Communication par paquets : protocole AX.25. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Lors de la communication par paquets sur radioamateur entre deux ou plusieurs correspondants, les informations sont échangées selon un certain ordre établi, appelé protocole d'échange. Dans ce cas, le protocole AX.25 est utilisé, qui est une version du protocole X.25 révisé spécifiquement à des fins radioamateurs. Les protocoles d'échange contiennent sept niveaux. Toute la logique de la procédure de travail sur un canal radio est décrite au deuxième niveau. En pratique, il est généralement mis en œuvre par un contrôleur de communication par paquets (TNC) spécial situé entre l'ordinateur et l'émetteur-récepteur.

Le protocole d'échange AX.25 permet un accès multiposte (multiple) au canal de communication avec contrôle d'occupation. Toutes les stations sont considérées égales. Avant de démarrer l'opération, la station TNC vérifie si le canal est libre ou non. S'il est occupé, le canal est vérifié jusqu'à ce qu'il soit libre, et seulement après cela, la station commence à émettre.

Dans la communication par paquets, les messages sont transmis par blocs - trames. En plus des informations, la trame contient des données sur le but de la trame, les adresses de l'expéditeur, du destinataire et du relais par lesquels le message doit passer, ainsi qu'une somme de contrôle qui vous permet de vérifier l'exactitude des trames reçues.

Format du cadre. Chaque information complétée représente un cadre. Il a un format spécifique.

Chaque trame commence par une séquence de bits unique 01111110, appelée drapeau et permettant de reconnaître le début de la trame. Vient ensuite le champ d'adresse dont la taille varie de 14 à 70 octets, le champ de contrôle - un octet, le champ d'information - de 0 à 256 octets, le champ de contrôle - 2 octets.

Lors de l'utilisation du réseau, troisième couche du protocole, un champ d'identification supplémentaire est formé, qui fait partie du champ d'information. Le cadre se termine également par un drapeau.

Champ de drapeau. Comme déjà noté, le champ drapeau est une séquence unique de bits 01111110. Si la même séquence est rencontrée plus tard dans la trame, alors pour que le correspondant ne la prenne pas comme un signe de fin de paquet, un zéro est inséré après le cinquième morceau.

Champ d'adresse (Fig. 2). Il peut contenir de deux à dix indicatifs d’appel radioamateur. Le cas le plus simple est celui de deux indicatifs d'appel, si deux correspondants travaillent directement l'un avec l'autre. Si ces correspondants se trouvent hors de visibilité radio, ils peuvent utiliser les stations d'autres opérateurs comme répéteur. Il peut y en avoir jusqu'à huit sur une seule ligne. Les indicatifs d'appel du répéteur sont également inclus dans l'adresse

champ. Ainsi, il est divisé en trois sous-champs : récepteur, expéditeur et relais. Les indicatifs d'appel qui y sont saisis ne peuvent comporter plus de six caractères. Si l'indicatif d'appel comporte moins de six caractères, il est complété par le nombre approprié d'espaces.

Après l'indicatif d'appel, dans chaque sous-champ, il y a un identifiant de station secondaire. Il s'agit d'un nombre compris entre 0 et 15. Cela signifie que l'opérateur dispose de plusieurs stations de communication par paquets, d'équipements BBS ainsi que de NET/ROM. Habituellement, l'opérateur lui-même travaille avec un indicatif d'appel sans numéro ou avec le numéro un, les chiffres de 2 à 9 sont en outre ajoutés à l'indicatif d'appel de la « boîte aux lettres » et de la station nœud, et lorsque le signal passe par NET/ROM depuis 10 à 15, selon le nombre de nœuds traversés par le paquet.

Le numéro d'identification binaire occupe quatre bits - du deuxième au cinquième dans l'octet suivant chaque indicatif d'appel. En figue. 2, ces bits sont désignés par SSID (SECONDARY STATION IDENTIFIER). Le premier bit de cet octet est utilisé comme fin du champ d'adresse. S'il est désigné par un, alors c'est le signe du dernier octet du champ d'adresse. Les sixième et septième bits n'ont pas d'utilité particulière et peuvent être utilisés dans les réseaux locaux par accord entre utilisateurs. Le huitième bit du sous-champ émetteur et récepteur est mis à zéro. Dans le sous-champ relais, il est noté un si le paquet est passé par le relais et un zéro s'il ne l'a pas fait.

Le réglage du bit du répéteur est nécessaire pour que les répéteurs situés dans la zone de visibilité radio les uns des autres suivent eux-mêmes l'ordre de transmission des paquets et effectuent cette procédure strictement dans l'ordre spécifié par l'expéditeur du paquet.

