Komunikacja pakietowa: protokół AX.25. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Komunikacja pakietowa: protokół AX.25. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Transfer danych

Komentarze do artykułu

W realizacji komunikacji pakietowej w amatorskim radiu między dwoma lub więcej korespondentami wymiana informacji odbywa się zgodnie z pewną ustaloną procedurą, zwaną protokołem wymiany. W tym przypadku używany jest protokół AX.25, który jest poprawioną wersją protokołu X.25 specjalnie do celów radioamatorskich. Protokoły wymiany zawierają siedem poziomów. Cała logika procedury obsługi kanału radiowego została opisana na poziomie drugim. W praktyce jest to realizowane z reguły przez specjalny kontroler komunikacji pakietowej (TNC), który jest umieszczony pomiędzy komputerem a transceiverem.

Protokół wymiany AX.25 zapewnia wielokrotny (wielokrotny) dostęp do kanału komunikacyjnego z kontrolą zajętości. Wszystkie stacje są uważane za równe. TNC stacji sprawdza przed uruchomieniem, czy kanał jest wolny, czy nie. Jeśli jest zajęty, to sprawdzany jest kanał do czasu, gdy jest wolny, a dopiero potem stacja jest włączana do transmisji.

W komunikacji pakietowej komunikaty przesyłane są w blokach - ramkach. Oprócz informacji ramka zawiera dane o przeznaczeniu ramki, adresy nadawcy, odbiorcy i przekaźnika, przez który ma przejść wiadomość, a także sumę kontrolną, która pozwala sprawdzić poprawność odebranych ramek.

Format ramki. Każda uzupełniona informacja jest ramką. Ma określony format.

Każda ramka zaczyna się od unikalnej sekwencji bitów 01111110, która jest nazywana flagą i umożliwia rozpoznanie początku ramki. Dalej mamy pole adresowe o rozmiarze od 14 do 70 bajtów, control - jeden bajt, informacje - od 0 do 256 bajtów, control - 2 bajty.

Podczas korzystania z sieci, trzeciego poziomu protokołu, powstaje dodatkowe pole identyfikacyjne, które działa jako część pola informacyjnego. Rama również kończy się flagą.

Komunikacja pakietowa: protokół AX.25

pole flagi. Jak już wspomniano, pole flagi jest unikalną sekwencją bitową 01111110. Jeżeli ta sama sekwencja występuje później w ramce, to aby korespondent nie przyjął jej jako znaku końca pakietu, po znaku końca pakietu wstawiane jest zero. piąty bit.

Pole adresowe (rys. 2). Może zawierać od dwóch do dziesięciu amatorskich radiowych znaków wywoławczych. Najprostszym przypadkiem są dwa znaki wywoławcze, gdy dwóch korespondentów współpracuje bezpośrednio ze sobą. Jeśli korespondenci ci są poza zasięgiem radiowym, mogą używać stacji innych operatorów jako przemienników. W jednej linii może być ich do ośmiu. W adresie znajdują się również znaki wywoławcze przemiennika

Komunikacja pakietowa: protokół AX.25

pole. W związku z tym jest podzielony na trzy podpola: odbiorca, nadawca i przekaźnik. Wprowadzane w nim znaki wywoławcze mogą składać się z nie więcej niż sześciu znaków. Jeżeli znak wywoławczy ma mniej niż sześć znaków, jest on uzupełniany odpowiednią liczbą spacji.

Po znaku wywoławczym w każdym podpolu pojawia się identyfikator stacji wtórnej. Jest to liczba od 0 do 15. Oznacza to, że operator posiada kilka stacji komunikacji pakietowej, sprzęt BBS oraz NET/ROM. Zwykle sam operator pracuje ze znakiem wywoławczym bez numeru lub z numerem jeden, liczby od 2 do 9 są dodatkowo dodawane do znaku wywoławczego „skrzynki pocztowej” i stacji centralnej, a gdy sygnał przechodzi przez NET/ROM z 10 do 15, w zależności od tego, przez ile stacji węzłowych przeszedł pakiet.

