Радиосвязь


Перейти к содержанию

Главное меню:


Цифровая система радиосвязи D-STAR

Применение радиосвязи > D-Star

Цифровая система радиосвязи D-STAR

О технологии D-STAR

Технологию D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio) разработал ICOM в тесном сотрудничестве с японской радиолюбительской лигой JARL (Japan Amateur Radio League) с целью развития цифровых радиолюбительских технологий. Технология предназначена для трех видов связи: для связи голосом, для медленной передачи данных (1200 бит/с), и для скоростной передачи данных (128 000 бит/с). Связь голосом доступна в трех диапазонах 144 / 430 / 1200 МГц, передача данных со скоростью 1200 бит/с идет в том же канале что и голос, причем голос и данные могут передаваться одновременно, так как скорость канала 4800 бит/с делится между голосом (3600 бит/с) и данными (1200 бит/с). Передача данных со скоростью 128000 бит/с возможна только в диапазоне 1200 МГц.
Особая привлекательность этого протокола состоит в том, что D-STAR — открытый стандарт. Это означает, что любой желающий может выпускать оборудование или программное обеспечение совместимое с D-STAR без оплаты патентных или лицензионных прав кому-либо.

О технологии D-STAR

Технологию D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio) разработал ICOM в тесном сотрудничестве с японской радиолюбительской лигой JARL (Japan Amateur Radio League) с целью развития цифровых радиолюбительских технологий. Технология предназначена для трех видов связи: для связи голосом, для медленной передачи данных (1200 бит/с), и для скоростной передачи данных (128 000 бит/с). Связь голосом доступна в трех диапазонах 144 / 430 / 1200 МГц, передача данных со скоростью 1200 бит/с идет в том же канале что и голос, причем голос и данные могут передаваться одновременно, так как скорость канала 4800 бит/с делится между голосом (3600 бит/с) и данными (1200 бит/с). Передача данных со скоростью 128000 бит/с возможна только в диапазоне 1200 МГц.
Особая привлекательность этого протокола состоит в том, что D-STAR — открытый стандарт. Это означает, что любой желающий может выпускать оборудование или программное обеспечение совместимое с D-STAR без оплаты патентных или лицензионных прав кому-либо.




Цифровой сигнал D-STAR обеспечивает аналогичное качество сигнала при существенно меньшей занимаемой полосе спектра по сравнению с нецифровыми аналогами (АМ, ЧМ, ОБП). Если уровень сигнала выше минимального порога и отсутствует многолучевое распространение, то качество принятого сигнала будет выше, чем аналогового сигнала той же мощности. Качество FM сигнала постепенно ухудшается при перемещении пользователя от источника сигнала, D-STAR поддерживает постоянное качество сигнала до определённого предела, но потом просто сигнал пропадает. Эта особенность присуща не только D-STAR сигналу, но и любой другой цифровой информационной системе и это демонстрирует тот порог, при котором сигнал уже невозможно исправить.

В 1999 году конструкторы и разработчики радиоэлектронной аппаратуры связи занимались поисками новых путей внедрения цифровых технологий для радиолюбителей. Этот процесс был профинансирован правительством Японии и в содружестве с Японской радиолюбительской Лигой (JARL). В результате научных исследований в 2001, спецификации D-STAR протокола были опубликованы и компания ICOM приступила к строительству новых цифровых технологий, предлагая необходимые аппаратные средства, для внедрения этой технологии в радиолюбительские массы.
В сентябре 2003 года ICOM принял на работу Matt Yellen, KB7TSE (в настоящее время — K7DN) для осуществления планов по разработке и внедрению технологии D-STAR на американском континенте.
В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR, а ICOM начал их внедрять в новые радиостанции.
Первое D-STAR QSO через спутник было между Майклом, N3UC, FM-18 из Haymarket, штат Вирджиния и Робином (AA4RC) EM-73 из Атланты, штат Джорджия. Они работали через микро-спутник AMSAT AO-27 в 2007 году. Операторы использовали различные режимы при передаче информации с использованием трансиверов ICOM, но всё же испытывали небольшие трудности с доплеровским сдвигом во время проведения QSO.
По состоянию на конец 2009 года в мире уже насчитывалось около 10 800 D-STAR пользователей, которые общаются друг с другом через D-STAR ретрансляторы, которые в свою очередь соединены между собой через сеть Интернет с использованием шлюзов G2. Общее число шлюзов G2 достигло цифры 550 шт. Обратите внимание, эти цифры не включают тех пользователей, которые работают через D-Star репитеры в зоне их радио видимости, или работающих через D-STAR ретрансляторы, которые не подключены к Интернет.
Запуск первого D-STAR микро-спутника намечен на октябрь 2010 года. Название спутника — OUFTI-1 «CubeSat». Он построен группой бельгийских студентов из университета Льежа и Айзил (Эколь де-ла-де провинции Льеж). Название спутника является аббревиатурой от Orbital Utility для телекоммуникационных инноваций. Цель этого проекта — разработка и накопление опыта при эксплуатации подобного класса спутников. Вес спутника — 1 кг и он будет использовать в своей работе радиолюбительские диапазоны — UHF (для UpLink) и VHF (для DownLink).

Структурная схема Базовой станции D-STAR



Нынешняя система D-STAR способна соединить вместе все глобальные и локальные ретрансляторы через Интернет используя при этом радиолюбительские позывные для маршрутизации трафика между корреспондентами. Узлы, как правило, связаны между собой по протоколам TCP/IP с использованием специального программного обеспечения шлюзов.
Спецификации D-STAR описывают два радиоинтерфейса — DV и DD. DV (Digital Voice) использует полосу спектра в 6.25 КГц для потоковой передачи голоса на скорости 4800 бод. Из всей этой полосы 3600 бод используется для передачи данных кодека (2400 — непосредственно данные и 1200 — FEC) и оставшиеся 1200 бод — для передачи данных нескольких типов: передачу сообщения в 20 символов, сопровождающего вызов, данных о позиции станции GPS для системы APRS, либо данные с последовательного порта станции. DV использует участки на радиолюбительских диапазонах 2 м (VHF), 70 см (UHF) и 23 см (1,2 ГГц).
Режим DD (Digital Data) предусматривает пакетную передачу данных с использованием кадров Ethernet на скорости 128 Кбод и использует полосу спектра в 125 КГц в диапазоне 23 см (1,2 ГГц). Фактически данные режим позволяет передавать данные сетей TCP/IP поверх радиоинтерфейса D-STAR. Использование данного режима слабо распространено, его поддерживает только оборудование ICOM: трансивер ID-1 и репитерный модуль ID-RP2D. Так же следует отметить, что согласно российскому Регламенту службы радиолюбительской связи присоединение к сетям общего пользования запрещено, данный канал не может использоваться для предоставления доступа к ресурсам сети Интернет. В то же время регламент не запрещает использовать технологию для организации собственных частных сетей, таких как, например AMPRNet на условиях неиспользованния средств шифрования.
Наиболее интересно использование технологии D-STAR вкупе с наземной инфраструктурой — узлами доступа (аналогично базовым станциям сотовых сетей) и опорной инфраструктурой (серверами, реализующими те или иные услуги). Все это позволяет превратить простой цифровой радиоканал в удобную радиолюбительскую сеть с набором сервисов, таких как избирательные вызовы используя позывной сигнал адресата вызова, что позволяет провести связь с корреспондентом вне зависимости от его месторасположения, групповые вызовы (внутри зоны действия узла, либо распределенные — STARnet), общие вызовы через сервера конференций (рефлекторы), интеграция с APRS и так далее.

Каждый узел сети является стационарной автоматической цифровой радиолюбительской станцией, которой присвоен позывной сигнал опознования, соответствующей радиолюбительской службе связи. Как и любая радиолюбительская станция, узел состоит из антенно-фидерного устройства, трансивера(ов), модема(ов) и компьютера, выполняющего роль контроллера/шлюза.

Оборудование D-STAR

Первым производителем, предлагающим оборудование D-STAR была компания ICOM. По состоянию на 30 декабря 2008, некоторые другие производители радиолюбительского оборудования решили также включить элементы D-STAR технологии в выпускаемую ими аппаратуру связи. Так компания Kenwood выпустила несколько ребрендинговых моделей трансиверов ICOM под своей торговой маркой и продавала эти трансиверы только в Японии.

Наряду с оборудованием для конечных пользователей (радиостанции) компания ICOM выпускает также инфраструктурное оборудование для узлов. На текущий момент это комплекс RP2С. Комплекс состоит из контролера RP2C, модуля RP2V для поддержки режима DV в диапазоне 23 см, модуля RP2D для поддержки режима DD, двух модулей RP2L для реализации транкингового канала между узлами на оборудовании ICOM в диапазоне 10 ГГц и модулей RP2000V и RP4000V для поддержки режима DV в диапазонах 2 с и 70 см соответственно. Использование любых модулей за исключением RP2C опционально. RP2С имеет интерфейс Ethernet для взаимодействия с ПО шлюза.
К контроллеру RP2C есть возможность подключить шлюз, обеспечивающий выход из всех четырех репитеров в интернет. К одному шлюзу можно подключить несколько контроллеров (то есть несколько систем из одного или нескольких репитеров), в этом случае связь между контроллерами возможна на частоте 10 ГГц со скоростью 10 Мбит/с.

Следует так же отметить, что существуют радиолюбительские разработки Homebrew модулей репитеров, работающих через контролер RP2C.
Строить узлы на оборудовании ICOM — занятие достаточно накладное. В основном такие узлы распространены в США, где они разворачиваются местными радиоклубами.

Основной импульс к развитию инфраструктуры D-STAR и росту популярности данной технологии стала разработка конфигурации узлов на доступном недорогом радиолюбительском оборудовании. Для передачи радиосигнала могут использоваться практически любые трансиверы, имеющие на борту интерфейс для подключения пакетных модемов 9600. Для реализации узлов помимо трансиверов так же понадобятся недорогие модемы GMSK и компьютер.
Выбор ПО узлов в большей степени зависит от необходимого функционала. Оригинальным ПО для узлов на базе оборудования ICOM является по шлюза RS-RP2C. Данное ПО поддерживает работу только с оборудованием ICOM и реализует «приземление» трафика DD и услугу маршрутизации вызовов на базе технологии Trust Server. Функции таких шлюзов в значительной мере расширяются с помощью третьестороннего ПО, такого как dplus или ircddb-plugin. Так же существует масса другого ПО от независимых разработчиков, реализующий функцию шлюза, например WinDV, G4KLX или open_g2 от KI4LKF.

На текущий момент существует три основных протокола для взаимодействия узлов с серверами конференций: DPlus — разработанный AA4RC закрытый и жестко привязанный к сети US Trust, DExtra разработки KI4LKF и DCS от DG1HT как попытка усовершенствования DExtra. С точки зрения конечного потребителя все эти протоколы обеспечивают одинаковый сервис, по этому сравнивать их в рамках данной статьи не целесообразно.



В настоящее время ICOM выпускает следующее оборудование D-STAR:
радиостанции IC-E80D, IC-91A, IC-E92D, IC-91AD, IC-E91, ID-91, IC-92AD, IC-2820H, IC-V82, IC-U82, ID-31E, ID-51A, ID-51E, ID-80, ID-91, IC-2200H, ID-800D, ID-800H, ID-880D, ID-E880, ID-1;
цифровые ретрансляторы для передачи голоса на 144 / 430 МГц и данных на 1,2 ГГц: ID-RP2C (Контроллер репитеров для управления ID-RP2V, ID-RP2D, ID-RP2L и/или шлюзом ПК. Может поддерживать до 5 модулей репитеров и до 2 модулей транка.), ID-RP2V (1.2 ГГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2D (1.2 ГГц репитер цифровых данных), ID-RP2L (10 ГГц модуль транкового соединения между репитерами), ID-RP4000V (UHF 440 МГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2000V (VHF 144 МГц цифровой голосовой репитер);
приемники IC-PCR1500, IC-PCR2500, IC-R2500.

Начиная с апреля 2004 года ICOM начал выпускать новые трансиверы с «D-Star опциями». Первым коммерческим трансивером был двух метровый мобильный трансивер ICOM IC-2200H (P вых. = 65 Вт). В следующем году ICOM выпустила двух-диапазонный портативный трансивер с поддержкой технологии D-STAR. Тем не менее, в то время, ещё не было в продаже модуля UT-118, который был необходим для нормальной эксплуатации этих трасиверов в режиме D-STAR. Позже ICOM всё-таки начала продавать эти модули и они начали устанавливаться в каждый трансивер. В июне 2005 года редакцией журнала «QST ARRL» был опубликован обзор трансивера ICOM IC-V82 (P вых. = 7 Вт).

ICOM IC-U82 — 70 см однодиапазонный цифровой (voice) портативный трансивер. P вых. = 5 вт. Необходимо приобрести дополнительный D-STAR модуль.

В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR. ICOM, понимая, что изменения нужно внедрять, начала модернизировать выпускаемое оборудование. Как только изменения были опубликованы, ICOM объявила, что теперь она может выпускать новое оборудование с учётом изменений в стандарте D-STAR.

Первой полностью цифровой радиостанцией стандарта D-STAR стала автомобильная ID-1 на популярный в Японии диапазон 1200 МГц. Станция позволяет проводить связи в привычной FM модуляции, в цифровом режиме D-STAR, а так же передавать данные со скоростями 1200 бит/с и 128 кБит/с, при этом в случае передачи со скоростью 1200 бит/с станция подключается к компьютеру через последовательный порт, а в случае высокоскоростной передачи данных станция подключается к компьютеру через встроенный порт Ethernet.
Выходная мощность: от 1 до 10 вт. Порты: USB, Ethernet.

