Разработка программного обеспечения для планирования радиолюбителями сеансов пакетной связи с учетом зон видимости наземных радиолюбительских станций с МКС

На МКС регулярно проводятся различные эксперименты, результаты которых во многих случаях хранятся в виде файлов и в заданные сроки должны быть отправлены на Землю. В последнее время, наряду со штатной аппаратурой, для этого используют и радио любительскую пакетную радиосвязь в S-диапазоне. Связь устанавливается либо непосредственно между двумя станциями, либо через цепочку пакетных ретрансляторов (диджипитеров), обеспечивающих с некоторой потерей в скорости передачу данных.

Целью спецчасти диплома являлось создание программного обеспечения для планирования радиолюбителями сеансов пакетной связи с учетом зон видимости наземных радиолюбительских станций с МКС.

В технологической части проводится обоснование выбора языка программирования и показан технологический процесс составления и отладки программы.

В третьей части («Безопасность жизнедеятельности») проводилась аттестация рабочего места по производственным факторам, и разработка комплекса мер по обеспечению электробезопастности на рабочем месте.

В экономической части диплома производилась оценка экономического эффекта от внедрения ПМО и трудоёмкость его разработки.

1. Общая часть

1.1 Основные принципы организации пакетной связи

Пакетная связь — это информационный обмен между компьютерными устройствами, осуществляемый по радиоканалу по правилам. определяемым специальным протоколом связи. Для реализации такого обмена между компьютером и радиостанцией устанавливается специальное устройство, называемое контроллером терминального узла (Terminal Node Controller, сокращенно — TNC).

На передающей стороне последовательность битов информации, поступающая от ПК, компонуется в контроллере в пакеты определенной длины (кадры). Контроллер в каждый сформированный пакет по строго определенным позициям добавляет банты служебной информации, определяющие назначение и содержание пакета. Затем байты информации сформированного пакета в виде битовых импульсов постоянного напряжения поступают на модулирующий вход специального устройства (модема), который заполняет эти импульсы сигналами низких частот, соответствующих значениям 0 или 1 (нижняя и верхняя тональные частоты), и последовательно выдает их на микрофонный вход передатчика радиостанции для передачи в эфир.

На приемной стороне выходные сигналы приемника поступают на демодулирующий вход модема, который на своих фильтрах выделяет пачки требуемых тональных частот, формирует из них битовые сигналы постоянного напряжения и направляет на входной буфер контроллера. Контроллер по ним формирует входной пакет и считывает байты служебной информации, по которым определяет назначение и содержание пакета, а также порядок его дальнейшего использования (передача и свой ПК. ретрансляция и т. п.).

Пакетная связь устанавливается либо непосредственно между двумя станциями, либо через цепочку пакетных ретрансляторов (диджипитеров). Существующая сеть, наземных пакетных станций и их программное обеспечение позволяют организовывать автоматическую передачу сообщений по сети любому ее абоненту. Для успешной работы в этом режиме все станции сети должны придерживаться общих стандартов, которые определяются принятыми протоколами связи и организацией сеансов связи.

1.2 Структура кадра пакетной связи

В настоящее время для работы радиолюбительских станций в пакетном режиме используется протокол АХ. 25. который определяет правила проектирования и эксплуатации любительских радиостанций пакетной связи и обеспечивает совместимость между станциями на канальном уровне. Пакетам передача по каналу связи осуществляется небольшими порциями данных, называемыми кадрами. Протоколом АХ.25 определены служебные и информационные кадры. Первые формируются при выдаче в контроллер команд управления каналом передачи данных (например. при соединении и рассоединении), вторые — при передаче информационных массивов.

Рис. № 1. Структура кадра пакетной связи

Любой формируемый кадр условно состоит из нескольких полей, которые занимают строю определенные позиции в кадре. По протоколу радиолюбительской связи АХ, 25 в кадре определены следующие поля;

- два поля флага. Это первый и последний байты каждою кадра, содержащие уникальную последовательность нулей и единиц, которая не может появляться нигде внутри кадра. (О1 111 110). Эти поля вводятся контроллером при передаче и позволяют идентифицировать, начало и конец кадра на принимающей стороне. Только после регистрации поля флага починается прием и обработка кадра.

- поле адреса. Служит для записи позывных передающей станции, цепочки используемых, ретрансляторов (до 8 ми) и станции назначения пакета и может составлять от 14 до 70 байт. Каждый позывной может включать до семи байтов (6-имя и 1-цифровой идентификатор от 1 до 15). Конец поля адреса обозначается кодом 1 в последнем бите последнего позывного. После соединения двух станций сформированное поле адреса запоминается в памяти контроллера и автоматически вводится во нее кадры обмена, при рассоединении — удаляется из памяти.

— поле управления. Служит для записи кодов, определяющих тип посылаемого кадра (служебный или информационный), а также используется для обмена командами, запросами и ответами с целью осуществления процедур управления каналом передачи данных. Поле управления для служебных кадров может содержать:

— команду на соединение пли рассоединение:

— сообщение о состоянии станции (занята, свободна):

— подтверждение приема и исполнения принятой команды;

— запрос на повторную передачу неверно принятого кадра.

Поле управления информационного кадра содержит коды, нумерующие последовательность передаваемых кадров. Длина поля правления составляет один байт, последний бит которого служит для обозначения типа посылаемого кадра.

— информационное поле (только для информационных кадров). Содержит передаваемый информационный массив. Длина информационного поля ограничена величиной 256 байт:

- поле контрольной суммы (2 байта). Содержит вычисленную по определенным правилам контрольную сумму битов передаваемого кадра (исключая поля флага). На приемной стороне также производится вычисление контрольной суммы принятого кадра и при ее совпадении с переданной формируется признак правильности приема. При необходимости, передающей стороне посылается служебный кадр с подтверждением правильности приема (или с запросом на повторную передачу кадра при несовпадении контрольной суммы).

