数据包无线电通过开源软件延续

Linux 数据包电台可用于邮件、聊天,甚至可以通过国际空间站发送长距离消息。
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Internet Archive Book Images。由 Opensource.com 修改。CC BY-SA 4.0

数据包无线电是一项始于 1980 年代早期的业余无线电技术,用于在计算机之间发送数据。自 1993 年以来,Linux 原生支持数据包无线电协议,更正式的名称是 AX.25。尽管年代久远,业余无线电爱好者今天仍在继续使用和开发数据包无线电。Linux 数据包电台可用于邮件、聊天和 TCP/IP。它还具有一些独特的功能,例如跟踪附近电台的位置或通过国际空间站 (ISS) 发送短消息。

在早期,数据包无线电依赖于一种称为终端节点控制器 (TNC) 的特殊硬件。TNC 是一种调制解调器:它插入双向无线电并使用音频音调发送和接收数据。现在计算机功能更强大,使用软件调制解调器通常更简单。借助免费和开源软件,配备声卡的 Linux PC 可以变成 TNC 并与其他数据包无线电台通信。

TNC setup with a Linux computer

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常见的传输速度为 1,200 和 9,600 波特。(为了比较,56K 调制解调器是 56,000 波特!)按照今天的标准,这非常慢,但作为交换,它可以远距离工作。数据包通常在没有视线且不依赖任何基础设施的情况下发送数十公里,仅依赖于每个电台的无线电和天线。一些业余无线电爱好者更喜欢构建高带宽网络(例如 Broadband-Hamnet,它使用 Linksys 和 Ubiquiti 硬件),这些网络通常使用 WiFi 设备而不是数据包无线电。

公告板系统的回归

axcall connected to a BBS

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自互联网出现以来,在 1990 年代非常流行的公告板系统 (BBS) 已变得远不如以前流行,但它在数据包无线电中得以延续。当每个字节都很重要时,文本界面是读取邮件的有效方式。

访问 BBS 会创建一个 AX.25 连接,这是呼叫者和 BBS 之间的临时链接。与 TCP 类似,两端都会确认他们接收到的数据包,因此任何丢失的数据包都可以重新传输。连接站可以使用称为数字中继器的中间站来指定数据包采用的路由。通过沿一系列数字中继器传递数据包,通常超出范围的电台可以相互连接。

在 Linux 上,axcall 程序创建与远程站点的连接,并提供用于发送和接收文本的交互式终端。这非常适合与 BBS 和邮箱通信。上面的屏幕截图显示了使用 FBB(一种流行的 BBS 应用程序)连接到公告板。其功能包括留言板、已连接用户之间的实时聊天以及文件上传和下载。

自动数据包报告系统

XASTIR showing APRS stations overlaid on OpenStreetMap bitmap tiles

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自动数据包报告系统 (APRS) 是另一种数据包无线电应用。其最流行的用途是实时传输位置。操作员可以使用它来分享他们的位置,无论是在家中还是通过将无线电连接到他们的汽车。数据包可以指示其他感兴趣的对象,例如无线电中继器或气象站的温度数据。Xastir 是用于 Linux 的图形软件,可生成 APRS 数据包并在地图上绘制其接收的数据。

APRS 使用与 BBS 不同的通信方式。所有 APRS 传输都是独立数据包,类似于 UDP(用户数据报协议)。附近的数字中继器重新广播数据包,并且它从原始发送者向外扩散。除了位置报告外,该协议还可以广播短文本公告和直接消息给其他电台。

APRS 网络通过互联网连接的网关在全球范围内连接。当网关在无线电上接收到某些数据包时,它会将它们上传到全球系统。大量 APRS 流量以这种方式捕获;所有电台的位置都可以在 aprs.fi 等网站上查看。

国际空间站有一个 APRS 数字中继器,地面站可以使用它来相互发送远距离消息——前提是他们可以在国际空间站飞越头顶的几分钟内完成!