Следующей станцией стала двухдиапазонная (144/430) автомобильная станция ID-800. Эта радиостанция поддерживает аналоговую и цифровую голосовую связь, а так же передачу данных со скоростью 1200 бит/с. К станции можно напрямую подключить GPS приемник, в этом случае при каждом выходе в эфир вместе с голосом передаются текущие координаты, при использовании другой стороной такой же станции они отображаются на её экране, при подключении к станции компьютера возможно отображение координат на карте.
Выходная мощность: 55 Вт для 2 м и 50 Вт для 70 см.

Следом за ID-800 выходят обычные аналоговые станции среднего уровня IC-2200H, IC-V82 и IC-U82. IC-2200H — это автомобильная радиостанция двухметрового диапазона, IC-V82 и IC-U82 — портативные на 144 и 430 МГц соответственно. Объединяет все эти станции возможность апгрейда до цифровых при установке специального модуля UT-118. В этом случае все станции поддерживают стандартные для протокола D-STAR функции передачи GPS координат, передачи коротких (20 символов) сообщений. Отображение принятых координат возможно только на компьютере, именно с выпуском этих станций система D-STAR стала популярной в Японии и Америке.

Далее выходит двухдиапазонная портативка IC-91, доступная как в аналоговом варианте, так и в цифровом (с установленным модулем UT-122).

В следующем поколении радиостанций ICOM D-STAR прописался очень прочно. Если в автомобильной двухдиапазонке IC-2820H (двухканальный, двухдиапазонный (2 м / 70 см) цифровой мобильный трансивер. P вых. = 50 вт на каждом диапазоне) для работы в цифровом режиме необходима установка дополнительного модуля, то в портативной двухдиапазонке IC-92AD он встроен изначально. Обе эти станции объединяет расширенный функционал для работы в D-STAR. В новых радиостанциях помимо стандартных функций D-STAR возможно отображение ваших координат и координат второй стороны на экране, а также отображения направления и расстояния до него. Для портативной IC-92AD ICOM разработал выносной микрофон со встроенным GPS приёмником HM-175GPS. Выходная мощность = 5 Вт на каждом диапазоне. Прочная, водозащищённая конструкция.

ICOM IC-80AD — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) портативного трансивера. Выходная мощность = 5 Вт.

ICOM ID-880H — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) мобильного трансивера. Выходная мощность = 50 Вт.

D-STAR увеличивает дополнительные затраты при использовании этой технологии радиолюбителями. Это частично объясняется стоимостью аппаратного голосового кодека AMBE и лицензионными отчислениями по нему, а также погашением тех затрат, которые были произведены на исследования и разработку технологии D-STAR, так как эти затраты всё-таки должны быть погашены. Как и в случае с любым другим продуктом подобного рода, всё больше единиц оборудования D-STAR продаются и часть R&D расходов всё-таки будет уменьшаться с течением времени. Совместимая с D-STAR аппаратура дороже аналогичной другой аппаратуры других производителей радиолюбительской техники. По состоянию на 2 квартал 2013 года розничная стоимость радиостанции ICOM ID-31 (70-см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) составляет в США $300, а ID-51 (2 м / 70 см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) — $630.

KENWOOD TMW-706S — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 50 вт.
KENWOOD TMW-706 — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 20 вт.
Примечание: Эти два трансивера не продавались в Северной Америке. Они были представлены как OEM изделия модели ICOM ID-800H. Продажа этих трансиверов организована была только на Японском рынке.

Прочее оборудование:

DV Dongle — это небольшое устройство с USB портом и встроенным в него микросхемой AMBE кодека. Радиолюбители могут использовать это устройство совместно с компьютером, для создания D-STAR пакетов и отправки и получения их в Интернет. Это хорошая возможность познакомиться с миром D-STAR, если у вас нет поблизости местного D-STAR репитера или если репитер присутствует, но у него нет шлюза в Интернет. DV-Dongle работает под управлением Java-приложения DVTOOL, которое на своей стороне имитирует работу протокола D-STAR, хотя его интерфейс, на самом деле, не похож на панель трансивера. Другие не Java-совместимые самостоятельно исполняемые приложения, также доступны сегодня в бета-версиях для различных операционных систем. Примечание: На сегодня это изделие распространяется через сеть дилеров через сайт Moetronix.

DV AP Dongle (DV Access Point Dongle) — это небольшой модуль с малогабаритной антенной, который подключается к USB порту вашего компьютера, создавая вокруг него небольшое D-STAR «облако». Устройство представляет собой компактную точку доступа с небольшой антенной. Выходная мощность его передающей части равна 10 мВт и работает в диапазоне 2 м.

DV AP Dongle 440 (DV Access Point Dongle) — устройство полностью аналогично DV AP Dongle, но расчитаное на работу в диапазоне 70 см.

UP4DAR — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Так же устройство имеет на борту интерфейс Ethernet и может взаимодействовать с инфраструктурой через Интернет вообще без использования трансивера. Код операционной системы устройства открыт и распостраняется через GitHub, так что функциональность в значительной мере может быть расширена за счет участия сообщества в разработке. Производится Bederov GmbH.

DV Adapter 2.0 — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Устройство базируется на плате расширения ICOM UT-118. Производится Scherp Enterprises.

DVRPTR — это модем GMSK на микроконтроллере AVR, разработанный pipeMSG Handels UG.

DVRPTR V2.0 — продолжение концепции устройства DVRPTR, к которому добпален микроконтроллер ARM Cortex-M3 с портом Ethernet. Устройство может функционировать и как модем и как самостоятельный терминал при добавлении опций дисплея и кодека AMBE. Производится pipeMSG Handels UG.

DV 3.0 — новое устройство серии DVRPTR. Производится pipeMSG Handels UG.

Серия устройств Mini-HotSpot — серия модемов GMSK для построения Homebrew узлов на базе чипа модема CMX589A и микропрограммное обеспечение Node Firmware для модемов данной серии. Производство MicroWalt Corporation.

Маршрутные вызовы


Для маршрутизации селективных вызовов (когда указывается позывной корреспондента-получателя) на текущий момент времени существует три основных технологии, которые следует разделить на две группы: технологии, обеспечивающие исключительно обмен данными о регистрации, при этом вызовы напрявляются между узлами на прямую и технологию с централизованной коммутацией вызовов.

Trust Server — закрытая технология, предложенная ICOM в рамках программного обеспечения RS-RP2C. Узлы обмениваются информацией о регистрации станций, находящихся в зоне их действия по закрытому проприетарному протоколу с централизованным сервером. Самая распространённая сеть данного стандарта — US Trust, функционирующая преимущественно в США и Японии состоит из порядка 900 узлов.

ircDDB — открытая технология, реализующая обмен маршрутной информации с использованием транспорта на протоколе irc. Технологию создала Берлинская группа радиолюбителей. ircDDB в отличие от Trust Server обеспечивает мгновенный обмен информации о маршрутах и может использоваться на узлах совместно с Trust Server. Система состоит из сети соединенных серверов irc, на специальном irc-канале которых узлы передают приватными сообщениями информацию о вызовах специальным ботам ircDDB, которые актуализируют данные о маршрутах в своих базах данных и в случае изменения местонахождения корреспондента публикуют информацию о его регистрации для узлов. Исходные коды программного обеспечения опубликованы на GitHub.
Программное обеспечение ircDDB plugin для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с ircDDB.
Основная сеть — ircDDB.net, содержит порядка 1400 узлов. Немного измененные версии ПО ircDDB применяются в сетях ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Так же в мире развернуто несколько тестовых экземпляров ircDDB. ircDDB — это наиболее полно поддерживаемая технология со стороны ПО узлов.

CCS System — Самая молодая из представленных технологий. Создана Гамбургской группой радиолюбителей. Отличается тем, что реализует централизованную коммутацию вызовов через собственные сервера. Преимуществом технологии являются крайне низкие требования к Интернет-каналу со стороны узлов, недостатком — очень низкая надежность решения и закрытый код серверной части.
Стандартное программное обеспечение CCS для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с CCS. При этом использование ircDDB становится не возможным. В то же время, альтернативное программное обеспечение от G4KLX под названием ircDDBGateway допускает единовременную работу ircDDB и CCS.

Несмотря на то, что технология ircDDB и инфраструктура ircDDB.net разрабатывались отчасти и для объединения разрозненных сетей, основанных на технологии Trust Server, возникают ситуации, когда необходимо развернуть собственную доработанную версию ircDDB. Как минимум, известны два таких проекта — ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Для взаимодействия сетей в последней применяется собственное оригинальное решение на узле RK3FWD, обеспечивающий представление и маршрутизацию вызовов между D-STAR Russia & CIS и US Trust, ircDDB.net и CCS System.
В сети CCS System есть специальный шлюз DB0HAM, обеспечивающий взаимодействие узлов системы CCS с сетью ircDDB.net.
На территории Германии существуют несколько экспериментальных шлюзов с цифровыми сетями на базе APCO P25, DMR, NXDN и MOTOTRBO.
Большое распространение получили шлюзы, обеспечивающие обмен вызовами между рефлекторами D-STAR и различными аналоговыми радиолюбительскими сетями, такими как EchoLink и IRLP. Для таких шлюзов нередко применяется ограничение на доступ пользователей только через компьютерные клиентские программы, так как ретрансляция аналогового сигнала в рефлекторы D-STAR существенно ухудшает качество звука и делает полностью невозможной идентификацию передающего из аналоговой сети корреспондента.

Протокол D-STAR

Протокол D-STAR является открытым и единственное узкое место в нём — это запатентованный голосовой кодек AMBE от компании Digital Voice Systems (патент US 2005/0278169 A1), сжимающий голос для передачи по радиоканалу. Кстати говоря, этот же кодек используется в современных профессиональных системах радиосвязи, например MOTOTRBO от компании Motorola.
Поскольку радиолюбители имеют давние традиции по улучшению и экспериментированию собственных конструкций, патентные ограничения кодека AMBE сдерживает их творческую инициативу. Реализация кодека AMBE только в аппаратном решении (т.е на кристалле интегральной схемы) тормозит инновационный процесс внедрения D-STAR в жизнь. Если бы использовался кодек с открытым исходным кодом, который бы смог заменить кодек AMBE, то это бы решило многие проблемы.
Стоит отметить, что начальные спецификации и раннее оборудование ICOM использовали кодек G.723. Отказаться от него пришлось в рамках работ по выводу стандарта в диапазоны 2 м и 70 см, требовавшие снижения занимаемой полосы и улучшения помехоустойчивости.
Адвокат Bruce Perens (K6BP) — сторонник открытых кодов, заявил, что он будет заниматься изучением и внедрением в D-STAR альтернативного кодека. David Rowe (VK5DGR) начал свои разработки по осуществлению замены кодека в соответствии с требованиями лицензии GPL. Его кодек известен как Codec2.

1.1 Голосовая связь
1.1.1 Общие положения
Способ связи: Полудуплекс, передача оцифрованной речи.
Содержимое передачи: оцифрованная речь / звуковые сигналы и короткие текстовые сообщения. Речевой и звуковой потоки передаются синхронно для поддержки связи качества воспроизведения. Передача данных и речи / звука чередуется.
1.1.2 Передающее оборудование
Методы модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 4,8 Кбит
Голос способ кодирования: AMBE (2020) конвертируемый в 2,4 кБит; FEC на уровне 3,6 кБит
Занимаемая полоса: Максимум 6 кГц
1.1.3 Tx / Rx Время переключения: Менее 100 мс.

1.2 Передача данных
1.2.1 Общие положения
Способ связи: симплекс
Содержимое передачи: цифровой поток данных.
1.2.2 Передающее оборудование
Метод модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 128 Кбит
Занимаемая полоса: Максимум 150 кГц
1.1.3 Время переключения (Tx-Rx): Менее 50 мс.
1.3 Магистральная линии связи
1.3.1 Общие положения
Способ передачи: Полный дуплекс.
Передача содержит: Магистральные связи между ретрансляторами, содержащие объединенные оцифрованные речевые / звуковые каналы, пользовательские данные и связи управляющих сигналов данных.
1.3.2 Передача настройки
Выходная мощность: Соответствует требованиям ФКС.
Метод модуляции: GMSK
Скорость передачи данных: Максимум 10 Мбит
Занимаемая полоса: Максимум 10.5 МГц
1.3.3 Метод мультиплексирования (объединения) каналов
Метод мультиплексирования для магистральных каналов связи является ATM. Детали спецификации соответствии с протоколом ATM. Оцифрованная речь / звуковые сигналы имеют наивысший приоритет при передачи.
Если Вам интересно, почитайте о стандартах ATM более подробно.



2. Системные требования
2.1 Беспроводная передача пакетов
Структура кадра беспроводных пакетов приведена ниже.
2.1.1 Структура кадра пакета данных



Разберем структуру кадра данных.
Бит синх. (Битовая синхронизация): Повторяющаяся стандартная 64-разрядная синхрогруппа (для GMSK 1010, и 1001 для QPSK). Направление передачи слева направо.
Кадр. синх. (Кадровая синхронизация): 15-битный шаблон (111011001010000). Направление передачи слева направо.
Флаг 1 (8 бит): Флаг 1 использует старшие 5 разрядов и младшие 3 разряда отдельно.
Биты используются следующим образом:
Бит 7 (MSB): Указывает на тип данных: передача голоса или данных. "1" указывает на передачу данных, "0" указывает на передачу речи.
Бит 6: Указывает на то, идёт ли сигнал через ретранслятор или прямую между терминалами. ("1" для ретранслятора, "0" для терминала)
Бит 5: Распознает наличие прерывания связи. "1" указывает на прерывание, "0" указывает на отсутствие прерывания.
Бит 4: Определяет тип сигнала: сигнал управления или сигнал данных. "1" указывает на управляющий сигнал, а "0" на обычный сигнал данных. (включая голосовые сигналы)
Бит 3: Определяет на приоритет передачи: "1" указывает на приоритет срочного сигнала, "0" обозначает приоритет нормального сигнала.
Для сигналов с "1" для этого бита, приемник радиостанции откроет шумоподавитель и т.д.
Обратите внимание, что срочный сигнал в этом документе, не означает "сигнал срочности", как определено в международном праве радио. Это означает, срочно сигнал приоритета для использования в чрезвычайных ситуациях.
Биты 2, 1, 0:
111 = Флаг управления ретранслятора. Пока ретранслятор управляется, этот флаг равен "111" и кадр данных содержит данные управления.
110 = Авто-ответ
101 = не используется (запасной)
100 = Флаг Повтора. Необходим для повторного запроса предыдущего кадра
011 = Флаг ACK, рассматриваемое как флаг ACK
010 = Флаг "Нет ответа". Указывает на отсутствие ответа
001 = Флаг недоступности ретрансляции. Указывает на неподходящие условия ретрансляции.
000 = NULL, никакой информации.


