Progetto e realizzazione         
di una rete radioamatoriale digitale
         
 

 

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RIPETITORE DIGITALE D-STAR

finalmente è arrivato!

(prima parte: configurazione e prove a banco prima dell'installazione)

 

Anche se con un certo ritardo su quanto previsto, nei primi giorni di Febbraio 2008 siamo riusciti ad ottenere dall'importatore nazionale Marcucci  (e di questo ringrazio  pubblicamente l'agente di zona sig. Giulio Morsellino per la pazienza e collaborazione) il ripetitore fonia/dati digitale D-STAR che l'ARI, comitato Regionale del Friuli-Venezia Giulia, ha voluto acquistare per destinarlo all'installazione in Col Gajardin (Comune di Caneva, provincia di Pordenone,  900 m. slm). L'intento è di offrire l'opportunità ai soci ARI del Friuli Venezia-Giulia l'occasione di sperimentare un po' da "pionieri" questa nuova modalità digitale di comunicazione in fonia e dati, e naturalmente di estenderla a tutti i Radioamatori del Veneto e pure della Slovenia, considerata la notevole copertura radioelettrica che si spera di ottenere da questa installazione situata in punto altamente favorevole. Non da ultimo, questo nuovo ripetitore digitale a copertura "super-regionale" potrà essere utilizzato per scopi ed esercitazioni di Protezione Civile, considerata l'opportunità di veicolare contemporaneamente la "fonia digitale" assieme, per esempio, ai dati GPS per la localizzazione. Peculiarità del sistema D-STAR è il protocollo "aperto" a qualsiasi futura implementazione radioamatoriale, la notevolmente esigua larghezza di banda impegnata dal canale radio ( solamente 6 khz attraverso la modulazione GMSK con flusso di 3600 bps a correzione di errore e contemporaneo flusso dati a 1200 bps) e l'interazione del sistema con altri ripetitori D-STAR mediante collegamenti "WIFI" dedicati (vedi rete mondiale D-STAR). Per quest'ultima sperimentazione, vale a dire il collegamento alla rete Internazionale, collaboriamo con il gruppo ARI Chioggia ed in particolare con l'amico Gianluca Gavagnin IZ3CLG. Un link specifico WIFI sui 5 ghz a 10 Mb è stato installato allo scopo tra il Gajardin ed il Monte Ricco (PD).

 

In questa prima "descrizione" affronteremo la fase di configurazione di un ripetitore D-STAR, nella sua funzione più semplice di ripetitore fonia/dati  in modalità "Stand alone" cioè non ancora collegato alla rete mondiale dei D-STAR. In seguito verrà trattata approfonditamente anche questa ulteriore fase. Come prima descrizione, elenchiamo (come si vede nella foto) quali sono i materiali che Marcucci ci ha inviato:

Per qualsiasi conformazione di ripetitore (una installazione D-STAR può comprendere non solo, come nel nostro caso, un ripetitore digitale in banda UHF, ma ne può abbinare anche uno in VHF, uno sui 1200 Mhz in modalità FONIA DIGITALE ed uno sempre in banda 1200 Mhz in modalità DATI ESCLUSIVA alla velcità di 128 Kb, per scopi di navigazione WEB ecc) è indispensabile acquistare il CONTROLLER ICOM modello ID-RP2C che è il "cuore digitale" dell'intero sistema: si occupa della programmazione dei moduli RF  e delle interfacce IP. Nel nostro caso abbiamo acquistato la parte RF per UHF cioè il modulo modello ID-RP4000V. Gli imballi contengono, oltre a questi due moduli, i cavi di collegamento di alimentazione 12 Vcc (muniti di fusibili e connettori ad innesto), il cavo "rete" rj45 tra i due moduli e due CD-ROM contenenti i driver per Pc (windows anche vista!) necessari per la prima programmazione di frequenze ed altro.

Inizieremo innanzitutto installando un carico fittizio sul connettore TX del modulo UHF (nelle foto non c'è!!) e collegando i cavi di alimentazione e quello "rete" di controllo tra modulo UHF e controller. E' IMPORTANTE che, come si vede nella foto, il modulo UHF venga collegato alla presa di controllo numero 2 tra le 4 disponibili. Questo perchè la logica di gestione "si aspetta" che un eventuale modulo VHF venga collegato sul connettore n.1, sul n. 2 appunto il modulo UHF e cosi' via con gli altri due moduli SHF opzionali. La corretta sequenza è indispensabile perchè come poi spiegheremo il nominativo del ripetitore viene trasmesso con suffisso /A se VHF    /B se UHF  e via di seguito per convenzione.

