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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 패킷 통신: AX.25 프로토콜. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
두 명 이상의 상대방 사이의 아마추어 무선 패킷 통신 구현에서 정보 교환은 교환 프로토콜이라고 하는 일부 확립된 절차에 따라 수행됩니다. 이 경우 AX.25 프로토콜이 사용되며 이는 아마추어 무선용으로 특별히 수정된 X.25 프로토콜 버전입니다. 교환 프로토콜에는 XNUMX가지 수준이 있습니다. 무선 채널 운영 절차의 전체 논리는 두 번째 수준에서 설명됩니다. 실제로는 일반적으로 컴퓨터와 트랜시버 사이에 배치되는 특수 패킷 통신 컨트롤러(TNC)에 의해 구현됩니다. AX.25 교환 프로토콜은 점유 제어를 통해 통신 채널에 대한 다중(다중) 액세스를 제공합니다. 모든 스테이션은 동일한 것으로 간주됩니다. 스테이션의 TNC는 시작하기 전에 채널이 비어 있는지 여부를 확인합니다. 사용 중이면 채널이 비워질 때까지 확인되고 그 후에만 스테이션이 전송을 위해 켜집니다. 패킷 통신에서 메시지는 블록(프레임)으로 전송됩니다. 정보 외에도 프레임에는 프레임의 목적, 메시지가 통과해야 하는 보낸 사람, 받는 사람 및 중계기의 주소 및 수신된 프레임의 정확성을 확인할 수 있는 체크섬에 대한 데이터가 포함됩니다. 프레임 형식. 완성된 각 정보는 프레임을 나타냅니다. 특정 형식이 있습니다. 각 프레임은 플래그라고 하는 고유한 비트 시퀀스 01111110으로 시작하며 프레임의 시작을 인식할 수 있습니다. 다음은 14~70바이트 크기의 주소 필드, 제어(0바이트), 정보(256~2바이트), 제어(XNUMX바이트)입니다. 프로토콜의 세 번째 수준인 네트워크를 사용할 때 정보 필드의 일부로 작동하는 추가 식별 필드가 형성됩니다. 프레임도 플래그로 끝납니다.
플래그 필드. 이미 언급했듯이 플래그 필드는 고유한 비트 시퀀스 01111110입니다. 동일한 시퀀스가 프레임에서 나중에 발생하면 상대방이 패킷 끝의 표시로 받아들이지 않도록 하기 위해 뒤에 XNUMX이 삽입됩니다. 다섯 번째 비트. 주소 필드(그림 2). 여기에는 XNUMX~XNUMX개의 아마추어 무선 호출 부호가 포함될 수 있습니다. 가장 간단한 경우는 두 명의 통신원이 서로 직접 작업하는 경우 두 개의 호출 부호입니다. 이러한 통신원은 무선 가시성이 없는 경우 다른 사업자의 방송국을 중계기로 사용할 수 있습니다. 한 줄에 최대 XNUMX개까지 있을 수 있습니다. 중계기 호출 부호도 주소에 포함됩니다.
필드. 따라서 수신자, 발신자 및 중계의 세 가지 하위 필드로 나뉩니다. 입력된 호출 부호는 XNUMX자 이내로 구성할 수 있습니다. 호출 부호의 길이가 XNUMX자 미만이면 적절한 수의 공백으로 채워집니다. 각 하위 필드의 호출 부호 뒤에 보조 스테이션 식별자가 옵니다. 0부터 15까지의 숫자입니다. 사업자에게 여러 패킷 통신국, BBS 장비, NET/ROM이 있음을 의미합니다. 일반적으로 운영자는 번호가 없거나 2 번이있는 호출 부호로 작업하며 "사서함"과 허브 스테이션의 호출 부호에 9에서 10까지의 숫자가 추가로 추가되며 신호가 NET / ROM을 통과 할 때 패킷이 통과한 노드 스테이션 수에 따라 15~XNUMX입니다. 이진 형식의 식별자 번호는 각 호출부호 다음의 바이트에서 두 번째에서 다섯 번째까지 2비트를 사용합니다. 무화과에. XNUMX에서 이러한 비트는 SSID(SECONDARY STATION IDENTIFIER)로 지정됩니다. 이 바이트의 첫 번째 비트는 주소 필드 끝의 표시로 사용됩니다. XNUMX로 지정하면 주소 필드의 마지막 바이트의 부호입니다. XNUMX번과 XNUMX번 비트는 특별한 용도가 없으며, 사용자 동의하에 로컬 네트워크에서 사용할 수 있습니다. 발신자 및 수신자 하위 필드의 XNUMX번째 비트는 XNUMX으로 설정됩니다. 릴레이 서브필드에서 패킷이 릴레이를 통과한 경우 XNUMX로 표시되고 그렇지 않은 경우 XNUMX으로 표시됩니다.
서로의 무선 가시성 영역에 위치한 중계기가 자신을 통해 패킷을 전송하는 순서를 따르고 이 절차를 패킷을 보낸 사람이 지정한 순서대로 엄격하게 수행하려면 중계기 비트를 설정해야 합니다. 제어 필드. 여기에는 메시지의 대상을 결정하는 데 사용되는 프레임 유형 정보가 포함됩니다. 모든 패킷 프레임은 세 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다. I - 기호 또는 디지털 정보를 포함하는 정보 프레임. S - 서비스, 프레임이 수신되었음을 확인하거나 다음 정보 프레임 발행 요청을 포함합니다. U - 번호가 없는 프레임 - 연결 끊기 요청. 비콘 신호도 이 유형에 속합니다. 또한 이 필드에는 전송 중인 프레임의 번호가 포함되며, 메시지 수신이 확인된 경우 상대방의 TNC가 수신할 준비가 된 다음 프레임의 번호가 포함됩니다. 이러한 번호 매기기는 여러 프레임이 채널을 통해 XNUMX에서 XNUMX까지 연속으로 전송될 수 있기 때문에 도입되었으며 실패 시 정렬하는 데 도움이 될 수 있습니다. 프레임 중 하나에서 오류가 발생하면 수신자 컨트롤러는 아직 수신되지 않았거나 오류와 함께 수신된 프레임 번호를 수신할 준비가 되었음을 발신자 컨트롤러에 알립니다. 예를 들어, 한 스테이션이 연속으로 XNUMX개의 패킷을 다른 스테이션으로 보내고 세 번째 패킷을 수신할 때 오류가 발생하면 기계어에서 인간 언어로 번역된 수신자의 컨트롤러가 발신자에게 "세 번째 패킷을 수신할 준비가 되었습니다. " 정보 필드. 여기에는 코드로 표시되는 최대 256바이트의 유용한 정보가 포함되어 있으며 통신원이 이를 수신하면 아마추어 방송국의 컴퓨터 디스플레이 화면에 표시됩니다. 때로는 정보 필드의 첫 번째 비트가 프로토콜 식별자인 독립적인 하위 필드로 작동합니다. 이것은 패킷이 NET/ROM을 통과할 때 세 번째 네트워크 계층을 사용할 때 발생합니다. 제어 필드는 무선 교환의 정확성을 확인하는 역할을 합니다. ISO 6(HDLC) - International Orqa-nization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures의 권장 사항에 따라 다항식 XI5 + + XI2 + X1 + 3309을 사용하여 계산된 XNUMX자리 숫자입니다. . 보낸 사람의 TNC는 전체 프레임에 대해 체크섬 없음을 계산하여 프레임 끝에 배치합니다. 수신 측에서 동일한 알고리즘에 따라 다시 계산되고 프레임 끝에 배치된 합계와 비교하여 확인됩니다. 이 두 숫자가 일치하면 프레임이 올바르게 수신된 것으로 간주됩니다. 체크섬을 계산하는 방법에는 하드웨어와 소프트웨어가 있습니다. 하드웨어 방식에서는 프레임이 특정 장치(가산기)를 거치고 결과적으로 체크섬인 레지스터에 특정 숫자가 기록됩니다. 두 번째 방법은 특수 프로그램을 사용하여 계산하는 것입니다. 이 경우 프레임은 먼저 polyst에 의해 RAM으로 수신된 다음 카운트가 이루어집니다. 첫 번째 방법은 고성능을 구현하지만 추가 하드웨어가 필요합니다. 