áður er getið kom Amtor aðferðin fram með villufækkun en það nægði engan veginn og þróunin hélt áfram. Tölvuöld var gengin í garð og þá var komið að villulausri sendiaðferð og komu menn þá fram með það sem fékk heitið Packtor (stundum nú kallað Packtor I, vegna þess að seinna kom fram Packtor II).
Packtor aðferðin hefur alla kostina sem Amtor hefur, t.d. notar gagnasneiðar sem kvittað er fyrir, og litla bandbreidd, undir 600Hz. En munurinn er samt mikill. Stafasettið er orðið fullt ASCII þannig að hægt er að senda hverskyns gögn í raun, gagnaþjöppun er nýtt (Huffman algrím), hraðinn er miklu meiri (allt að 4-faldur miðað við Amtor) og öryggið ólíkt betra, má segja að sendingin sé villulaus því pakkar eru endursendir þar til þeir hafa borist óskemmdir.
Sendihraðinn er misjafn og fer það eftir ástandi og skilyrðum. Hver gagnasneið tekur 1.25 sekúndur í sendingu og er samsett af inngangi, gögnum, stýritáknum og tékksummu. Ef skilyrði leyfa er sendihraðinn 200 bás, annars 100.
Sérstök Pactor tæki (tölvuspjöld eða utanáliggjandi tæki) hafa verið smíðuð og hafa þau venjulega einnig möguleika á að senda og taka á móti bæði RTTY og Amtor af samhæfingarástæðum.
Packtor (II)
Enn heldur þróunin áfram. Með öflugri og ódýrari örtölvum var Packtor mótunin endurbætt og fram kom aðferð sem kallast Packtor II. Við þá þróun var haft í huga að aðferðin yrði ekki bara hraðvirkari en áður þekktist heldur einnig að áreiðanleikinn í sendingu/móttöku yxi samhliða og jafnframt að fullkomin villuleiðrétting væri til staðar. Tækin sem nýta hana eru jafnframt ævinlega samhæfð við gamla Packtor og hefjast öll samskipti á því að stöðvarnar kanna (sjálfvirkt) með FSK mótun hvort báðar ráða við Packtor II, ef svo reynist er skipt yfir, annars halda samskiptin áfram í venjulegum Packtor. Packtor II er ekki nema að hluta til FSK mótun, þegar hin raunverulegu samskipti fara fram er skipt í mikið flóknari fasamótunaraðferð sem ekki verður lýst hér.
Gagnasneiðarnar eru byggðar upp á svipaðan hátt og í eldri mótuninni, oftast er sneiðin 1,25 sek að lengd og er byggð upp úr grunneiningunum fjórum, inngangi, gögnum, stýritákni og tékksummu. Hámarksvegalengd á þennan hátt sem hægt er að halda uppi fjarskiptum er um 20.000 km, en svo er hægt að skipta yfir í 'long-path mode' og eykst þá sneiðartíminn í um 1,4 sek og hámarksfjarlægðin verður 40.000 km.
Bandbreiddin sem notuð er, er undir 500 Hz (það var talið skipta máli að halda sig við 500Hz hámark vegna þeirra fjölmörgu stöðva sem hafa 500Hz síur innbyggðar, svo nýta mætti þær). Hámarkssendihraðinn er 800 bás, en þegar tekið er tillit til sjálfvirkrar innbygðrar gagnaþjöppunar í sendingu má segja að hraðinn sé yfir 1200 bás. Þetta er því hraðvirkasti samskiptamáti sem þekkist á stuttbylgju enn, og ekki nóg með það heldur jafnframt sá öruggasti. Það er víst óhætt að fullyrða að hægt sé að koma texta og gögnum á milli með Packtor II þótt engin önnur mótun gefi kost á sambandi. Einn stór ókostur er þó við mótunina, hún er bundin einkaleyfi og því kosta tæki sem nýta hana verulega meira en önnur (lakari) því greiða verður leyfisgjald til að geta sent á þennan hátt.

