
Ο όρος "Πρωτόκολλο" στις ψηφιακές επικοινωνίες σημαίνει ένα σύνολο από
κανόνες, αμοιβαία αποδεκτούς, που επιτρέπουν σε δύο ψηφιακά συστήματα
(υπολογιστές, routers, μικροελεγκτές, τερματικά, modem κ.λ.π.) να
επικοινωνούν μεταξύ τους. Σαν παραδείγματα αναφέρονται το πρωτόκολλο
AX.25 (packet radio), το πρωτόκολλο G3RUH (9600 bps packet radio modem),
το RS-232 (σειριακές θύρες) κ.α.
Ο Διεθνής Οργανισμός Προτύπων (ISO) προσπάθησε στην δεκαετία του '80 να
τυποποιήσει την πληθώρα πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Η προσπάθεια αυτή είχε πολύ
μικρή επιτυχία, αλλά προέκυψε κάτι θετικό, η κατάταξη των διαφόρων πρωτοκόλλων
επικοινωνίας στα 7 επίπεδα OSI (OSI Layers). Περιληπτικά η κατάταξη είναι η
ακόλουθη:
Layer 1 (Physical): Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του συστήματος (τάσεις,
ρεύματα, συχνότητες, συνδέσεις κλπ)
Layer 2 (Data Link): Τα πρωτόκολλα διασύνδεσης γειτονικών κόμβων (IEEE
820.3 ethernet, token ring, AX.25/HDLC, MNP-5 κλπ).
Layer 3 (Network): Τα πρωτόκολλα μεταγωγής πακέτων πάνω σε ένα δίκτυο που
αποτελείται από επιμέρους φυσικά δίκτυα, συνδεόμενα
με routers ή packet switches (X.25, NET/ROM L3, IP,
ROSE, TEXNET).
Layer 4 (Transport): Τα πρωτόκολλα που εξασφαλίζουν μιά αξιόπιστη λογική
σύνδεση μεταξύ των δύο ακραίων κόμβων (TCP, UDP,
NET/ROM L4).
Layer 5 (Session - Σύνοδος)
Layer 6 (Presentation - Παρουσίαση): Μετατροπή αλφαβήτου, κρυπτογράφηση
και αποκρυπτογράφηση δεδομένων κλπ.
Layer 7 (Application - Εφαρμογή)
Τα πρωτόκολλα επιπέδου 1 και 2 ονομάζονται "χαμηλού επιπέδου" και υλοποιούνται
κατά μεγάλο μέρος στο hardware. Τα πρωτόκολλα επιπέδου 3 και 4 ονομάζονται
μέσου επιπέδου και συχνά ενσωματώνονται στο λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή.
Τα επίπεδα 5,6 και 7 αφορούν τις εφαρμογές (PBBS, e-mail, μεταφορά αρχείων,
chat κλπ) και μπορούν να είναι ανεξάρτητα προγράμματα εφαρμογών.
Είναι η διασύνδεση, με διαφανή τρόπο, ψηφιακών συστημάτων που ανήκουν σε
διαφορετικά φυσικά δίκτυα κατά τέτοιο τρόπο που να φαίνονται σαν τμήματα ενός
ευρύτερου δικτύου (Διαδικτύου).
Στην ορολογία ISO/OSI "πλαίσιο" είναι ενα πακέτο ψηφιακής πληροφορίας (μια
ακολουθία δυαδικών ψηφίων) όπως μεταφέρεται πάνω σε ένα φυσικό δίκτυο επιπέδου
2. "Πακέτο" είναι ένα πακέτο πληροφορίας στο οποίο έχουν ενσωματωθεί επαρκείς
οδηγίες για την μεταγωγή του σε ένα περιβάλλον διαδικτύου. Συνήθως ένα "πακέτο"
μεταδίδεται μέ ένα ή περισσότερα "πλαίσια" (encapsulation).
Μιά διαφοροποίηση στην ορολογία αυτή εμφανίζεται στην βιβιλιογραφία του TCP/IP,
σύμφωνα με την οποία "packet" σημαίνει το πακέτο όπως μεταφέρεται πάνω στο
φυσικό δίκτυο και το μπλοκ πληροφορίας που διαχειρίζεται το επίπεδο διαδικτύου
(IP) ονομάζεται "datagram".