Старшие биты
Бит	7	6	5	4	3
1	Данные	Трансляция	Прерывание	Управление	Срочность
0	Речь	На прямую	Без прерывания	Управление	Срочность


Младшие биты
2	1	0	Функция	Описание
1	1	1	Управление репитером	Режим управления репитером
1	1	0	Авто-ответ	Используется для автоматического ответа
1	0	1	(не используется)	(не используется)
1	0	0	Повтор	Запрос повтора
0	1	1	АСК	Флаг АСК
0	1	0	Нет ответа	Указывает на отсутствие ответа
0	0	1	Ретрансляция недоступна	Указывает на невозможность ретрансляции
0	0	0	NULL	NULL (пустые данные)

Флаг 2 (8 бит): Флаг 2 предназначен для будущего расширения и определен ниже.



а) ID флаг используется в качестве дескриптора формата. Эта функция доступна не только для увеличения и уменьшения фигуры позывного, но и для ID, который не используется как позывной скорее чем числовой.
б) M флаг используется только разработчиком или изготовителем оборудования

Флаг 3 (8 бит): Флаг 3 используется для сопоставления функций управления версиями протокола, которые могут быть модернизированы в будущих версиях программного обеспечения.


Бит	Значение	Функция
00000000	Нет действий	По умолчанию
00000001
...
11111111	Не определено	Будет использовано для будущего расширения

Позывной репитера места назначения может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной изначального репитера может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной вызываемого абонента может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Собственный позывной 1 может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Это поле аналогично речевым кадрам.

Собственный позывной 2 используется, чтобы добавить в позывной суффиксы или дополнительную информацию адреса назначения. "Собственные Позывной 2" может иметь максимум 4 ASCII буквы и цифры. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел".

P_FCS это CRC-CCITT контрольная сумма Радио Заголовка.
G (x) = x16 + x12 + x5 + 1

Кадр данных пакета выполнен в виде пакета Ethernet.

FCS является контрольной суммой полезной нагрузки Ethernet данных. Это контрольная сумма CRC-32, определенная в ISO3309 и вычисляемая по следующей формуле:
G (x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1

2.1.2 Структура кадра речевого пакета



Разберём голосовой пакет, включающий передачу кадров речи и данных следующим образом:

1) Радио заголовок имеет ту же структуру кадра, что и при пакетной передачи данных.

2) Отрезок "Данные" включает в себя 72-битные кадры голосовых сигналов с длительностью 20 мс в порядке их выход из кодеков в соответствии со спецификацией AMBE (w/FEC). Кадры данных содержат 24 бита данных.

3) Первый кадр данных, а затем каждый 21-го кадр данных в повторяющемся цикле, используются только для синхронизации данных для каждого типа модуляции. Синхронизация корректирует задержку между передачей и приемом, в том числе время прохождения соединения. Этот синхронизированный сигнал содержит 10-битные синхронизированные сигналы и два 7-битных максимально-длинных последовательности "1101000" шаблонов. (всего 24 бита). Направление передачи слева направо.

4) Данные в кадре данных передается без изменений входных данных. Если данные необходимы в качестве исправления ошибок или синхронизации, то эти кадры обрабатываются до обработки входных данных.

5) Если длина данных сигнала больше, чем длина голосовой связи, передающий переключатель будет включен до завершения сигнала данных вручную. Обработка может быть разрешено автоматически.

6) Последний кадр данных, которому требуются средства прекращения передачи, является уникальным синхронизирующий сигнал (32 бита + 15 битов "000100110101111" + "0", образуя в итоге 48 бита) как определено типом модуляции. Направление передачи слева направо.

2.2 Протокол связи

Внимание: В следующих описаниях, "_" (символ подчеркивания) указывает на пробел, символ ASCII №20. Если поле позывного имеет пустоты между последней буквой позывного и последним символом в поле, пустоты должны быть заполнены символами пробела.

2.2.1 Позывной
Поле позывного в радио заголовке голосовых пакетов и пакетов данных используется для маршрутизации пакетов. За исключением позывного в полях "Собственная станция??", как правило, позывные имеют менее 6 букв (или 7 букв). Ниже показано, как интерпретировать поля позывного:

Позывной репитера места назначения
В зоне связи, в этом поле должен быть указан позывной ретранслятора, используемый вызываемой станцией.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
(Приводимый в примерах позывной W$1AAA не существует и используется только для примера)
Если соединение за пределами локальной зоны, которая называется соединением зона в зону, это поле должно содержать позывной зонового ретранслятора, подключенного к шлюзу, а последним символом должно быть "G", указывающее на соединение через шлюз. (т.е. W$1AAA_G)

Позывной изначального репитера
Это поле должно содержать позывной репитера вызывающей станции.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".

Позывной вызываемого абонента
Поле должно содержать позывной вызываемой станции с которой необходимо установить соединение. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).
При осуществлении ненаправленного вызова, поле должно содержать "CQCQCQ".
При вызове CQ в не-локальной зоне, которая называется соединением зоны в зону, добавьте "/" к позывному ретранслятора места назначения. При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
Чтобы получить доступ к репетиру с локального сервера, в "Позывно вызываемого абонента", поле должно содержать позывной ретранслятора, а последний символ должен быть "S". (т.е. W$1BBB_S).

Собственный позывной 1
Поле "Собственный Позывной" содержит собственный позывной станции. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).

Собственный позывной 2
Это поле содержит информацию для отображения, как после "/" (косая черта). (т.е. W$1AAA_F/JD1 и т.д. Примечание: "/" не отображается). Назначается "Собственные Позывной 2", чтобы "Собственный позывной 1" содержал максимально полный позывной насколько это возможно. "Собственный позывной 2" не оценивается функцией системы идентификации.



Другие цифровые стандарты

Радиолюбители в своей практике уже начали использовать другой широко распространённый цифровой стандарт «Project 25» (P25) или другими словами «APCO P25». P25 используется уже в течение гораздо более длительного времени, чем D-STAR и зарекомендовал себя хорошо в работе различных радиослужб. Оборудование этого стандарта производится различными производителями, а не только ICOM. Единственный недостаток P25 заключается в том, что пока нет радиооборудования этого стандарта для его использования радиолюбителями, и пока оно есть только для коммерческого использования. Стандарт P25 предлагает аналогичные возможности, какие сегодня предлагает стандарт D-STAR.

Настоящей радиолюбительской альтернативной для D-STAR может стать выводимый с 2013 года на рынок компанией Yaesu стандарт Yaesu C4FM.

Еще большие возможности предоставляет стандарт TETRA.

D-STAR в России и на пост-советском пространстве

Первые практические эксперименты с D-STAR в России были произведены в компании T-HELPER в Москве на базе коллективной радиостанции RU3AWW в апреле 2008 года. Позывные репитера RU3AWW звучали на частоте 434.80625 MHz +5 МГц. Первая D-STAR радиосвязь из России была проведена 25 апреля 2008 года радиолюбителем из Москвы — RA0ST/3 (Игорь Блинов) с Португалией — CT1FFU (Tony).
В июле 2012 года для развития технологии на пост-советском пространстве инициативная группа радиолюбителей Москвы и Московской области открыла проект (ныне в русскоязычной версии — «D-STAR по-русски», англоязычной — «D-STAR Russia & CIS»), целями которого является популяризация цифровой голосовой радиосвязи, обмен знаниями на русском языке, создание и поддержка собственной инфраструктуры опорной сети. За год проект вышел не только за пределы Москвы и Московской области, но и за пределы России. Исторический узел с позывным RU3AWW ныне работает в составе данной сети.

27 августа 2013 года первый полноценный ретранслятор системы D-STAR на юге (ЮФО/СКФО) России появился в Ростове-на-Дону. Владелец: Павел R6LAA.

Литература

http://www.echolink.ru/articles/d-star/
http://ru.wikipedia.org/wiki/D-STAR
http://files.radioscanner.ru/files/download/file5782/shogen.pdf

Ссылки

http://cloud.dstar.su/bootstrap/ — D-STAR в России
http://www.jfindu.net/DSTARRepeaters.aspx — Карта развития сети D-STAR
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar — про D-STAR от ICOM
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar/dstar2.asp — что такое D-STAR ?
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar/dstar7.asp — технические спецификации технологии D-STAR
http://www.arrl.org/FandES/field/reg...har/D-STAR.pdf — технические спецификации технологии D-STAR
http://echolink.ru/downloads/d-star-brochure.pdf — технические параметры технологии D-STAR
http://arrl.org/FandES/field/regulations/techchar/D-STAR.pdf — Описание протокола D-STAR
http://echolink.ru/downloads/icom-d-star-rep.pdf — буклет про D-STAR репитеры
http://www.icomamerica.com/support/forums — D-STAR форум
http://www.d-starradio.org/ или http://members.cox.net/d-star/ — активно-работающие станции на территории США
http://www.d-starusers.org/dstar.php — D-STAR статус работающих радиолюбительских станций
http://www.aprs-is.net/dstartnc2.htm — D-PRS (связь D-STAR и APRS технологий)
http://ham.srsab.se/ww/temp/test_V82_DSTAR.pdf — статья про D-STAR в журнале QST (июнь 2005)
http://members.cox.net/d-star/links.htm — небольшая коллекция ссылок
http://www.usmartdigi.com — µSmartDigiTM APRS® Digipeater и µSmartDigiTM D-Gate D-STAR Gateway
http://www.icomamerica.com/.../DSTARPortableCompare.pdf — Сравнительные характеристики портативных радиостанций Icom, поддерживающих технологию D-STAR
http://www.icomamerica.com/.../DSTARMobileCompare.pdf — Сравнительные характеристики возимых радиостанций Icom, поддерживающих технологию D-STAR
http://www.moetronix.com/dstar — самодельный D-STAR трансивер
http://d-star.dyndns.org
http://dstarradioclub-international.com/
О технологии D-STAR

Технологию D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio) разработал ICOM в тесном сотрудничестве с японской радиолюбительской лигой JARL (Japan Amateur Radio League) с целью развития цифровых радиолюбительских технологий. Технология предназначена для трех видов связи: для связи голосом, для медленной передачи данных (1200 бит/с), и для скоростной передачи данных (128 000 бит/с). Связь голосом доступна в трех диапазонах 144 / 430 / 1200 МГц, передача данных со скоростью 1200 бит/с идет в том же канале что и голос, причем голос и данные могут передаваться одновременно, так как скорость канала 4800 бит/с делится между голосом (3600 бит/с) и данными (1200 бит/с). Передача данных со скоростью 128000 бит/с возможна только в диапазоне 1200 МГц.
Особая привлекательность этого протокола состоит в том, что D-STAR — открытый стандарт. Это означает, что любой желающий может выпускать оборудование или программное обеспечение совместимое с D-STAR без оплаты патентных или лицензионных прав кому-либо.




Цифровой сигнал D-STAR обеспечивает аналогичное качество сигнала при существенно меньшей занимаемой полосе спектра по сравнению с нецифровыми аналогами (АМ, ЧМ, ОБП). Если уровень сигнала выше минимального порога и отсутствует многолучевое распространение, то качество принятого сигнала будет выше, чем аналогового сигнала той же мощности. Качество FM сигнала постепенно ухудшается при перемещении пользователя от источника сигнала, D-STAR поддерживает постоянное качество сигнала до определённого предела, но потом просто сигнал пропадает. Эта особенность присуща не только D-STAR сигналу, но и любой другой цифровой информационной системе и это демонстрирует тот порог, при котором сигнал уже невозможно исправить.

В 1999 году конструкторы и разработчики радиоэлектронной аппаратуры связи занимались поисками новых путей внедрения цифровых технологий для радиолюбителей. Этот процесс был профинансирован правительством Японии и в содружестве с Японской радиолюбительской Лигой (JARL). В результате научных исследований в 2001, спецификации D-STAR протокола были опубликованы и компания ICOM приступила к строительству новых цифровых технологий, предлагая необходимые аппаратные средства, для внедрения этой технологии в радиолюбительские массы.
В сентябре 2003 года ICOM принял на работу Matt Yellen, KB7TSE (в настоящее время — K7DN) для осуществления планов по разработке и внедрению технологии D-STAR на американском континенте.
В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR, а ICOM начал их внедрять в новые радиостанции.
Первое D-STAR QSO через спутник было между Майклом, N3UC, FM-18 из Haymarket, штат Вирджиния и Робином (AA4RC) EM-73 из Атланты, штат Джорджия. Они работали через микро-спутник AMSAT AO-27 в 2007 году. Операторы использовали различные режимы при передаче информации с использованием трансиверов ICOM, но всё же испытывали небольшие трудности с доплеровским сдвигом во время проведения QSO.
По состоянию на конец 2009 года в мире уже насчитывалось около 10 800 D-STAR пользователей, которые общаются друг с другом через D-STAR ретрансляторы, которые в свою очередь соединены между собой через сеть Интернет с использованием шлюзов G2. Общее число шлюзов G2 достигло цифры 550 шт. Обратите внимание, эти цифры не включают тех пользователей, которые работают через D-Star репитеры в зоне их радио видимости, или работающих через D-STAR ретрансляторы, которые не подключены к Интернет.
Запуск первого D-STAR микро-спутника намечен на октябрь 2010 года. Название спутника — OUFTI-1 «CubeSat». Он построен группой бельгийских студентов из университета Льежа и Айзил (Эколь де-ла-де провинции Льеж). Название спутника является аббревиатурой от Orbital Utility для телекоммуникационных инноваций. Цель этого проекта — разработка и накопление опыта при эксплуатации подобного класса спутников. Вес спутника — 1 кг и он будет использовать в своей работе радиолюбительские диапазоны — UHF (для UpLink) и VHF (для DownLink).