Любой принятый кадр:

— не ограниченный флагами;

— имеющий нецелое число байтов;

— состоящий менее чем из 17 байтов (минимальная длина кадра без полей

флага) считается недействительным и на приемной станции не обрабатывается. На передающую станцию никаких сообщений не выдается.

При получении команды на посылку кадра контроллер:

— формирует поле адреса кадра, определяемое параметром команды или уже хранящееся в его памяти;

— по типу реализуемой команды формирует код поля управления кадра;

— считывает, при необходимости, блок информационного массива;

— вычисляет контрольную сумму кадра

и сформированный кадр последовательно, бит за битом, посылается через модем на передатчик пакетной станции. Непосредственно перед посылкой и сразу после ее завершения на передатчик посылается последовательность битов флага.

После посылки кадра контроллер ожидает от станции назначения подтверждения о его приеме. Если в течение заданного времени подтверждение не поступило, посылка кадра повторяет. Предельное число последовательных повторных посылок определяется специальной установкой в контроллере и при его достижении связь с этой станцией прекращается.

При приеме (после успешного выделения полей флага) кадр считывается в приемный буфер контроллера, который:

— определяет его действительность;

— вычисляет контрольную сумму кадра и сравнивает ее с принятой;

— определяет наличие собственного позывного в поле адреса принятого кадра. При его наличии выполняет обработку поля управления принятого кадра (если он адресован его позывному) или его ретрансляцию (если его позывной записан как ретранслятор и есть совпадение контрольных сумм), при отсутствии — никакие действия по принятому кадру не выполняются;

— после обработки поля управления выполняются процедуры, предусмотренные его содержанием. При несовпадении контрольной суммы на передающую станцию посылается запрос на повторную передачу кадра (в режиме ретрансляции такой кадр игнорируется).

Протокол АХ.25 одинаково хорошо работает как в полудуплексном, так и в дуплексном режимах. Он обеспечивает надежную связь как двух отдельных любительских пакетных станций, так и отдельной станции с многопортовым диспетчером. Протокол позволяет устанавливать более одного соединения на устройство, если оно разрешает такую возможность. Протокол АХ. 25 является протоколом со свободным доступом в канал и контролем несущей. Все станции в канале считаются равноправными. Прежде чем включиться в канал передачи, каждая станция проверяет, свободен канал или нет. Если канал свободен, станция включается на передачу, если занят, то передача задерживается до его освобождения. После передачи пакета станция сразу переходит в режим приема.

1.3 Состав и назначение аппаратуры пакетной связи

Станция пакетной связи в классическом виде состоит из трех основных частей:

— контроллер пакетной связи;

— терминал или компьютер;

— радиостанция (трансивер).

1.3.1 Контроллер пакетной связи (TNC)

Является основным устройством, реализующим режим пакетной связи. Он преобразует компьютерные коды в коды протокола АХ.25 и обратно. Для работы в эфире между контроллером и радиостанцией необходимо еще включить радиомодем, который преобразует последовательность выходных битовых сигналов контроллера в модулирующий сигнал передатчика радиостанции и наоборот. В некоторых модемах значению «О» может соответствовать частота 1200 гц. (нижняя тональная частота), значению «1» — 2200 гц. (верхняя тональная частота). Следует учитывать, что нижняя тональная частота определяет скорость передачи пакетной информации по радиоканалу (в бодах в секунду), однако используемое значение этой частоты зависит от полосы пропускания используемого радиопередающего устройства. Существуют модемы, у которых нижняя тональная частота может достигать значения 9600 гц. и даже 19 200 гц., однако они могут работать только с радиостанциями, имеющими достаточно широкую полосу пропускания. Многие современные контроллеры имеют встроенный модем с перестраиваемыми тональными частотами. Параметры сигналов модема должны соответствовать значениям, принятым для используемого радиопередающего устройства, в противном случае необходимо наличие специального согласующего устройства.

К радиостанции из TNC идет еще одна линия — управление включением передатчика. По этой линии контроллер посылает в радиостанцию сигнал на включение передатчика (РТТ) при завершении формирования посылаемого кадра. Сам кадр посылается на вход передатчика после сигнала РТТ с задержкой, учитывающей время его выхода на режим. При работе в симплексном режиме сигнал РТТ может быть выдан только при отсутствии сигналов приема, в противном случае выдача этой команды задерживается. При работе в дуплексном режиме эта задержка снимается.

Почти во всех современных TNC добавлена возможность его работы в режиме «почтового ящика» (PMS — Personal Message System). Объем такого «ящика» зависит от конкретного исполнения TNC и варьируется в пределах от 10 до 128 кб. Он позволяет записывать и хранить текстовые сообщения в специальном блоке батарейной памяти TNC до их востребования адресатом. Каждый контроллер имеет возможность работы в режиме ретранслятора пакетных сигналов (диджипитера). Ряд контроллеров имеют возможность подключения к двумрадиостанциям, работающим в разных частотных диапазонах, что расширяет возможности пакетной связи.

Контроллер имеет разъемы для подсоединения кабелей связи с компьютером (с СОМ-портом), с радиостанцией и с источником питания, на лицевую панель выведены индикаторы состояния.

Модификация и улучшение параметров TNC достигается сменой программного обеспечения, хранящегося в его ПЗУ. В связи с широким распространением персональных компьютеров стали выпускаться TNC, выполненные в виде отдельной компьютерной платы, или реализованные в виде специальных программ.

