D-STAR

Συντελεστές Πότε δημιουργήθηκε.

   Προήλθε από τους Ιάπωνες Ραδιοερασιτέχνες, σαν ένα μέσο ραδιοερασιτεχνικής ψηφιακής επικοινωνίας φωνής και δεδομένων, αλλά και ένα σύστημα αναμεταδοτών φωνής και δεδομένων, διασυνδεδεμένων μεταξύ τους σε ένα δίκτυο, που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες επικοινωνίας των ραδιοερασιτεχνών στα V-Uhf και Shf.

   Οι συντελεστές του είναι το School of Information Science and Technology, Chukyo Univ και η JARL με την οικονομική βοήθεια του Ministry of Internal Affairs and Communications.

   Το D-STAR περιλαμβάνει ένα ανοικτό πρωτόκολλο*  ψηφιακής ασύρματης επικοινωνίας,  που πρωτο-δημοσιεύθηκε το 2001, αλλά η πρώτη σοβαρή παρουσίαση φαίνεται να έγινε στην Ιαπωνία το τέλος του 2003. Η εταιρεία Icom είναι η πρώτη που κατασκεύασε έτοιμες συσκευές καθώς και συσκευές που υλοποιούν τον κορμό του δικτύου. Η εταιρεία Kenwood έχει επίσης εμπλακεί και έχει κυκλοφορήσει μία συσκευή.

Σύντομη Περιγραφή

   Το D-STAR αυτή τη στιγμή περιλαμβάνει ένα δίκτυο - σύστημα καθώς και συγκεκριμένες συσκευές. Υλοποιείται με την ύπαρξη ψηφιακών επαναληπτών φωνής - δεδομένων με εκπληκτικές δυνατότητες στα V-U-Shf αλλά και δυνατότητες υψηλής ταχύτητας στα Shf**. Διασύνδεση των επαναληπτών με ταχύτατες συνδέσεις 10Mbits στα 10 GHz. Από πλευράς χρηστών υπάρχουν πάλι έτοιμες συσκευές, που δίνουν πρόσβαση στο δίκτυο με ταχύτητες 4.8 kbps στα V-U-Shf, σε ένα εύρος μόλις 6,25 KHz !!! (το μισό από το 12,5 KHz που πρόσφατα αποκτήσαμε).

   Το εντυπωσιακό στη τεχνολογία αυτή είναι ότι για τη ψηφιοποίηση της φωνής, το D-STAR χρησιμοποιεί μόνο τα 3,6 Kbps  (AMBE Codec) ενώ έχει και άλλα 1,2 Kbps για ψηφιακά δεδομένα χαμηλής ταχύτητας, (SMS, Email, GPS) και όλα αυτά όπως είπαμε σε ελάχιστο Bandwidth.. Με βάση τα στοιχεία αυτά, υπάρχουν έτοιμες συσκευές της Icom για τα V-Uhf που εκμεταλλεύονται αυτό το σύστημα και που έχουν τη δυνατότητα και για χρήση κανονικού FM, στα υπάρχοντα ήδη αναλογικά κανάλια Simplex και Repeater.

   Για τα Shf τα πράγματα είναι ακόμα καλύτερα, εκτός από τη δυνατότητα αυτή (δηλαδή ψηφιακή φωνή και δεδομένα χαμηλής ταχύτητας), μπορούν οι σταθμοί να επικοινωνούν με τους επαναλήπτες κατευθείαν σε ταχύτητα 128 kbps, με πρωτόκολλα το Ethernet και το TCP/IP. Επιτρέποντας όλες τις εφαρμογές του Internet, όπως Web Browsing, Email, FileTranfer κ.α., να δουλεύουν απευθείας από τον υπολογιστή..