두 번째 방법은 성능이 낮지만 추가 하드웨어 비용이 필요하지 않습니다. AX.25 프로토콜을 구현하기 위해 패킷 통신 스테이션의 구조가 어떻게 보여야 하는지 상기하십시오. 스테이션은 컴퓨터, TNC, 트랜시버 및 안테나 피더 장치를 포함하는 다이어그램(그림 3)에서 볼 수 있습니다. 컴퓨터는 거의 모든 사람이 사용할 수 있습니다. 소비에트-캐나다 스키 중 패킷 통신 실험을 수행할 때 "Robotron 1715", "Radio-86RK" 및 BK-0010 PC가 테스트되었습니다. 해외에서 패킷 통신 시스템에 가장 많이 사용되는 컴퓨터는 IBM PC, COMMODORE 64, TANDY, APPLE이며, 이를 위해 강력한 소프트웨어가 개발되어 패킷 통신을 사용할 수 있는 폭이 넓어졌습니다. 패킷 통신을 위해 컴퓨터를 선택할 때 필수 조건 중 하나는 C2 인터페이스 표준(RS232)에 따라 작동하는 직렬 교환 채널이 있다는 것입니다. 아시다시피 Radio-86RK에는 이러한 채널이 없으므로 RA3AU는 이 채널을 모방한 특수 프로그램 "터미널"을 개발했습니다. 통신원은 패킷 통신국에서 작업할 때 키보드로 정보를 입력하고 모니터 화면에 기호 형태로 응답을 받습니다. 운영자가 전송하는 정보는 TNC에 대한 명령이거나 통신원을 위한 텍스트일 수 있습니다. 키를 누르면 컴퓨터가 해당 키에 해당하는 코드를 확인하고 직렬 링크를 통해 보냅니다. 이 채널의 교환은 바이트 단위로 발생합니다. 전송된 바이트의 유형은 그림 4에 나와 있습니다. 7. 전송된 바이트를 특성화하는 일부 매개변수는 다를 수 있지만 TNC와 컴퓨터에 설정된 매개변수가 일치해야 합니다. 다음 매개 변수가 특징입니다. 정보 단어 길이(8 또는 50비트), 홀수 또는 짝수 패리티, 시작 비트(75), 테이블 비트(150, 300 또는 1200), 전송 속도(2400, 4800, 9600, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX) 또는 XNUMXbps). 이 인터페이스에 사용되는 전압 레벨: 3 - +12 ~ +3 V, 12 - -XNUMX ~ -XNUMX V. 컴퓨터 방향의 정보는 TXD 라인을 통해 전송되고 반대 방향은 RXD 라인을 통해 전송됩니다. , 또한 컴퓨터 또는 TNC가 다음 바이트를 수신할 준비가 되었음을 알리는 신호가 제공되는 두 개의 추가 라인 CTS 및 RTS가 있습니다. TXD 라인에 바이트를 보내기 전에 컴퓨터는 CTS 라인을 확인합니다. 신호 레벨이 TNC가 바이트를 수신할 준비가 된 것을 특징으로 하는 경우 컴퓨터는 이를 전송하고 그렇지 않은 경우 레벨 변경을 예상합니다. TNC는 정보 바이트를 전송하기 위해 RXD 라인을 사용하고 준비 상태를 확인하기 위해 RTS 라인을 사용하여 유사한 절차를 수행합니다. TNC에서 수신한 여러 바이트 시퀀스는 무선으로 전송하기 위한 명령 또는 정보일 수 있습니다. 첫 번째 경우에는 명령이 디코딩되어 실행되고, 두 번째 경우에는 AX.25 프로토콜에 따라 프레임이 형성되고 표준 코드에서 NRZ-1 코드로 전송됩니다(0으로 되돌리지 않음). 이 표준은 전송된 비트 시퀀스에서 5이 발생하면 신호의 물리적 레벨의 전환이 발생한다고 규정하고 있으며 이 과정을 설명하는 타이밍도가 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX는 원래 패키지를 보여주며 NRZ-XNUMX 코드 형식이기도 합니다. 일반적으로 모뎀은 구조적으로 TNC와 동일한 패키지로 만들어집니다. 디지털 부분은 일반적으로 프레임의 어셈블러-디스어셈블러라고 합니다. 프레임 어셈블러-디스어셈블러와 모뎀은 1개의 라인으로 상호 연결됩니다. TXD - NRZ-1 코드의 프레임 전송, RXD - NRZ-XNUMX 코드의 프레임 수신, PTT - 변조기와 DCD를 켭니다. 채널이 사용 중이라는 신호가 복조기에서 전송됩니다. 모뎀은 변조기와 복조기라는 두 가지 장치의 모음입니다. 패킷을 보내기 전에 프레임 어셈블러-디스어셈블러는 PTT 라인의 신호를 사용하여 모뎀을 켜고 TXD 라인을 통해 NRZ-1 코드의 프레임을 보냅니다. 변조기는 수신된 시퀀스를 두 개의 사운드 주파수로 채웁니다. 1은 F2 주파수에 해당하고 XNUMX은 FXNUMX 주파수에 해당합니다. 사운드 주파수에 의해 변조된 신호는 MlC 라인을 통해 송신기의 마이크 입력으로 공급됩니다. 프레임이 수신되면 오디오 주파수로 채워진 일련의 펄스가 EAR 라인을 통해 트랜시버의 출력에서 복조기의 입력으로 공급됩니다. 복조기는 역 과정을 수행합니다. 즉, NRZ-1 코드 형식의 프레임인 오디오 주파수 펄스 시퀀스에서 엔벨로프를 추출합니다. 이 프레임은 어셈블러-디스어셈블러 패키지에 들어갑니다. 주파수 F1 또는 F2 중 하나로 변조된 신호가 채널에 나타나는 것과 동시에 특수 감지기가 활성화되어 출력에서 채널이 사용 중임을 나타내는 신호를 생성합니다. PTT 신호는 변조기를 켜는 것 외에도 다른 기능을 수행합니다. 송수신기를 수신에서 전송으로 전환하는 트랜지스터 스위치를 제어합니다. 아마추어 무선 패킷 통신에 사용되는 모뎀에는 단파와 초단파의 두 가지 유형이 있습니다. HF는 단측파대 변조를 사용하며 무선 채널을 통한 전송 속도는 300bit/s이며 200과 1850에 해당하는 오디오 주파수의 간격은 1650Hz여야 합니다. 변조 주파수는 다를 수 있습니다. 그러나 유럽의 라디오 방송국의 운용 주파수를 읽기의 편의성은 XNUMX이 XNUMXHz에 해당하고 XNUMX이 XNUMXHz에 해당하는 것으로 설정된 표준을 채택했습니다. 초단파에서는 1200Hz의 주파수 분리로 1000bit/s의 전송 속도로 작동합니다. 일반적으로 VHF에서는 주파수 변조가 사용되므로 주파수를 엄격하게 고정해야 합니다. 1200은 2200에 해당하고 단위는 XNUMXHz에 해당합니다. 결론적으로, 승인 단계를 거치고 있는 소련 연방 준비 제도 이사회가 개발한 아마추어 무선국 운영에 대한 새로운 지침 초안에는 동등한 아마추어 패킷 통신이 포함되어 있음을 알려드립니다. 저자: E. Labutin (RA3APR); 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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