1.3.2 Терминал

Терминал (в простейшем случае) или компьютер являются средством управления работой контроллера и ввода-вывода буквенно-цифровой информации. Для того, чтобы персональный компьютер перевести в режим терминала пакетной станции, необходимо наличие специальной, так называемой терминальной программы. Эти программы существуют для большинства типов ПК. Например, для IBM PC разработаны такие программы как PROCOMM, PCPLUS, COMIT, TELIX и др. Есть и специальные программы для радиолюбительской пакетной связи: SP, YAPP, PACTERM, TERMSVL, WINPACK и т. п. Для выдачи информации на печать компьютер может быть доукомплектован принтером.

В качестве интерфейса (стандарта связи между TNC и терминалом) обычно используется последовательный асинхронный RS-232, в котором логической «1» соответствует уровень минус 12 в., а логическому «О» плюс 12 в. (СОМ-порт для PC). Скорость обмена информацией между TNC и терминалом должна соответствовать скорости обмена по радиоканалу.

Как уже указывалось выше, все функции контроллера пакетной связи могут быть реализованы программно, но в этом случае необходимо наличие внешнего модема. Такие программы были разработаны для компьютера IBM PC (PMP, Baycom, TFPCX). Однако возможности таких программ несколько меньше, чем у современных TNC.

1.3.3 Приемно-передающая радиостанция (трансивер)

Обеспечивает преобразование низкочастотных сигналов, поступающих на ее вход от модема TNC, в высокочастотный радиосигнал и его излучение. При приеме радиосигналов выполняет обратную функцию. Может использоваться как для пакетной так и для радиотелефонной связи. Важной характеристикой радиостанции является полоса пропускания радиоканала, определяющая диапазон частот модулирующего сигнала, который может быть передан (выделен) без искажения. Полоса пропускания определяется назначением устройства и задается при его проектировании. При пакетной связи границы полосы пропускания определяют предельные значения нижней и верхней тональной частоты используемого модема и, как следствие этого, предельную скорость передачи битовой информации по радиоканалу.

При пакетной связи с пилотируемыми космическими объектами заметное влияние на качество приема сигналов оказывает доплеровский сдвиг частот, который зависит от скорости перемещения ПКА относительно наземной станции и частоты, используемой для передачи сигнала по радиоканалу. Чем выше относительная скорость и частота, тем больше это влияние. Важную роль при этом играет возможность автоподстройки частоты (программная или аппаратная компенсация доплеровского сдвига).

1.4 Управление в режимах пакетной связи

После того, как правильно соединено и подключено все используемое оборудование, включите компьютер, загрузите терминальную программу пакетной связи и включите радиостанцию. Установите среднюю громкость и включите шумоподавитель (он должен быть в таком положении, когда посторонний шум исчезает). Затем включите TNC и вы получите «приветствие» или сообщение о его готовности к работе. Если вы видите бессмысленный набор символов, это означает, что скорость обмена по порту связи между компьютером и TNC, установленная в терминальной программе, не соответствует ее значению, установленному в TNC. Процедуры исправления этого несоответствия различны для разных TNC, поэтому прочитайте соответствующий раздел в описании вашего контроллера.

Существует три вида управления, которые вы можете осуществлять с клавиатуры вашего персонального компьютера при реализации режимов пакетной связи:

во-первых, вы можете вводить данные для настройки используемой терминальной программы (для этого вы должны ее хорошо знать); во-вторых, вы можете вводить команды для настройки вашего TNC и управления его работой (для этого вы должны знать состав и назначение команд используемого контроллера); в-третьих, вы можете посылать сообщения в радиоканал (набираемые с клавиатуры или записанные в ПК).

Мы не будем здесь описывать программы пакетной связи. Их достаточно много, они могут отличаться по типу используемой операционной среды, разрабатываться для конкретного типа TNC или для конкретного назначения пакетной станции. Основное назначение терминальной программы пакетной связи дать пользователю простой инструмент управления контроллером и информационным обменом. Наиболее часто используемые команды и процедуры реализуются в программе путем выбора различных пунктов меню и экранных кнопок, что освобождает пользователя от обязательного знания их точного наименования и порядка выдачи. Для изучения конкретной программы пакетной связи необходимо воспользоваться ее описанием.

Контроллер пакетной связи для своей настройки и управления использует более 100 команд. Поскольку TNC разрабатываются для различного целевого назначения и различными фирмами, состав и содержание используемых ими команд имеет некоторые различия, иногда существенные. Но, как правило, базовые команды остаются неизменными. Поэтому перед использованием TNC необходимо детально ознакомится с его документацией. Ниже приводятся сведения по некоторым базовым командам, реализованным в контроллерах пакетной связи типа TNC-2, использующих в своем ПЗУ систему программного обеспечения TAPR. Все команды вводятся нажатием клавиши ENTER после их набора с клавиатуры.

CTRL-C (одновременное нажатие клавиш CTRL и С) — перевод контроллера в режим приема команд управления (COMMAND mode). На экране вашего монитора должна появиться подсказка командного режима cmd: После такого перевода все, что вы будете вводить в контроллер, будет восприниматься им как команда. При включении питания контроллера он, как правило, всегда переходит в командный режим.

MYCALL <�позывной> — команда позволяет ввести в память контроллера ваш основной позывной, который всегда будет присутствовать в передаваемых вами пакетах и который позволяет выделять пакеты, адресованные вам. Например: MYCALL RK3DZB

(если при вводе команды вы видите на экране ее двойной повтор, то необходимо ввести команду ECHO OFF). Имея установленный позывной вы можете начинать сеанс пакетной связи.

MYPBBS <�позывной> — команда позволяет ввести в память контроллера позывной «почтового ящика» вашего контроллера для выделения адресованных ему пакетов (сообщений). Как правило, этот позывной отличается от основного цифровым идентификатором. Например: MYPBBS RK3DZB-1.

