D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio) — радиолюбительский цифровой стандарт передачи речи и данных, разработанный Японской Радиолюбительской Лигой (JARL) с целью развития цифровых радиолюбительских технологий.
__TOC__ Основная информация В то время как существуют и другие цифровые технологии, используемые радиолюбителями на практике, D-STAR является одним из первых цифровых стандартов, который предлагается широко использовать и продавать основными производителями оборудования для использования в радиолюбительских сервисах.
Другие нецифровые виды модуляций для передачи речи, такие как — амплитудная (AM), частотная (FM), однополосная (SSB), стали широко использоваться, начиная с первой половины двадцатого века. Для сравнения, цифровой сигнал D-STAR обеспечивает аналогичное качество сигнала при существенно меньшей занимаемой полосе спектра по сравнению с нецифровыми аналогами. Если уровень сигнала выше минимального порога и отсутствует многолучевое распространение, то качество принятого сигнала будет выше, чем аналогового сигнала той же мощности.
D-STAR-совместимые трансиверы могут работать в VHF (144 Mhz), UHF (430 MHz), и SHF (1200 Mhz) радиолюбительских диапазонах. В дополнение к работе цифровым протоколом в эфире, D-STAR также предоставляет радиолюбителям возможность работы в сетях, реализуемых как правило с помощью Интернет-соединений для маршрутизации потоковых, голосовых и пакетных данных с использованием радиолюбительских позывных.
Первым производителем, предлагающим оборудование D-STAR была компания ICOM. По состоянию на 30 декабря 2008, некоторые другие производители радиолюбительского оборудования решили также включить элементы D-STAR технологии в выпускаемую ими аппаратуру связи. Так компания Kenwood выпустила несколько ребрендинговых моделей трансиверов ICOM под своей торговой маркой и продавала эти трансиверы только в Японии.
История В 1999 году конструкторы и разработчики радиоэлектронной аппаратуры связи занимались поисками новых путей внедрения цифровых технологий для радиолюбителей. Этот процесс был профинансирован правительством Японии и в содружестве с Японской радиолюбительской Лигой (JARL). В результате научных исследований в 2001, спецификации D-STAR протокола были опубликованы, и компания ICOM приступила к строительству новых цифровых технологий, предлагая необходимые аппаратные средства для внедрения этой технологии в радиолюбительские массы.
В сентябре 2003 года ICOM принимает на работу Matt Yellen, KB7TSE (в настоящее время — K7DN) для осуществления планов по разработке и внедрению технологии D-STAR на американском континенте.
Начиная с апреля 2004 года ICOM начал выпускать новые трансиверы с «D-Star опциями». Первым коммерческим трансивером был двух метровый мобильный трансивер ICOM IC-2200H. В следующем году ICOM выпустила двух-диапазонный портативный трансивер с поддержкой технологии D-STAR. Тем не менее, в то время ещё не было в продаже модуля UT-118, который был необходим для нормальной эксплуатации этих трасиверов в режиме D-STAR. Позже ICOM всё-таки начала продавать эти модули, и они начали устанавливаться в каждый трансивер. В июне 2005 года редакцией журнала «QST ARRL» был опубликован обзор трансивера ICOM IC-V82.
В конце 2004 года JARL добавила некоторые существенные дополнения в протокол D-STAR. ICOM, понимая, что изменения нужно внедрять, начала модернизировать выпускаемое оборудование. Как только изменения были опубликованы, ICOM объявила, что теперь она может выпускать новое оборудование с учётом изменений в стандарте D-STAR.
Полностью цифровой трансивер ICOM ID-1 для диапазона 1200 MHz для подвижной радиосвязи был выпущен в конце 2004 года. Это был по-настоящему первый D-STAR трансивер, который обеспечивал полную Digital Data (DD) цифровую функциональность.
Первое D-STAR QSO через спутник было между Майклом, N3UC, FM-18 из Haymarket, штат Вирджиния и Робином (AA4RC) EM-73 из Атланты, штат Джорджия. Они работали через микро-спутник AMSAT AO-27 в 2007 году. Операторы использовали различные режимы при передаче информации с использованием трансиверов ICOM, но всё же испытывали небольшие трудности с доплеровским сдвигом во время проведения QSO.