GTOR

Stöðug þróun hefur verið í aðferðum til að senda gögn með fjarskiptum og einn áfanginn á þeirri vegferð er GTOR (Golay-TOR). Sú aðferð er þróuð af Kantronics fyrirtækinu, en það framleiddi og seldi vinsæl TNC tölvu/radíó tengi (Kam) sem höfðu innbyggt Packtor, en þeim fannst það ekki nógu áhrifaríkt og öruggt. Þeir hófust því handa við að endurbæta tækin og útkoman varð Kam plus TNC með hinum nýja GTOR hætti. Má segja að fyrirtækið hafi með því tekið hina öflugu og sérhæfðu tækni herveldanna til fjarritunar og aðlagað að tiltölulega ódýrum amatör-tækjum.
Aðalkostir GTOR er stóraukinn hraði í sendingu og ótrúleg villuleiðrétting ásamt því að vera á viðráðanlegu verði fyrir almenning. Gagnaþjöppun er innbyggð í háttinn (Huffman) og þar að auki er breytilegur hraði þannig að tækin sem "tala saman" leitast við að halda hámarkshraða en lækka hann ef sambandið er erfitt og geta því ýmist verið á 300, 200 eða 100 bás. Sendingin er venjuleg mark/bil sending eins og RTTY.
Það er margt líkt með GTOR og AMTOR, t.d. hefur það bæði ARC og FEC hátt og öll notkun er sambærileg. Hinsvegar skilur margt þá að, GTOR hefur fullt ASCII stafasett og ótrúlegt öryggi.
Það þótti verulega eftirtektarvert að þegar amatörar prófuðu fyrstu sendingarnar á GTOR var tæplega 10 þúsund stafa texti sendur milli Kansas og Californiu, villulaus, og tók sendingin aðeins röskar 5 mínútur á 20m bandinu. Þegar að lokinni þeirri sendingu var sami texti sendur með Packtor og tók sú sending rúmar 20 mínútur. Næstu daga sendu þeir í tilraunaskyni yfir milljón bæti sín á milli og öll villulaus.
Helsti gallinn við GTOR, ef galla skyldi kalla, er að það er bundið við tæki frá þeim framleiðendum sem "eiga" háttinn og liggur því ekki á lausu í forritum t.d. fyrir hljóðkort.

Clover

Clover var sérstaklega þróað með það í huga að búa til gagnasamskiptamáta sem væri villufrír og stæðist vel mismunandi truflanir á fjarskiptunum. Hér er ekki um mark/bil sendingu að ræða heldur er 4 tóna samtvinnaða mótun, þar sem samtímis er notast við blöndu af tíðni- fasa- og styrkmótun. Þar við bætist að með hverri gagnasneið fylgir símat á "signal to noise" hlutfallinu og fasahliðrun og þar að auki á hversu mikið þarf að leiðrétta sneiðina á móttökustað. Hver gagnasneið er síðan send með tilliti til afdrifa þeirrar næstu á undan og þannig getur sendingin verið síbreytileg eftir því sem skilyrðin breytast.
Sendihraðinn í Clover getur því verið afar misjafn eftir skilyrðum, eða frá um 125 bps upp í 750. Clover nýtir fullt aukið ASCII stafasett (alla stafi sem tölvan hefur til umráða) án nokkurra tilfæringa, þannig að í raun er hraðinn 10-70 bókstafir á sekúndu, allt eftir aðstæðum.
Með hverri gagnasneið í Clover fylgja svo "Reed-Solomon" leiðréttingargögn, en það er nákvæmlega sama aðferð og notuð er á geisladiskum, bæði í tölvum og hljómtækjum. Fyrir vikið er hægt að leiðrétta í móttöku fjölmargar villur sem myndast í sendingunni og það er einungis þegar sú aðferð bregst að þörf er á að senda gagnasneiðina aftur. Þetta veldur því að miklu færri sneiðar þarf að endurtaka en t.d. í Amtor og Packtor, þar sem sérhver minnsta villa veldur endursendri gagnasneið.
Hver sendingareining í Clover er 6 sneiðar, hver um sig 255 bæti. Móttökutækið hefur möguleika á að geyma sneiðarnar og ef óafturkræf villa er í einhverri sneiðinni eru þær sneiðar sem eru réttar sendar áfram í tölvuna þar til komið er að gallaðri gagnasneið, þá er send beiðni um endursendingu, en réttar sneiðar sem á eftir eru í röðinni geymdar uns þær sem á milli eru hafa verið mótteknar og þannig er allt sent í tölvuna í réttri röð. Þannig þarf ekki að senda aftur allar 6 sneiðarnar sem mynda sendingarrunu heldur bara gallaða bútinn.
Enn er einn kostur Clover ótalinn, og það er að sendingin er tvívirk, ekki þarf að bíða eftir að sendistöð hætti til að hægt sé að senda á hana, þannig að ólíkt bæði Amtor og Packtor getur hvor stöðin sem er sent hvenær sem er! Vegna þess að sendingin er algerlega villulaus og nýtir þar að auki 8 bita stafasettið er hægt að senda hvaða tölvugögn sem er með þessum hætti, þar með talin forrit og myndir.
Bandvíddin sem Clover tekur er aðeins 500Hz að 50dB undir hámarks merkisstyrk, þannig að hægt er að raða Cloversendingum á bandið með 500Hz millibili án truflanahættu. Það er mikill munur eða á t.d. Amtor sem þarf heilt kílórið milli stöðva, Packtor sem þarf 1,5 og HF pakket sem þarf 2 KHz