Είναι μιά διάταξη που ενισχύει και επανεκπέμπει τα σήματα σε ένα δίκτυο.
Λειτουργεί σε επίπεδο 1, παρόμοια μέ ένα αναμεταδότη φωνής. Στην ορολογία του
packet radio διακρίνουμε απλά repeater που αναμεταδίδουν το διαμορφωμένο σήμα
audio και "bit regenerators" που αποδιαμορφώνουν πλήρως το ψηφιακό σήμα και
επαναδιαμορφώνουν ένα δεύτερο πομποδέκτη. Τα απλά repeater προσφέρονται μόνο
γιά σήματα AFSK ενώ τα bit regenerator μπορούν να χρσηιμοποιηθούν με κάθε είδος
διαμόρφωσης (FSK, AFSK, PSK).
Είναι μιά διάταξη που λειτουργεί σε επίπεδο 2 και επιτρέπει τον διαχωρισμό ενός
φυσικού δικτύου σε τμήματα και την μετάδοση των πλαισίων μεταξύ τους, όταν αυτό
είναι αναγκαίο. Χαρακτηριστικό παράδειγμα γέφυρας είναι το γνωστό μας
digipeater. Το πρωτόκολλο KA-node που συναντάται στα TNC της Kantronics
αποτελεί μιά εξελιγμένη μορφή γέφυρας.
Είναι μιά διάταξη που συνδέει διαφορετικά φυσικά δίκτυα, πιθανώς διαφορετικής
τεχνολογίας, σε επίπεδο 3 και κάνει μεταγωγή πακέτων μεταξύ τους, υλοποιώντας
την ιδέα της Διαδικτύωσης. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ένα TNC-2 με NET/ROM που
κάνει μεταγωγή ανάμεσα στη σύγχρονη (HDLC) και την ασύγχρονη (NRS) πόρτα.
Επίσης ένα PC πού τρέχει KA9Q NOS με τις δύο πόρτες μιάς κάρτας DRSI και δύο
πομποδέκτες.
Το AX.25 είναι το πλέον συνηθισμένο πρωτόκολλο δικτύωσης στο packet radio.
Αναπτύχθηκε από ραδιοερασιτέχνες και επειδή είναι public domain χρησιμοποιείται
και από πολλά επαγγελματικά και στρατιωτικά δίκτυα. Σήμερα χρησιμοποιείται η
έκδοση 2 του πρωτοκόλλου αυτού που περιγράφεται σε σχετικό βιβλίο του T.L.Fox,
WB7JFI που εκδόθηκε από την A.R.R.L.
Το AX.25 βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο πρωτόκολλο HDLC/LAPB που αποτελεί τμήμα
των προδιαγραφών X.25 της CCITT καλύπτοντας το επίπεδο OSI 2 (Χαρακτηριστικό
δίκτυο τεχνολογίας X.25 στην Ελλάδα είναι το HellasPack του Ο.Τ.Ε.).
Φυσικά έχει υποστεί τροποποιήσεις και προσθήκες που το κάνουν κατάλληλο γιά
εφαρμογές ασύρματης επικοινωνίας, όπως η χρήση των διακριτικών κλήσης αντί
αριθμών, η χρήση ψηφιακών αναμεταδοτών (digipeaters), και η εκπομπή beacon.
Από τεχνική άποψη το AX.25, όπως και όλα τα παράγωγα του HDLC είναι πρωτόκολλο
"bit oriented", δηλαδή μέσα στο πλαίσιο δεν διατηρούνται τα όρια των αρχικών
bytes αλλά πρόκειται γιά μιά ακολουθία από bits που κωδικοποιούνται σύμφωνα με
την μέθοδο NRZI ή NRZ-S (το λογικό 0 προκαλεί αλλαγή από 0->1 ή 1->0 ενώ το
λογικό 1 δεν προκαλεί αλλαγή), με αποτέλεσμα να μην έχει σημασία ποιός τόνος
χρησιμοποιείται γιά Mark και ποιός για Space ή αν ο πομποδέκτης είναι σε LSB ή
USB. Η ακολουθία 01111110 χρησιμοποιείται γιά σήμανση της έναρξης και του
τέλους ενός πλαισίου και δεν εμφανίζεται ποτέ μέσα στο πλαίσιο. Αν στα δεδομένα
που μεταδίδονται εμφανισθεί η ακολουθία 11111 τότε αυτή εκπέμπεται σαν 111110,
άσχετα αν ακολουθεί 1 ή 0. Η διαδικασία αυτή που αναστρέφεται κατά την λήψη
λέγεται "bit stuffing".