По состоянию на конец 2009 года в мире уже насчитывалось около 10 800 D-STAR пользователей, которые общаются друг с другом через D-STAR ретрансляторы, которые в свою очередь соединены между собой через сеть Интернет с использованием шлюзов G2. Общее число шлюзов G2 достигло цифры 550 шт. Обратите внимание, эти цифры не включают тех пользователей, которые работают через D-Star репитеры в зоне их радио видимости, или работающих через D-STAR ретрансляторы, которые не подключены к Интернету.
Запуск первого D-STAR микро-спутника намечен на октябрь 2010 года. Название спутника — OUFTI-1 «CubeSat». Он построен группой бельгийских студентов из университета Льежа и Айзил (Эколь де-ла-де провинции Льеж). Название спутника является аббревиатурой от Orbital Utility для телекоммуникационных инноваций. Цель этого проекта — разработка и накопление опыта при эксплуатации подобного класса спутников. Вес спутника — 1 кг и он будет использовать в своей работе радиолюбительские диапазоны — UHF (для UpLink) и VHF (для DownLink).
Технические детали
Нынешняя система D-STAR способна соединить вместе все глобальные и локальные ретрансляторы через Интернет, используя при этом радиолюбительские позывные для маршрутизации трафика между корреспондентами. Узлы, как правило, связаны между собой по протоколам TCP/IP с использованием специального программного обеспечения шлюзов.
Спецификации D-STAR описывают два радиоинтерфейса — DV и DD. DV (Digital Voice) использует полосу спектра в 6.25 КГц для потоковой передачи голоса на скорости 4800 бод. Из всей этой полосы 3600 бод используется для передачи данных кодека (2400 — непосредственно данные и 1200 — FEC) и оставшиеся 1200 бод — для передачи данных нескольких типов: передачу сообщения в 20 символов, сопровождающего вызов, данных о позиции станции GPS для системы APRS, либо данные с последовательного порта станции. DV использует участки на радиолюбительских диапазонах 2 м (VHF), 70 см (UHF) и 23 см (1,2 ГГц).
Режим DD (Digital Data) предусматривает пакетную передачу данных с использованием кадров Ethernet на скорости 128 Кбод и использует полосу спектра в 125 КГц в диапазоне 23 см (1,2 ГГц). Фактически данный режим позволяет передавать данные сетей TCP/IP поверх радиоинтерфейса D-STAR. Использование данного режима слабо распространено, его поддерживает только оборудование ICOM: трансивер ID-1 и репитерный модуль ID-RP2D. Согласно российскому Регламенту службы радиолюбительской связи, присоединение к сетям общего пользования запрещено, данный канал не может использоваться для предоставления доступа к ресурсам сети Интернет. В то же время регламент не запрещает использовать технологию для организации собственных частных сетей, таких как, например, AMPRNet на условиях неиспользования средств шифрования.
Возможно использование технологии D-STAR вкупе с наземной инфраструктурой — узлами доступа (аналогично базовым станциям сотовых сетей) и опорной инфраструктурой (серверами, реализующими те или иные услуги, см. Опорная сеть). Все это позволяет превратить простой цифровой радиоканал в радиолюбительскую сеть с набором сервисов, таких как избирательные вызовы, использующие позывной сигнал адресата вызова, что позволяет провести связь с корреспондентом вне зависимости от его месторасположения, групповые вызовы (внутри зоны действия узла, либо распределённые — STARnet), общие вызовы через сервера конференций (рефлекторы), интеграция с APRS и так далее.
Узлы сети Каждый узел сети является стационарной автоматической цифровой радиолюбительской станцией, которой присвоен позывной сигнал опознавания, соответствующей радиолюбительской службе связи. Как и любая радиолюбительская станция, узел состоит из антенно-фидерного устройства, трансивера (ов), модема (ов) и компьютера, выполняющего роль контроллера/шлюза.