Packet

Gagna-pakkasendingar um þráðlaus fjarskipti hafa átt sér stað allt frá því um 1965, en í amatörheiminum komst það þó ekki í gagnið fyrr en seint á áttunda áratugnum. Sami háttur er á hvort sem um HF eða VHF sendingar er að ræða og er notast við svokallaðan AX.25 staðal, sem er útfærður X.25 (síma) staðall. Sendingin er tvítóna en gögnin eru send með gagnapökkum, sendihraðinn er fastur, 300 bás (1200 reyndar til á 10m og jafnvel enn hærri á VHF/UHF). Pakkinn samanstendur af 256 bætum, 8 bita ASCII. Pakkinn byrjar með 1 bæti sem upphafsmerki, þá 3 bæti sem auðkenni pakkans, 1 stýribæti og svo koma gögnin. Pakkinn endar síðan með 2 bæta tékksummu og að lokum 1 lokabæti.
Það voru upphaflega amatörar í Vancouver í Kanada sem hófu tilraunir með pakket og um 1980 bættust Bandaríkjamenn frá Tucson í Arizona í hópinn. Þetta var þröngur hópur sem stóð að fyrstu tilraununum sem snerust ekki bara um að finna bestu aðferðirnar, heldur einnig að hanna og smíða tengieininguna sem tengdi stöðina við nettenginguna. Kallast það á ensku TNC, eða Terminal Node Controller og gegnir svipuðu hlutverki og netkort í tölvu.
Tucson hópurinn hannaði TNC smíðasett fyrir amatöra og nefndust þau ásamt útfærslunni á sendingunni TAPR (Tucson Amateur Packet Radio). Þótti það byltingarkennt um 1985 þegar þeir höfðu selt yfir 1000 sett, en síðan þá hefur þetta tekið miklum framförum og er talið að hinir ýmsu framleiðendur TNC eininga hafi nú selt yfir 100.000 tæki.
Mikilvægur eiginleiki pakketsins er að hver og ein stöð sem er tengd getur virkað sem sjálfvirkur endurvarpi, og er það kallað "digipeater" á ensku. Á þann hátt er hægt að koma boðum langan veg, þótt upphafs og endastöðin hafi ekki möguleika á að tala beint hvor við aðra. Jafnframt veldur þetta því að þótt ein stöð eða fleiri detti út eru samt miklar líkur á að boðin komist til skila. Þetta má setja upp á sjálfvirkan hátt en amatör getur líka tekið fram þegar hann tengist annarri stöð að það eigi að fara gegnum tiltekna eða tilteknar stöðvar. T.d. má nefna að þegar undirritaður í Kópavogi tengdist við TF3NOS sem var staðsett í Háskólanum var það með stöð TF3EJ í Garðabæ sem millilið.
Þótt mörgum finnist sjálfgefið að amatörar tengist hver öðrum til að spjalla saman er það samt ekki svo þegar pakketið á í hlut. Möguleikarnir eru nefnilega miklu víðtækari heldur en fyrir venjulegt QSO og kemur það af hluta til vegna þess að með pakketinu er búið að nettengja stöðvarnar saman, rétt eins og á hverju öðru tölvuneti. Enda hefur það farið svo að amatörstöð sem tengd er um pakket hefur margra kosta völ.