Γιά την υλοποίησή του το HDLC/AX.25 απαιτεί ειδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα
σειριακής επικοινωνίας όπως τα Z-80SIO, 85(C)30, Intel 8273, WD-1933 κ.α.
Εναλλακτικά μπορεί να παραχθεί ψηφίο πρός ψηφίο από ένα μικροεπεξεργαστή (Η
μέθοδος αυτή ακολουθείται από τα Baycom και PMP καθώς και από τα TNC της
Kantronics (KAM, KPC-2 κλπ).
Περιληπτικά τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του AX.25 συνοψίζονται ως εξής:
Τα θετικά στοιχεία του AX.25 είναι τα ακόλουθα:
α. Χρησιμοποιεί σαν διευθύνσεις κόμβων τα διακριτικά κλήσης (callsign)
απλοποιώντας την αναγνώριση των σταθμών.
β. Επιτρέπει σε πολλούς κόμβους να μοιράζονται το ίδιο κανάλι.
γ. Υλοποιείται με κοινά ολοκληρωμένα κυκλώματα της αγοράς.
Τα αρνητικά του σημεία είναι:
α. Επειδή είναι bit oriented δεν προσφέρεται για τεχνικές forward
error correction (FEC - βλέπε AMTOR στο μέρος 6).
β. Δεν λειτουργεί ικανοποιητικά όταν δεν υπάρχει επικοινωνία ανάμεσα
σε όλους τους κόμβους ενός δικτύου.
γ. Απαιτεί τα πλαίσια να λαμβάνονται με την σειρά, με αποτέλεσμα να
μην είναι εύκολη η εφαρμογή ενός αλγορίθμου "παραθύρου" (window).
δ. Δεν έχει επαρκή πρόβλεψη γιά χαρακτηρισμό του πρωτοκόλλου επιπέδου
3 πού "κάθεται" πάνω από το AX.25 όταν ξεκινάει μιά σύνδεση (SABM
frames).
ε. Οι σχετικά αδύνατοι σταθμοί δεν μπορούν να επιβιώσουν σε ένα κανάλι
που μονοπωλούν μερικοί αλιγάτορες (σταθμοί με ισχυρό σήμα, ανεβασμένο persist,
αλλά κακή λήψη).
ζ. Οταν αυξάνεται το μέγεθος του δικτύου, οι δυσκολίες αυξάνονται με
ταχύτερο ρυθμό ("does not scale up well").
To AX.25 δεν είναι πρόγραμμα Η/Υ. Δεν είναι BBS ούτε εφαρμογή ηλεκτρονικού
ταχυδρομείου. Υπάρχουν εφαρμογές BBS, mailbox και ηλεκτρονικού ταχυδρομείου
φτιαγμένες ειδικά γιά δίκτυα AX.25, αλλά δεν καθορίζονται από την προδιαγραφή
AX.25.
Είναι ένα πρωτόκολλο διαδικτύωσης που αναπτύχθηκε από τους Ron Raikes WA8DED
και Mike Busch W6IXU (Software 2000, Inc.) γιά το TNC-2 και επιτρέπει την
διαδικτύωση δικτύων packet radio πού έχουν κάποιους κοινούς κόμβους. Δεν είναι
συμβατό μέ πολλές τεχνολογίες δικτύου διότι στηρίζεται σε μεγάλο βαθμό στα
χαρακτηριστικά του AX.25 και κατά συνέπεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχεδόν
αποκλειστικά με δίκτυα AX.25. Είναι αρκετά απλό, ώστε να μπορεί να χωρέσει σε
32 Kbyte μνήμης ενός TNC-2. Εχει επίσης μεταφερθεί σε IBM-PC συμβατά σαν τμήμα
διαφόρων προγραμμάτων (G8BPQ, KA9Q/NOS, MSYS).