Champ de contrôle. Il contient des informations sur le type de trame utilisées pour déterminer la destination du message. Toutes les trames de paquets peuvent être divisées en trois types principaux : I - trames d'informations contenant des informations symboliques ou numériques ; S - service, confirmant que la trame a été reçue, ou contenant une demande d'émission de la prochaine trame d'informations ; U - trames non numérotées - demande de connexion-déconnexion. Les signaux de balise appartiennent également à ce type.

De plus, ce champ contient le numéro de la trame en cours d'émission ou, lors de la confirmation de la réception du message, le numéro de la trame suivante que le TNC correspondant est prêt à recevoir. Cette numérotation a été introduite car plusieurs trames peuvent être transmises d'affilée via le canal - de une à sept, et elle peut aider à identifier les échecs. Si une erreur se produit dans l'une des trames, le contrôleur récepteur informera le contrôleur émetteur qu'il est prêt à recevoir le numéro de trame qui n'a pas encore été reçu ou qui a été reçu par erreur. Par exemple, si une station a envoyé quatre paquets d'affilée à une autre et qu'une erreur s'est produite lors de la réception du troisième paquet, alors le contrôleur du destinataire, traduit du langage machine au langage humain, informera l'expéditeur : « prêt à recevoir le troisième paquet ».

Champ d'informations. Il contient des informations utiles allant jusqu'à 256 octets, présentées sous forme de codes et qui, lorsqu'elles sont reçues par les correspondants, sont affichées sur l'écran d'affichage de l'ordinateur des stations amateurs.

Parfois, le premier bit du champ d'information agit comme un sous-champ indépendant - un identifiant de protocole. Cela se produit lorsque la troisième couche réseau est utilisée lorsque le paquet passe par NET/ROM.

Le champ de contrôle est utilisé pour vérifier l'exactitude du trafic radio. Il s'agit d'un nombre de seize bits, calculé à l'aide du polynôme ХI6+ +XI5+X2+1 conformément à l'algorithme donné dans les recommandations de la norme ISO 3309 (HDLC) - International Organization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures.

La TNC de l'expéditeur calcule le numéro de somme de contrôle pour l'ensemble du télégramme et le place à la fin du télégramme. A la réception, en utilisant le même algorithme, il est recalculé et comparé au montant placé à la fin de la trame. Si ces deux nombres correspondent, alors la trame est considérée comme correctement reçue.

Il existe plusieurs façons de calculer la somme de contrôle : matérielle et logicielle. Avec la méthode matérielle, la trame passe par un certain périphérique (additionneur) et, par conséquent, un certain nombre est écrit dans son registre, qui est la somme de contrôle. La deuxième façon consiste à compter à l'aide d'un programme spécial. Dans ce cas, la trame est d'abord entièrement reçue dans la RAM, puis comptée. La première méthode offre des performances élevées, mais nécessite du matériel supplémentaire. La deuxième méthode a des performances inférieures, mais ne nécessite pas de coûts matériels supplémentaires.

Rappelons à quoi doit ressembler la structure d'une station de communication par paquets afin de mettre en œuvre le protocole AX.25. D'après le schéma (Fig. 3), il est clair que la station comprend un ordinateur, un TNC, un émetteur-récepteur et un dispositif d'alimentation d'antenne.

L'ordinateur peut être utilisé par presque tout le monde.

Lors de la réalisation d'expériences sur la communication par paquets lors de la traversée à ski soviéto-canadienne, les PC suivants ont été testés : « Robotron 1715 », « Radio-86RK » et BK-0010. À l'étranger, les ordinateurs les plus populaires utilisés dans le système de communication par paquets sont IBM PC, COMMODORE 64, TANDY, APPLE, pour lesquels un logiciel puissant a été développé qui ouvre de larges possibilités d'utilisation de la communication par paquets.

Une condition indispensable lors du choix d'un ordinateur pour la communication par paquets est la présence d'un canal d'échange série fonctionnant selon la norme d'interface C2 (RS232). Comme vous le savez, Radio-86RK n'existe pas de chaîne de ce type, c'est pourquoi RA3AU a développé un programme spécial "Terminal" qui simule cette chaîne.

Lorsqu'il travaille sur une station de communication par paquets, l'opérateur saisit des informations sur le clavier et reçoit des réponses sous forme de symboles sur l'écran du moniteur. Les informations transmises par l'opérateur peuvent être soit une commande à destination de la TNC, soit un texte destiné au correspondant.

Après avoir appuyé sur une touche, l'ordinateur détermine le code correspondant à cette touche et l'envoie sur le canal série. L'échange via ce canal s'effectue octet par octet. Le type d'octet transmis est indiqué sur la Fig. 4. Certains paramètres qui caractérisent l'octet transmis peuvent être différents, mais il est nécessaire que les paramètres définis dans la TNC et dans l'ordinateur correspondent. Ils sont caractérisés par les paramètres suivants : longueur du mot d'information (7 ou 8 bits), présence d'un contrôle de parité ou de parité impaire, bit de démarrage (un), bit de table (un, un et demi ou deux), débit en bauds (50, 75, 150, 300, 1200, 2400, 4800 ou 9600 bps).

