D -STAR ( Digital Smart Technologies for A mateur R radio ) je amatérský rádiový digitální hlasový a datový standard vyvinutý Japonskou amatérskou rozhlasovou ligou (JARL) za účelem rozvoje digitální amatérské rádiové technologie .
I když existují další digitální technologie , které používají radioamatéři, D-STAR je jedním z prvních digitálních standardů, který byl široce přijat a prodáván hlavními výrobci zařízení pro použití v amatérských rádiových službách.
Jiné nedigitální typy modulace pro přenos řeči, jako je amplituda (AM), frekvence (FM), single-sideband (SSB), jsou široce používány od první poloviny dvacátého století. Ve srovnání s tím digitální signál D-STAR poskytuje stejnou kvalitu signálu s výrazně menší šířkou pásma ve srovnání s nedigitálními protějšky. Pokud je úroveň signálu nad minimálním prahem a neexistuje vícecestný signál, bude kvalita přijímaného signálu vyšší než kvalita analogového signálu stejného výkonu.
Transceivery kompatibilní s D-STAR mohou pracovat v amatérských rádiových pásmech VHF (144 Mhz), UHF (430 MHz) a SHF (1200 Mhz). Kromě provozu digitálního bezdrátového protokolu poskytuje D-STAR také radioamatérům možnost pracovat v sítích, typicky prostřednictvím připojení k internetu, směrovat streamování, hlasová a paketová data pomocí amatérských rádiových volacích značek.
Prvním výrobcem, který nabídl zařízení D-STAR, byl ICOM. K 30. prosinci 2008 se několik dalších výrobců radioamatérů také rozhodlo zahrnout prvky technologie D-STAR do svých komunikačních zařízení. Kenwood tedy vydal několik přeznačených modelů transceiverů ICOM pod svou vlastní značkou a prodával tyto transceivery pouze v Japonsku.
V roce 1999 hledali konstruktéři a vývojáři elektronických komunikačních zařízení nové způsoby, jak zavést digitální technologie pro radioamatéry. Tento proces byl financován japonskou vládou a ve spolupráci s Japan Amateur Radio League (JARL). V důsledku vědeckého výzkumu v roce 2001 byly zveřejněny specifikace protokolu D-STAR a ICOM začal budovat nové digitální technologie, které nabízejí potřebný hardware, aby tuto technologii přinesl radioamatérské komunitě.
V září 2003 ICOM rekrutuje Matta Yellena, KB7TSE (v současnosti K7DN), aby provedl plány na vývoj a nasazení technologie D-STAR v Americe.
Počínaje dubnem 2004 začal ICOM uvolňovat nové transceivery s "D-Star Options". První komerční transceiver byl ICOM IC-2200H dvoumetrový mobilní transceiver. Následující rok vydal ICOM dvoupásmový ruční transceiver s technologií D-STAR. V té době však ještě nebyl v prodeji modul UT-118, který byl nezbytný pro běžný provoz těchto transceiverů v režimu D-STAR. Později začal ICOM tyto moduly stále prodávat a začaly se instalovat do každého transceiveru. V červnu 2005 uveřejnila redakce časopisu QST ARRL recenzi transceiveru ICOM IC-V82.
Na konci roku 2004 JARL přidal několik významných doplňků k protokolu D-STAR. Společnost ICOM si uvědomila, že je třeba provést změny, a začala s modernizací vyráběného zařízení. Jakmile byly změny zveřejněny, ICOM oznámil, že nyní může vydat nový hardware, aby se přizpůsobil změnám standardu D-STAR.
Plně digitální transceiver ICOM ID-1 pro pásmo 1200 MHz pro mobilní rádiovou komunikaci byl uveden na trh koncem roku 2004. Byl to skutečně první D-STAR transceiver, který poskytoval plnou digitální funkcionalitu Digital Data (DD).
První D-STAR QSO přes satelit bylo mezi Michaelem, N3UC, FM-18 z Haymarket, VA a Robin (AA4RC) EM-73 z Atlanty, GA. V roce 2007 operovaly prostřednictvím mikrosatelitu AMSAT AO-27. Operátoři používali různé režimy při přenosu informací pomocí ICOM transceiverů, ale přesto měli menší problémy s Dopplerovým posunem během QSO.
Ke konci roku 2009 bylo na světě již asi 10 800 uživatelů D-STAR, kteří spolu komunikují přes D-STAR repeatery, které jsou zase propojeny přes internet pomocí G2 bran. Celkový počet bran G2 dosáhl 550 kusů. Vezměte prosím na vědomí, že tyto údaje nezahrnují uživatele, kteří provozují opakovače D-Star v dosahu rádia nebo kteří provozují opakovače D-STAR, kteří nejsou připojeni k internetu.
Vypuštění prvního mikrosatelitu D-STAR je naplánováno na říjen 2010. Název satelitu je OUFTI-1 " CubeSat ". Postavila ho skupina belgických studentů z University of Liege a Aizil (Ecole de la de Liege). Název satelitu je zkratkou pro Orbital Utility pro telekomunikační inovace. Účelem tohoto projektu je vývoj a shromažďování zkušeností s provozem této třídy družic. Hmotnost satelitu je 1 kg a při své práci bude využívat radioamatérská pásma - UHF (pro UpLink) a VHF (pro DownLink).
Současný systém D-STAR je schopen propojit všechny globální a lokální opakovače dohromady přes internet, přičemž pro směrování provozu mezi korespondenty používá radioamatérské volací značky. Uzly jsou obvykle propojeny protokoly TCP/IP pomocí speciálního softwaru brány.
Specifikace D-STAR popisují dvě rádiová rozhraní, DV a DD. DV (Digital Voice) využívá šířku pásma 6,25 kHz pro přenos hlasu rychlostí 4800 baudů. Z celého tohoto pásma je 3600 baudů použito pro přenos dat kodeku (2400 - přímo data a 1200 - FEC ) a zbývajících 1200 baudů je využito pro přenos několika typů dat: přenos 20znakové zprávy doprovázející hovor, data na poloha GPS stanice pro systém APRS , případně data ze sériového portu stanice. DV provozuje segmenty na amatérských rádiových pásmech 2 m (VHF), 70 cm (UHF) a 23 cm (1,2 GHz).
Režim DD (Digital Data) poskytuje přenos paketových dat pomocí ethernetových rámců rychlostí 128 kbaud a využívá šířku pásma 125 kHz v pásmu 23 cm (1,2 GHz). Datový režim ve skutečnosti umožňuje přenos dat přes sítě TCP/IP přes rádiové rozhraní D-STAR. Použití tohoto režimu není příliš běžné, podporuje jej pouze zařízení ICOM: transceiver ID-1 a modul opakovače ID-RP2D. Podle ruských radioamatérských předpisů je připojení k veřejným sítím zakázáno, tento kanál nelze použít k poskytování přístupu k internetovým zdrojům. Předpisy zároveň nezakazují používat technologie k organizování vlastních privátních sítí, jako je například AMPRNet, za podmínek nepoužívat šifrovací nástroje.
Technologie D-STAR je možné využít ve spojení s pozemní infrastrukturou – přístupovými uzly (obdoba základnových stanic celulárních sítí) a jádrovou infrastrukturou (servery, které implementují určité služby, viz Core network ). To vše vám umožňuje přeměnit jednoduchý digitální rádiový kanál na amatérskou rádiovou síť se sadou služeb, jako jsou selektivní hovory pomocí volacího znaku příjemce hovoru, což umožňuje komunikovat s korespondentem bez ohledu na jeho polohu, skupinové hovory (v oblasti pokrytí uzlu nebo distribuované - STARnet), obecné hovory přes konferenční servery (reflektory), integrace s APRS a tak dále.
Každý síťový uzel je stacionární automatická digitální amatérská radiostanice, které je přidělen identifikační volací znak odpovídající amatérské radiokomunikační službě. Jako každá amatérská radiostanice se uzel skládá z anténního napáječe, transceiveru (vysílačů). modem(y) a počítač fungující jako kontrolér/brána.