Αν στο TNC μας έχομε το firmware (EPROM) αυτό, τότε η επικοινωνία με το PC δεν
γίνεται με τις αρχικές εντολές του TNC αλλά με ένα άλλο group εντολών (Host
Mode) που αρχίζουν με τον χαρακτήρα ESC (Escape). Στην περίπτωση αυτή μπορούμε
να χρησιμοποιήσουμε ένα εξειδικευμένο πρόγραμμα τερματικού όπως το THS του P.
Heinrich, HB9CVV.
Με χρήση TNC-2 και NET/ROM μπορούν να κατασκευασθούν αυτόνομα συστήματα που μπορούν να εγκατασταθούν σε απομακρυσμένα ψηλά σημεία και να πετυχαίνουν (δια)δικτύωση των τοπικών ραδιοερασιτεχνικών δικτύων. Ακολουθεί ένας πίνακας με τα nodes που λειτουργούν στην Ελλάδα.
-------------------------------------------------------------- NR ID CALLSIGN TYPE QTH LOC QRG -------------------------------------------------------------- AETOS J43VAB TN Mt.Aetos 144.675 AQONDE SV3AQO-2 ATHGAT J41VAA TN Mt.Penteli 144.675 ATHINA SV1AWL-12 BPQ Athens 144.675 ATHNDE J41UAA TN Mt.Penteli 435.650 ATHNET SV1UY-7 NOS Athens NRS AWLBBS SV1AWL-1 BPQ Athens 144.675 AWLNDE SV1AWL-2 ? Athens 144.675 BBSDIG J41VAB-2 TN Athens 144.700 BBSNDE SV1BKN-12 BPQ Voula (Athens) 144.700 DOLIAN J43VAA TN Doliana 144.675 433.650 KM18UA SV1XV-12 BPQ Athens KM18UA 144.625 430.550 LAMIA1 SV2CMG-1 BPQ Lamia LAMIA3 SV2CMG-3 ? LAMIA8 SV2CMG-8 BPQ Lamia LARBBS SV4AMW-1 BPQ Larisa LARISA SV4AMW-12 BPQ Larisa LESBO J48UAB TN Lesvos Is. LESBOS J48VAB TN Lesvos Is. MACEDO SV2JL-12 BPQ Salonica MAKEDO SV2JL-1 BPQ Salonica NDUAQO SV3AQO-2 PILGAT J44VAA TN Mt.Pilion PILNDE J44UAA TN Mt.Pilion RAAGBB SV1SV-1 BPQ Athens 144.700 433.650 438.150 RAAG SV1SV-12 BPQ Athens 144.700 433.650 438.150 RAAS SV2SER-1 Serrai PATNET SV3AQO-12 Patrai SERRE SV2BWI-1 Serrai SERRES J42VAS Serrai TCPNDE SV1UY-12 MSYS Athens 433.650 TCPNET SV0FL-12 NOS Patras 144.675 VERMIO SV2VER TN Mt.Vermion VITSI J42VAC TN Mt.Vitsi VOULA SV1BKN-1 BPQ Voula (Athens) 144.700 ZANTE J48VAA TN Zante Is. --------------------------------------------------------------
Πρόκειται γιά την δυνατότητα του NET/ROM να χρησιμοποιεί και γραμμές ασύγχρονης
σειριακής επικοινωνίας αντί γιά δίκτυα AX.25. Χρησιμοποιείται λίγο, κυρίως γιά
ενσύρματη διασύνδεση δύο TNC. Επίσης στις Η.Π.Α. το χρησιμοποιούν γιά
διασύνδεση ραδιοερασιτεχνικών δικτύων πάνω από ενσύρματα τηλεπικοινωνιακά
κυκλώματα.
Κάθε κόμβος σε ένα δίκτυο NET/ROM χαρακτηρίζεται από ένα ζευγάρι διευθύνσεων,
που μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά γιά αναφορά σε αυτόν. Η μία είναι το
διακριτικό κλήσης του κόμβου, π.χ. "SV1SV-12", "J43VAA" κλπ και η άλλη είναι
ένα μνημονικό αποτελούμενο από 1..6 χαρακτήρες (node alias), π.χ. "DOLIAN",
"TCPNDE". Αυτά μπορούμε να τα δούμε αν συνδεθούμε σε ένα κόμβο TheNet και
δώσουμε την εντολή "N".