  • Pósthólf; amatörinn á sitt eigið pósthólf, aðrar stöðvar sem þekkja kenni stöðvarinnar geta sent skilaboð hvort sem hin stöðin er í loftinu eða ekki. Þegar tengingu er síðan komið á getur amatörinn sótt skilaboðin sem liggja í hólfinu, og svarað. Þetta þekkja allir í dag frá tölvupósti af internetinu.
  • Almenn skilaboð; amatörinn getur sent skilaboð á svokallaðar korktöflur (BBS: bulletin boards) og allar stöðvar sem tengjast því neti sem hýsir töfluna geta lesið öll skilaboð sem þangað eru send - og svarað eða sent ný.
  • Ýmis þjónusta; s.s. kallbækur og skrár. Þetta var algengara áður fyrr þegar sjaldgæfara var að amatörar hefðu heilu kallbækurnar á geisladiskum í tölvum sínum, en er samt í fullu gildi enn þann dag í dag.
  • Sambandsupplýsingar; Amatörar sem ná sambandi við sjaldgæfa stöð senda upplýsingar um það um pakketið og birtast þær í þar til gerðum forritum sem kallast "cluster" forrit á ensku. Aðrir amatörar geta verið með forritið opið og séð hvað um er að vera, farið á þá tíðni sem er nefnd og reynt að ná sambandi. Þetta er keyrt víða um allan heim allan sólarhringinn, en er þó mest notað þegar keppni stendur yfir.
  • Staðsetningar og ferilvöktun; Þetta nefnist á ensku Automatic Packet Reporting System, eða APRS og er best þekkt þegar GPS staðsetningartæki er tengt við talstöð, sem sendir upplýsingar með pakketi til móðurstöðvar. Á þann hátt er hægt að sýna á landakorti hvar farstöðin er stödd.
  • Tenging við internetið, um pakketið er hægt að tengjast internetinu um allan heim. Amatörar eiga sitt eigið internet, sem er að hluta flutt um fjarskipti á milli tölva, og í sumum löndum tengist það almenna internetinu. Á þann hátt geta amatörar tengst með fjarskiptum ýmsum sem ekki eru að nota talstöðvar, heldur venjulegar tölvur tengdar á netið. Víða er treyst á þessa nettengingu á neyðartímum þegar landlínur bregðast, en amatörar geta haldið tölvunetum gangandi um stöðvar sínar.
  • Miðlun gagna; Hér er bæði um að ræða skilaboðaþjónustu á neyðartímum, veðurupplýsingar og ýmsa þjónustu sem amatörar veita hver öðrum og ekki síður almenningi.
  • Gervihnattasamskipti; Mörg gervitungl sem amatörar hafa aðgang að hafa BBS kerfi, og geta þá amatörar sent boð í tunglið og aðrir lesið það síðar á ferlinum. Yfirleitt geymast slík boð í gervitunglunum í sólarhring. Þá geta amatörar stundum sótt upplýsingar í gervitunglin, s.s. hlaðið niður myndum sem tunglið hefur tekið af jörðinni. Þótt gervitunglin noti flest AX.25 eru notuð sérhæfð forrit til þessara samskipta.
  • Venjulegt QSO, frá lyklaborði til lyklaborðs; þrátt fyrir allar tæknibrellurnar og tölvubrögðin er auðvitað einnig hægt að nota pakketið til venjulegra samskipta þar sem báðir amatörarnir sitja samtímis við tölvur sínar.
  • No labels