数据包无线电通过开源软件延续生命

Linux 数据包电台可用于邮件、聊天,甚至可以通过国际空间站远程发送消息。
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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 年代初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 本身就原生支持数据包无线电协议,更正式的名称是 AX.25。尽管历史悠久,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。现在计算机的功能更强大了,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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常用的传输速度为 1,200 和 9,600 波特。(为了比较,56K 调制解调器的速度为 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(每个电台的无线电和天线除外)的情况下发送数十公里。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。

公告牌系统的回归

axcall connected to a BBS

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自互联网问世以来,在 1990 年代非常流行的公告牌系统 (BBS) 变得越来越不受欢迎,但它在数据包无线电中得以延续。当每个字节都很重要时,文本界面是阅读邮件的有效方式。

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,并提供一个交互式终端,用于发送和接收文本。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)连接到公告牌。其功能包括留言板、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程序。其最流行的用途是实时传输位置。操作员可以使用它来共享他们的位置,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 是适用于 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 传输都是独立的数据包,类似于 UDP(用户数据报协议)。附近的数字中继器会重新广播数据包,并且它会从原始发送者向外扩散。除了位置报告外,该协议还可以广播简短的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。通过这种方式捕获了大量的 APRS 流量;所有电台的位置都可以在 aprs.fi 等网站上查看。

国际空间站 (ISS) 有一个 APRS 数字中继器,地面站可以使用它来远距离相互发送消息——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 等常用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 范围的 IPv4 地址被预留给 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 与世界其他地区互连。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。业余无线电就是关于实验和构建新事物。一个 40 美元的手持无线电和一个 PC 就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。我们随时欢迎访客,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的想法,以便在卡林顿事件发生时使用 - 或者可能用于最近飓风等灾难。一个小型 PC(pi zero、键盘和屏幕以及太阳能 + 电池)以及类似的东西来做简单的通信,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(以牺牲范围为代价)。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 通常在 144-148MHz 频段上使用,这是最常用的本地(例如,都市区)通信频段。

回复 by Tom2015 (not verified)

我认为许可证可能是一个问题,所以我正在研究 CB - 如果可以找到支持该功能的模块,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,然后可以考虑更远的范围。

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 对您可以使用的设备有相当大的限制。我不知道数字模式是否在该频段上获得批准。您必须咨询 FCC(如果您在美国境外,则咨询相关的当地主管部门)

回复 by madtom1999

在 CB 上,您可以使用 27235,这是欧洲的一些流量。
我们 15 年前在荷兰使用过 4k8。

回复 by madtom1999

嗨,MadTom - 获取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获得执照。请访问 www.arrl.org 了解许可信息。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,这比您在 CB 中梦想的要多得多。

回复 by madtom1999

接下来是 SSTV 指南,然后是编译 wsjtx ;-)

很棒的文章,谢谢!多么好的纪念品!看看这个:http://f1my.free.fr/Packet/ip-map.htm 我们在 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 的网络摄像头传输的那一年。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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