Структурная схема Базовой станции D-STAR



Нынешняя система D-STAR способна соединить вместе все глобальные и локальные ретрансляторы через Интернет используя при этом радиолюбительские позывные для маршрутизации трафика между корреспондентами. Узлы, как правило, связаны между собой по протоколам TCP/IP с использованием специального программного обеспечения шлюзов.
Спецификации D-STAR описывают два радиоинтерфейса — DV и DD. DV (Digital Voice) использует полосу спектра в 6.25 КГц для потоковой передачи голоса на скорости 4800 бод. Из всей этой полосы 3600 бод используется для передачи данных кодека (2400 — непосредственно данные и 1200 — FEC) и оставшиеся 1200 бод — для передачи данных нескольких типов: передачу сообщения в 20 символов, сопровождающего вызов, данных о позиции станции GPS для системы APRS, либо данные с последовательного порта станции. DV использует участки на радиолюбительских диапазонах 2 м (VHF), 70 см (UHF) и 23 см (1,2 ГГц).
Режим DD (Digital Data) предусматривает пакетную передачу данных с использованием кадров Ethernet на скорости 128 Кбод и использует полосу спектра в 125 КГц в диапазоне 23 см (1,2 ГГц). Фактически данные режим позволяет передавать данные сетей TCP/IP поверх радиоинтерфейса D-STAR. Использование данного режима слабо распространено, его поддерживает только оборудование ICOM: трансивер ID-1 и репитерный модуль ID-RP2D. Так же следует отметить, что согласно российскому Регламенту службы радиолюбительской связи присоединение к сетям общего пользования запрещено, данный канал не может использоваться для предоставления доступа к ресурсам сети Интернет. В то же время регламент не запрещает использовать технологию для организации собственных частных сетей, таких как, например AMPRNet на условиях неиспользованния средств шифрования.
Наиболее интересно использование технологии D-STAR вкупе с наземной инфраструктурой — узлами доступа (аналогично базовым станциям сотовых сетей) и опорной инфраструктурой (серверами, реализующими те или иные услуги). Все это позволяет превратить простой цифровой радиоканал в удобную радиолюбительскую сеть с набором сервисов, таких как избирательные вызовы используя позывной сигнал адресата вызова, что позволяет провести связь с корреспондентом вне зависимости от его месторасположения, групповые вызовы (внутри зоны действия узла, либо распределенные — STARnet), общие вызовы через сервера конференций (рефлекторы), интеграция с APRS и так далее.

Каждый узел сети является стационарной автоматической цифровой радиолюбительской станцией, которой присвоен позывной сигнал опознования, соответствующей радиолюбительской службе связи. Как и любая радиолюбительская станция, узел состоит из антенно-фидерного устройства, трансивера(ов), модема(ов) и компьютера, выполняющего роль контроллера/шлюза.

Оборудование D-STAR

Первым производителем, предлагающим оборудование D-STAR была компания ICOM. По состоянию на 30 декабря 2008, некоторые другие производители радиолюбительского оборудования решили также включить элементы D-STAR технологии в выпускаемую ими аппаратуру связи. Так компания Kenwood выпустила несколько ребрендинговых моделей трансиверов ICOM под своей торговой маркой и продавала эти трансиверы только в Японии.

Наряду с оборудованием для конечных пользователей (радиостанции) компания ICOM выпускает также инфраструктурное оборудование для узлов. На текущий момент это комплекс RP2С. Комплекс состоит из контролера RP2C, модуля RP2V для поддержки режима DV в диапазоне 23 см, модуля RP2D для поддержки режима DD, двух модулей RP2L для реализации транкингового канала между узлами на оборудовании ICOM в диапазоне 10 ГГц и модулей RP2000V и RP4000V для поддержки режима DV в диапазонах 2 с и 70 см соответственно. Использование любых модулей за исключением RP2C опционально. RP2С имеет интерфейс Ethernet для взаимодействия с ПО шлюза.
К контроллеру RP2C есть возможность подключить шлюз, обеспечивающий выход из всех четырех репитеров в интернет. К одному шлюзу можно подключить несколько контроллеров (то есть несколько систем из одного или нескольких репитеров), в этом случае связь между контроллерами возможна на частоте 10 ГГц со скоростью 10 Мбит/с.

Следует так же отметить, что существуют радиолюбительские разработки Homebrew модулей репитеров, работающих через контролер RP2C.
Строить узлы на оборудовании ICOM — занятие достаточно накладное. В основном такие узлы распространены в США, где они разворачиваются местными радиоклубами.

Основной импульс к развитию инфраструктуры D-STAR и росту популярности данной технологии стала разработка конфигурации узлов на доступном недорогом радиолюбительском оборудовании. Для передачи радиосигнала могут использоваться практически любые трансиверы, имеющие на борту интерфейс для подключения пакетных модемов 9600. Для реализации узлов помимо трансиверов так же понадобятся недорогие модемы GMSK и компьютер.
Выбор ПО узлов в большей степени зависит от необходимого функционала. Оригинальным ПО для узлов на базе оборудования ICOM является по шлюза RS-RP2C. Данное ПО поддерживает работу только с оборудованием ICOM и реализует «приземление» трафика DD и услугу маршрутизации вызовов на базе технологии Trust Server. Функции таких шлюзов в значительной мере расширяются с помощью третьестороннего ПО, такого как dplus или ircddb-plugin. Так же существует масса другого ПО от независимых разработчиков, реализующий функцию шлюза, например WinDV, G4KLX или open_g2 от KI4LKF.

На текущий момент существует три основных протокола для взаимодействия узлов с серверами конференций: DPlus — разработанный AA4RC закрытый и жестко привязанный к сети US Trust, DExtra разработки KI4LKF и DCS от DG1HT как попытка усовершенствования DExtra. С точки зрения конечного потребителя все эти протоколы обеспечивают одинаковый сервис, по этому сравнивать их в рамках данной статьи не целесообразно.



В настоящее время ICOM выпускает следующее оборудование D-STAR:
радиостанции IC-E80D, IC-91A, IC-E92D, IC-91AD, IC-E91, ID-91, IC-92AD, IC-2820H, IC-V82, IC-U82, ID-31E, ID-51A, ID-51E, ID-80, ID-91, IC-2200H, ID-800D, ID-800H, ID-880D, ID-E880, ID-1;
цифровые ретрансляторы для передачи голоса на 144 / 430 МГц и данных на 1,2 ГГц: ID-RP2C (Контроллер репитеров для управления ID-RP2V, ID-RP2D, ID-RP2L и/или шлюзом ПК. Может поддерживать до 5 модулей репитеров и до 2 модулей транка.), ID-RP2V (1.2 ГГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2D (1.2 ГГц репитер цифровых данных), ID-RP2L (10 ГГц модуль транкового соединения между репитерами), ID-RP4000V (UHF 440 МГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2000V (VHF 144 МГц цифровой голосовой репитер);
приемники IC-PCR1500, IC-PCR2500, IC-R2500.

Начиная с апреля 2004 года ICOM начал выпускать новые трансиверы с «D-Star опциями». Первым коммерческим трансивером был двух метровый мобильный трансивер ICOM IC-2200H (P вых. = 65 Вт). В следующем году ICOM выпустила двух-диапазонный портативный трансивер с поддержкой технологии D-STAR. Тем не менее, в то время, ещё не было в продаже модуля UT-118, который был необходим для нормальной эксплуатации этих трасиверов в режиме D-STAR. Позже ICOM всё-таки начала продавать эти модули и они начали устанавливаться в каждый трансивер. В июне 2005 года редакцией журнала «QST ARRL» был опубликован обзор трансивера ICOM IC-V82 (P вых. = 7 Вт).

ICOM IC-U82 — 70 см однодиапазонный цифровой (voice) портативный трансивер. P вых. = 5 вт. Необходимо приобрести дополнительный D-STAR модуль.

В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR. ICOM, понимая, что изменения нужно внедрять, начала модернизировать выпускаемое оборудование. Как только изменения были опубликованы, ICOM объявила, что теперь она может выпускать новое оборудование с учётом изменений в стандарте D-STAR.

Первой полностью цифровой радиостанцией стандарта D-STAR стала автомобильная ID-1 на популярный в Японии диапазон 1200 МГц. Станция позволяет проводить связи в привычной FM модуляции, в цифровом режиме D-STAR, а так же передавать данные со скоростями 1200 бит/с и 128 кБит/с, при этом в случае передачи со скоростью 1200 бит/с станция подключается к компьютеру через последовательный порт, а в случае высокоскоростной передачи данных станция подключается к компьютеру через встроенный порт Ethernet.
Выходная мощность: от 1 до 10 вт. Порты: USB, Ethernet.

Следующей станцией стала двухдиапазонная (144/430) автомобильная станция ID-800. Эта радиостанция поддерживает аналоговую и цифровую голосовую связь, а так же передачу данных со скоростью 1200 бит/с. К станции можно напрямую подключить GPS приемник, в этом случае при каждом выходе в эфир вместе с голосом передаются текущие координаты, при использовании другой стороной такой же станции они отображаются на её экране, при подключении к станции компьютера возможно отображение координат на карте.
Выходная мощность: 55 Вт для 2 м и 50 Вт для 70 см.

Следом за ID-800 выходят обычные аналоговые станции среднего уровня IC-2200H, IC-V82 и IC-U82. IC-2200H — это автомобильная радиостанция двухметрового диапазона, IC-V82 и IC-U82 — портативные на 144 и 430 МГц соответственно. Объединяет все эти станции возможность апгрейда до цифровых при установке специального модуля UT-118. В этом случае все станции поддерживают стандартные для протокола D-STAR функции передачи GPS координат, передачи коротких (20 символов) сообщений. Отображение принятых координат возможно только на компьютере, именно с выпуском этих станций система D-STAR стала популярной в Японии и Америке.

Далее выходит двухдиапазонная портативка IC-91, доступная как в аналоговом варианте, так и в цифровом (с установленным модулем UT-122).

В следующем поколении радиостанций ICOM D-STAR прописался очень прочно. Если в автомобильной двухдиапазонке IC-2820H (двухканальный, двухдиапазонный (2 м / 70 см) цифровой мобильный трансивер. P вых. = 50 вт на каждом диапазоне) для работы в цифровом режиме необходима установка дополнительного модуля, то в портативной двухдиапазонке IC-92AD он встроен изначально. Обе эти станции объединяет расширенный функционал для работы в D-STAR. В новых радиостанциях помимо стандартных функций D-STAR возможно отображение ваших координат и координат второй стороны на экране, а также отображения направления и расстояния до него. Для портативной IC-92AD ICOM разработал выносной микрофон со встроенным GPS приёмником HM-175GPS. Выходная мощность = 5 Вт на каждом диапазоне. Прочная, водозащищённая конструкция.

ICOM IC-80AD — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) портативного трансивера. Выходная мощность = 5 Вт.

ICOM ID-880H — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) мобильного трансивера. Выходная мощность = 50 Вт.

D-STAR увеличивает дополнительные затраты при использовании этой технологии радиолюбителями. Это частично объясняется стоимостью аппаратного голосового кодека AMBE и лицензионными отчислениями по нему, а также погашением тех затрат, которые были произведены на исследования и разработку технологии D-STAR, так как эти затраты всё-таки должны быть погашены. Как и в случае с любым другим продуктом подобного рода, всё больше единиц оборудования D-STAR продаются и часть R&D расходов всё-таки будет уменьшаться с течением времени. Совместимая с D-STAR аппаратура дороже аналогичной другой аппаратуры других производителей радиолюбительской техники. По состоянию на 2 квартал 2013 года розничная стоимость радиостанции ICOM ID-31 (70-см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) составляет в США $300, а ID-51 (2 м / 70 см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) — $630.

KENWOOD TMW-706S — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 50 вт.
KENWOOD TMW-706 — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 20 вт.
Примечание: Эти два трансивера не продавались в Северной Америке. Они были представлены как OEM изделия модели ICOM ID-800H. Продажа этих трансиверов организована была только на Японском рынке.

Прочее оборудование:

DV Dongle — это небольшое устройство с USB портом и встроенным в него микросхемой AMBE кодека. Радиолюбители могут использовать это устройство совместно с компьютером, для создания D-STAR пакетов и отправки и получения их в Интернет. Это хорошая возможность познакомиться с миром D-STAR, если у вас нет поблизости местного D-STAR репитера или если репитер присутствует, но у него нет шлюза в Интернет. DV-Dongle работает под управлением Java-приложения DVTOOL, которое на своей стороне имитирует работу протокола D-STAR, хотя его интерфейс, на самом деле, не похож на панель трансивера. Другие не Java-совместимые самостоятельно исполняемые приложения, также доступны сегодня в бета-версиях для различных операционных систем. Примечание: На сегодня это изделие распространяется через сеть дилеров через сайт Moetronix.