Numer identyfikatora w postaci binarnej zajmuje cztery bity - od drugiego do piątego w bajcie po każdym znaku wywoławczym. Na ryc. 2 bity te są oznaczone jako SSID (IDENTYFIKATOR STACJI WTÓRNEJ). Pierwszy bit tego bajtu jest używany jako znak końca pola adresu. Jeżeli jest wyznaczony przez jeden, to jest to znak ostatniego bajtu pola adresu. Szósty i siódmy bit nie mają określonego przeznaczenia i mogą być używane w sieciach lokalnych za zgodą użytkowników. Ósmy bit w podpolu nadawcy i odbiorcy jest ustawiony na zero. W podpolu relay jest oznaczony jedynką, jeśli pakiet przeszedł przez przekaźnik, i zero, jeśli nie.

Komunikacja pakietowa: protokół AX.25

Ustawienie bitu przemiennika jest konieczne, aby przemienniki znajdujące się w strefie widoczności radiowej siebie nawzajem podążały za kolejnością przesyłania pakietów przez siebie i wykonywały tę procedurę ściśle w kolejności określonej przez nadawcę pakietu.

pole kontrolne. Zawiera informacje o typie ramki, które są używane do określenia miejsca docelowego wiadomości. Wszystkie ramki pakietów można podzielić na trzy główne typy: I - ramki informacyjne zawierające informacje symboliczne lub cyfrowe; S - usługa potwierdzająca odebranie ramki lub zawierająca żądanie wystawienia kolejnej ramki informacyjnej; U - nienumerowane ramki - żądanie rozłączenia połączenia. Do tego typu należą również sygnały nawigacyjne.

Dodatkowo pole to zawiera numer wysyłanej ramki lub, w przypadku potwierdzenia odbioru komunikatu, numer następnej ramki, którą TNC korespondenta jest gotowe do odbioru. Taka numeracja została wprowadzona, ponieważ kanałem może być przesyłanych kilka ramek w rzędzie - od jednej do siedmiu, co może pomóc w uporządkowaniu w przypadku awarii. Jeżeli w którejkolwiek z ramek wystąpi błąd, kontroler odbiornika poinformuje kontroler nadawcy, że jest gotowy do odbioru numeru ramki, który nie został jeszcze odebrany lub został odebrany z błędem. Na przykład, jeśli jedna stacja wysłała cztery pakiety do drugiej z rzędu i wystąpił błąd podczas odbierania trzeciego pakietu, to kontroler odbiorcy, przetłumaczony z języka maszynowego na język ludzki, poinformuje nadawcę: „gotowy do odbioru trzeciego pakietu. "

Pole informacyjne. Zawiera użyteczne informacje o długości do 256 bajtów, prezentowane w kodach i które po odebraniu przez korespondentów są wyświetlane na ekranie monitora stacji amatorskich.

Czasami pierwszy bit pola informacyjnego pełni rolę niezależnego podpola - identyfikatora protokołu. Dzieje się tak podczas korzystania z trzeciej, warstwy sieciowej, gdy pakiet przechodzi przez NET/ROM.

Pole kontrolne służy do sprawdzenia poprawności wymiany radiowej. Jest to szesnastocyfrowa liczba, która jest obliczana przy użyciu wielomianu XI6+ +XI5+X2+1 zgodnie z algorytmem podanym w zaleceniach ISO 3309 (HDLC) - International Orqa-nization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures.

TNC nadawcy oblicza sumę kontrolną „no” dla całej ramki i umieszcza ją na końcu ramki. Na końcu odbiorczym, zgodnie z tym samym algorytmem, jest ona ponownie obliczana i porównywana z sumą umieszczoną na końcu ramki. Jeśli te dwie liczby pasują do siebie, ramka jest uważana za odebraną poprawnie.