Узлы на оборудовании ICOM Наряду с оборудованием для конечных пользователей (радиостанции) компания ICOM выпускает также инфраструктурное оборудование для узлов. На текущий момент это комплекс RP2С. Комплекс состоит из контролера RP2C, модуля RP2V для поддержки режима DV в диапазоне 23 см, модуля RP2D для поддержки режима DD, двух модулей RP2L для реализации транкингового канала между узлами на оборудовании ICOM в диапазоне 10 ГГц и модулей RP2000V и RP4000V для поддержки режима DV в диапазонах 2 с и 70 см соответственно. Использование любых модулей за исключением RP2C опционально. RP2С имеет интерфейс Ethernet для взаимодействия с ПО шлюза.
Существуют радиолюбительские разработки Homebrew модулей репитеров, работающих через контролер RP2C.
Строить узлы на оборудовании ICOM довольно дорого. В основном такие узлы распространены в США, где они разворачиваются местными радиоклубами.
Узлы на оборудовании Homebrew Основной импульс к развитию инфраструктуры D-STAR и росту популярности данной технологии стала разработка конфигурации узлов на доступном недорогом радиолюбительском оборудовании. Для передачи радиосигнала могут использоваться практически любые трансиверы, имеющие на борту интерфейс для подключения пакетных модемов 9600. Для реализации узлов помимо трансиверов также понадобятся недорогие модемы GMSK и компьютер.
Программное обеспечение узлов Выбор ПО узлов в большей степени зависит от необходимого функционала. Оригинальным ПО для узлов на базе оборудования ICOM является по шлюза RS-RP2C. Данное ПО поддерживает работу только с оборудованием ICOM и реализует «приземление» трафика DD и услугу маршрутизации вызовов на базе технологии Trust Server. Функции таких шлюзов в значительной мере расширяются с помощью третьестороннего ПО, такого как dplus или ircddb-plugin. Также существует масса другого ПО от независимых разработчиков, реализующий функцию шлюза, например WinDV, G4KLX или open_g2 от KI4LKF.
Технологии маршрутизации вызовов Для маршрутизации селективных вызовов (когда указывается позывной корреспондента-получателя) на текущий момент времени существует три основных технологии, которые следует разделить на две группы: технологии, обеспечивающие исключительно обмен данными о регистрации, при этом вызовы направляются между узлами напрямую и технологию с централизованной коммутацией вызовов.
Trust Server Trust Server — закрытая технология, предложенная ICOM в рамках программного обеспечения RS-RP2C. Узлы обмениваются информацией о регистрации станций, находящихся в зоне их действия по закрытому проприетарному протоколу с централизованным сервером. Самая распространённая сеть данного стандарта — US Trust, функционирующая преимущественно в США и Японии состоит из порядка 900 узлов.
ircDDB ircDDB — открытая технология, реализующая обмен маршрутной информации с использованием транспорта на протоколе irc. Технологию создала Берлинская группа радиолюбителей. ircDDB в отличие от Trust Server обеспечивает мгновенный обмен информации о маршрутах и может использоваться на узлах совместно с Trust Server. Система состоит из сети соединенных серверов irc, на специальном irc-канале которых узлы передают приватными сообщениями информацию о вызовах специальным ботам ircDDB, которые актуализируют данные о маршрутах в своих базах данных и в случае изменения местонахождения корреспондента публикуют информацию о его регистрации для узлов. Исходные коды программного обеспечения опубликованы на GitHub.
Программное обеспечение ircDDB plugin для узлов на базе ПО RS-RP2C допускает одновременное сосуществование узла в сетях, основанных на технологии Trust Server с ircDDB.
Основная сеть — ircDDB.net, содержит порядка 1400 узлов. Немного изменённые версии ПО ircDDB применяются в сетях ircDDB-Italia и D-STAR Russia & CIS. Также в мире развернуто несколько тестовых экземпляров ircDDB. ircDDB — это наиболее полно поддерживаемая технология со стороны ПО узлов.
CCS System