Для активизации «почтового ящика» в контроллер должна быть выдана соответствующая команда на его включение (например, для контроллера MFJ это команда MAILBOX ON).

ECHO ON/OFF — команда сообщает TNC должен он или нет посылать обратно на экран монитора то, что поступает на него от компьютера. Если вы ничего не видите при наборе, установите ON, если видите повтор, установите OFF. Компьютер, как правило, сам дублирует ввод на экране монитора.

BEACON EVERY/AFTER n — команда формирует посылку в эфир сигнала маяка вашей пакетной станции через интервалы времени, заданные параметром п. Текст сигнала маяка устанавливается командой ВТЕХТ. Если задано EVERY — сигнал маяка выдается постоянно через заданное время, если задано AFTER — сигнал маяка выдается однократно при отсутствии пакетной активности в канале в течение установленного времени.

ВТЕХТ <�текст> - команда позволяет сформировать текст маяка.

Максимальная длина текста — 120 символов. Если текст не сформирован,

маяк не посылается. MONITOR ON/OFF — команда позволяет контролировать на экране монитора пакетную активность на частоте вашего приемника. Изменяя частоту, вы можете контролировать активность в заданном диапазоне частот. Если MONITOR OFF, то вы можете наблюдать только пакеты, адресованные вашему позывному.

Следующие команды TNC уточняют включенный режим мониторинга:

MALL ON/OFF — включенное состояние команды позволяет контролировать все информационные пакеты, посланные станциями в соединенном и рассоединенном (UNPROTO) состоянии (просмотр всей почты). Если MALL OFF, то вы можете просматривать только информационннные пакеты, посланные в режиме UNPROTO другими станциями.

МСОМ ON/OFF — включенное состояние команды позволяет контролировать служебные пакеты (пакеты соединения <�С>, рассоединения, подтверждения и занятости).

MCON ON/OFF — команда управляет мониторингом чужих пакетов, если ваша станция находится в состоянии соединения.

MPRT ON/OFF — включенное состояние команды позволяет контролировать прохождение пакетом цепочки записанных в маршруте ретрансляторов, пройденные ретрансляторы помечаются символом «*» (звездочкой). При выключенном состоянии контролируются только позывные станций отправления и приема.

Теперь, перед тем как вы попытаетесь провести свой первый сеанс пакетной связи, необходимо проверить ваше оборудование и убедиться, что оно настроено правильно. Для этого можно выполните соединение с самим собой, используя другую работающую станцию (например UA3DKR) как ретранслятор. Для этого установите на своем трансивере ее рабочую частоту, а потом наберите и введите:

CONNECT RK3DZB VIA UA3DKR — команда позволит вам выполнить соединение с вашей же станцией через (VIA) другую станцию, используемую в данном случае как ретранслятор. Как правило, все пакетные станции разрешают функцию ретрансляции. Вскоре увидите на экране

*** CONNECTED TO RK3DZB

Как правило, после соединеия контроллер переходит в режим диалога (CONVERSE mode) и все, что вы теперь будете вводить в контроллер, будет передаваться в эфир в виде информационного пакета. Вы можете «разговаривать» сам с собой через другую станцию, проверяя свою систему на правильность работы. Если все работает нормально, нажмите CTRL-C. Эта комбинация вернет контроллер в командный режим (появится подсказка cmd:) и вы снова можете вводить команды в TNC. Состояние соединения при этом не нарушается.

DISCONNECT — команда реализует процедуру рассоединения на текущем канале. По факту рассоединения на экран монитора выдается сообщение «DISCONNECTED».

После вашего соединения с самим собой и проверки правильности работы вашей пакетной станции вы можете соединиться непосредственно с другой станцией;

CONNECT UA3DKR — команда позволит вам напрямую соединиться с этой станцией и войти в режим диалога с ней.

CONNECT UA3DKR-1 — команда позволит вам напрямую соединиться с «почтовым ящиком» (PMS) станции UA3DKR и перейти в режим диалога с ним. После соединения на экран вашего монитора будет выдано сообщение с кратким перечнем доступных в этом режиме команд. Ниже приводятся основные команды, доступные в этом режиме. L (ist) — вывод на экран списка всех сообщений PMS; LM (ine) — вывод списка новых (ранее не читанных) сообщений, адресованных моему позывному; R (ead) n — чтение сообщения с номером п; RM (ine) — чтение всех новых сообщений, адресованных моему позывному; K (ill) n — удаление сообщения с номером п. Команда удаляет только вамадресованные и уже прочитанные сообщения; KM (ine) — удаление всех, вам адресованных и уже прочитанных сообщений; S (end) <�позывной> - записать в PMS текстовое сообщение для указанного позывного; В (ау) — рассоединиться с «почтовым ящиком» удаленного абонента.

Теперь ознакомимся с некоторыми командами, которые могут изменить работу вашей станции.

DIGIPEAT ON/OFF — команда разрешает или запрещает другим пользователям использовать вашу пакетную станцию в качестве ретранслятора пакетов.

CONOK ON/OFF — команда разрешает или запрещает автоматическое соединение других пользователей с вашей станцией по их запросу.

CONV (CONVERSE mode — режим разговора) — ваш TNC будет автоматически переходить в этот режим, когда вы с кем-нибудь соединитесь, но вы можете организовать этот режим в рассоединенном состоянии вводом команды CONV в ответ на приглашение cmd: в командном режиме. В этом случае все, что вы набираете будет передаваться как данные по маршруту, который вы установили командой UNPROTO. Любая пакетная станция с включенным мониторингом и находящаяся в зоне видимости станций маршрута сможет читать то, что вы посылаете. Пакеты в этом режиме (без соединения) передаются один раз и не подтверждаются, поэтому нет гарантии, что они доходят до интересующей вас станции. Этот режим часто используется для посылки CQ-пакетов.