Sumę kontrolną można obliczyć na kilka sposobów: sprzęt i oprogramowanie. Dzięki metodzie sprzętowej ramka przechodzi przez określone urządzenie (sumator), w wyniku czego w jego rejestrze zapisywana jest pewna liczba, która jest sumą kontrolną. Drugim sposobem jest liczenie za pomocą specjalnego programu. W takim przypadku ramka jest najpierw odbierana przez polist do pamięci RAM, a następnie liczona jest. Pierwsza metoda zapewnia wysoką wydajność, ale wymaga dodatkowego sprzętu. Druga metoda ma niższą wydajność, ale nie wymaga dodatkowych kosztów sprzętu.

Przypomnij sobie, jak powinna wyglądać struktura stacji komunikacji pakietowej, aby zaimplementować protokół AX.25. Na schemacie (rys. 3) widać, że w skład stacji wchodzą komputer, TNC, nadajnik-odbiornik i urządzenie do zasilania anteny.

Z komputera może korzystać prawie każdy.

Podczas przeprowadzania eksperymentów z komunikacją pakietową podczas sowiecko-kanadyjskiego narciarstwa przetestowano następujące komputery: „Robotron 1715”, „Radio-86RK” i BK-0010. Za granicą najpopularniejszymi komputerami wykorzystywanymi w systemie komunikacji pakietowej są IBM PC, COMMODORE 64, TANDY, APPLE, dla których opracowano potężne oprogramowanie otwierające szerokie możliwości wykorzystania komunikacji pakietowej.

Niezbędnym warunkiem wyboru komputera do komunikacji pakietowej jest obecność w nim kanału wymiany szeregowej działającego w standardzie interfejsu C2 (RS232). Jak wiadomo, Radio-86RK nie ma takiego kanału, dlatego RA3AU opracowało specjalny program „Terminal”, który imituje ten kanał.

Podczas pracy na stacji komunikacji pakietowej operator wpisuje informacje na klawiaturze, a odpowiedzi otrzymuje w postaci symboli na ekranie monitora. Informacja przekazywana przez operatora może być albo poleceniem do TNC, albo tekstem przeznaczonym dla korespondenta.

Po naciśnięciu klawisza komputer określa kod odpowiadający temu klawiszowi i wysyła go przez łącze szeregowe. Wymiana na tym kanale następuje bajt po bajcie. Rodzaj przesyłanego bajtu pokazano na rys. 4. Niektóre parametry charakteryzujące przesyłany bajt mogą się różnić, ale konieczne jest, aby parametry ustawione w TNC i w komputerze były zgodne. Charakteryzują się następującymi parametrami; długość słowa informacji (7 lub 8 bitów), nieparzysta lub parzysta parzystość, bit startu (jeden), bit tabeli (jeden, półtora lub dwa), prędkość transmisji (50, 75, 150, 300, 1200, 2400, 4800 lub 9600 bps).

Poziomy napięć stosowane w tym interfejsie: jeden - od +3 do +12 V, zero - od -3 do -12 V. Informacje w kierunku z komputera przesyłane są linią TXD, a w kierunku przeciwnym linią RXD dodatkowo są jeszcze dwie dodatkowe linie CTS i RTS, przez które podawany jest sygnał, że komputer lub TNC jest gotowy do odbioru kolejnego bajtu. Przed wysłaniem bajtu przez linię TXD komputer sprawdza linię CTS. Jeżeli poziom sygnału na nim charakteryzuje gotowość TNC do odbioru bajtu, to komputer wysyła go, jeśli nie, oczekuje zmiany poziomu. Podobna procedura jest wykonywana przez TNC przy użyciu linii RXD do przesłania bajtu informacji i linii RTS do sprawdzenia gotowości.

