APRS Dijipiter Açıklaması — Yollar, WIDE1-1, WIDE2-1 ve New N Paradigm

aprs.world canlı haritasını açıp uzak bir vadideki düşük güçlü bir el telsizinin saniyeler içinde nasıl bir web sitesine düştüğünü merak ettiyseniz, yanıt neredeyse her zaman bir dijipitertir: yerel APRS frekansında paketleri dinleyen, tekrarlanmalarına izin verilip verilmediğine karar veren ve uzaktaki istasyonlarla iGate'lerin duyabilmesi için aynı frekansta yeniden yayımlayan sayısal bir tekrarlayıcı. Dijipiterler APRS'in havadaki bağ dokusudur ve nasıl ayarlandıkları, ağın verimli mi yoksa tıkalı mı çalışacağını doğrudan belirler.

Bu rehber dijipiterin ne olduğunu, WIDE1-1,WIDE2-1 gibi kriptik dizgilerin gerçekte ne anlama geldiğini, ağın 2000'lerin başında eski RELAY,WIDE,TRACE yollarını neden bıraktığını ve tepe eteğindeki bir dolgu dijipiterle dağ zirvesindeki geniş alan dijipiteri arasındaki farkı anlatıyor. Kabaca APRS'in ne olduğunu bildiğinizi varsayıyor.

Bir Dijipiter Ne Yapar

Dijipiter özünde, başkaları adına paket yeniden göndermek üzere ayarlanmış sıradan bir APRS istasyonudur. Havada bir paket duyar, gönderen istasyonun AX.25 başlığına koyduğu dijipiter yolu adlı özel alanı inceler ve yolda kullanılmamış atlama kaldıysa paketi kuyruğa alır, kanal erişim aralığını bekler ve aynı frekansta yeniden gönderir. Dijipiterin menzilindeki başka herhangi bir istasyon — telsiz, iGate ya da başka bir digi — özgün vericinin menzili dışında olsa bile artık o paketi duyabilir.

Mekanizma 1980'lerin standart AX.25 paket telsizine dayanır; APRS bunun üzerine yalnızca toplulukça uzlaşılmış bir kural takımı koyar. Özel bir donanım gerekmez: APRS dijipiterlerinin çoğu, bir telsize ve ses arabirimine bağlanmış, Direwolf, aprx, YAAC ya da Xastir gibi yazılımlar çalıştıran sıradan bilgisayarlardır (ya da bir Raspberry Pi). Dahili TNC'si olan bazı ticari telsizler — Kenwood TM-D710G, Yaesu FTM-400/500 — hiç bilgisayar olmadan tek başına dijipiter olarak da çalışabilir.

Bir APRS Yolunun Anatomisi

Her APRS paketi, AX.25 adres alanında bir yol taşır: gönderenin paketin nasıl yayılmasını istediğini anlatan, virgülle ayrılmış çağrı işaretleri ya da takma ad belirteçleri listesi. Tipik bir mobil bildirim yayını kabloda şöyle görünür:

TA4OHN-9>APRS,WIDE1-1,WIDE2-1:!4030.00N/03253.00E>Mobile

APRSten sonra, iki noktadan önce gelen kısım — WIDE1-1,WIDE2-1 — yol isteğidir. Soldan sağa okunur. Her takma adın sonundaki -N sayısı, bir dijipiter atlama tükettikçe bir azalan sayaçtır. Sayaç sıfıra indiğinde takma ad "kullanıldı" diye işaretlenir (kablo biçiminde bir bit çevrilir, insan tarafından okunan dökümlerde başına yıldız konur) ve başka hiçbir dijipiter ona dokunmaz.

Sade Türkçesi: WIDE1-1,WIDE2-1 şunu der: "Bir WIDE1 sınıfı digi (tipik olarak alçaktaki yerel bir dolgu) ve en fazla iki WIDE2 sınıfı digi (tipik olarak dağ zirvesindeki geniş alan kurulumları) tarafından tekrarlanmayı kabul ediyorum." Bu, mobil bildirim yayınlarının çoğunu kanalı boğmadan bir büyükşehir alanının öbür ucuna taşımaya yeter.