UNPROTO <�маршрут> — команда определяет путь и назначение пакетов, посылаемых в рассоединенном состоянии. По умолчанию в качестве маршрута используется набор CQ («всем, кто меня слышет»), но вы можете, если хотите, ввести последовательность ретрансляторов или указать название группы или клуба. Некоторые примеры маршрута: CQR3K v UA3DKR, RV5DR CQ v WP6SDS

Вы должны изменить маршрут при работе на разных частотах или оставить только «CQ».

FRACK n — команда устанавливает время ожидания подтверждения на посланный вами пакет (в секундах). Если за это время подтверждение не поступит, пакет будет послан повторно. Не следует устанавливать слишком маленькую задержку, т.к. вы забьете частоту повторными посылками, также не следует устанавливать слишком большую — вы будете ждать неоправданно долго (обычно п=4−7).

RETRY n — команда устанавливает предельное количество повторных посылок, после которых TNC инициализирует процедуру рассоединения (п=0−15). Установка RETRY 0 не ограгичивает число повторов.

CHECK n — команда устанавливает время в 10-сек. интервалах, через которое ваш TNC посылает запрос на наличие в эфире подсоединенной станции, если с ней отсутствует обмен пакетами. Если запрос не подтверждается, то через RETRY повторов инициируется рассоединение.

DWAIT n — команда вводит время ожидания на начало собственной передачи станции при ее использовании в качестве ретранслятора. Это охранное время заставляет ваш TNC ожидать подтверждения на ранее ретранслированный через вас пакет перед тем как начать передавать собственные пакеты (п=0−255 в 10 мсек. интервалах). Обычно DWAIT 16. Если режим ретрансляции не реализуется вашим контроллером, DWAIT можно установить равным 0.

PACLEN n — команда определяет максимальную длину в байтах информационного поля вашего пакетного кадра (от 1 до 256). Чем больше символов вы посылаете в пакете, тем дольше он передается и тем выше вероятность его искажения шумом, интерференцией или другими станциями. Если работающая станция рядом, PACLEN может быть большим, если идет работа на удаленную станцию, PACLEN нужно уменьшить.

В заключение укажем еще одну важную команду.

DISPLAY — команда вызывает на экран монитора текущие значения всех установок контроллера. Если у вас правильно отрегулированы все параметры и установки используемого контроллера, то вы можете после выдаччи этой команды записать отображенные на экране значения в отдельный файл (программное обеспечение пакетной связи позволяет это делать) и в дальнейшем использовать их для восстановления работоспособности контроллера после его случайного сбоя.

Более подробно команды, используемые в контроллерах пакетной связи, приведены в их описаниях.

1.5 Функции, реализуемые терминальной пакетной станцией.

Состав команд контроллера и используемое программное обеспечение позволяют реализовать следующие функции.

1.5.1 Соединение с другой станцией

Позывной этой станции указывается в запросе на соединение. Если станция находится вне зоны прямой видимости, но возможно соединение через ретрансляторы, то в запросе на соединение указывается и цепочка используемых ретрансляторов. Возможно соединение через цепочку узлов пакетной сети. В качестве второй станции может использоваться как терминальная пакетная станция, так и BBS. При успешном завершении соединения на терминалы обеих станций выдается сообщение о соединении. Наличие соединения может контролироваться контроллером через заданные интервалы времени. После окончания информационного обмена любая из соединенных станций может стать инициатором рассоединения, выдав соответствующую команду.

1.5.2 Обмен информацией с соединенной станцией

После соединения контроллер вашей терминальной станции переходит в режим обмена и вся информация, поступающая на него с компьютера, интерпретируется как данные для передачи

Продуктами обмена могут быть:

— информация, набираемая с клавиатуры ПК;

— текстовые файлы;

— бинарные файлы.

Принимаемая информация может выдаваться на экран монитора, записываться в файл и выводиться на печатающее устройство.

При соединении с BBS на нее могут посылаться запросы и команды в соответствии с логикой, реализуемой ее программным обеспечением.

1.5.3 Соединение с «почтовым ящиком» другой станции

Соединение устанавливается аналогично соединению со станцией, только в качестве позывного используется позывной «почтового ящика» станции. Послесоединения с «почтовым ящиком» (PMS) другой станции его содержимое может быть просмотрено и прочитано. Не разрешено чтение сообщений, адресованных другой станции «персонально». Считываемое из PMS сообщение может быть записано принимающей стороной в файл и выведено на печатающее устройство. Прочитанное сообщение может быть удалено из PMS только той станцией, которой оно адресовано. В него также может быть записано текстовое сообщение или текстовый файл. «Почтовый ящик» контроллера может использоваться в качестве пассивного ретранслятора.

1.5.4 Контроль сообщений, поступивших в собственный «почтовый ящик»

При отключении терминала адресованные вам текстовые сообщения могут посылаться другими станциями в PMS вашего контроллера и храниться там до их востребования вами. Предусмотренными для вашего контроллера процедурами вы можете войти в собственный PMS, прочитать имеющиеся в нем сообщения, а также записать сообщение (или ответ) абоненту. При соединении этого абонента с вашим PMS, он может прочитать это сообщение.

1.5.5 Работа в качестве ретранслятора

При вводе специальной разрешающей команды контроллер может использоваться как ретранслятор и пересылать принимаемые пакеты в соответствии с записью цепочки позывных в поле адреса кадра. Если программное обеспечение и система команд контроллера позволяют использовать вашу станцию в качестве узла пакетной сети, то при вводе соответствующих установок в ваш контроллер он может быть использован для этой цели.