Uzly na zařízení ICOMKromě zařízení pro koncové uživatele (rádia) vyrábí ICOM také infrastrukturní zařízení pro uzly. V tuto chvíli se jedná o komplex RP2C. Komplex se skládá z ovladače RP2C, modulu RP2V pro podporu režimu DV v pásmu 23 cm, modulu RP2D pro podporu režimu DD, dvou modulů RP2L pro implementaci trunkového kanálu mezi uzly na zařízení ICOM v pásmu 10 GHz a RP2000V. a moduly RP4000V pro podporu režimu DV v rozsahu 2 sa 70 cm, v tomto pořadí. Použití jakýchkoliv modulů kromě RP2C je volitelné. RP2C má rozhraní Ethernet pro interakci se softwarem brány.
Existují amatérské rádiové vývojové moduly opakovačů Homebrew , které pracují prostřednictvím ovladače RP2C.
Budování uzlů na hardwaru ICOM je poměrně drahé. V zásadě jsou takové uzly běžné ve Spojených státech, kde je nasazují místní radiokluby.
Uzly na hardwaru HomebrewHlavním impulsem pro rozvoj infrastruktury D-STAR a růst popularity této technologie byl vývoj konfigurace uzlů na cenově dostupném levném radioamatérském zařízení. K přenosu rádiového signálu lze použít téměř všechny transceivery, které mají na palubě rozhraní pro připojení paketových modemů 9600. Kromě transceiverů jsou k implementaci uzlů potřeba také levné modemy GMSK a počítač.
Software uzluVolba softwaru uzlu do značné míry závisí na požadované funkčnosti. Původní software pro uzly založené na zařízení ICOM je software brány RS-RP2C. Tento software podporuje pouze zařízení ICOM a implementuje službu ukončení provozu DD a směrování hovorů založenou na technologii Trust Server. Funkčnost těchto bran je značně rozšířena softwarem třetích stran, jako je dplus nebo ircddb-plugin. Existuje také spousta dalšího softwaru třetích stran, který implementuje funkci brány, jako je WinDV, G4KLX nebo open_g2 od KI4LKF.
Pro směrování selektivních hovorů (když je uvedena volací značka přijímajícího korespondenta) existují v současnosti tři hlavní technologie, které by se měly rozdělit do dvou skupin: technologie, které zajišťují pouze výměnu registračních dat, zatímco hovory jsou směrovány mezi uzly přímo a technologie s centralizované přepojování hovorů.
Trust ServerTrust Server je proprietární technologie navržená společností ICOM jako součást softwaru RS-RP2C. Uzly si vyměňují informace o registraci stanic umístěných v jejich oblasti pokrytí pomocí uzavřeného proprietárního protokolu s centralizovaným serverem. Nejrozšířenější sítí tohoto standardu je US Trust, která působí především v USA a Japonsku a tvoří ji asi 900 uzlů.
ircDDBircDDB je otevřená technologie, která implementuje výměnu směrovacích informací pomocí přenosu na protokolu irc . Technologii vytvořila berlínská skupina radioamatérů. ircDDB, na rozdíl od Trust Server, poskytuje okamžitou výměnu informací o trasách a může být použit na uzlech ve spojení s Trust Server. Systém tvoří síť propojených irc serverů, na jejichž speciálním irc kanálu uzly předávají v soukromých zprávách informace o volání speciálním ircDDB botům, kteří aktualizují data o trase ve svých databázích a v případě změny umístění korespondent zveřejní informace o jeho registraci pro uzly. Zdrojové kódy softwaru jsou zveřejněny na GitHubu .
Plugin ircDDB pro uzly založené na softwaru RS-RP2C umožňuje současnou koexistenci uzlů v sítích založených na technologii Trust Server s ircDDB.
Hlavní síť je ircDDB.net, obsahuje asi 1400 uzlů. Mírně upravené verze softwaru ircDDB se používají v sítích ircDDB-Italia a D-STAR Russia & CIS. Existuje také několik testovacích instancí ircDDB nasazených po celém světě. ircDDB je technologie nejvíce podporovaná softwarem uzlu.