Sekwencja kilku bajtów odebranych przez TNC może być albo poleceniem, albo informacją przeznaczoną do wysłania drogą radiową. W pierwszym przypadku polecenie jest dekodowane i wykonywane, w drugim tworzona jest ramka zgodnie z protokołem AX.25 i przekazywana z kodu standardowego do kodu NRZ-1 (bez powrotu do zera odwróconego). Norma ta przewiduje, że przejście poziomu fizycznego sygnału następuje, gdy w sekwencji przesyłanych bitów występuje 0. Diagram czasowy wyjaśniający ten proces pokazano na rys.5. 1, na którym widać oryginalne opakowanie - i to również w postaci kodu NRZ-XNUMX.

Zazwyczaj modem jest konstrukcyjnie wykonany w tym samym opakowaniu co TNC. Jego część cyfrowa z reguły nazywana jest asemblerem-deasemblerem ram. Assembler-deasembler ramek i modem są połączone czterema liniami: TXD - do przesyłania ramek w kodzie NRZ-1, RXD - do odbioru ramek w kodzie NRZ-1, PTT - do włączenia modulatora oraz DCD, przez który z demodulatora wysyłany jest sygnał o zajętości kanału.

Modem to zbiór dwóch urządzeń: modulatora i demodulatora. Przed wysłaniem pakietu asembler-deasembler ramek włącza modem sygnałem na linii PTT i wysyła ramkę w kodzie NRZ-1 linią TXD. Modulator wypełnia odebraną sekwencję dwiema częstotliwościami dźwięku. Jeden odpowiada częstotliwości F1, a zero odpowiada częstotliwości F2. Sygnał modulowany częstotliwością dźwięku podawany jest linią MlC do wejścia mikrofonowego nadajnika.

Po odebraniu ramek, sekwencja impulsów wypełnionych częstotliwością audio jest podawana z wyjścia transceivera przez linię EAR do wejścia demodulatora. Demodulator wykonuje proces odwrotny: wyodrębnia obwiednię z sekwencji impulsów częstotliwości audio, która jest ramką w postaci kodu NRZ-1. Ta ramka wchodzi do pakietu assembler-disasembler. Równocześnie z pojawieniem się w kanale sygnału modulowanego jedną z częstotliwości F1 lub F2 uruchamiany jest specjalny detektor, generujący na wyjściu sygnał informujący o zajętości kanału.

Sygnał PTT oprócz włączenia modulatora pełni jeszcze jedną funkcję - steruje przełącznikiem tranzystorowym, który przełącza transceiver z odbioru na nadawanie.

W amatorskiej komunikacji pakietowej stosowane są dwa rodzaje modemów: dla fal krótkich i ultrakrótkich. W KB stosowana jest modulacja jednostronna, a szybkość transmisji w kanale radiowym wynosi 300 bit/s, natomiast odstęp częstotliwości audio odpowiadający zeru i jedynki powinien wynosić 200 Hz. Częstotliwość modulacji może być inna. Jednak wygoda odczytu częstotliwości roboczej stacji radiowej w Europie przyjęła standard, zgodnie z którym ustalono, że zero odpowiada 1850 Hz, a jedynka 1650 Hz.

Na falach ultrakrótkich działają z szybkością transmisji 1200 bit/s z separacją częstotliwości 1000 Hz. Ponieważ z reguły na VHF stosuje się modulację częstotliwości, częstotliwości muszą być ściśle ustalone. Przyjmuje się, że zero odpowiada 1200, a jednostce - 2200 Hz.

Na zakończenie pragnę poinformować, że projekt nowej instrukcji działania radiostacji amatorskich, opracowany przez System Rezerwy Federalnej ZSRR, który znajduje się w fazie zatwierdzania, obejmuje, jako równorzędną, amatorską komunikację pakietową.