Αν το πρώτο ψηφίο του node alias είναι "#", τότε αυτό δεν εμφανίζεται στους
πίνακες κόμβων αν δεν ζητηθεί, ώστε να μειώνεται ο φόρτος του δικτύου. Σε
κόμβους TheNet μπορούμε να δούμε και αυτούς τους κόμβους με την εντολή "N * *".
Παράλληλα, το NET/ROM μεταφέρει και το διακριτκό κλήσης του σταθμού που
συνδέθηκε αρχικά στο δίκτυο NET/ROM με απλή σύνδεση ΑΧ.25, ώστε να
χρησιμοποιηθεί σαν login σε κάποιο PBBS, DX Cluster κλπ.
Πρόκειται γιά μιά έκδοση public domain του NET/ROM γιά TNC-2 από την γερμανική
Nord-Link. Οι αρχικοί συγγραφείς του NET/ROM θεωρούν ότι ο κώδικας του TheNet
είναι απλή αντιγραφή του NET/ROM. Σημαντική είναι η έκδοση TheNet-X1 από τον
G8KBB η οποία περιέχει ένα IP-router και δυνατότητα προσθήκης ενός τηλεμετρικού
συστήματος για το εύρος της διαμόρφωσης, όλα σε μιά EPROM 27C512. Στην Ελλάδα
χρησιμοποιείται στους περισσότερους αυτόνομους κόμβους του δικτύου NET/ROM.
Το BPQ είναι ένα "packet switch" το οποίο έχει την μορφή device driver για το
MSDOS. Αναπτύσσεται από τον John Wiseman, G8BPQ. Επιτρέπει την μεταγωγή πακέτων
AX.25 ανάμεσα σε πολλές φυσικές θύρες (κάρτες SCC, TNC σε KISS) και σε διάφορες
εφαρμογές που τρέχουν ταυτόχρονα με το DESQview ή πλέον και με MS-Windows.
Επίσης κάνει το PC ένα πλήρη κόμβο NET/ROM και KA-node. Η χρήση του είναι
σχετικά περίπλοκη λόγω ελλείψεως οργανωμένου εχγειριδίου αλλά λύνει πολλά
προβλήματα σε όσους έχουν πολλές συνδέσεις packet radio. Ανάμεσα σε εφαρμογές
συμβατές με το BPQ είναι το BBS του F6FBB, το NOS, το YAPPB, το Packet Cluster, το
ARES/Data κ.α. Παράλληλα πολλές μικρές εφαρμογές αναπτύσσονται συνεχώς για το BPQ.
Η πρόσφατη έκδοση 4.08 είναι συμβατή και με Microsoft Windows 3.1, αν και
δεν έχουν αναπτυχθεί ακόμα σχετικές εφαρμογές. Υπάρχει επίσης έκδοση γιά το
TNC Data Engine της Kantronics.
Πρόκειται γιά μιά βελτίωση της Kantronics στο κλασσικό σύστημα με digipeaters.
Σύμφωνα με αυτό η επιβεβαιώσεις λήψεως δεν ανταλλάσσονται μεταξύ των ακραίων
σταθμών αλλά ανάμεσα σε γειτονικούς σταθμούς. Με τον τρόπο αυτό μειώνεται ο
φόρτος του δικτύου από απώλειες πλαισίων.
Πρόκειται γιά πρωτόκολλο διαδικτύωσης που ανέπτυξε η Texas Packet Radio Society
(TPRS). Συνδυάζεται με ειδικούς Network Control Processors (NCP) που είναι
συσκευές παρόμοιες με TNC αλλά με δύο σύγχρονες θύρες. Οι χρήστες συνδέονται
στη μιά θύρα στα 1200 bps VHF και τα NCP επικοινωνούν μεταξύ τους στα 9600 bps
UHF.
Το δίκτυο περιλαμβάνει εφαρμογή ενός στοιχειώδους ηλεκτρονικού ταχυδρομείου
και μία εφαρμογή καιρού (Weather Server).