I cavi di alimentazione sono muniti di fusibili e vengono forniti pure alcuni di ricambio. Una ventola sempre accesa raffredda il modulo .

 

Come si può notare dalla foto, partendo dal modulo UHF che contiene la parte RF UHF (in pratica i due stadi separati, RX e TX) che è quello sotto, a parte l'interruttore di alimentazione ed un piccolo commutatore per la potenza normale/ridotta in TX notiamo due prese USB sul pannello, una contrassegnata SERVICE T e l'altra SERVICE R.Attraverso un normale cavo di connessione USB per Pc (NON fornito!) ed i drivers contenuti nel CDROM relativo a questa unità, è possibile programmare separatamente per TX ed RX le due frequenze di utilizzo. Analogamente per il modulo soprastante, ID-RP2C, esistono i connettori "service1 e service2" che servirebbero per la programmazione di frequenze dei moduli di interconnessione a microonde "icom" che non utilizzeremo, disponendo di una rete WIFI che assolve egregiamente a questo compito.

 

Il manualetto allegato all'apparato UHF ID-RP4000V contiene le semplicissime note per l'installazione del driver USB: ci limiteremo a far notare che questo driver in pratica installa una "COM virtuale" per ciascuno stadio TX ed RX (genera per esempio una COM5 ed una COM6 se andate a vedere sul pannello di controllo-sistema-hardware). Lanciando poi il programmino di configurazione, questo chiede su quale porta "com virtuale" deve andare a cercare l'apparato (nel mio caso il TX ha una porta com virtuale n. 5 e l'RX una numerata 6). Qui è possibile LEGGERE l'impostazione che c'è nel ID-RP4000V (che ovviamente deve risultare acceso..) , nella finestra relativa alla frequenza si può impostare quella desiderata  e quindi SCRIVERE le modifiche apportate che rimangono memorizzate nel ripetitore fino ad un nuovo cambiamento. ATTENZIONE: con il software si può unicamente impostare le frequenze di TX ed RX. Per impostare il nominativo e far funzionare il ripetitore E' INDISPENSABILE avere anche il controller ID-RP2C . Quest'ultimo dispone sul frontale, oltre all'interruttore di accensione, anche di un connettore standard RJ45  "ethernet 10-baseT" attraverso il quale connetteremo la rete IP e dunque anche un Pc per la programmazione. Dispone inoltre come prima anticipato anche di due prese USB e due interruttori "service1 e service2". In questo modulo interruttori e prese "service" non sono di nostro interesse in quanto relative alla programmazione ed utilizzo di un Link a microonde ICOM che non utilizziamo nel ns. caso.

Infatti per le connessioni a livello "IP" del ns. D-STAR ad altri ripetitori digitali e alla Rete utilizzeremo la rete WIFI che abbiamo operativa in Friuli-venezia Giulia. Per la specifica connessione "Ip" al server-gateway Linux situato sul monte Ricco (PD), impiegato per la connessione alla Rete mondiale D-STAR, abbiamo installato un collegamento "WIFI" sui 5,7 Ghz che verrà descritto nella parte relativa all'installazione ed esercizio del D-STAR. Ritorniamo alla programmazione del modulo ID-RP2C: abbiamo detto che avviene mediante collegamento "ethernet" con un Pc e che esiste (fornito sul  CDROM) un software specifico che verrà installato sul Pc.

 

La prima "cosa da sapere" è quale indirizzo IP di rete è stato assegnato "per default" dalla ICOM al modulo ID-RP2C. Questo lo si deduce leggendo il manualetto di istruzioni, da dove risulta l'indirizzo IP  172.16.0.1 .Questo è un indirizzo IP statico appartenente a "rete privata" : lo utilizzeremo solo per effettuare la prima programmazione del modulo ID-RP2C e poi lo cambieremo inserendoci un indirizzo della sottorete IP dove andremo ad installare il D-STAR. Intanto, programmeremo il ns. PC inserendo un indirizzo statico tipo 172.16.0.10 al fine di poter collegare il controller.