Δίκτυο

   Από πλευράς επαναληπτών τώρα υπάρχει η δυνατότητα διασύνδεσης γειτονικών επαναληπτών με Ethernet αλλά και μακρινών μεσα από το Internet ή με ραδιοερασιτεχνικές μικροκυματικές ζεύξεις, αλλά υπάρχει και επιπλέον η δυνατότητα σύνδεσης με το Internet μέσω ενός Gateway που εξασφαλίζει τη ραδιοερασιτεχνική του χρήση. Αυτό σημαίνει ότι οι διάφοροι επαναλήπτες που θα μπουν, μπορούν να διασυνδέονται με πολλούς τρόπους μεταξύ τους και ότι το δίκτυο μπορεί να επεκτείνεται επ'άπειρον σε πολλές περιοχές. Ο κάθε χρήστης τώρα μπορεί να συνδέεται στον επαναλήπτη μιας περιοχής και να μιλάει ή να ανταλλάσσει δεδομένα με χρήστες ή εφαρμογές σε άλλες συχνότητες του ίδιου επαναλήπτη, ή σε επαναλήπτες σε άλλες περιοχές, αλλά να παίρνει και κάποιες πληροφορίες από το Internet. Από ότι καταλαβαίνετε η χρήση μπορεί να γίνει κυρίως από φορητούς ή κινητούς σταθμούς, που είναι και το ζητούμενο, αφού ένας σταθερός ραδιοερασιτεχνικός σταθμός είναι πιθανόν να έχει στο shack του συνδέσεις προς το Internet πολύ μεγαλύτερης ταχύτητας (ADSL, WiFi, Echolink etc). Οι δυνατότητες διασύνδεσης με ραδιοερασιτεχνικές εφαρμογές στο Internet είναι ανεξάντλητες (DX-Cluster, APRS - DPRS, Echolink, Winlink, RigControl, Ham Software κλπ).

   Από αυτή τη συνοπτική εισαγωγή είναι προφανές ότι το D-STAR μπορεί τελικά να αντικαταστήσει όλες τις δυνατότητες τοπικής και υπερ-τοπικής επικοινωνίας FM που χρησιμοποιούμε αυτή τη στιγμή στα V-U-Shf. Καθώς και όλες τις ψηφιακές επικοινωνίες PacketRadio, APRS, DX-Cluster, BBS. Η δυνατότητα επιπλέον για γρήγορη ψηφιακή επικοινωνία στα Shf, κάνει τις ραδιοερασιτεχνικές απαιτητικές εφαρμογές παιχνίδι.

*  Υπάρχει μία εξαίρεση: Το σύστημα ψηφιοποίησης της φωνής που χρησιμοποιείται δεν είναι ανοικτό πρωτόκολλο δες στη σελίδα τεχνολογία σχετικά.

** Στη διεθνή βιβλιογραφία και τηλεπικοινωνιακή πρακτική τα SHF αρχίζουν από τους 3 GHz, στη ραδιοερασιτεχνική ορολογία οι συχνότητες πάνω από τον 1 GHz θεωρούνται SHF και θα ακολουθήσουμε αυτή τη πρακτική σε αυτή τη σελίδα.

Πλεονεκτήματα

Μερικά πλεονεκτήματα στο χόμπι μας από αυτό το δίκτυο θα είναι :

Δυνατότητα καλύτερης διαχείρισης του φάσματος στα V-Uhf αφού μειώνεται ακόμα περισσότερο το εύρος για τη κάθε διαυλοποιημένη επικοινωνία, που θεωρητικά σήμερα (στα Vhf) είναι 12,5 KHz αλλά στη πράξη ακόμα χρησιμοποιείται ευρέως η 25 Khz.. Αυτό σημαίνει περισσότερες ταυτόχρονες επικοινωνίες και λιγότεροι επηρεασμοί.

Ο ίδιος επαναλήπτης εξυπηρετεί φωνή και δεδομένα (χαμηλής ταχύτητας). Αυτό θα δώσει άνθηση στις απλές ψηφιακές επικοινωνίες (APRS, DX-Cluster, SMS) αλλά και θα βοηθήσει πάρα πολύ σε επικοινωνίες ανάγκης.

Θα δώσει μεγάλη ώθηση στη χρήση και αξιοποίηση των μικροκυματικών συχνοτήτων που σε μεγάλο ποσοστό τις σνομπάραμε μέχρι τώρα (1,2  5 και 10GHz). Επιπλέον θα εμφανισθούν πολλοί κινητοί σταθμοί στα Shf.

Θα ολοκληρώσει τη διασύνδεση όλων των επαναληπτών, ώστε να μπορεί να μιλήσει από όπου και να έχει πρόσβαση κάποιος στο δίκτυο αυτό, σε όποιον άλλο ανταποκριτή του δικτύου θέλει. H τεχνολογία αυτή είναι η ολοκληρωμένη αντίστοιχη του EchoLink.. Κάτι που θα μας φέρει όλους πιο κοντά (ίσως) αλλά και θα βοηθήσει και σε καταστάσεις ανάγκης.

Θα δώσει περισσότερες λειτουργικές δυνατότητες στην ακρόαση σε έναν επαναλήπτη φωνής, ώστε να ακούμε γενικές κλήσεις και συγκεκριμένα γκρουπ χρηστών και να αγνοούμε άλλα που ίσως είναι κουραστικά, αλλά μερικές φορές αναγκαζόμαστε να τα παρακολουθούμε θέλουμε δεν θέλουμε. Γενικά θα αξιοποιηθεί η δυνατότητα που έχουν οι επαναλήπτες για χρήση από κινητούς σταθμούς.