DV AP Dongle (DV Access Point Dongle) — это небольшой модуль с малогабаритной антенной, который подключается к USB порту вашего компьютера, создавая вокруг него небольшое D-STAR «облако». Устройство представляет собой компактную точку доступа с небольшой антенной. Выходная мощность его передающей части равна 10 мВт и работает в диапазоне 2 м.

DV AP Dongle 440 (DV Access Point Dongle) — устройство полностью аналогично DV AP Dongle, но расчитаное на работу в диапазоне 70 см.

UP4DAR — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Так же устройство имеет на борту интерфейс Ethernet и может взаимодействовать с инфраструктурой через Интернет вообще без использования трансивера. Код операционной системы устройства открыт и распостраняется через GitHub, так что функциональность в значительной мере может быть расширена за счет участия сообщества в разработке. Производится Bederov GmbH.

DV Adapter 2.0 — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Устройство базируется на плате расширения ICOM UT-118. Производится Scherp Enterprises.

DVRPTR — это модем GMSK на микроконтроллере AVR, разработанный pipeMSG Handels UG.

DVRPTR V2.0 — продолжение концепции устройства DVRPTR, к которому добпален микроконтроллер ARM Cortex-M3 с портом Ethernet. Устройство может функционировать и как модем и как самостоятельный терминал при добавлении опций дисплея и кодека AMBE. Производится pipeMSG Handels UG.

DV 3.0 — новое устройство серии DVRPTR. Производится pipeMSG Handels UG.

Серия устройств Mini-HotSpot — серия модемов GMSK для построения Homebrew узлов на базе чипа модема CMX589A и микропрограммное обеспечение Node Firmware для модемов данной серии. Производство MicroWalt Corporation.

Маршрутные вызовы


Для маршрутизации селективных вызовов (когда указывается позывной корреспондента-получателя) на текущий момент времени существует три основных технологии, которые следует разделить на две группы: технологии, обеспечивающие исключительно обмен данными о регистрации, при этом вызовы напрявляются между узлами на прямую и технологию с централизованной коммутацией вызовов.

Trust Server — закрытая технология, предложенная ICOM в рамках программного обеспечения RS-RP2C. Узлы обмениваются информацией о регистрации станций, находящихся в зоне их действия по закрытому проприетарному протоколу с централизованным сервером. Самая распространённая сеть данного стандарта — US Trust, функционирующая преимущественно в США и Японии состоит из порядка 900 узлов.

ircDDB — открытая технология, реализующая обмен маршрутной информации с использованием транспорта на протоколе irc. Технологию создала Берлинская группа радиолюбителей. ircDDB в отличие от Trust Server обеспечивает мгновенный обмен информации о маршрутах и может использоваться на узлах совместно с Trust Server. Система состоит из сети соединенных серверов irc, на специальном irc-канале которых узлы передают приватными сообщениями информацию о вызовах специальным ботам ircDDB, которые актуализируют данные о маршрутах в своих базах данных и в случае изменения местонахождения корреспондента публикуют информацию о его регистрации для узлов. Исходные коды программного обеспечения опубликованы на GitHub.
Программное обеспечение ircDDB plugin для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с ircDDB.
Основная сеть — ircDDB.net, содержит порядка 1400 узлов. Немного измененные версии ПО ircDDB применяются в сетях ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Так же в мире развернуто несколько тестовых экземпляров ircDDB. ircDDB — это наиболее полно поддерживаемая технология со стороны ПО узлов.

CCS System — Самая молодая из представленных технологий. Создана Гамбургской группой радиолюбителей. Отличается тем, что реализует централизованную коммутацию вызовов через собственные сервера. Преимуществом технологии являются крайне низкие требования к Интернет-каналу со стороны узлов, недостатком — очень низкая надежность решения и закрытый код серверной части.
Стандартное программное обеспечение CCS для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с CCS. При этом использование ircDDB становится не возможным. В то же время, альтернативное программное обеспечение от G4KLX под названием ircDDBGateway допускает единовременную работу ircDDB и CCS.

Несмотря на то, что технология ircDDB и инфраструктура ircDDB.net разрабатывались отчасти и для объединения разрозненных сетей, основанных на технологии Trust Server, возникают ситуации, когда необходимо развернуть собственную доработанную версию ircDDB. Как минимум, известны два таких проекта — ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Для взаимодействия сетей в последней применяется собственное оригинальное решение на узле RK3FWD, обеспечивающий представление и маршрутизацию вызовов между D-STAR Russia & CIS и US Trust, ircDDB.net и CCS System.
В сети CCS System есть специальный шлюз DB0HAM, обеспечивающий взаимодействие узлов системы CCS с сетью ircDDB.net.
На территории Германии существуют несколько экспериментальных шлюзов с цифровыми сетями на базе APCO P25, DMR, NXDN и MOTOTRBO.
Большое распространение получили шлюзы, обеспечивающие обмен вызовами между рефлекторами D-STAR и различными аналоговыми радиолюбительскими сетями, такими как EchoLink и IRLP. Для таких шлюзов нередко применяется ограничение на доступ пользователей только через компьютерные клиентские программы, так как ретрансляция аналогового сигнала в рефлекторы D-STAR существенно ухудшает качество звука и делает полностью невозможной идентификацию передающего из аналоговой сети корреспондента.

Протокол D-STAR

Протокол D-STAR является открытым и единственное узкое место в нём — это запатентованный голосовой кодек AMBE от компании Digital Voice Systems (патент US 2005/0278169 A1), сжимающий голос для передачи по радиоканалу. Кстати говоря, этот же кодек используется в современных профессиональных системах радиосвязи, например MOTOTRBO от компании Motorola.
Поскольку радиолюбители имеют давние традиции по улучшению и экспериментированию собственных конструкций, патентные ограничения кодека AMBE сдерживает их творческую инициативу. Реализация кодека AMBE только в аппаратном решении (т.е на кристалле интегральной схемы) тормозит инновационный процесс внедрения D-STAR в жизнь. Если бы использовался кодек с открытым исходным кодом, который бы смог заменить кодек AMBE, то это бы решило многие проблемы.
Стоит отметить, что начальные спецификации и раннее оборудование ICOM использовали кодек G.723. Отказаться от него пришлось в рамках работ по выводу стандарта в диапазоны 2 м и 70 см, требовавшие снижения занимаемой полосы и улучшения помехоустойчивости.
Адвокат Bruce Perens (K6BP) — сторонник открытых кодов, заявил, что он будет заниматься изучением и внедрением в D-STAR альтернативного кодека. David Rowe (VK5DGR) начал свои разработки по осуществлению замены кодека в соответствии с требованиями лицензии GPL. Его кодек известен как Codec2.

1.1 Голосовая связь
1.1.1 Общие положения
Способ связи: Полудуплекс, передача оцифрованной речи.
Содержимое передачи: оцифрованная речь / звуковые сигналы и короткие текстовые сообщения. Речевой и звуковой потоки передаются синхронно для поддержки связи качества воспроизведения. Передача данных и речи / звука чередуется.
1.1.2 Передающее оборудование
Методы модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 4,8 Кбит
Голос способ кодирования: AMBE (2020) конвертируемый в 2,4 кБит; FEC на уровне 3,6 кБит
Занимаемая полоса: Максимум 6 кГц
1.1.3 Tx / Rx Время переключения: Менее 100 мс.

1.2 Передача данных
1.2.1 Общие положения
Способ связи: симплекс
Содержимое передачи: цифровой поток данных.
1.2.2 Передающее оборудование
Метод модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 128 Кбит
Занимаемая полоса: Максимум 150 кГц
1.1.3 Время переключения (Tx-Rx): Менее 50 мс.
1.3 Магистральная линии связи
1.3.1 Общие положения
Способ передачи: Полный дуплекс.
Передача содержит: Магистральные связи между ретрансляторами, содержащие объединенные оцифрованные речевые / звуковые каналы, пользовательские данные и связи управляющих сигналов данных.
1.3.2 Передача настройки
Выходная мощность: Соответствует требованиям ФКС.
Метод модуляции: GMSK
Скорость передачи данных: Максимум 10 Мбит
Занимаемая полоса: Максимум 10.5 МГц
1.3.3 Метод мультиплексирования (объединения) каналов
Метод мультиплексирования для магистральных каналов связи является ATM. Детали спецификации соответствии с протоколом ATM. Оцифрованная речь / звуковые сигналы имеют наивысший приоритет при передачи.
Если Вам интересно, почитайте о стандартах ATM более подробно.



2. Системные требования
2.1 Беспроводная передача пакетов
Структура кадра беспроводных пакетов приведена ниже.
2.1.1 Структура кадра пакета данных



Разберем структуру кадра данных.
Бит синх. (Битовая синхронизация): Повторяющаяся стандартная 64-разрядная синхрогруппа (для GMSK 1010, и 1001 для QPSK). Направление передачи слева направо.
Кадр. синх. (Кадровая синхронизация): 15-битный шаблон (111011001010000). Направление передачи слева направо.
Флаг 1 (8 бит): Флаг 1 использует старшие 5 разрядов и младшие 3 разряда отдельно.
Биты используются следующим образом:
Бит 7 (MSB): Указывает на тип данных: передача голоса или данных. "1" указывает на передачу данных, "0" указывает на передачу речи.
Бит 6: Указывает на то, идёт ли сигнал через ретранслятор или прямую между терминалами. ("1" для ретранслятора, "0" для терминала)
Бит 5: Распознает наличие прерывания связи. "1" указывает на прерывание, "0" указывает на отсутствие прерывания.
Бит 4: Определяет тип сигнала: сигнал управления или сигнал данных. "1" указывает на управляющий сигнал, а "0" на обычный сигнал данных. (включая голосовые сигналы)
Бит 3: Определяет на приоритет передачи: "1" указывает на приоритет срочного сигнала, "0" обозначает приоритет нормального сигнала.
Для сигналов с "1" для этого бита, приемник радиостанции откроет шумоподавитель и т.д.
Обратите внимание, что срочный сигнал в этом документе, не означает "сигнал срочности", как определено в международном праве радио. Это означает, срочно сигнал приоритета для использования в чрезвычайных ситуациях.
Биты 2, 1, 0:
111 = Флаг управления ретранслятора. Пока ретранслятор управляется, этот флаг равен "111" и кадр данных содержит данные управления.
110 = Авто-ответ
101 = не используется (запасной)
100 = Флаг Повтора. Необходим для повторного запроса предыдущего кадра
011 = Флаг ACK, рассматриваемое как флаг ACK
010 = Флаг "Нет ответа". Указывает на отсутствие ответа
001 = Флаг недоступности ретрансляции. Указывает на неподходящие условия ретрансляции.
000 = NULL, никакой информации.


Старшие биты
Бит	7	6	5	4	3
1	Данные	Трансляция	Прерывание	Управление	Срочность
0	Речь	На прямую	Без прерывания	Управление	Срочность


Младшие биты
2	1	0	Функция	Описание
1	1	1	Управление репитером	Режим управления репитером
1	1	0	Авто-ответ	Используется для автоматического ответа
1	0	1	(не используется)	(не используется)
1	0	0	Повтор	Запрос повтора
0	1	1	АСК	Флаг АСК
0	1	0	Нет ответа	Указывает на отсутствие ответа
0	0	1	Ретрансляция недоступна	Указывает на невозможность ретрансляции
0	0	0	NULL	NULL (пустые данные)

Флаг 2 (8 бит): Флаг 2 предназначен для будущего расширения и определен ниже.



а) ID флаг используется в качестве дескриптора формата. Эта функция доступна не только для увеличения и уменьшения фигуры позывного, но и для ID, который не используется как позывной скорее чем числовой.
б) M флаг используется только разработчиком или изготовителем оборудования

Флаг 3 (8 бит): Флаг 3 используется для сопоставления функций управления версиями протокола, которые могут быть модернизированы в будущих версиях программного обеспечения.


Бит	Значение	Функция
00000000	Нет действий	По умолчанию
00000001
...
11111111	Не определено	Будет использовано для будущего расширения

Позывной репитера места назначения может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной изначального репитера может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной вызываемого абонента может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Собственный позывной 1 может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Это поле аналогично речевым кадрам.

Собственный позывной 2 используется, чтобы добавить в позывной суффиксы или дополнительную информацию адреса назначения. "Собственные Позывной 2" может иметь максимум 4 ASCII буквы и цифры. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел".

P_FCS это CRC-CCITT контрольная сумма Радио Заголовка.
G (x) = x16 + x12 + x5 + 1

Кадр данных пакета выполнен в виде пакета Ethernet.

FCS является контрольной суммой полезной нагрузки Ethernet данных. Это контрольная сумма CRC-32, определенная в ISO3309 и вычисляемая по следующей формуле:
G (x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1

2.1.2 Структура кадра речевого пакета



Разберём голосовой пакет, включающий передачу кадров речи и данных следующим образом:

1) Радио заголовок имеет ту же структуру кадра, что и при пакетной передачи данных.

2) Отрезок "Данные" включает в себя 72-битные кадры голосовых сигналов с длительностью 20 мс в порядке их выход из кодеков в соответствии со спецификацией AMBE (w/FEC). Кадры данных содержат 24 бита данных.

3) Первый кадр данных, а затем каждый 21-го кадр данных в повторяющемся цикле, используются только для синхронизации данных для каждого типа модуляции. Синхронизация корректирует задержку между передачей и приемом, в том числе время прохождения соединения. Этот синхронизированный сигнал содержит 10-битные синхронизированные сигналы и два 7-битных максимально-длинных последовательности "1101000" шаблонов. (всего 24 бита). Направление передачи слева направо.

4) Данные в кадре данных передается без изменений входных данных. Если данные необходимы в качестве исправления ошибок или синхронизации, то эти кадры обрабатываются до обработки входных данных.