Το ROSE είναι ένα πρωτόκολλο δικτύωσης που βασίζεται στο CCITT X.25 γιά την μεταγωγή πακέτων πάνω σε ειδικούς κόμβους (packet switches), ακριβώς όπως και το δημόσια ψηφιακά δίκτυα (HellasPack κλπ). Στην ουσία είναι η υλοποίηση του layer 3 από το X.25 πρωτόκολλο της CCITT στο packet. Οι κόμβοι χαρακτηρίζονται από αριθμητικές διευθύνσεις και υπάρχουν σταικοί πίνακες μεταγωγής πακέτων.
Αναπτύχθηκε γιά την RATS (Radio Amateur Telecommunications Society) από τον
T.A. Moulton, W2VY. Πρός το παρόν υποστηρίζει τα εξής TNC: TNC-2, TNC-200,
Tiny-2, Micropower-2, TNC-320, PK-80, PK-88, MFJ-1280, MFJ-1278
Στις τελευταίες εκδόσεις περιλαμβάνεται αναμετάδοση UI frames για την
μεταφορά πακέτων IP και beacon του APRS.
Ο όρος είναι τα αρχικά του "Demand Assigned Multiple Access" και είναι μιά
βελτίωση στο AX.25 που χρησιμοποιούν οι Γερμανοί ραδιοερασιτέχνες στους
κόμβους. Η πλήρης περιγραφή είναι CSMA-DAMA. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο αυτό
κάθε σταθμός που πρέπει να επικοινωνήσει με τον κόμβο, πρέπει να "ερωτηθεί"
προηγουμένως. Με τον τρόπο αυτό αντιμετωπίζεται σε σημαντικό ποσοστό το
πρόβλημα "hidden transmitter", που οφείλεται στο ότι ο κόμβος λόγω της θέσης
του έχει πολύ μεγαλύτερη γεωγραφική κάλυψη από ότι ο καθένας από τους άλλους
σταθμούς, με αποτέλεσμα οι υπόλοιποι σταθμοί να αλληλοπαρεμβάλλονται στην
προσπάθεια να επικοινωνήσουν με τον κόμβο. Αναλυτική περιγραφή υπάρχει στο
σχετικό άρθρο του D.J. Schmidt, DK4EG. Τα ακόλουθα προϊόντα είναι συμβατά με
κόμβους DAMA: "TheNetNode" (DAMA Master), "TheFirmware" (DAMA slave), "TFPCX",
"TFKISS", "Digicom", "Baycom", "Kantronics"
Το Flexible Net δημιουργήθηκε και δουλεύει στην Γερμανία με σκοπό να
βελτιώσει τις πολλές αδυναμίες του Net/Rom.
Υλοποιήται ή σε MS-DOS ή στον Rhein-Main Net Controller (RMNC) που είναι
ένα 6809 σύστημα που είναι modular και μπορεί να περιλαμβάνει πολλούς
τέτοιους controlers κατασκευασμένους σε μορφή κάρτας σε ένα "backplane".
Σε σχέση με τους κόμβους του Net/Rom έχει τα παρακάτω πλεονεκτήματα.
Αυτόματη ρύθμιση όλων των παραμέτρων του AX.25 (Εκτώς του TXDelay) ανάλογα
με την κίνηση του δικτύου. Αυτόματο routing που θυμάται την προέλευση
κάθε σταθμού και τέλος πλήρη εκμετάλλευση του πρωτοκόλου DAMA.
Οι εφαρμογές που έχει είναι
1. Host mode για σύνδεση με κοινές εφαρμογές του Packet (BBS, DXclusters)
2. Ethernet emulator Για να χρησιμοποιήται το FLEXNET σαν πλατφόρμα
σύνδεσης LAN.
3. DOS Server Που δίνει πλήρες μακρινό έλεγχο του MS-Dos.
3. Convers Που ειναι η μεταφορά του γνωστού προγράμματος Ping-Pong, Convers.
Δηστυχώς όλες οι οδηγίες του είναι στην γερμανική γλώσσα με αποτέλεσμα
την δύσκολη εφαρμογή του σε μη γερμανόφωνες περιοχές.
Συνέχεια για το TCP/IP
Επιστροφή στην αρχή του FAQ
Επιστροφή στην αρχική σελιδα