Τέλος το χόμπι μας θα είναι πάλι στην αιχμή της τεχνολογίας, αφού θα συναγωνίζεται επάξια και θα οδηγεί τις τεχνολογίες του μέλλοντος.

Θέματα Έκτακτης Ανάγκης

Πως το δίκτυο μπορεί να βοηθήσει και γιατί

Είναι προφανές ότι οι σύγχρονες επικοινωνίες στηρίζονται όλο και περισσότερο σε ψηφιακά συστήματα,  γιατί δεν αρκεί πλέον η απλή επικοινωνία φωνής, αλλά υπάρχει ανάγκη για γρήγορο γραπτό λόγο (SMS, Email), αλλά και για άλλες πληροφορίες, όπως εικόνα, ηχογραφημένη ομιλία κ.α. Αυτό σταδιακά μεταλλάσσει και τις προσπάθειες που κάνουν οι ραδιοερασιτέχνες για να βοηθήσουν το κοινωνικό σύνολο και τις οργανώσεις βοήθειας σε περιπτώσεις καταστροφών.

Το ερώτημα γιατί να βοηθήσουν οι ραδιοερασιτέχνες, νομίζω έχει απαντηθεί ήδη από την Ιστορία και τη Πράξη. Γιατί οι ραδιοερασιτέχνες δεν είναι έξω ή σε αντίθεση με την κοινωνία, είναι δραστήριο κομμάτι της, είναι ενεργοί πολίτες που ξέρουν όλες τις μεθόδους επικοινωνίας, γιατί είναι δίπλα και μερικές φορές μπροστά από τη τεχνολογία, γιατί οι ίδιοι επικοινωνούν καθημερινά, πολύ εύκολα και με πολλούς τρόπους, σε πολλά και διαφορετικά είδη συχνοτήτων, με όλο τον κόσμο και γιατί έχουν τα περισσότερα σχετικά οργανωμένα και εκπαιδευμένα μέλη, που μπορούν να λύσουν κάθε πρόβλημα επικοινωνίας. Δεν είναι τυχαίο ότι όταν συμβεί μεγάλης έκτασης καταστροφή και χαθούν όλα τα επίσημα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, τα ραδιοερασιτεχνικά σε μεγάλο βαθμό συνεχίζουν και λειτουργούν. Γιατί ο ραδιοερασιτέχνης ξέρει να αντικαταστήσει μία κομμένη κάθοδο ή να ρυθμίσει ένα αποσυντονισμένο μηχάνημα και δεν θα περιμένει το εξειδικευμένο συνεργείο τεχνικών να του το φτιάξει. Γιατί πάντα έχει τον τρόπο να λειτουργήσει ένα μηχάνημα ακόμα και χωρίς τη ΔΕΗ, αλλά και ανά πάσα στιγμή, μπορεί να κάνει τη πατέντα εκείνη που πρέπει για να λειτουργήσει ο σταθμός του αξιοπρεπώς.

Τέλος θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι το τεράστιο (και πανάκριβο σήμερα) φάσμα ραδιοσυχνοτήτων που έχουμε στην διάθεσή μας, δεν μας χαρίστηκε επειδή είμαστε συμπαθητικοί και κάνουμε εύκολα γνωριμίες στο mode de cafe ή στα DX, αλλά σαν αναγνώριση της προσφοράς του ραδιοερασιτεχνισμού στην επιστήμη και την κοινωνία και χρέος μας είναι αυτό να συνεχίσει.

Οι Σύγχρονες Ανάγκες

Οι ανάγκες ενός κέντρου διάσωσης ή βοήθειας, δεν είναι  πλέον μόνο φωνητικές πληροφορίες που λέγονται προφορικά ή έστω καταγράφονται πρόχειρα και του δίνονται γραπτώς. Έχουν πλέον την ανάγκη (όλο και περισσότερο) από χρήση Η/Υ και ζητούν ανταλλαγή γραπτών μηνυμάτων, χαρτών - εικόνων (ζωντανών ή μη) και οποιαδήποτε πληροφορία μπορεί να διακινηθεί μεταξύ Η/Υ. Οι ραδιοερασιτέχνες έχουν αυτή τη δυνατότητα και με το D-STAR αυτή η δυνατότητα γίνεται ευκολότερη και πιο οργανωμένη.   Οποιοδήποτε τοπικό δίκτυο σε ένα Τοπικό Τηλεπικοινωνιακό Κέντρο (ΤΤΚ)  μπορεί να συνδεθεί μέσω ενός  ID-1 κατευθείαν στο D-STAR, δίνοντας σε όλους τους χρήστες, άμεση πρόσβαση στο Κέντρο Βοήθειας  (πχ. ΓΓΠΠ) ή και στο Internet. Ακόμα μπορεί εναλλακτικά να δώσει με τη βοήθεια οποιασδήποτε άλλης συσκευής πρόσβασης, φωνητική σύνδεση στο ΤΤΚ, καθώς και δεδομένα αργής ταχύτητας για απλό Email ή και πληροφορίες D-PRS (όπως λέγεται το APRS στο D-STAR).