5) Если длина данных сигнала больше, чем длина голосовой связи, передающий переключатель будет включен до завершения сигнала данных вручную. Обработка может быть разрешено автоматически.

6) Последний кадр данных, которому требуются средства прекращения передачи, является уникальным синхронизирующий сигнал (32 бита + 15 битов "000100110101111" + "0", образуя в итоге 48 бита) как определено типом модуляции. Направление передачи слева направо.

2.2 Протокол связи

Внимание: В следующих описаниях, "_" (символ подчеркивания) указывает на пробел, символ ASCII №20. Если поле позывного имеет пустоты между последней буквой позывного и последним символом в поле, пустоты должны быть заполнены символами пробела.

2.2.1 Позывной
Поле позывного в радио заголовке голосовых пакетов и пакетов данных используется для маршрутизации пакетов. За исключением позывного в полях "Собственная станция??", как правило, позывные имеют менее 6 букв (или 7 букв). Ниже показано, как интерпретировать поля позывного:

Позывной репитера места назначения
В зоне связи, в этом поле должен быть указан позывной ретранслятора, используемый вызываемой станцией.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
(Приводимый в примерах позывной W$1AAA не существует и используется только для примера)
Если соединение за пределами локальной зоны, которая называется соединением зона в зону, это поле должно содержать позывной зонового ретранслятора, подключенного к шлюзу, а последним символом должно быть "G", указывающее на соединение через шлюз. (т.е. W$1AAA_G)

Позывной изначального репитера
Это поле должно содержать позывной репитера вызывающей станции.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".

Позывной вызываемого абонента
Поле должно содержать позывной вызываемой станции с которой необходимо установить соединение. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).
При осуществлении ненаправленного вызова, поле должно содержать "CQCQCQ".
При вызове CQ в не-локальной зоне, которая называется соединением зоны в зону, добавьте "/" к позывному ретранслятора места назначения. При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
Чтобы получить доступ к репетиру с локального сервера, в "Позывно вызываемого абонента", поле должно содержать позывной ретранслятора, а последний символ должен быть "S". (т.е. W$1BBB_S).

Собственный позывной 1
Поле "Собственный Позывной" содержит собственный позывной станции. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).

Собственный позывной 2
Это поле содержит информацию для отображения, как после "/" (косая черта). (т.е. W$1AAA_F/JD1 и т.д. Примечание: "/" не отображается). Назначается "Собственные Позывной 2", чтобы "Собственный позывной 1" содержал максимально полный позывной насколько это возможно. "Собственный позывной 2" не оценивается функцией системы идентификации.



Другие цифровые стандарты

Радиолюбители в своей практике уже начали использовать другой широко распространённый цифровой стандарт «Project 25» (P25) или другими словами «APCO P25». P25 используется уже в течение гораздо более длительного времени, чем D-STAR и зарекомендовал себя хорошо в работе различных радиослужб. Оборудование этого стандарта производится различными производителями, а не только ICOM. Единственный недостаток P25 заключается в том, что пока нет радиооборудования этого стандарта для его использования радиолюбителями, и пока оно есть только для коммерческого использования. Стандарт P25 предлагает аналогичные возможности, какие сегодня предлагает стандарт D-STAR.

Настоящей радиолюбительской альтернативной для D-STAR может стать выводимый с 2013 года на рынок компанией Yaesu стандарт Yaesu C4FM.

Еще большие возможности предоставляет стандарт TETRA.

D-STAR в России и на пост-советском пространстве

Первые практические эксперименты с D-STAR в России были произведены в компании T-HELPER в Москве на базе коллективной радиостанции RU3AWW в апреле 2008 года. Позывные репитера RU3AWW звучали на частоте 434.80625 MHz +5 МГц. Первая D-STAR радиосвязь из России была проведена 25 апреля 2008 года радиолюбителем из Москвы — RA0ST/3 (Игорь Блинов) с Португалией — CT1FFU (Tony).
В июле 2012 года для развития технологии на пост-советском пространстве инициативная группа радиолюбителей Москвы и Московской области открыла проект (ныне в русскоязычной версии — «D-STAR по-русски», англоязычной — «D-STAR Russia & CIS»), целями которого является популяризация цифровой голосовой радиосвязи, обмен знаниями на русском языке, создание и поддержка собственной инфраструктуры опорной сети. За год проект вышел не только за пределы Москвы и Московской области, но и за пределы России. Исторический узел с позывным RU3AWW ныне работает в составе данной сети.

27 августа 2013 года первый полноценный ретранслятор системы D-STAR на юге (ЮФО/СКФО) России появился в Ростове-на-Дону. Владелец: Павел R6LAA.

Литература

http://www.echolink.ru/articles/d-star/
http://ru.wikipedia.org/wiki/D-STAR
http://files.radioscanner.ru/files/download/file5782/shogen.pdf

Ссылки

http://cloud.dstar.su/bootstrap/ — D-STAR в России
http://www.jfindu.net/DSTARRepeaters.aspx — Карта развития сети D-STAR
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar — про D-STAR от ICOM
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar/dstar2.asp — что такое D-STAR ?
http://www.icomamerica.com/amateur/dstar/dstar7.asp — технические спецификации технологии D-STAR
http://www.arrl.org/FandES/field/reg...har/D-STAR.pdf — технические спецификации технологии D-STAR
http://echolink.ru/downloads/d-star-brochure.pdf — технические параметры технологии D-STAR
http://arrl.org/FandES/field/regulations/techchar/D-STAR.pdf — Описание протокола D-STAR
http://echolink.ru/downloads/icom-d-star-rep.pdf — буклет про D-STAR репитеры
http://www.icomamerica.com/support/forums — D-STAR форум
http://www.d-starradio.org/ или http://members.cox.net/d-star/ — активно-работающие станции на территории США
http://www.d-starusers.org/dstar.php — D-STAR статус работающих радиолюбительских станций
http://www.aprs-is.net/dstartnc2.htm — D-PRS (связь D-STAR и APRS технологий)
http://ham.srsab.se/ww/temp/test_V82_DSTAR.pdf — статья про D-STAR в журнале QST (июнь 2005)
http://members.cox.net/d-star/links.htm — небольшая коллекция ссылок
http://www.usmartdigi.com — µSmartDigiTM APRS® Digipeater и µSmartDigiTM D-Gate D-STAR Gateway
http://www.icomamerica.com/.../DSTARPortableCompare.pdf — Сравнительные характеристики портативных радиостанций Icom, поддерживающих технологию D-STAR
http://www.icomamerica.com/.../DSTARMobileCompare.pdf — Сравнительные характеристики возимых радиостанций Icom, поддерживающих технологию D-STAR
http://www.moetronix.com/dstar — самодельный D-STAR трансивер
http://d-star.dyndns.org
http://dstarradioclub-international.com/

Цифровой сигнал D-STAR обеспечивает аналогичное качество сигнала при существенно меньшей занимаемой полосе спектра по сравнению с нецифровыми аналогами (АМ, ЧМ, ОБП). Если уровень сигнала выше минимального порога и отсутствует многолучевое распространение, то качество принятого сигнала будет выше, чем аналогового сигнала той же мощности. Качество FM сигнала постепенно ухудшается при перемещении пользователя от источника сигнала, D-STAR поддерживает постоянное качество сигнала до определённого предела, но потом просто сигнал пропадает. Эта особенность присуща не только D-STAR сигналу, но и любой другой цифровой информационной системе и это демонстрирует тот порог, при котором сигнал уже невозможно исправить.

В 1999 году конструкторы и разработчики радиоэлектронной аппаратуры связи занимались поисками новых путей внедрения цифровых технологий для радиолюбителей. Этот процесс был профинансирован правительством Японии и в содружестве с Японской радиолюбительской Лигой (JARL). В результате научных исследований в 2001, спецификации D-STAR протокола были опубликованы и компания ICOM приступила к строительству новых цифровых технологий, предлагая необходимые аппаратные средства, для внедрения этой технологии в радиолюбительские массы.
В сентябре 2003 года ICOM принял на работу Matt Yellen, KB7TSE (в настоящее время — K7DN) для осуществления планов по разработке и внедрению технологии D-STAR на американском континенте.
В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR, а ICOM начал их внедрять в новые радиостанции.
Первое D-STAR QSO через спутник было между Майклом, N3UC, FM-18 из Haymarket, штат Вирджиния и Робином (AA4RC) EM-73 из Атланты, штат Джорджия. Они работали через микро-спутник AMSAT AO-27 в 2007 году. Операторы использовали различные режимы при передаче информации с использованием трансиверов ICOM, но всё же испытывали небольшие трудности с доплеровским сдвигом во время проведения QSO.
По состоянию на конец 2009 года в мире уже насчитывалось около 10 800 D-STAR пользователей, которые общаются друг с другом через D-STAR ретрансляторы, которые в свою очередь соединены между собой через сеть Интернет с использованием шлюзов G2. Общее число шлюзов G2 достигло цифры 550 шт. Обратите внимание, эти цифры не включают тех пользователей, которые работают через D-Star репитеры в зоне их радио видимости, или работающих через D-STAR ретрансляторы, которые не подключены к Интернет.
Запуск первого D-STAR микро-спутника намечен на октябрь 2010 года. Название спутника — OUFTI-1 «CubeSat». Он построен группой бельгийских студентов из университета Льежа и Айзил (Эколь де-ла-де провинции Льеж). Название спутника является аббревиатурой от Orbital Utility для телекоммуникационных инноваций. Цель этого проекта — разработка и накопление опыта при эксплуатации подобного класса спутников. Вес спутника — 1 кг и он будет использовать в своей работе радиолюбительские диапазоны — UHF (для UpLink) и VHF (для DownLink).

Структурная схема Базовой станции D-STAR

Нынешняя система D-STAR способна соединить вместе все глобальные и локальные ретрансляторы через Интернет используя при этом радиолюбительские позывные для маршрутизации трафика между корреспондентами. Узлы, как правило, связаны между собой по протоколам TCP/IP с использованием специального программного обеспечения шлюзов.
Спецификации D-STAR описывают два радиоинтерфейса — DV и DD. DV (Digital Voice) использует полосу спектра в 6.25 КГц для потоковой передачи голоса на скорости 4800 бод. Из всей этой полосы 3600 бод используется для передачи данных кодека (2400 — непосредственно данные и 1200 — FEC) и оставшиеся 1200 бод — для передачи данных нескольких типов: передачу сообщения в 20 символов, сопровождающего вызов, данных о позиции станции GPS для системы APRS, либо данные с последовательного порта станции. DV использует участки на радиолюбительских диапазонах 2 м (VHF), 70 см (UHF) и 23 см (1,2 ГГц).
Режим DD (Digital Data) предусматривает пакетную передачу данных с использованием кадров Ethernet на скорости 128 Кбод и использует полосу спектра в 125 КГц в диапазоне 23 см (1,2 ГГц). Фактически данные режим позволяет передавать данные сетей TCP/IP поверх радиоинтерфейса D-STAR. Использование данного режима слабо распространено, его поддерживает только оборудование ICOM: трансивер ID-1 и репитерный модуль ID-RP2D. Так же следует отметить, что согласно российскому Регламенту службы радиолюбительской связи присоединение к сетям общего пользования запрещено, данный канал не может использоваться для предоставления доступа к ресурсам сети Интернет. В то же время регламент не запрещает использовать технологию для организации собственных частных сетей, таких как, например AMPRNet на условиях неиспользованния средств шифрования.
Наиболее интересно использование технологии D-STAR вкупе с наземной инфраструктурой — узлами доступа (аналогично базовым станциям сотовых сетей) и опорной инфраструктурой (серверами, реализующими те или иные услуги). Все это позволяет превратить простой цифровой радиоканал в удобную радиолюбительскую сеть с набором сервисов, таких как избирательные вызовы используя позывной сигнал адресата вызова, что позволяет провести связь с корреспондентом вне зависимости от его месторасположения, групповые вызовы (внутри зоны действия узла, либо распределенные — STARnet), общие вызовы через сервера конференций (рефлекторы), интеграция с APRS и так далее.

Каждый узел сети является стационарной автоматической цифровой радиолюбительской станцией, которой присвоен позывной сигнал опознования, соответствующей радиолюбительской службе связи. Как и любая радиолюбительская станция, узел состоит из антенно-фидерного устройства, трансивера(ов), модема(ов) и компьютера, выполняющего роль контроллера/шлюза.

Оборудование D-STAR

Первым производителем, предлагающим оборудование D-STAR была компания ICOM. По состоянию на 30 декабря 2008, некоторые другие производители радиолюбительского оборудования решили также включить элементы D-STAR технологии в выпускаемую ими аппаратуру связи. Так компания Kenwood выпустила несколько ребрендинговых моделей трансиверов ICOM под своей торговой маркой и продавала эти трансиверы только в Японии.

Наряду с оборудованием для конечных пользователей (радиостанции) компания ICOM выпускает также инфраструктурное оборудование для узлов. На текущий момент это комплекс RP2С. Комплекс состоит из контролера RP2C, модуля RP2V для поддержки режима DV в диапазоне 23 см, модуля RP2D для поддержки режима DD, двух модулей RP2L для реализации транкингового канала между узлами на оборудовании ICOM в диапазоне 10 ГГц и модулей RP2000V и RP4000V для поддержки режима DV в диапазонах 2 с и 70 см соответственно. Использование любых модулей за исключением RP2C опционально. RP2С имеет интерфейс Ethernet для взаимодействия с ПО шлюза.
К контроллеру RP2C есть возможность подключить шлюз, обеспечивающий выход из всех четырех репитеров в интернет. К одному шлюзу можно подключить несколько контроллеров (то есть несколько систем из одного или нескольких репитеров), в этом случае связь между контроллерами возможна на частоте 10 ГГц со скоростью 10 Мбит/с.