Potremo lanciare sul Pc il software "utility for ID-RP2C" che, guarda caso, appare già configurato per l'indirizzo IP 172.16.0.1 . La finestra che vedete riprodotta qui a lato permette di evidenziare la versione del "firmware", c'è poi la fondamentale casella nella quale scriveremo finalmente il NOMINATIVO del nostro  ripetitore D-STAR, più una serie di opzioni legate alla presenza o meno delle altre unità (VHF, SHF DV oppure SHF DD dove DV sta per digital voice e DD per digital data). Come anzidetto nel ns. caso, avendo a disposizione la sola unità ID-R4000V operativa in UHF, questa va necessariamente collegata al connettore RJ45 di controllo n. 2 . Avremo cosi' evidenziato il n. 2 nella casella "Local RPT", e li' sceglieremo "Voice" (il ns. è un ripetitore DV digital voice) che assumerà il suffisso "B" come vuole la standardizzazione mondiale . Questo farà si che il ns. ripetitore avrà il CALLSIGN che terminerà automaticamente con una desinenza  /B  il che è corretto.             /A sarebbe stato per il V...

Anche in questo software sono presenti i tasti "read" per leggere quanto programmato nel controller, e  il tasto" Write" per andare a scriverci permanentemente quanto abbiamo modificato. Ci sono le sezioni relative alla configurazioni di rete: qui è possibile modificare l'indirizzo IP STATICO in maniera da inserirne quello compatibile con la proria rete interna, il relativo netmask e getway come di consueto per qualsiasi dispositivo di rete.  Non prenderemo in considerazione come più volte detto la sezione relativa alla programmazione "assist" del ponte microonde ICOM che non utilizziamo. Nelle "options" come si vede dalla foto è possibile anche CAMBIARE l'indirizzo IP su cui il software va a fare la chiamata verso il modulo ID-RP2C : dovremo ricordarci di cambiarlo in modo concorde con quello inserito precedentemente. E' possibile cambiare la password di sistema; ultima curiosità: il collegamento attraverso la Rete utilizza la PORTA 20319 per il software di configurazione, mentre a livello "raw" (verso il server Linux remoto della rete mondiale) utilizza le porte 40000 UDP per Voice Receive  , PORTA 40001 TCP per Data Receive ed infine PORTA 2005 TCP per Data sinc

LE PRIME PROVE IN ARIA, al "banco":

Abbiamo montato sul banco gli apparati come sopra descritto e programmato:

Se qualcuno "a questo punto" pensasse che basta inserire sul "portatilino" la corretta frequenza ed il corretto shift del Ripetitore, e SPERASSE che premendo "PTT" il ponte...trasmette.. SI SBAGLIEREBBE DI GROSSO!

Qui ci si confronta con tutte le peculiarità del "Sistema D-STAR"! La prima delle quali è proprio la selettività delle chiamate, l'indirizzamento digitale delle medesime solo attraverso l'inserimento corretto del proprio nominativo, di quello del RIPETITORE e di quello del radioamatore che si vorrebbe chiamare (a meno di non inserire  il "cqcqcq"...! di buona memoria). Dedicheremo una sezione a parte per spiegare come si effettuano correttamente questi settaggi sul proprio portatile (o veicolare): va detto che comunque..BASTA LEGGERE IL MANUALETTO IN ITALIANO..

A noi interessava una prima visualizzazione di quanto "esce" a livello  RF (il sottoscritto IW3QOJ non aveva ancora mai visto sul proprio analizzatore di spettro una modulazione GMSK..) e anche la purezza del sintetizzatore, e familiarizzare con queste nuove misure.

La prima foto (sfuocata..lo ammetto) evidenzia su span=500 Kz la portante del ponte, con vicina quella del mio "portatilino" che lo sta eccitando (a sinistra un prodotto di intermodulazione del mio analizzatore...). Al centro la medesima situazione con span= 2 mhz e la terza con span=20 Mhz (sempre per quadretto, mentre sempre 10 Db per quadretto in verticale). Qualsiasi collega noterà l'estrema pulizia della parte RF (bella..la sintesi diretta...altro che conversioni!). La cosa più divertente è che anche con span 10 Khz per quadretto ...si nota appena appena la modulazione, il che permette di effettuare misure di potenza diretta e riflessa con qualsiasi wattmetro analogico standard (come il mio caro Bird 43..) senza dover effettuare correzioni sulla misura ricavata, nonostante si sia IN DIGITALE!

Confortati da questi risultati "a banco", ora attendiamo di organizzare una spedizione in Gajardin per l'installazione vera e propria: il tutto lassù è stato predisposto e documentato da tempo. Non dubitate: seguirà adeguato riscontro descrittivo e fotografico a breve...

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