New N Paradigm

1990'lardan ve 2000'lerin başından kalma eski APRS belgelerini okuduysanız RELAY,WIDE,TRACE2-2 hatta RELAY,WIDE7-7 gibi yollara rastlamışsınızdır. Bunlar eski paradigmadır ve artık dünyanın hiçbir yerinde önerilmez. Ağ düzeyinde atlamaları sınırlamanın iyi bir yolu olmadığı için ciddi kanal tıkanıklığına yol açıyorlardı — kötü ayarlanmış bir izleyici, aynı bildirim yayınının kopyalarıyla koca ülkeleri sel altında bırakabiliyordu ve bıraktı da.

Çözüm, Bob Bruninga ile birkaç ağ işletmecisinin 2004 dolaylarında taslağını hazırladığı ve bugün her yerde fiilî standart olan New N Paradigm'dir. Tam metni aprs.org/newN/new-paradigm.txt adresinde. Üç temel fikir:

  1. İki katmanlı takma adlar. WIDE1-1, dolgu dijipiterler içindir — vadilerdeki el telsizlerinden paket yakalayıp yakındaki bir geniş alan digisinin duyabilmesi için bir kez yeniden yayan, alçak rakımlı, düşük güçlü küçük kurulumlar. WIDE2-N ise geniş alan dijipiterleri içindir — yüzlerce kilometrekareyi kaplayan, iyi konumlanmış dağ zirvesi ya da kule kurulumları.
  2. Katı atlama sınırları. Ağların çoğu mobil yolları WIDE1-1,WIDE2-1 (fiilen iki atlama), sabit istasyonları WIDE2-2 (iki atlama) ile sınırlar. Sabit iGate'ler çoğu zaman hiç yol vermeden (WIDE2-1 ya da boş) yayın yapar, çünkü yeniden yayımlanmalarına gerek yoktur — zaten internettedirler.
  3. Sayaç disiplini. Her digi sayacı tam bir kez azaltır. Sayacı düzgün azaltmayan eski izleyici yazılımları emekliye ayrıldı.

Yol ne kadar kısaysa ağ o kadar iyi çalışır. Eski kurtlar hâlâ "duyulmanı sağlayan en kısa yolu kullan" der; bunun sonucu da şudur: gerçekten ıssız araziler dışında WIDE1-1,WIDE2-2den uzun yollar kötü yapılandırma işaretidir.

Dolgu Digi'ler ile Geniş Alan Digi'leri

Modern ağı düşünmenin en berrak yolu, dolgu ve geniş alan digileri arasındaki kavramsal ayrımdır.

Dolgu digi'ler (bazen yalnızca WIDE1 digisi denir) alçakta durur — bir şehir mahallesinde, bir sahil kasabasında, bir kampüs binasında. RF ufukları dardır, belki 10–20 km, ama bilerek insan yoğunluğunun olduğu ve mobil istasyonların aksi halde görünmez kalacağı yerlere konulurlar. Bir dolgu digi yalnızca yolunda WIDE1-1 isteyen paketleri tekrarlar. WIDE2-N paketlerine dokunmaz — onlar daha büyük istasyonların işidir. Klasik senaryo: şehir merkezindeki beton kanyonda bir el telsizi WIDE1-1,WIDE2-1 ile yayın yapar. Yerel dolgu bunu yakalar ve WIDE1 yuvası tükenmiş halde yeniden yayar; 80 km ötede dağdaki geniş alan digisi bu yeni yayını yakalar ve daha ileriye taşır.

Geniş alan digi'ler yüksekte durur. 600 metrelik bir kule, bir dağ zirvesindeki kulübe, yüksek bir binanın çatısı. WIDE2-N trafiğini dinler, sayacı azaltarak bir kez yeniden yayarlar. RF ufukları çok geniş olduğu için — çoğu zaman 150 km ve üzeri — bütün bir bölgeyi kaplamak için paket başına bir kez ateşlemeleri yeter. İyi yerleştirilmiş bir geniş alan digisi günde binlerce paket işler. Kanal erişimi dikkatle yönetilmelidir: kapsama alanları çakışan iki geniş alan digisi, özgün paketi ikisi de duyar ve ikisi de tekrarlamak ister; APRS dijipiterlerinin verici anahtarlamadan önce rastgele bir bekleme sayacı (ünlü "dwait" ve "p-persist" parametreleri) kullanmasının sebebi budur.

Akıllı kurulmuş bir bölgesel ağda büyük coğrafi engel başına bir geniş alan digisi ve nüfus merkezlerine serpiştirilmiş dolgu digileri bulunur. Tersini yaparsanız (çok sayıda geniş alan, hiç dolgu yok) kanalı doldurursunuz ama şehirdeki el telsizlerini yine de duyamazsınız.

Özel Takma Adlar

New N Paradigm, genel WIDE atlamaları olmayan birkaç takma ad daha tanımlar:

Operatörlerin çoğunun mobiller için WIDE1-1,WIDE2-1, sabit ev istasyonları için WIDE2-2 dışında hiçbir şeye dokunması gerekmez.

Paketinizin Nereden Geçtiğini Nasıl Anlarsınız

aprs.fi, aprs.world ya da bir konsol dinleyicisi gibi bir araçta çözülmüş herhangi bir paketi açın ve yol alanına bakın. Pakete dokunan her dijipiter, paketin kendisinden geçtiğini göstermek için çağrı işaretini sonuna yıldız koyarak ekler. Yani şu şekilde yola çıkan bir paket:

TA4OHN-9>APRS,WIDE1-1,WIDE2-1

iGate'e şöyle görünerek ulaşabilir:

TA4OHN-9>APRS,TA1FILL-1*,TA1WIDE-3*,WIDE2*

Bu iz şunu söyler: paket önce TA1FILL-1 tarafından (yerel dolgu digi, WIDE1-1 yuvasını tüketti), sonra TA1WIDE-3 tarafından (geniş alan istasyonu, ilk WIDE2-1 atlamasını tüketti) tekrarlandı ve ardından bir iGate tarafından alındı. İzi tersten okumak, hangi diginin sizi duyduğunu ve hangisinin duymadığını anlamanın en hızlı yoludur.

Kendi Dijipiterinizi Çalıştırmak

Yerel ağınıza kapasite eklemek istiyorsanız tarif basit:

  1. Bir yer seçin. Dolgu için: şu an karanlıkta kalan bir nüfus merkezine görüş hattı olan bir nokta. Geniş alan için: diğer geniş alan istasyonlarına görüş hattı olan yüksek bir nokta.
  2. Donanım seçin. Bir Raspberry Pi 4, bir ses kartı arabirimi (bir DigiRig, bir Mobilinkd TNC ya da kendi yaptığınız optokuplörlü kablo) ve ülke frekans tablosundaki yerel APRS frekansına ayarlı bir telsiz.
  3. Yazılımı kurun. Direwolf bugünün varsayılanıdır — hem yazılım TNC hem de dijipiter modülü içerir. Dolgu mu (DIGIPEAT 0 0 ^WIDE1-1$ ^ ) yoksa geniş alan mı (DIGIPEAT 0 0 ^WIDE[12]-[1-7]$ ^) davranacağınızı yapılandırma dosyası belirler.
  4. Bölge APRS koordinatörünüzle görüşün. Çoğu ülkede, çakışmayı önlemek için digi çağrı işaretlerini ve kapsama alanlarını takip eden bir gönüllü vardır. Yayına gireceğinizi haber vermek nezakettir ve başkasının kapsamasına basmanızı önler.

Onu 7/24, akü yedeğiyle çalıştırın; bölgenizdeki APRS'in kamusal altyapısının parçası olun. Bir Pi ve temiz bir anten beslemesi karşılığında bunu sunan az hobi vardır.

Dijipiterler İnternete Nerede Devreder

Dijipiterin işi havada biter; paketleri küresel ağa taşımak iGate'in işidir. Pek çok istasyon iki rolü aynı Pi üzerinde birleştirir — Direwolf ve aprx ikisini aynı anda seve seve yapar. Yine de görev ayrımı önemlidir: iGate'siz saf bir digi yerel RF ağına değer katar, digisiz saf bir iGate ise küresel internet akışına değer katar. Devamı için iGate kurulum rehberine bakın, internet omurgasının nasıl çalıştığını da APRS-IS ağı açıklamasında öğrenin.

Daha Fazlası İçin

Dijipiter ağı, APRS'i operatörün gözünde büyülü kılan şeydir: tek tuşa basarsınız, ülkenin öbür ucundaki bir haritada belirirsiniz. Nasıl çalıştığını anlamak, onu kullanmakla ona güvenmek arasındaki farktır.