Systém CCSNejmladší z prezentovaných technologií. Vytvořeno hamburskou skupinou radioamatérů. Liší se tím, že implementuje centralizované přepínání hovorů prostřednictvím vlastních serverů. Výhodou technologie jsou extrémně nízké nároky na internetový kanál ze strany uzlů, nevýhodou velmi nízká spolehlivost řešení a uzavřený kód serverové části.
Standardní software CCS pro uzly založené na softwaru RS-RP2C umožňuje současnou koexistenci uzlů v sítích založených na technologii Trust Server s CCS. To znemožňuje použití ircDDB. Alternativní software od G4KLX s názvem ircDDBGateway zároveň umožňuje současný provoz ircDDB a CCS.
V současné době existují tři hlavní protokoly pro interakci uzlů s konferenčními servery: DPlus - vyvinutý společností AA4RC, uzavřený a pevně svázaný se sítí US Trust, DExtra vyvinutý společností KI4LKF a DCS společností DG1HT jako pokus o vylepšení DExtra. Z pohledu koncového uživatele poskytují všechny tyto protokoly stejnou službu, proto není vhodné je v rámci tohoto článku porovnávat.
Přestože technologie ircDDB a infrastruktura ircDDB.net byly zčásti navrženy tak, aby propojovaly různé sítě založené na technologii Trust Server, existují situace, kdy potřebujete nasadit svou vlastní upravenou verzi ircDDB. Jsou známy minimálně dva takové projekty – ircDDB-Italia a D-STAR Russia & CIS. Pro síťovou interakci využívá vlastní originální řešení na uzlu RK3FWD, které zajišťuje prezentaci a směrování hovorů mezi D-STAR Russia & CIS a US Trust, ircDDB.net a CCS System.
Síť systému CCS má speciální bránu DB0HAM, která zajišťuje interakci uzlů systému CCS se sítí ircDDB.net.
V Německu existuje několik experimentálních bran s digitálními sítěmi založenými na APCO P25 , DMR , NXDN a MOTOTRBO .
Brány jsou široce používány pro výměnu hovorů mezi reflektory D-STAR a různými analogovými amatérskými rádiovými sítěmi, jako je EchoLink a IRLP . Pro takové brány je často aplikováno omezení uživatelského přístupu pouze prostřednictvím počítačových klientských programů, protože opakovaný přenos analogového signálu do reflektorů D-STAR výrazně zhoršuje kvalitu zvuku a zcela znemožňuje identifikaci příslušného vysílacího z analogové sítě.
Aktuální verze D-STAR používá proprietární hlasový kodek AMBE DVSI ( US Patent 20 050 278 169 ). Protože radioamatéři mají dlouhou tradici vylepšování a experimentování s vlastními návrhy, omezení patentů kodeků brzdí jejich kreativitu. Kritici tvrdí, že implementace kodeku AMBE pouze v hardwarovém řešení (tj. na čipu integrovaného obvodu) zpomaluje inovativní proces uvádění D-STAR k životu. Kritici zároveň chválí otevřenost zbývajících součástí technologie D-STAR, kterou lze volně implementovat. Pokud by byl použit open source kodek, který by mohl nahradit kodek AMBE, pak by to vyřešilo mnoho problémů.
Počáteční specifikace a rané vybavení ICOM používaly kodek G.723 . Muselo být opuštěno v rámci prací na zavedení standardu do pásem 2 ma 70 cm, což si vyžádalo snížení obsazeného pásma a zlepšení odolnosti proti šumu.
Advokát Bruce Perens (K6BP), obhájce open source, řekl, že prozkoumá a implementuje alternativní kodek v D-STAR. David Rowe (VK5DGR) zahájil svůj vývoj k implementaci náhrady kodeku v souladu s požadavky licence GPL. Jeho kodek je známý jako Codec2 .
Kromě toho AMBE špatně přenáší řeč lidí, kteří dělají mezi slovy malé pauzy (po vokodéru není rozumět téměř nic).