Следует так же отметить, что существуют радиолюбительские разработки Homebrew модулей репитеров, работающих через контролер RP2C.
Строить узлы на оборудовании ICOM — занятие достаточно накладное. В основном такие узлы распространены в США, где они разворачиваются местными радиоклубами.

Основной импульс к развитию инфраструктуры D-STAR и росту популярности данной технологии стала разработка конфигурации узлов на доступном недорогом радиолюбительском оборудовании. Для передачи радиосигнала могут использоваться практически любые трансиверы, имеющие на борту интерфейс для подключения пакетных модемов 9600. Для реализации узлов помимо трансиверов так же понадобятся недорогие модемы GMSK и компьютер.
Выбор ПО узлов в большей степени зависит от необходимого функционала. Оригинальным ПО для узлов на базе оборудования ICOM является по шлюза RS-RP2C. Данное ПО поддерживает работу только с оборудованием ICOM и реализует «приземление» трафика DD и услугу маршрутизации вызовов на базе технологии Trust Server. Функции таких шлюзов в значительной мере расширяются с помощью третьестороннего ПО, такого как dplus или ircddb-plugin. Так же существует масса другого ПО от независимых разработчиков, реализующий функцию шлюза, например WinDV, G4KLX или open_g2 от KI4LKF.

На текущий момент существует три основных протокола для взаимодействия узлов с серверами конференций: DPlus — разработанный AA4RC закрытый и жестко привязанный к сети US Trust, DExtra разработки KI4LKF и DCS от DG1HT как попытка усовершенствования DExtra. С точки зрения конечного потребителя все эти протоколы обеспечивают одинаковый сервис, по этому сравнивать их в рамках данной статьи не целесообразно.

В настоящее время ICOM выпускает следующее оборудование D-STAR:
радиостанции IC-E80D, IC-91A, IC-E92D, IC-91AD, IC-E91, ID-91, IC-92AD, IC-2820H, IC-V82, IC-U82, ID-31E, ID-51A, ID-51E, ID-80, ID-91, IC-2200H, ID-800D, ID-800H, ID-880D, ID-E880, ID-1;
цифровые ретрансляторы для передачи голоса на 144 / 430 МГц и данных на 1,2 ГГц: ID-RP2C (Контроллер репитеров для управления ID-RP2V, ID-RP2D, ID-RP2L и/или шлюзом ПК. Может поддерживать до 5 модулей репитеров и до 2 модулей транка.), ID-RP2V (1.2 ГГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2D (1.2 ГГц репитер цифровых данных), ID-RP2L (10 ГГц модуль транкового соединения между репитерами), ID-RP4000V (UHF 440 МГц цифровой голосовой репитер), ID-RP2000V (VHF 144 МГц цифровой голосовой репитер);
приемники IC-PCR1500, IC-PCR2500, IC-R2500.

Начиная с апреля 2004 года ICOM начал выпускать новые трансиверы с «D-Star опциями». Первым коммерческим трансивером был двух метровый мобильный трансивер ICOM IC-2200H (P вых. = 65 Вт). В следующем году ICOM выпустила двух-диапазонный портативный трансивер с поддержкой технологии D-STAR. Тем не менее, в то время, ещё не было в продаже модуля UT-118, который был необходим для нормальной эксплуатации этих трасиверов в режиме D-STAR. Позже ICOM всё-таки начала продавать эти модули и они начали устанавливаться в каждый трансивер. В июне 2005 года редакцией журнала «QST ARRL» был опубликован обзор трансивера ICOM IC-V82 (P вых. = 7 Вт).

ICOM IC-U82 — 70 см однодиапазонный цифровой (voice) портативный трансивер. P вых. = 5 вт. Необходимо приобрести дополнительный D-STAR модуль.

В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR. ICOM, понимая, что изменения нужно внедрять, начала модернизировать выпускаемое оборудование. Как только изменения были опубликованы, ICOM объявила, что теперь она может выпускать новое оборудование с учётом изменений в стандарте D-STAR.

Первой полностью цифровой радиостанцией стандарта D-STAR стала автомобильная ID-1 на популярный в Японии диапазон 1200 МГц. Станция позволяет проводить связи в привычной FM модуляции, в цифровом режиме D-STAR, а так же передавать данные со скоростями 1200 бит/с и 128 кБит/с, при этом в случае передачи со скоростью 1200 бит/с станция подключается к компьютеру через последовательный порт, а в случае высокоскоростной передачи данных станция подключается к компьютеру через встроенный порт Ethernet.
Выходная мощность: от 1 до 10 вт. Порты: USB, Ethernet.

Следующей станцией стала двухдиапазонная (144/430) автомобильная станция ID-800. Эта радиостанция поддерживает аналоговую и цифровую голосовую связь, а так же передачу данных со скоростью 1200 бит/с. К станции можно напрямую подключить GPS приемник, в этом случае при каждом выходе в эфир вместе с голосом передаются текущие координаты, при использовании другой стороной такой же станции они отображаются на её экране, при подключении к станции компьютера возможно отображение координат на карте.
Выходная мощность: 55 Вт для 2 м и 50 Вт для 70 см.

Следом за ID-800 выходят обычные аналоговые станции среднего уровня IC-2200H, IC-V82 и IC-U82. IC-2200H — это автомобильная радиостанция двухметрового диапазона, IC-V82 и IC-U82 — портативные на 144 и 430 МГц соответственно. Объединяет все эти станции возможность апгрейда до цифровых при установке специального модуля UT-118. В этом случае все станции поддерживают стандартные для протокола D-STAR функции передачи GPS координат, передачи коротких (20 символов) сообщений. Отображение принятых координат возможно только на компьютере, именно с выпуском этих станций система D-STAR стала популярной в Японии и Америке.

Далее выходит двухдиапазонная портативка IC-91, доступная как в аналоговом варианте, так и в цифровом (с установленным модулем UT-122).

В следующем поколении радиостанций ICOM D-STAR прописался очень прочно. Если в автомобильной двухдиапазонке IC-2820H (двухканальный, двухдиапазонный (2 м / 70 см) цифровой мобильный трансивер. P вых. = 50 вт на каждом диапазоне) для работы в цифровом режиме необходима установка дополнительного модуля, то в портативной двухдиапазонке IC-92AD он встроен изначально. Обе эти станции объединяет расширенный функционал для работы в D-STAR. В новых радиостанциях помимо стандартных функций D-STAR возможно отображение ваших координат и координат второй стороны на экране, а также отображения направления и расстояния до него. Для портативной IC-92AD ICOM разработал выносной микрофон со встроенным GPS приёмником HM-175GPS. Выходная мощность = 5 Вт на каждом диапазоне. Прочная, водозащищённая конструкция.

ICOM IC-80AD — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) портативного трансивера. Выходная мощность = 5 Вт.

ICOM ID-880H — третья модификация двухдиапазонного (2 м / 70 см) цифрового (voice) мобильного трансивера. Выходная мощность = 50 Вт.

D-STAR увеличивает дополнительные затраты при использовании этой технологии радиолюбителями. Это частично объясняется стоимостью аппаратного голосового кодека AMBE и лицензионными отчислениями по нему, а также погашением тех затрат, которые были произведены на исследования и разработку технологии D-STAR, так как эти затраты всё-таки должны быть погашены. Как и в случае с любым другим продуктом подобного рода, всё больше единиц оборудования D-STAR продаются и часть R&D расходов всё-таки будет уменьшаться с течением времени. Совместимая с D-STAR аппаратура дороже аналогичной другой аппаратуры других производителей радиолюбительской техники. По состоянию на 2 квартал 2013 года розничная стоимость радиостанции ICOM ID-31 (70-см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) составляет в США $300, а ID-51 (2 м / 70 см цифровой мобильный трансивер. P вых. = 1...5 Вт.) — $630.

KENWOOD TMW-706S — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 50 вт.
KENWOOD TMW-706 — двух-диапазонный (144/430 Mhz) цифровой (voice) мобильный трансивер. P вых. = 20 вт.
Примечание: Эти два трансивера не продавались в Северной Америке. Они были представлены как OEM изделия модели ICOM ID-800H. Продажа этих трансиверов организована была только на Японском рынке.

Прочее оборудование:

DV Dongle — это небольшое устройство с USB портом и встроенным в него микросхемой AMBE кодека. Радиолюбители могут использовать это устройство совместно с компьютером, для создания D-STAR пакетов и отправки и получения их в Интернет. Это хорошая возможность познакомиться с миром D-STAR, если у вас нет поблизости местного D-STAR репитера или если репитер присутствует, но у него нет шлюза в Интернет. DV-Dongle работает под управлением Java-приложения DVTOOL, которое на своей стороне имитирует работу протокола D-STAR, хотя его интерфейс, на самом деле, не похож на панель трансивера. Другие не Java-совместимые самостоятельно исполняемые приложения, также доступны сегодня в бета-версиях для различных операционных систем. Примечание: На сегодня это изделие распространяется через сеть дилеров через сайт Moetronix.

DV AP Dongle (DV Access Point Dongle) — это небольшой модуль с малогабаритной антенной, который подключается к USB порту вашего компьютера, создавая вокруг него небольшое D-STAR «облако». Устройство представляет собой компактную точку доступа с небольшой антенной. Выходная мощность его передающей части равна 10 мВт и работает в диапазоне 2 м.

DV AP Dongle 440 (DV Access Point Dongle) — устройство полностью аналогично DV AP Dongle, но расчитаное на работу в диапазоне 70 см.

UP4DAR — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Так же устройство имеет на борту интерфейс Ethernet и может взаимодействовать с инфраструктурой через Интернет вообще без использования трансивера. Код операционной системы устройства открыт и распостраняется через GitHub, так что функциональность в значительной мере может быть расширена за счет участия сообщества в разработке. Производится Bederov GmbH.

DV Adapter 2.0 — это небольшое устройство, позволяющее превратить любой трансивер с интерфейсом пакетного модема 9600 в полноценный трансивер D-STAR. Устройство базируется на плате расширения ICOM UT-118. Производится Scherp Enterprises.

DVRPTR — это модем GMSK на микроконтроллере AVR, разработанный pipeMSG Handels UG.

DVRPTR V2.0 — продолжение концепции устройства DVRPTR, к которому добпален микроконтроллер ARM Cortex-M3 с портом Ethernet. Устройство может функционировать и как модем и как самостоятельный терминал при добавлении опций дисплея и кодека AMBE. Производится pipeMSG Handels UG.

DV 3.0 — новое устройство серии DVRPTR. Производится pipeMSG Handels UG.

Серия устройств Mini-HotSpot — серия модемов GMSK для построения Homebrew узлов на базе чипа модема CMX589A и микропрограммное обеспечение Node Firmware для модемов данной серии. Производство MicroWalt Corporation.

Маршрутные вызовы


Для маршрутизации селективных вызовов (когда указывается позывной корреспондента-получателя) на текущий момент времени существует три основных технологии, которые следует разделить на две группы: технологии, обеспечивающие исключительно обмен данными о регистрации, при этом вызовы напрявляются между узлами на прямую и технологию с централизованной коммутацией вызовов.

Trust Server — закрытая технология, предложенная ICOM в рамках программного обеспечения RS-RP2C. Узлы обмениваются информацией о регистрации станций, находящихся в зоне их действия по закрытому проприетарному протоколу с централизованным сервером. Самая распространённая сеть данного стандарта — US Trust, функционирующая преимущественно в США и Японии состоит из порядка 900 узлов.

ircDDB — открытая технология, реализующая обмен маршрутной информации с использованием транспорта на протоколе irc. Технологию создала Берлинская группа радиолюбителей. ircDDB в отличие от Trust Server обеспечивает мгновенный обмен информации о маршрутах и может использоваться на узлах совместно с Trust Server. Система состоит из сети соединенных серверов irc, на специальном irc-канале которых узлы передают приватными сообщениями информацию о вызовах специальным ботам ircDDB, которые актуализируют данные о маршрутах в своих базах данных и в случае изменения местонахождения корреспондента публикуют информацию о его регистрации для узлов. Исходные коды программного обеспечения опубликованы на GitHub.
Программное обеспечение ircDDB plugin для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с ircDDB.
Основная сеть — ircDDB.net, содержит порядка 1400 узлов. Немного измененные версии ПО ircDDB применяются в сетях ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Так же в мире развернуто несколько тестовых экземпляров ircDDB. ircDDB — это наиболее полно поддерживаемая технология со стороны ПО узлов.

CCS System — Самая молодая из представленных технологий. Создана Гамбургской группой радиолюбителей. Отличается тем, что реализует централизованную коммутацию вызовов через собственные сервера. Преимуществом технологии являются крайне низкие требования к Интернет-каналу со стороны узлов, недостатком — очень низкая надежность решения и закрытый код серверной части.
Стандартное программное обеспечение CCS для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с CCS. При этом использование ircDDB становится не возможным. В то же время, альтернативное программное обеспечение от G4KLX под названием ircDDBGateway допускает единовременную работу ircDDB и CCS.

Несмотря на то, что технология ircDDB и инфраструктура ircDDB.net разрабатывались отчасти и для объединения разрозненных сетей, основанных на технологии Trust Server, возникают ситуации, когда необходимо развернуть собственную доработанную версию ircDDB. Как минимум, известны два таких проекта — ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Для взаимодействия сетей в последней применяется собственное оригинальное решение на узле RK3FWD, обеспечивающий представление и маршрутизацию вызовов между D-STAR Russia & CIS и US Trust, ircDDB.net и CCS System.
В сети CCS System есть специальный шлюз DB0HAM, обеспечивающий взаимодействие узлов системы CCS с сетью ircDDB.net.
На территории Германии существуют несколько экспериментальных шлюзов с цифровыми сетями на базе APCO P25, DMR, NXDN и MOTOTRBO.
Большое распространение получили шлюзы, обеспечивающие обмен вызовами между рефлекторами D-STAR и различными аналоговыми радиолюбительскими сетями, такими как EchoLink и IRLP. Для таких шлюзов нередко применяется ограничение на доступ пользователей только через компьютерные клиентские программы, так как ретрансляция аналогового сигнала в рефлекторы D-STAR существенно ухудшает качество звука и делает полностью невозможной идентификацию передающего из аналоговой сети корреспондента.

Протокол D-STAR

Протокол D-STAR является открытым и единственное узкое место в нём — это запатентованный голосовой кодек AMBE от компании Digital Voice Systems (патент US 2005/0278169 A1), сжимающий голос для передачи по радиоканалу. Кстати говоря, этот же кодек используется в современных профессиональных системах радиосвязи, например MOTOTRBO от компании Motorola.
Поскольку радиолюбители имеют давние традиции по улучшению и экспериментированию собственных конструкций, патентные ограничения кодека AMBE сдерживает их творческую инициативу. Реализация кодека AMBE только в аппаратном решении (т.е на кристалле интегральной схемы) тормозит инновационный процесс внедрения D-STAR в жизнь. Если бы использовался кодек с открытым исходным кодом, который бы смог заменить кодек AMBE, то это бы решило многие проблемы.
Стоит отметить, что начальные спецификации и раннее оборудование ICOM использовали кодек G.723. Отказаться от него пришлось в рамках работ по выводу стандарта в диапазоны 2 м и 70 см, требовавшие снижения занимаемой полосы и улучшения помехоустойчивости.
Адвокат Bruce Perens (K6BP) — сторонник открытых кодов, заявил, что он будет заниматься изучением и внедрением в D-STAR альтернативного кодека. David Rowe (VK5DGR) начал свои разработки по осуществлению замены кодека в соответствии с требованиями лицензии GPL. Его кодек известен как Codec2.

1.1 Голосовая связь
1.1.1 Общие положения
Способ связи: Полудуплекс, передача оцифрованной речи.
Содержимое передачи: оцифрованная речь / звуковые сигналы и короткие текстовые сообщения. Речевой и звуковой потоки передаются синхронно для поддержки связи качества воспроизведения. Передача данных и речи / звука чередуется.
1.1.2 Передающее оборудование
Методы модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 4,8 Кбит
Голос способ кодирования: AMBE (2020) конвертируемый в 2,4 кБит; FEC на уровне 3,6 кБит
Занимаемая полоса: Максимум 6 кГц
1.1.3 Tx / Rx Время переключения: Менее 100 мс.

1.2 Передача данных
1.2.1 Общие положения
Способ связи: симплекс
Содержимое передачи: цифровой поток данных.
1.2.2 Передающее оборудование
Метод модуляции: GMSK, QPSK, 4FSK
Скорость передачи данных: Максимум 128 Кбит
Занимаемая полоса: Максимум 150 кГц
1.1.3 Время переключения (Tx-Rx): Менее 50 мс.
1.3 Магистральная линии связи
1.3.1 Общие положения
Способ передачи: Полный дуплекс.
Передача содержит: Магистральные связи между ретрансляторами, содержащие объединенные оцифрованные речевые / звуковые каналы, пользовательские данные и связи управляющих сигналов данных.
1.3.2 Передача настройки
Выходная мощность: Соответствует требованиям ФКС.
Метод модуляции: GMSK
Скорость передачи данных: Максимум 10 Мбит
Занимаемая полоса: Максимум 10.5 МГц
1.3.3 Метод мультиплексирования (объединения) каналов
Метод мультиплексирования для магистральных каналов связи является ATM. Детали спецификации соответствии с протоколом ATM. Оцифрованная речь / звуковые сигналы имеют наивысший приоритет при передачи.
Если Вам интересно, почитайте о стандартах ATM более подробно.

2. Системные требования
2.1 Беспроводная передача пакетов
Структура кадра беспроводных пакетов приведена ниже.
2.1.1 Структура кадра пакета данных

Разберем структуру кадра данных.
Бит синх. (Битовая синхронизация): Повторяющаяся стандартная 64-разрядная синхрогруппа (для GMSK 1010, и 1001 для QPSK). Направление передачи слева направо.
Кадр. синх. (Кадровая синхронизация): 15-битный шаблон (111011001010000). Направление передачи слева направо.
Флаг 1 (8 бит): Флаг 1 использует старшие 5 разрядов и младшие 3 разряда отдельно.
Биты используются следующим образом:
Бит 7 (MSB): Указывает на тип данных: передача голоса или данных. "1" указывает на передачу данных, "0" указывает на передачу речи.
Бит 6: Указывает на то, идёт ли сигнал через ретранслятор или прямую между терминалами. ("1" для ретранслятора, "0" для терминала)
Бит 5: Распознает наличие прерывания связи. "1" указывает на прерывание, "0" указывает на отсутствие прерывания.
Бит 4: Определяет тип сигнала: сигнал управления или сигнал данных. "1" указывает на управляющий сигнал, а "0" на обычный сигнал данных. (включая голосовые сигналы)
Бит 3: Определяет на приоритет передачи: "1" указывает на приоритет срочного сигнала, "0" обозначает приоритет нормального сигнала.
Для сигналов с "1" для этого бита, приемник радиостанции откроет шумоподавитель и т.д.
Обратите внимание, что срочный сигнал в этом документе, не означает "сигнал срочности", как определено в международном праве радио. Это означает, срочно сигнал приоритета для использования в чрезвычайных ситуациях.
Биты 2, 1, 0:
111 = Флаг управления ретранслятора. Пока ретранслятор управляется, этот флаг равен "111" и кадр данных содержит данные управления.
110 = Авто-ответ
101 = не используется (запасной)
100 = Флаг Повтора. Необходим для повторного запроса предыдущего кадра
011 = Флаг ACK, рассматриваемое как флаг ACK
010 = Флаг "Нет ответа". Указывает на отсутствие ответа
001 = Флаг недоступности ретрансляции. Указывает на неподходящие условия ретрансляции.
000 = NULL, никакой информации.

Флаг 2 (8 бит): Флаг 2 предназначен для будущего расширения и определен ниже.

а) ID флаг используется в качестве дескриптора формата. Эта функция доступна не только для увеличения и уменьшения фигуры позывного, но и для ID, который не используется как позывной скорее чем числовой.
б) M флаг используется только разработчиком или изготовителем оборудования

Флаг 3 (8 бит): Флаг 3 используется для сопоставления функций управления версиями протокола, которые могут быть модернизированы в будущих версиях программного обеспечения.

Позывной репитера места назначения может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной изначального репитера может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". В случае прямой связи, поле должно быть содержать слово "DIRECT" и пробелы на пустых знакоместах. Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Позывной вызываемого абонента может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Использование этого поля описано в разделе 2.2.

Собственный позывной 1 может иметь максимум 8 ASCII букв и цифр. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел". Это поле аналогично речевым кадрам.

Собственный позывной 2 используется, чтобы добавить в позывной суффиксы или дополнительную информацию адреса назначения. "Собственные Позывной 2" может иметь максимум 4 ASCII буквы и цифры. При отсутствие позывного, поле должно быть заполнено символами "пробел".



2.1.2 Структура кадра речевого пакета

Разберём голосовой пакет, включающий передачу кадров речи и данных следующим образом:

1) Радио заголовок имеет ту же структуру кадра, что и при пакетной передачи данных.

2) Отрезок "Данные" включает в себя 72-битные кадры голосовых сигналов с длительностью 20 мс в порядке их выход из кодеков в соответствии со спецификацией AMBE (w/FEC). Кадры данных содержат 24 бита данных.

3) Первый кадр данных, а затем каждый 21-го кадр данных в повторяющемся цикле, используются только для синхронизации данных для каждого типа модуляции. Синхронизация корректирует задержку между передачей и приемом, в том числе время прохождения соединения. Этот синхронизированный сигнал содержит 10-битные синхронизированные сигналы и два 7-битных максимально-длинных последовательности "1101000" шаблонов. (всего 24 бита). Направление передачи слева направо.

4) Данные в кадре данных передается без изменений входных данных. Если данные необходимы в качестве исправления ошибок или синхронизации, то эти кадры обрабатываются до обработки входных данных.

5) Если длина данных сигнала больше, чем длина голосовой связи, передающий переключатель будет включен до завершения сигнала данных вручную. Обработка может быть разрешено автоматически.

6) Последний кадр данных, которому требуются средства прекращения передачи, является уникальным синхронизирующий сигнал (32 бита + 15 битов "000100110101111" + "0", образуя в итоге 48 бита) как определено типом модуляции. Направление передачи слева направо.

2.2 Протокол связи

Внимание: В следующих описаниях, "_" (символ подчеркивания) указывает на пробел, символ ASCII №20. Если поле позывного имеет пустоты между последней буквой позывного и последним символом в поле, пустоты должны быть заполнены символами пробела.

2.2.1 Позывной
Поле позывного в радио заголовке голосовых пакетов и пакетов данных используется для маршрутизации пакетов. За исключением позывного в полях "Собственная станция??", как правило, позывные имеют менее 6 букв (или 7 букв). Ниже показано, как интерпретировать поля позывного:

Позывной репитера места назначения
В зоне связи, в этом поле должен быть указан позывной ретранслятора, используемый вызываемой станцией.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
(Приводимый в примерах позывной W$1AAA не существует и используется только для примера)
Если соединение за пределами локальной зоны, которая называется соединением зона в зону, это поле должно содержать позывной зонового ретранслятора, подключенного к шлюзу, а последним символом должно быть "G", указывающее на соединение через шлюз. (т.е. W$1AAA_G)

Позывной изначального репитера
Это поле должно содержать позывной репитера вызывающей станции.
При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".

Позывной вызываемого абонента
Поле должно содержать позывной вызываемой станции с которой необходимо установить соединение. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).
При осуществлении ненаправленного вызова, поле должно содержать "CQCQCQ".
При вызове CQ в не-локальной зоне, которая называется соединением зоны в зону, добавьте "/" к позывному ретранслятора места назначения. При наличии нескольких ретрансляторов в сайте ретрансляторов, они будут различаться по последнему символу: "А", "B", "C" или "D" (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_D и т.д.). По умолчанию символ "A".
Чтобы получить доступ к репетиру с локального сервера, в "Позывно вызываемого абонента", поле должно содержать позывной ретранслятора, а последний символ должен быть "S". (т.е. W$1BBB_S).

Собственный позывной 1
Поле "Собственный Позывной" содержит собственный позывной станции. Если станция имеет несколько радиостанций, то они различаются последним символом: "A", "B", "C", "D", "E" или "F". (т.е. W$1AAA_A, W$1AAA_F и т.д.).

Собственный позывной 2
Это поле содержит информацию для отображения, как после "/" (косая черта). (т.е. W$1AAA_F/JD1 и т.д. Примечание: "/" не отображается). Назначается "Собственные Позывной 2", чтобы "Собственный позывной 1" содержал максимально полный позывной насколько это возможно. "Собственный позывной 2" не оценивается функцией системы идентификации.

Другие цифровые стандарты

Радиолюбители в своей практике уже начали использовать другой широко распространённый цифровой стандарт «Project 25» (P25) или другими словами «APCO P25». P25 используется уже в течение гораздо более длительного времени, чем D-STAR и зарекомендовал себя хорошо в работе различных радиослужб. Оборудование этого стандарта производится различными производителями, а не только ICOM. Единственный недостаток P25 заключается в том, что пока нет радиооборудования этого стандарта для его использования радиолюбителями, и пока оно есть только для коммерческого использования. Стандарт P25 предлагает аналогичные возможности, какие сегодня предлагает стандарт D-STAR.

Настоящей радиолюбительской альтернативной для D-STAR может стать выводимый с 2013 года на рынок компанией Yaesu стандарт Yaesu C4FM.

Еще большие возможности предоставляет стандарт TETRA.

D-STAR в России и на пост-советском пространстве

Первые практические эксперименты с D-STAR в России были произведены в компании T-HELPER в Москве на базе коллективной радиостанции RU3AWW в апреле 2008 года. Позывные репитера RU3AWW звучали на частоте 434.80625 MHz +5 МГц. Первая D-STAR радиосвязь из России была проведена 25 апреля 2008 года радиолюбителем из Москвы — RA0ST/3 (Игорь Блинов) с Португалией — CT1FFU (Tony).
В июле 2012 года для развития технологии на пост-советском пространстве инициативная группа радиолюбителей Москвы и Московской области открыла проект (ныне в русскоязычной версии — «D-STAR по-русски», англоязычной — «D-STAR Russia & CIS»), целями которого является популяризация цифровой голосовой радиосвязи, обмен знаниями на русском языке, создание и поддержка собственной инфраструктуры опорной сети. За год проект вышел не только за пределы Москвы и Московской области, но и за пределы России. Исторический узел с позывным RU3AWW ныне работает в составе данной сети.

Яндекс.Метрика

О сайте | Связные Новости | Страницы истории | ЛикБез | Применение радиосвязи | Антенные устройства | Радиокабель | Радиочастотные разъёмы | Алфавит, 10-код и Q-код | КВ Диапазон | CB Диапазон | CB Радиостанции | УКВ Диапазон | LPD PMR Радиостанции | Сравнение диапазонов CB, LPD и PMR | Радиостанции Vertex и Yaesu | Радиостанции | Схемы радиостанций | Радиостанции KENWOOD | MotoTRBO | Источники Питания | Аккумуляторы радиостанций | Таблица CTCSS кодов | Правила продажи и регистрации радиостанций | Эхолинк | Справочная информация | Справочная информация по СКС | On-Line | Лицензионный софт | Полезные ссылки | Интернет-Магазин | Интернет-Магазин Гаджетов | Добавить статью на сайт | Юмор | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню