УЗЛЫ-Nodes
Пакетные станции-узлы служат для удлинения линий связи и расширения пользовательских территорий. Узлы могут изменять частоты и направление распространения сигналов, а также скорости передачи. В нашей литературе узлы иногда называют шлюзами в зарубежной - Nodes. Термин NetRom относится также к понятию узел. Так назывались первые программы пакетных узлов. Дословно, NetRom переводится, как сетевая программа. Позже были разработаны сетевые программы TheNet, TheNetPlus, Rose, FlexNet, TheNetNode и другие.Простейшие пакетные узлы не требуют применения компьютера. Все интеллектуальные функции взаимодействия с bbs и с узлами-соседями берет на себя контроллер со специальной программой, заложенной в ПЗУ. В качестве контроллера, как правило, используется обычный TNC с соответствующим модемом. В продаже встречаются также TNC, которые имеют встроенную функцию узла (например, TNC фирмы Kantronics).
СОСТАВ АППАРАТУРЫ УЗЛОВ
Простейший узел пакетной сети состоит из приемо-передатчика TRX, контроллера с модемом TNC, антенны ANT. (рис.1).
ant >---TRX---TNC
рис.1
TNC снабжен ПЗУ с сетевой программой, например, TheNet. Параметры
модема должны соответствовать требованиям линии связи, в которой
работает узел. Данная схема обеспечивает связь на одной частоте f1.
Пакеты от одного корреспондента к узлу и от узла к другому
корреспонденту посылаются в последовательные промежутки времени,
поэтому время передачи информации на линии A<=>N<=>B (рис.2а)
приблизительно в два раза больше, чем при непосредственном
соединении корреспондентов A и B (рис.2б).
f1 f1
A<==============>N<==============>B
рис.2а
f1
A<===============================>B
рис.2б
Если в сети в данный момент работают другие станции или присутствуют
сигналы-помехи от других источников, то время обмена может
существенно увеличиться. Влияние помех на скорость передачи сильно
зависит от того, какая из станций "видит" помеху и для какой из них
источник помех "спрятан". Исследования на эту тему проведены многими
специалистами и опубликованы в литературе.
На рис.3 изображена блок-схема узла с переносом частот. В его состав входит удвоенное количество аппаратуры. Связь между TRX1 и TRX2 осуществляется через TNC1 и TNC2 по стыку RS232.
f1 rs232 f2
ant------TRX1----TNC1--------TNC2----TRX2------ant
рис.3
В этой схеме при отсутствии помех и оптимально выбранных параметрах
скорость обмена практически остается такой же, как если бы
корреспонденты были соединены непосредственно, без узла. Блок схема
линии связи с переносом частот приведена на рис.4.
f1 f2
A<===============>N<================>B
рис.4
Приемники частоты f1 должны быть защищены от влияния передатчика с
частотой f2, а приемник частоты f2 должен быть защищен от
передатчика с частотой f1. В противном случае скорость обмена может
быть сильно замедлена.
Узел может быть построен на сколь угодно большое количество частот. Состав узла на четыре частоты и с разными скоростями обмена показан на рис.5.
ant ant ant ant
^ ^ ^ ^
| | | |
f1=14MHz f2=144MHz f3=430MHz f3=1300MHz
| | | |
TRX1 TRX2 TRX3 TRX4
| | | |
300bps 1200bps 2400bps 9600bps
| | | |
TNC1 TNC2 TNC3 TNC4
| | | |
19200bps 19200bps 19200bps 19200bps
| | | |
-----------------------------------------------
| соединительная матрица |
-----------------------------------------------
рис.5
По этой схеме корреспонденты любой из частот f1, f2, f3, f4 могут
выйти на связь с корреспондентом этой же или любой другой частоты.
Соединительная матрица обычно строится на диодах. Как правило, схемы
на диодные матрицы и соединительные кабели-интерфейсы портов RS232
TNC приводятся в документации на узлы. При количестве TNC более 4-х
могут возникнуть проблемы из-за недостаточной нагрузочной способности
преобразователей уровней TTL/RS232 (например, микросхем MAX232).
В этом случае используются более сложные схемы, с применением
дополнительных буферных микросхем и ПЗУ. Ниже, в качестве примеров,
приведены схемы для соединения TNC-2, взятые из документации на узлы
типа TheNet v.1.19.2.
Схема кабеля для двух TNC, рис.6:
TNC 1 TNC 2 signal
+----+ +----+
I 1 I---------------------------------------I 1 I prot. ground
I I I I
I 2 I-------------. .--------------------I 2 I Tx data
I I .----+----. I I
I 3 I------------------. .---------------I 3 I Rx data
I I I I
I 5 I--- ---I 5 I CTS
I I I I
I 20 I--- ---I 20 I DTR
I I I I
I 7 I---------------------------------------I 7 I signal ground
I I I I
I 10 I---. .---I 10 I V-
I I I I I I
I 23 I---. .---I 23 I DRS
I I I I
+----+ +----+
Соединение контактов 10 и 23 версии TheNet 1.19.2 не обязательно.
рис.6
Схема кабеля на 3 TNC с диодными развязками дана на рис. 7.