Η απόσταση κάλυψης μπορεί στα SHF να είναι τυπικά γύρω στα 30 χιλιόμετρα, (πολύ περισσότερα με κατευθυνόμενες κεραίες), αλλά στα V/UHF δεν παύει να είναι αυτή που γνωρίζουμε σχεδόν από τη πράξη στη καθημερινότητά μας με την κατανόηση των προβλημάτων που εμπεριέχει η ψηφιακή επικοινωνία. Είναι λοιπόν προφανές ότι με το νέο αυτό δίκτυο, οι δυνατότητες βοήθειας και παρέμβασης σε καταστροφές, μπορεί να γίνει πολύ πιο φιλική και ουσιαστική στις Υπηρεσίες που βοηθάμε και καθοριστική για τη γρήγορη ανακούφιση του προβλήματος.

Πιθανά προβλήματα του ίδιου του δικτύου.

Στη γενίκευση του συστήματος είναι προφανές ότι όταν συμβεί κάτι κακό σε κάποια περιοχή και χαθεί η επικοινωνία της, τα πιθανά προβλήματα του τοπικού επαναλήπτη  Dstar που θα επηρεαστεί ίσως είναι τα εξής:

H έλλειψη τροφοδοσίας (από διακοπή ΔΕΗ)  που μπορεί να λυθεί με πρόβλεψη κάποιου δυνατού συστήματος UPS ή με αλλαγή μπαταριών.
Το χάσιμο των μικροκυματικών link για το οποίο θα μπορεί να γίνει μία νέα ρύθμιση από το άκρο της πληγμένης περιοχής.
Το κόψιμο των καθόδων ή πτώση ιστών ή πτώση του rack εγκατάστασης που θέλει αντίστοιχη πρόβλεψη στην εγκατάσταση και δράση όταν αυτό συμβεί.

Ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζουν τα μακρινά μικροκυματικά link γενικότερα είναι οι καιρικές συνθήκες (κυρίως ή βροχή). Αλλά αυτό συνήθως είναι παροδικό πρόβλημα και επανέρχονται από μόνα τους μετά το πέρας του φαινομένου.

Τεχνολογία

1. Backbone Link   (Μόνο για σύνδεση αναμεταδοτών D Star).                                                 

Είναι Point to Point ασύρματες ψηφιακές ζεύξεις που περιλαμβάνουν πολυπλεκτικές  συνδέσεις φωνής, δεδομένων καθώς και σήματα ελέγχου που απευθύνονται σε κάθε άκρο του δικτύου.

Διαμόρφωση GMSK, Data Rate 10 Mbps Ethernet over ATM (Cell Relay) Δεν ορίζεται συχνότητα, αλλά η Icomχρησιμοποιεί τους 10 GHz. Το bandwidth είναι 10,5MHz  και φυσικά γίνεται χρήση κατευθυνόμενων κεραιών. Ο κάθεcontroller της Icom αυτή τη στιγμή μπορεί να συνδεθεί μόνο με δύο Backbone links.

2. Data Frame   -  DD mode (χρησιμοποιείται μόνο στα SHF).

Διαμόρφωση GMSK με 120 Mbps Data Packet Frame στα 1200 MHz και Bandwidth 150 KHz. Switching εκπομπής λήψης μικρότερο από50ms.

Βασικό πρόβλημα έτσι όπως γίνεται αυτή την στιγμή με το ID-RP2d της ICOM και τα ID-1 είναι η simplex επικοινωνία και κατ΄ επέκταση το πρόβλημα του "κρυμμένου πομπού" που θα εμφανιστεί, (ένα από τα βασικά προβλήματα στις ασύρματες ψηφιακές επικοινωνίες πολλών σταθμών). Βοηθάει βέβαια ότι το Backbone είναι σε άλλη συχνότητα, αλλά αξίζει να δούμε στην πράξη πως αντιμετωπίζεται η επικοινωνία πολλών σταθμών μεταξύ τους στον ίδιο αναμεταδότη.