1.5.6 Контроль параметров контроллера

По соответствующей команде на экран монитора выдаются все параметры, характеризующие состояние контроллера, и значения всех введенных в него установок.

1.5.7 Контроль канала связи

После своего включения контроллер в отдельном блоке оперативной памяти начинает регистрацию всех станций, работающих в пакетном режиме на установленной частоте. Результаты регистрации могут выдаваться на экран монитора. При включенном режиме мониторинга контроллер позволяет контролировать пакетную активность других станций на установленной частоте.

1.6 Режимы работы контроллера

Для реализации всех указанных функций в контроллере предусмотрены следующие режимы работы:

- командный;

- разговорный;

- прозрачный.

Командный режим (COMMAND mode) используется для ввода команд в контроллер. Как правило, сразу после включения питания или перезапуска контроллер автоматически включается в командный режим. Этот же режим устанавливается после рассоединения с другой пакетной станцией. Вход в другие режимы осуществляется выдачей в контроллер соответствующих команд. Обратный переход в командный режим из других состояний осуществляется специальной командой CTRL-C. При вводе командного режима текущее соединение не нарушается. Любая вводимая с терминала информация в командном режиме интерпретируется контроллером как команда. Наличие командного режима не препятствует отображению принимаемых пакетов.

Разговорный режим (CONVERSE modee) используется для передачи и приема текстовой информации (ASCII-кодов). Сразу после установления соединения с другой пакетной станцией контроллер переводится в разговорный режим. Все вводимые в контроллер данные интерпретируется в этом режиме как информационный массив, за исключением нескольких специальных кодовых комбинаций, не являющихся ASCII-кодами, которые в этом режиме контролируются и используются для управления (например, для перевода контроллера в командный режим или для посылки набранной с клавиатуры информации). Если в этом режиме передавать бинарную информацию, то в ее составе может встретиться битовая комбинация, которая переведет контроллер в командный режим и вся последующая информация будет воспринята как команда, что может привести к сбою и вводу в контроллер случайных установок.

«Прозрачный» режим (TRANSPARENT mode) предусмотрен для передачи и приема бинарной информации. Бинарная информация-это внутренние машинные коды, формируемые после специальных обработок программ, текстов и графической информации (трансляция исходных текстов программ, упаковка и архивация документов и сообщений, файлы графической информации и др.). Файлы бинарной информации не являются ASCII-файлами и могут содержать любые битовые комбинации, некоторые из которых могут быть приняты контроллером за команды управления. Поэтому при передаче бинарной информации контроллер переводится в такой режим, при котором он не реагирует ни на какие кодовые комбинации, но через заданные интервалы времени формирует специальные «пакетные паузы», в течение которых останавливается информационный поток и возможен прием команд управления.

Введение

«пакетных пауз» увеличивает время передачи информации.

1.7 Наземная сеть пакетной связи

Использование протокола АХ.25 и мощных компьютеров с соответствующим программным обеспечением позволило создать сеть пакетных станций, которая включает в себя следующие основные элементы:

— диджипитеры (ретрансляторы пакетного сигнала);

— узлы и шлюзы;

— BBS.

1.7.1 Диджипитеры

Диджипитер — это термин, который применяется для обозначения пакетного цифрового ретранслятора. Если интересующая вас станция находится вне зоны прямой видимости вашей станции, то вы можете соединиться с ней через другие станции, которые находятся в вашей зоне, используя их в качестве ретранслятора вашего пакета. Большинство диджипитеров работают в симплексе и не выполняют одновременно прием и передачу пакетов. Они принимают цифровую информацию, запоминают ее, затем переключаются в режим передачи и ретранслируют ее, и после этого снова переключаются в режим приема. Все современные TNC могут работать в режиме диджипитера, причем это не мешает их работе в обычном режиме и не требует дополнительного программного обеспечения.

При приеме пакета диджипитер проверяет:

— действительность пакета и его контрольную сумму;

— наличие в поле адреса своего позывного;

— прохождение предшествующих станций в цепочке ретрансляторов, записанных в поле адреса.

При несоответствии любому из этих требований пакет не ретранслируется. Перед ретрансляцией пакета диджипитер вводит в свой позывной в поле адреса пакета специальный символ (* - звездочка), пересчитывает и записывает в пакет новую контрольную сумму.

Нужно помнить, что при использовании диджипитеров вы с ними не соединяетесь, они просто пересылают ваш пакет дальше, не давая при этом никому никакого подтверждения. Только конечная станция пошлет подтверждение на ваш запрос или пакет, которое снова, но только в обратном порядке, пройдет всю цепочку ретрансляторов. Диджипитер постоянно доступен для всех пакетов на частоте его работы.

При использовании диджипитеров нужно также понимать разницу между установлением соединения и посылкой информационных пакетов. Если по трассе маршрута есть помехи, то после нормального прохождения короткого пакета с запросом на соединения у вас могут возникнуть трудности с длинными информационными пакетами. В этом случае использование коротких информационных пакетов помогает реализовать приемлимое качество обмена.

1.7.2 Узлы и шлюзы

Логика развития пакетного радио вызвала необходимость распределения работающих станций на несколько одновременно функционирующих частотных поддиапазонов с сохранением возможности взаимодействия находящихся на них станций. Таким образом возникла система узлов, одновременно работающих на нескольких частотных поддиапазонах и позволяющих станции, работающей только на одном из них, установить соединение с корреспондентом, работающим на другом. Узел работает под управлением специального программного обеспечения, которое позволяет обслуживать ваше взаимодействие с другой станцией и которое содержит ряд сервисных процедур. В отличие от пересылки через диджипитер, узел организует вам канал связи через один из своих портов, который на время обслуживания вашего запроса закрыт для доступа других станций.