TCP/IP

对于那些想要使用普通 TCP/IP 软件的人来说,Linux 可以通过 AX.25 发送 IP 流量。这使得 Telnet、IRC 和 HTTP 等常见协议可以通过无线电工作。业余无线电规则通常不允许加密或任何商业用途,因此禁止 SSH 或传递普通互联网流量。

整个 44.0.0.0/8 IPv4 地址范围都预留给了 AMPRNet,这是一个由志愿者运营的全球业余无线电爱好者 IP 网络。此网络上的计算机可以在隔离的集群中运行,也可以通过 VPN 与世界其他地方互连。长期目标是在可能的情况下用无线电链路替换这些连接。

一切皆有可能

这些是数据包无线电的一些流行用途——但一切皆有可能。业余无线电的全部意义在于实验和构建新事物。一个 40 美元的手持无线电和一个 PC 是开始接收附近数据包所需的全部。发射需要业余无线电执照。

网上有很多数据包无线电资源。Dire Wolf 是一款流行的开源 AX.25 调制解调器,具有出色的文档。Larry Kenney 撰写了一系列关于数据包无线电基础知识的详细文章。Linux 实现方式在 AX.25 how-to 中进行了描述。

别忘了:世界各地都有业余无线电俱乐部。随时欢迎访客,他们将很乐意帮助想要加入这项爱好的新手。

User profile image.
来自塔斯马尼亚的软件开发人员和业余无线电操作员 VK7NTK。Tom 具有家庭自动化和移动设备编程的背景,并喜欢尝试数字无线电模式。博客地址为 https://thomask.sdf.org/。

11 条评论

我一直在考虑构建一个小型应急系统,用于应对卡林顿事件 - 或者可能是最近飓风等灾难。一台小型 PC(树莓派 Zero、键盘和屏幕以及太阳能 + 电池)以及类似的东西来进行简单的通信,这看起来很有趣。有没有带宽更高/范围更短的东西?

带宽随着频率的增加而增加(以范围为代价)。许多业余无线电操作员使用“高频”频段(<50 MHz)进行远距离通信。但是,APRS 通常用于 144-148MHz 频段,这是最常用的本地(例如,都市区)通信频段。

回复 by Tom2015 (未验证)

我认为许可证可能是一个问题,所以我正在研究 CB - 如果可以找到支持它的模块,则可以使用多个频道(如果本地未使用)来增加带宽... 应该足以开发一个本地区域系统,然后可以扩展到更远的范围。

回复 by bcotton

您肯定需要许可证才能在任何业余频段上操作。有一些免许可频段(例如,用于无绳电话和对讲机),但这些频段通常有其他限制。我的理解是,CB 在您可以使用的设备方面非常有限。我不知道数字模式是否在该频段上获得批准。您需要咨询 FCC(如果您在美国境外,则需要咨询相关的当地主管部门)

回复 by madtom1999

在 CB 上你可以使用 27235,这里有一些欧洲的流量。
我们在 15 年前在荷兰使用过 4k8。

回复 by madtom1999

嗨,MadTom - 获得您的业余无线电执照非常容易 - 一个周末的学习应该就能让您达到目标。查看 www.arrl.org 获取许可信息。美国各地都有志愿者考官。而且,在我看来,您可以在业余无线电频率上(合法地)做更多的事情,而不是您在 CB 中所能想象的。

回复 by madtom1999

下一步是 SSTV 指南,然后是编译 wsjtx ;-)

很棒的文章,谢谢!多么美好的回忆!看看这个:http://f1my.free.fr/Packet/ip-map.htm 我们当时在 UHF 上以 9k6 波特的速度运行。1999 年是我 (f5tmz) 和一位老朋友 f5sio 首次成功处理通过 IP/AX25 进行网络摄像头传输的年份。每 5 或 10 分钟 1 帧,哈哈。

linux 软件可以在 xubuntu 上使用吗

我对可以在 xubuntu 上运行的数据包无线电软件感兴趣

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