TNC 1
.----.
| |
| 1 |--------+
| | |
| 2 |--------:---------------------------------------------------*----+
| | | | |
| 3 |--------:----------------------------------------*------+ | |
| | | | | | |
| 5 |--------:-----------*--------------+ | | | |
| | | | | | | | |
| 20 |--------:-----------:--------------:-----*---+ | | | |
| | | | | | | | | | |
| 7 |--------:---+ | | | | | | | |
| | | | | !K! !A! !A! | !A! !K! !K!
| 10 |---+ | | | !A! !K! !K! | !K! !A! !A!
| | | | | | | | | | | | |
| 23 |---+ | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
'----' | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
TNC 2 | | | | | | | | | |
.----. | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 1 |--------* | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 2 |--------:---:-------:--------------:-----:---:---:------* | |
| | | | | | | | | | | |
| 3 |--------:---:-------:--------------:-----:---:---:--*---:---+ |
| | | | | | | | | | | |
| 5 |--------:---:--*----:--------------:-----+ | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 20 |--------:---:--:----:--------------*----+ | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 7 |--------|---* | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 10 |---+ | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | |
| 23 |---+ | | !K! !K! !A! | !A!!A! !K! |
| | | | !A! !A! !K! | !K!!K! !A! |
'----' | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
TNC 3 | | | | | | | | | |
.----. | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| 1 |--------+ | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
| 2 |------------:--:----:-------------------:----:---*--+ | |
| | | | | | | | |
| 3 |------------:--:----:-------------------:----:----------*--------+
| | | | | | |
| 5 |------------:--:----:-------------------*----+
| | | | |
| 20 |------------:--*----+ * = connection
| | | : = cross over
| 7 |------------+ A = anode of 4148 Diode
| | K = cathode of 4148 Diode
| 10 |---+
| | |
| 23 |---+
'----'
рис.7
Иногда требуется решить задачу подключения двух TNC к одному
трансиверу. Блок-схема такой комбинации показана на рис.8а. Схема
специального соединительного кабеля дана на рис.8б.
ант
^
|
TRX
|
|
TNC1------|------TNC2
рис.8a
TNC 1 TNC 2
TRX Port Port
RADIO RADIO
+---+ +---+
MIC audio from TNC------ I 1 I------------------I 1 I
I I I I
Ground-------------------I 2 I------------------I 2 I
I I I I
RX audio from TRX--------I 4 I------------------I 4 I
I I I I
PTT---------------|>|----I 3 I---|<|------------I 5 I
| I I I I
| I 5 I---|>|------------I 3 I
| I I | I I
| +---+ | +---+
| |
|--|>|--------------------|
рис.8б
Конфигурация проверялась на RK3KP bbs. К 2-метровому трансиверу
подключались TNC 1200bps и 2400bps, которые были соединены с двумя
различными COM-портами компьютера. Очевидно, комбинация должна
работать и в схеме узла.
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ С УЗЛАМИ
Существует множество различных схем построения пакетных сетей с узлами. В России, с ее огромной территорией и неравномерной плотностью населения наиболее эффективо комбинировать малоскоростные КВ линии с более скоростными УКВ-ДЦВ линиями. КВ линии применяются на протяженных участках, от 100 до 3000 км. УКВ-ДЦВ линии на участках до 100 км. Так, в московской сети длительное время используются узлы, обслуживающие 20 и 30-метровые диапазоны со скоростью 300 бит/сек с переходом в 2-метровый и 70-сантиметровый диапазоны со скоростью 1200 бит/сек и 23-сантиметровый со скоростью 9600 бит/сек. В 2-метровом диапазоне работает также линия 2400 bps.Опыт показывает, что работа узлов в симплексном режиме со скоростями выше 2400 бит/сек с обычными TNC и трансиверами не эффективна. Причина в больших временах динамики перехода с приема на передачу и обратно. Выигрыш 2400 бит/сек по сравнению с 1200 бит/сек даже при самых благоприятных условиях составляет не более 50%. Типичный выигрыш составляет всего лишь около 30% и то, в случае отсутствия в канале других станций. На скоростях 9600 и выше абсолютно не имеет смысла использовть станции с PLL системами. (широко распространенные автомобильные станции). Хороший эффект можно получить лишь со специальными радиостанциями, в которых предусмотрены меры быстрого установления переходного процесса. Но лучшее решение - использование дуплексного режима работы. Этот режим дается не дешево, так как для его реализации требуются дополнительные приемники, передатчики, антенны, одновременно работающие на разных частотах. Тем не менее, на такие системы придется соглашаться, так как число цифровых станций быстро растет и становится тесно в эфире. Радиолюбительские пакетные спутники, например, с самого начала проектировались для работы в дуплексном режиме. И тем не менее, уже сегодня они не удовлетворяют запросам радиолюбителей. Проектируются новые спутники, с гораздо большей пропускной способностью, с зоной радиовидимости на целое полушарие, позволяющие устанавливать контакты между станциями разных континентов, как в реальном масштабе времени, так и с переносом во времени и в пространстве. Ближайшим таким ИСЗ должен стать Фаза-3Д с цифровой системой Rudak-U.
de UA3CR