В радиолюбительской пакетной сети узел, обеспечивающий взаимодействие пакетных станций между KB и УКВ диапазонами, называется шлюзом. Однако, в более широком понятии, шлюз — это элемент локальной подсети пакетной связи, предназначенный для объединения с другими локальными (региональными) или разнородными подсетями, каждая из которых может работать по своим правилам и имеет свою среду передачи данных. Когда необходимо передать пакет между станциями, работающими в разных подсетях, станция-отправитель посылает пакет через соответствующий шлюз в своей подсети.

1.7.3 BBS

BBS (Bulletin Board System) — многопользовательская коммуникационная станция сети пакетной связи, круглосуточно работающая под управлением специального программного обеспечения, позволяющим вести автоматизированный обмен сообщениями между аналогичными станциям в сети, а также «фильтровать» и накапливать сообщения для «приписанных» к ней пользователей. BBS предоставляет также ряд сервисных и информационных услуг.

Соединение с BBS осуществляется точно также, как и с любой другой станцией. После соединения BBS выдает специальное приглашающее сообщение (некоторая информацию о BBS и инструкции). Эта информация изменяется от системы к системе и ее надо внимательно читать. При первом соединении вас попросят ввести ваше имя, QTH (код географической привязки), zip code (почтовый индекс) и позывной вашей «домашней» BBS, все это будет записано в системный файл BBS (некоторые BBS игнорируют все ваши запросы, пока не введена эта информация). Все BBS пакетной сети постоянно обмениваются информацией этого системного файла, обновляя таким образом библиотеку «приписки» зарегистрированных пользователей сети к конкретным BBS.

При первом входе в BBS вы должны ознакомиться со всеми доступными в ней командами и процедурами. Каждая BBS имеют свои отличия, определяемые типом используемого в ней программного обеспечения, поэтому внимательно читайте выводимую при соединении информацию и инструкции. Если вы не знаете что делать дальше, введите Н (е1 р) для помощи.

Программное и аппаратное обеспечение BBS позволяет работать с ней одновременно нескольким пользователям в нескольких частотных диапазонах. В состав BBS, как отдельный терминал, может входить аппаратура и программное обеспечение спутниковой пакетной связи. Каждая BBS имеет надежные линии связи с несколькими другими BBS сети и обменивается с ними сетевой информацией, сообщениями пользователей, программными файлами и т. п. Программное обеспечение BBS позволяет автоматизировать процесс маршрутизации всех пересылаемых сообщений. Вы можете послать через BBS сообщение любому адресату, при этом достаточно указать его позывной и позывной BBS, которой он пользуется (к которой «приписан»), ваша BBS сама определит оптимальный маршрут его доставки.

1.7.4 Иерархическая адресация

Радиолюбителями была разработана схема, названная иерархической адресацией, и предназначенная для привязки позывных в заголовках передаваемых по сети сообщений к их местным BBS, к регионам, странам и континентам. Формат иерархической маршрутизации следующий:

Собственный позывной @ позывной «местной» ВВ8.регион. страна. континент Например: RK3DZB @ RV3DRC.MO.RUS.EU

Требуется запомнить, что каждый раздел формата отделяется точкой. Коды, используемые для континентов и стран, стандартны и приняты во всем мире, вы можете найти их список в файловом разделе вашей BBS. Коды регионов — это двухсимвольные коды, устанавливаемые почтовой службой, их можно найти в телефонном справочнике или в списке почтовых индексов. Необходимо подчеркнуть два важных обстоятельства:

— иерархическая адресация не указывает путь пересылки;

— только один позывной BBS может использоваться в иерархическом адресе. Цепочка позывных BBS, разделенных точкой, не передаст ваше сообщение по его назначению. Схема адресации уточняет одну область внутри другой.

1.8 Терминальная программа пакетной связи WINPACK

Ниже приводится описание программы WinPack (версия 5.5). Программа работает в среде Windiws.

Предварительно приводится описание основных понятий и терминов, используемых при описании программы.

Персональные сообщения — совокупность сообщений, разрешенных дляпредъявления только конкретному адресату;

Бюллетени — совокупность сообщений по различной тематике, разрешенныхдля чтения всем.

Форвардинг сообщений — автоматическое перемещение сообщений наочередной «почтовый узел» или получателю;

7р1ш-кодирование — преобразование любого типа файла в ASCII-файл сиспользованием программы 7plus.exe.

Yapp-протокол — способ организации пакетной связи для приема и передачи бинарных (двоичных) файлов; по этому протоколу возможен обмен и текстовыми файлами;

Scripts-файлы — специальные файлы, содержащие ключевые слова-команды программы и служащие для реализации в рамках программы WINPACK определенных процедур работы контроллера.

1.8.1 Система меню программы WINPACK

После загрузки программы на верхней строке экрана выводятся версия программы (WinPack V 5.5), текущая дата (05 Feb 97) и текущее время (14.12 MSK). Ниже следует строка главного меню программы, содержащая следующие пункты:

File — подменю работы с текстами и файлами;

Edit — подменю управления буфером памяти редактора;

Mail — подменю обмена почтой с BBS;

Options — подменю ввода установок в программу;

Scripts — подменю работы с Script-файлами;

Yapp — подменю обмена сообщениями по Yapp-протоколу;

Help — справочное подменю.

Вход в пункты главного меню осуществляется двойным щелчком мышки или нажатием клавиши F10 с последующим переходом клавишами с боковыми стрелками.

File.

При выборе подменю работы с текстами и файлами открываются следующие его пункты:

Edit Window — открыть / закрыть окно редактора. Щелчек правой кнопкой

«мышки» при положении указателя в открывшемся окне редактора

вызывает меню редактора со следующими пунктами:

Send — Послать текст из окна редактора в TNC с очищением окна, (реакция TNC на посылаемый текс зависит от его текущего режима). Если вход в редактор осуществлен при подготовке почты BBS (из Mail/ Write a Message), то выдача этой команды формирует файл посылаемого сообщения в директории отправляемой почты (MAILSEND).