Navzdory mnoha ujištěním ze strany Pro-D-STAR lobby, protože standard byl vyvinut společností JARL, D-STAR by neměl být používán pouze v rádiových systémech vyvinutých ICOM. Výraz "D-STAR" není registrovanou ochrannou známkou (značkou) a není výhradním vlastnictvím ICOM.
Signál D-STAR má podobné vlastnosti ve srovnání se signálem FM, ale tyto vlastnosti se používají různými způsoby. Přestože kvalita FM signálu postupně klesá, jak se uživatel vzdaluje od zdroje signálu, D-STAR udržuje konstantní kvalitu signálu do určité hranice, ale pak signál jednoduše zmizí. Tato vlastnost je vlastní nejen signálu D-STAR, ale také jakémukoli jinému digitálnímu informačnímu systému, a to ukazuje práh, při kterém již nelze signál korigovat.
D-STAR přidává další náklady na používání této technologie radioamatéry. Částečně je to způsobeno náklady na hardwarový hlasový kodek AMBE a licenčními poplatky za něj, stejně jako splácením těch nákladů, které byly vynaloženy na výzkum a vývoj technologie D-STAR, protože tyto náklady je stále třeba splácet. Stejně jako u jakéhokoli jiného produktu svého druhu se prodává více zařízení D-STAR a některé náklady na výzkum a vývoj se budou časem stále snižovat. Zařízení kompatibilní s D-STAR je dražší než podobná zařízení od jiných výrobců amatérských rádiových zařízení. Od 2. čtvrtletí 2013 je maloobchodní cena rádia ICOM ID-31 v USA 300 USD a ID-51 je 630 USD.
Radioamatéři ve své praxi již začali používat další rozšířený digitální standard „Projekt 25“ (P25) nebo jinak řečeno „ APCO P25 “. P25 se používá mnohem déle než D-STAR a dobře se osvědčil v různých rádiových službách. Zařízení tohoto standardu vyrábí různí výrobci, nejen ICOM. Jedinou nevýhodou P25 je, že dosud neexistuje rádiové zařízení tohoto standardu pro radioamatérské použití a zatím je k dispozici pouze pro komerční použití. Standard P25 nabízí podobné možnosti, jaké dnes nabízí standard D-STAR.
Standard Yaesu C4FM uvedený na trh od roku 2013 společností Yaesu se může stát skutečnou radioamatérskou alternativou pro D-STAR .
Výše uvedený seznam není zdaleka úplný. Představuje hlavní výrobce a nejznámější zařízení.
Transceivery:
Vybavení opakovače:
Transceivery:
Poznámka: Tyto transceivery nebyly prodávány v Severní Americe. Transceivery byly prezentovány jako OEM produkty modelu ICOM ID-800H. Prodej těchto transceiverů byl organizován pouze na japonském trhu.
Počítačové příslušenství:
První praktické experimenty s D-STAR v Rusku byly provedeny v T-HELPER v Moskvě na základě kolektivní rozhlasové stanice RU3AWW v dubnu 2008. Volací znaky opakovače RU3AWW zněly na frekvenci 434,80625 MHz +5,000. První radiovou komunikaci D-STAR z Ruska provedl 25. dubna 2008 radioamatér z Moskvy - RA0ST / 3 (Igor Blinov) s Portugalskem - CT1FFU (Tony) [7] [8] .
V červenci 2012 otevřela iniciativní skupina radioamatérů v Moskvě a Moskevské oblasti pro rozvoj technologií v postsovětském prostoru projekt [9] (nyní v ruské verzi – „D-STAR v ruštině“, v r. anglická verze - "D-STAR Russia & CIS"), jejímž cílem je popularizovat digitální hlasovou rádiovou komunikaci, sdílet znalosti v ruštině, vytvářet a udržovat vlastní infrastrukturu základní sítě. Projekt se během roku dostal nejen za Moskvu a Moskevskou oblast, ale i za hranice Ruska. Historický uzel s volacím znakem RU3AWW nyní ukončil činnost.
amatérské rádio | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Aktivita | |||||||
radiosport |
| ||||||
Předpisy | |||||||
Organizace | |||||||
Komunikační režimy |
| ||||||
Technika | |||||||
kultura |
|