Ακολουθεί το protocol overhead  για να δημιουργηθεί το πακέτο επικοινωνίας.

Η επικοινωνία σε DD γίνεται θεωρώντας το δίκτυο D-star σαν ένα απλό modem. Για όσους έχουν σχετική εμπειρία, θυμίζει τις επικοινωνίες σεframe relay, σε επίπεδο OSI 2. Ο χρήστης καθορίζει είσοδο και έξοδο από το δίκτυο και στην άλλη άκρη έχει τον ανταποκριτή του, που φαίνεται σαν να βρίσκεται συνδεδεμένος μαζί του με ethernet. Πάνω σε αυτή την επικοινωνία,  θεωρητικά δουλεύει οποιοδήποτε άλλο πρωτόκολλο επικοινωνίας, που το καθορίζουν οι δύο διασυνδεδεμένοι υπολογιστές, αλλά στην πράξη έχει δοκιμαστεί πολύ εύκολα το IP με εξαιρετικές ταχύτητες απόκρισης.

 3. Voice frame  -  DV mode (χρησιμοποιείται σε όλες τις συχνότητες).

Half-duplex digitized voice με διαμόρφωση GMSK με 4,8 Kbps Voice & Slow Data Packet Frame 144/430/1200 MHz,  χρησιμοποιώντας AMBE Codec (Advance Multi-Band Excitation)*, με Bandwidth 6,2 KHz.. Σε αυτά τα 4,8 Kbps (συγκριτικά το ISDN έχει γύρω στα 30kbpsαλλά καταλαμβάνει 64k ενώ το GSM 13Kbps), η φωνή καλύπτει μόνο 2,4 Kbps, 1,2 kbps χρησιμοποιούνται από το FEC και περιλαμβάνονται και  άλλα 1,2 Kbps Data.  Το Switching εκπομπής λήψης είναι μικρότερο από 100 ms. To Bandwith στην πραγματικότητα είναι μικρότερο όπως φαίνεται στις παρακάτω φωτογραφίες σε σύγκριση με το αναλογικό.

Το σύστημα των επαναληπτών D-Star.  

Παρακάτω το σύστημα της Icom, με  4 modules αναμεταδοτών, με όλες τις δυνατότητές του VHF- UHF- SHF Voice & Data,  ένα Backbone link για σύνδεση με άλλον επαναλήπτη στους 10Ghz, καθώς και επιπλέον σύνδεση στο Internet, με ειδικό software που δίνει η Icom και διασυνδέει όλους τους επαναλήπτες D-Star μεταξύ τους.

Ακολουθεί μία σχηματική παρουσίαση ενός δικτύου D-STAR με διακριτικά Γιαπωνέζικα. Περιλαμβάνει δύο ζεύγη επαναληπτικών συστημάτων που διασυνδέονται μέσα από το Internet ενώ μεταξύ τους έχουν μικροκυματική ζεύξη.

Διαφορά του D-star με συστήματα Wi-Fi

* AMBE Codec (Advance Multi-Band Excitation) Είναι ένα από τα standards κωδικοποίήσης της φωνής που χρησιμοποιείται στα δορυφορικά συστήματα Iridium και Inmarsat καθώς και σε άλλα ψηφιακά επίγεια δίκτυα, δημιουργήθηκε και ανήκει στην εταιρεία  Digital Voice System inc. και φυσικά δεν είναι ανοικτό πρωτόκολλο ούτε δωρεάν.

Ελληνικό Δίκτυο D-Star

Στοιχεία από το www.d-starusers.org/repeaters.php
REF045 HAG Ιωάννινα Πανεπιστήμιο
SV1O  RAAG  Γεράνεια Κόρινθος
SV1P   RAAG  Υμηττός Αθήνα

SV1U    HAG  Υμηττός Αθήνα

SV1Y  HAG Πάρνηθα Αθήνα
SV2F RAAG Χορτιάτης Θεσ/νίκη

SV2O HAG Χορτιάτης Θεσ/νίκη
SV3G RAAG  Τρίπολη

SV4J  RACM Πήλιο Βόλος

SV4M RAAG Πήλιο Βόλος
SV8S  RAAG Ζάκυνθος

SZ1A RAAG Αγρίνιο

SZ1SV RAAG Αθήνα

SZ2RLF  HAG  Βίγλα Φλώρινα

SZ3HAG  HAG  Ταύγετος Καλαμάτα

SZ6IOA  HAG  Μανώλιασα Ιωάννινα

SZ7SER  HAG   Σέρρες