Signature — приписать к набранному в окне редактора тексту специальный текст сигнатуры из файла Sig.txt.

Quote — ввод меток для выделенных строк текста окна.

Unquote — снятие меток для выделенных строк текста.

Save — сохранить текст окна редактора в файл.

Load — загрузить файл в окно редактора (старое содержимое окна стирается).

Paste From — добавить в окно текст из файла.

Clear — очистить окно редактора.

Hide — временный выход из редактора с сохранением содержимого окна.

Abandon — отказ от подготовки сообщения или его редактирования с очищением окна и выходом из редактора.

Нажатие клавиш Ctrl_V копирует содержимое буфера памяти в окно

редактора, начиная с места установки курсора.

Capture — открыть / закрыть файл «захвата» для записи содержимого приемного окна (журнал приема). Сразу после открытия начинается «захват» в указанный файл информации, поступающей в приемное окно.

Send — выбрать и послать текстовый файл в TNC. Реакция TNC на данные файла зависит от режима его работы (командный или режим обмена).

Delete — удалить файл или группу файлов. Выделение группы файлов производится «мышкой».

Print — вывод на печать (или в файл) выделенного текста одного из окон экрана. Выделение текста производится «мышкой». При отсутствии выделения печатается весь сохранившийся в буфере текст выбранного окна.

Edit.

Управление буфером памяти редактора. При выборе этого подменю открываются следующие его пункты:

Cut — вырезать в буфер памяти выделенный текст в окне редактора (из окна приема текст не вырезается). Выделение текста производится «мышкой».

Сору — скопировать в буфер памяти выделенный текст. Paste — вставить в окно редактирования текст из буфера памяти. Paste & Quote — аналог Paste, но с вводом меток для вставляемых строк текста. При закрытом окне редактора активизируется только пункт Сору при наличии выделенного текста в окне приема.

Mail.

При выборе подменю обмена почтой с BBS открываются следующие пункты: Read Mail — чтение поступившей от BBS персональной почты. Если почты нет, то выводится сообщение об этом. При наличии почты выводится окно со списком сообщений.

В окно выводятся также следующие кнопки управления:

Read — читать помеченное сообщение;

Quit — выход из подменю Mail;

Archiv — поместить помеченное сообщение в архив;

Delete — удалить помеченное сообщение.

Непрочитанные сообщения в архив не посылаются и не удаляются.

При чтении открывается окно с текстом помеченного сообщения, при этом доступен скроллинг строк и страниц. Внизу окна чтения выводятся 4 кнопки управления:

Next Unread — вывод следующего непрочитанного сообщения;

Keep Message — отказ от чтения выведенного сообщения и выход в окно начального списка;

Delete Message — удаление выведенного для чтения сообщения;

Reply To Sender — подготовить ответ отправителю данного сообщения, при этом автоматически формируется «шапка» (адрес отсылки) и заголовок посылаемого сообщения (типа: ответ на сообщение.) и открывается окно редактора для набора текста ответа.

Write a Message — подготовить сообщение почты для BBS (персональное или бюллетень).

После выбора этого пункта выводится шаблон для ввода «шапки» сообщения:

Туре — окно для ввода типа сообщения (Р — персональное, В-бюллетень);

То — позывной получателя сообщения; Name — необязательное имя получателя; At — позывной BBS получателя или область распространения бюллетеня;

Title — заголовок сообщения.

Вместо набора То, Name, At можно выбрать адресацию из списка в окне Adress Book, используя его кнопку «То» (пометка выбираемого адреса осуществляется мышкой). Список также можно пополнять набранным составом То, Name, At, используя его кнопку «Add». Для удаления из списка неиспользуемого адреса используется кнопка «Delete». Сформированный список сохраняется в файле WINPACKaddress. txt автоматически. Ниже шаблона «шапки» выведены три кнопки управления:

Ok — переход в окно редактора для набора сообщения или для записи в него текстового файла. Текст, сформированный в окне редактора командой его меню «Send» записывается в директорию отправляемой почты MailSend; Cancel — отказ от подготовки сообщения;

7plus — переход в подпрограмму кодирования и архивирования файлов с последующей их записью в директорию отправляемой почты MailSend. Vplus-кодирование в этом случае осуществляется обязательно, архивирование — по требованию. Для выполнения процедуры архивирования программой PKZIP отправляемого по почте файла путь доступа к ней должен быть прописан в файле автозагрузки.

Edit a Message — редактирование заголовков и текстов подготовленных к отправке на BBS сообщений (аналогично Write a Message).

Delete a Message — удаление подготовленных к отправке сообщений (из директории MAILSEND).

Read Bulletins — чтение бюллетеней. При их отсутствии выводится соответствующее сообщение. Список бюллетеней можно просмотреть, используя построчный и постраничный скроллинг. Auto BBS Session — соединение с местной BBS и обмен с ней сообщениями почты (автосессия). При этом происходит:

* вывод на экран запроса о варианте обмена сообщениями (только персональная почта или бюллетени тоже);

* соединение с местной BBS;

* считывание новой персональной почты для вас. Принятые сообщения помещаются в директорию MAIIARECEIVE и могут быть выведены на экран через запрос в подменю MAILYRead Mail;

* отправка подготовленных вами сообщений на ваш местный BBS. Отправленные сообщения автоматически удаляются программой из директории почты (MAIIASEND) и помещаются в архив (директория ARCHIVSEND) в виде файлов с расширением. txt, имя которых содержит позывной адресата и порядковый номер в архиве;