Niveaux de tension utilisés dans cette interface : un - de +3 à +12 V, zéro - de -3 à -12 V. Les informations dans le sens de l'ordinateur sont transmises via la ligne TXD, et dans le sens inverse via la ligne RXD ; de plus, il existe deux autres lignes supplémentaires CTS et RTS, à travers lesquelles un signal est envoyé indiquant que l'ordinateur ou la TNC est prêt à recevoir l'octet suivant. Avant de transmettre un octet sur la ligne TXD, l'ordinateur vérifie la ligne CTS. Si le niveau du signal caractérise la volonté du TNC de recevoir un octet, alors l'ordinateur l'envoie, sinon il attend que le niveau change. Une procédure similaire est effectuée par la TNC en utilisant la ligne RXD pour transmettre l'octet d'information et la ligne RTS pour vérifier l'état de préparation.

La séquence de plusieurs octets reçue au TNC peut être soit une commande, soit une information destinée à être envoyée par voie hertzienne. Dans le premier cas, la commande est décodée et exécutée, dans le second, une trame est formée conformément au protocole AX.25 et convertie du code standard en code NRZ-1 (retour à zéro inversé). Cette norme stipule qu'une baisse du niveau physique du signal se produit si un 0 est rencontré dans la séquence de bits transmis. Un chronogramme expliquant ce processus est représenté sur la figure. 5, où est indiquée la parcelle d'origine - et elle se présente également sous la forme du code NRZ-1.

Généralement, le modem est structurellement implémenté dans le même boîtier que le TNC. Sa partie numérique est communément appelée assembleur-désassembleur de trames. L'assembleur-désassembleur de trames et le modem sont reliés par quatre lignes : TXD - pour transmettre des trames dans le code NRZ-1, RXD - recevoir des trames dans le code NRZ-1, PTT - pour allumer le modulateur et DCD, à travers lequel un le signal est envoyé par le démodulateur concernant le canal occupé.

Un modem est une combinaison de deux appareils : un modulateur et un démodulateur. Avant d'envoyer le paquet, l'assembleur-désassembleur de trames allume le modem à l'aide d'un signal sur la ligne PTT et envoie une trame en code NRZ-1 via la ligne TXD. Le modulateur remplit la séquence résultante avec deux fréquences audio. Un correspond à la fréquence F1, et zéro correspond à la fréquence F2. Le signal modulé avec la fréquence audio est fourni via la ligne MlС à l'entrée microphone de l'émetteur.

Lors de la réception de trames, une séquence d'impulsions remplies de fréquence audio provenant de la sortie de l'émetteur-récepteur via la ligne EAR est fournie à l'entrée du démodulateur. Le démodulateur effectue le processus inverse : à partir d'une séquence d'impulsions audiofréquence, il sélectionne une enveloppe, qui représente une trame sous la forme d'un code NRZ-1. Ce cadre va au package assembleur-désassembleur. Simultanément à l'apparition dans le canal d'un signal modulé par l'une des fréquences F1 ou F2, un détecteur spécial se déclenche, produisant un signal de sortie indiquant que le canal est occupé.

Le signal PTT, en plus d'allumer le modulateur, remplit une fonction supplémentaire : il contrôle le commutateur à transistor, qui fait passer l'émetteur-récepteur de la réception à l'émission.

Dans les communications par paquets radioamateur, deux types de modems sont utilisés : pour les ondes courtes et ultracourtes. KB utilise une modulation à bande latérale unique et la vitesse de transmission sur le canal radio est de 300 bps, tandis que la séparation des fréquences audio correspondant à zéro et un doit être de 200 Hz. La fréquence de modulation peut être différente. Cependant, la commodité de compter la fréquence de fonctionnement d'une station de radio en Europe a adopté une norme selon laquelle il est établi que zéro correspond à 1850 Hz et un correspond à 1650 Hz.

Les ondes ultracourtes fonctionnent à une vitesse de transmission de 1200 1000 bps avec un espacement de fréquence de 1200 2200 Hz. Comme la VHF utilise en règle générale la modulation de fréquence, les fréquences doivent être strictement fixes. Il est admis que zéro correspond à XNUMX et un correspond à XNUMX Hz.

En conclusion, je voudrais vous informer que le projet de nouvelles instructions pour le fonctionnement des stations de radioamateur, élaboré par la Réserve fédérale de l'URSS, en cours d'approbation, inclut les communications amateurs par paquets comme droits égaux.

Auteur : E. Labutin (RA3APR) ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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