Autor: E. Labutin (RA3APR); Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Transfer danych.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Analogowe symulatory kwantowe 13.02.2023

Klasyczne komputery nie nadają się do rozwiązywania nowych fundamentalnych problemów w dziedzinie fizyki i nie tylko. W przyszłości mogą w tym pomóc naukowcom uniwersalne i odporne na błędy komputery kwantowe, ale takie nieprędko się pojawią. Jeśli jednak problemu nie da się obliczyć, to dlaczego nie przeprowadzić eksperymentów? Analogowy symulator kwantowy może stać się konstruktorem kwantowego świata, który pomoże odsłonić najbardziej tajemniczą fizykę poza teorią.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Stanach Zjednoczonych i University College Dublin (UCD) w Irlandii opublikowali artykuł w czasopiśmie Nature Physics, w którym mówili o stworzeniu nowego typu wysoce wyspecjalizowanego komputera analogowego (dokładniej symulatora). Naukowcy zaprezentowali jeden element takiego "komputera" - dwa specjalnie połączone nanowymiarowe elementy metalowo-półprzewodnikowe wbudowane w obwód elektroniczny.

Zaproponowane rozwiązanie imituje oddziaływanie dwóch cząstek elementarnych, w tym przypadku atomów i elektronów. Symulacja jest tak głęboka, że model zachowuje wszystkie właściwości kwantowe atomów, od interakcji międzyatomowych po właściwości fizyczne cząstek. Skalując platformę - budując materię atom po atomie, jak konstruktor z klocków Lego - można uzyskać modelowanie materii o zadanych właściwościach i przyjrzeć się jej reakcji w interakcji z inną materią oraz zmianie jej właściwości. Nie da się tego dziś obliczyć na modelu wielkoskalowym, a taka symulacja jest na barku.

Na przykład fizycy teoretyczni nie widzą jeszcze wzorców ukierunkowanego poszukiwania materiałów do nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego. Współczesne komputery nie mogą im pomóc w obliczeniach, zwłaszcza że muszą szukać na ślepo. Modelowanie zachowania materii na analogowych symulatorach kwantowych może otworzyć drogę do tego świętego Graala dla energii i nie tylko. To odłoży teorię na bok i przetestuje wiele pomysłów w praktyce.

Właściwie analogowe symulatory kwantowe nowego typu mogą pomóc w przejściu w kierunku uniwersalnych komputerów kwantowych. Na przykład, istnieje pomysł wykorzystania takich kwazicząstek jak parafermiony (grupy elektronów o specjalnym oddziaływaniu) jako kubity. Ładunki elektronów w tym stanie (Z3) są równe 1/3 zwykłego ładunku. W warunkach laboratoryjnych naukowcom nie udało się jeszcze stworzyć takich cząstek, a zaproponowany model symulatora umożliwił ich symulację po odpowiednim dostosowaniu napięcia na elektrodach. W rzeczywistości naukowcy w laboratorium stworzyli materię, która wcześniej nie istniała w naturze. A przecież można to potem studiować!

„Mamy nadzieję, że skalując symulator kwantowy z dwóch do wielu komponentów w nanoskali, będziemy w stanie symulować znacznie bardziej złożone systemy, z którymi współczesne komputery nie mogą sobie poradzić” – powiedział jeden z autorów pracy. „To może być pierwszy krok w kierunku ostatecznego odkrywając niektóre z najbardziej tajemniczych tajemnic naszego wszechświata kwantowego”.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Notatnik Eurocom Pantera 5

▪ Elektronika oceni poziom słodyczy potraw i napojów

▪ Neurony z uszami

▪ Mobilny superkomputer firmy NVidia

▪ Kapusta kiszona lekiem na raka

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część opisów stanowisk na stronie internetowej. Wybór artykułu

▪ artykuł Płótno Penelopy. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czym jest energia? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Układ funkcjonalny telewizorów Thomson / Normende / Saba. Informator

▪ artykuł Przełącznik dodatkowych świateł hamowania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Regulowany transformator. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn