Oscar Miguel Chaurio González

e-mail: Chaurioman@hotmail.com

CANTV. Coordinación de Tráfico y Dimensionamiento.

Apartado Postal 1226

Caracas-Venezuela 1010

Packet Radio es una forma confiable y sencilla de hacer posible las comunicaciones entre computadoras vía radio. El intercambio de información se realiza mediante ráfagas de paquetes, debido a que la información para ser transmitida es seccionada en pequeñas partes y luego son reensambladas en un mensaje completo en el destino final. Este esquema de transmisión es libre de errores, además de administrar eficientemente el canal para la utilización multiusuario del mismo, por último la información trasmitida es mantenida en colas hasta tanto el destinatario este habilitado para recibir la información.

Packet Radio is a realible and simple way to make comunications possible among computers via radio. The exchange of information is made by short bursts. To transmite messages, these are broken into small pieces called packets and then reassembled into a complete message at the receiving station. It is error free and it uses the channel efficiently to make it posible that multiple users can use the same channel simultaneously. The information can be held in queue if the receiver is not ready to get the message, until this can be read.

Es un modo digital de radio con características específicas para las telecomunicaciones entre computadoras. Utiliza un Controlador de Nodo Terminal (TNC) que hace las veces de un moden telefónico y utiliza un "Radio Transceiver" para establecer la conexión al sistema o red inalámbrica de radio ondas que es el método de transmisión por intermedio del cual se produce el intercambio de información. Packet Radio toma cualquier flujo de datos enviados por el computador y lo envía a otra estación receptora similarmente equipada. La información es transportada por intercambio de paquetes.

La tecnología de transmisión por paquetes fue desarrollada a mediados de la década de los sesenta y fue puesta en práctica como aplicación en la red Arpanet, la cual fue implementada en el año 1969. El primer proyecto a gran escala en la que se utilizo Packet Radio como técnica para entrelazar estaciones de trabajo fue denominado Alohanet, proyecto llevado a cabo por la Universidad de Hawaii. La técnica de Packet Radio comenzó en Montreal en 1978 y la primera transmisión ocurrió el 31 de Mayo. Posteriormente Vancouver Amateur Digital Communication Group desarrolló el Controlador de Nodo Digital (TNC) en 1980. El TNC standard que hoy conocemos fue desarrollado a partir de una reunión del Tucson Chapter de la IEE Computer Society, en la que se discutió la facilidad de desarrollar un TNC que resultara confiable para los aficionados a un bajo costo. Decidieron entonces, conformar El Tucson Amateur Packet Radio Corporation. En Junio 26 de 1982 Lyle Jhonson, WA7GXD and Den Connors, KD2S establecieron un Packet contacto por primera vez con la unidad TAPR. El proyecto fue evolucionando de esta unidad prototipo hasta el TNC-1 y finalmente hasta el TNC-2 el cual es actualmente la base para la mayoría de las operaciones por paquete de todo el mundo.
 
 

• TNC (CONTROLADOR DE NODO TERMINAL)

Un TNC es una unidad controladora que esta compuesta por un modem, un procesador (CPU) y un circuito asociado requerido para convertir el flujo de información entre una computadora con puerto de salida RS-232 y el protocolo en uso para la estación Packet Radio. Un equipo TNC genera los paquetes a partir del flujo de datos recibidos desde la computadora y establece un chequeo de errores de paquetes denominados (CRC). Luego la señal empaquetada es modulada en frecuencias de audio y colocada sobre el canal de transmisión para ser transportada hacia otra estación. El proceso de recepción de paquetes es un proceso reversible al de emisión de los mismos: traducir las frecuencias que son recibidas por el radio en un flujo de Bytes que luego son enviadas a un computador. La velocidad de transmisión puede llegar hasta 1200 bps utilizando sistemas VHF y UHF. Para mayores distancias la velocidad es de 300 bps utilizando menor ancho de banda. Para conseguir velocidades superiores utilizando VHF y UHF es necesario poseer equipos adicionales de hardware y otros dispositivos.

• COMPUTADORA O TERMINAL

Este es la interfaz del usuario, donde puede utilizarse una computadora corriendo un programa emulador de terminal o terminal sin inteligencia. Figura 1.

En el caso de las computadoras un programa de comunicaciones por moden telefónico puede ser adaptado. (Bitcom;X-Talk) para uso de Packet Radio, pero existen desde luego programas especializados para el uso de este tipo de aplicación. Un terminal sin inteligencia es la opción económica pero tiene diversas limitaciones. La mayoría de los terminales sin inteligencia no permite guardar o bajar información de la red.

• RADIO

Para 1200 o 2400 bps los paquetes en sistemas UHF/VHF utilizan radios de banda ancha de voz FM. Para radios de paquetes HF a 300 bps se utiliza la banda sencilla SSB, y para lograr altas velocidades se utilizan radios FM modificados. Es más común encontrar aplicaciones Packet Radio en radios de dos metros en la banda de 144 a 148 MHZ para una velocidad de 1200 bps

MÚLTIPLES CONVERSACIONES EN UN MISMO CANAL. Packet Radio distinto a los sistemas de comunicaciones de voz pueden realizar múltiples conversaciones en la misma frecuencia y al mismo tiempo. Esto no significa que no podría ocurrir interferencia cuando dos estaciones transmitan al mismo tiempo; esto se conoce como colisión. Múltiples conversaciones simultaneas podrían ocurrir sin colisión si administramos el canal de forma adecuada. Este canal compartido es administrado gracias al protocolo denominado X25. El protocolo X.25 especifica el canal de acceso a ser manejado por CSMA (acceso multiple por sensado de portadora). Para transmitir el TNC chequea el canal para verificar si alguien más esta transmitiendo. Si nadie esta transmitiendo TNC envía el paquete, todas las otras estaciones escuchan al paquete y no transmiten hasta que se concluya la transmisión iniciada. Si una colisión sucede el TNC recibirá una replica del ultimo paquete enviado. Cada TNC esperará una cantidad de tiempo aleatoria y luego retransmitirá el paquete. En realidad existe un esquema complejo que es utilizado para determinar cuando el TNC puede transmitir.

ALCANCE. Utilizando radios de muy alta frecuencia (VHF) el alcance es limitado. Este por lo general esta determinado por la curvatura del radio terrestre, también influyen elementos como la fuente de poder y el tipo y la localización de la antena así como también, la frecuencia utilizada. Otros factores importantes son las montañas, grupos de edificios, etc. De este modo para una antena de dos metros (144-148 MHZ) el rango puede estar entre 10 a 100 millas dependiendo de la combinación especifica de las variables mencionadas anteriormente.

PROTOCOLO AX.25. Es el protocolo utilizado por Packet Radio. Fue desarrollado en 1970 y estaba basado en el conocido protocolo para redes alambricas X.25. Debido a la diferencia del medio físico de transmisión (de alambrica a inalambrica) y debido a los diferentes esquemas de direccionamiento, el protocolo X.25 fue modificado para ajustarse a las necesidades de Packet Radio. AX.25 incluye la posibilidad de un campo repetidor que permite a otras estaciones repetir automáticamente los paquetes para extender el alcance.

Una ventaja del X.25 es que cada paquete enviado contiene la identificación de la estación emisora del mismo, con lo cual cada transmisión puede ser identificada.

Además del AX.25 existen otros estándares de protocolo para Packet Radio como lo es el conocido TCP/IP.

ESTACIONES REPETIDORAS. El primer esquema de red con Packet Radio fue utilizando estaciones repetidoras. Ellas simplemente determinaban si el paquete recibido pertenecía a la estación o en caso contrario lo reenviaba. Este primer esquema permitió extender el alcance de transmisión. Una limitante de este se encontraba en el numero de usuarios que podía utilizar el canal ya que en la medida que fue tomando popularidad fue insuficiente para transmitir ondas a larga distancia. Esto sucedía porque si una de las estaciones perdía el paquete, la estación origen debía retransmitir el paquete por completo, forzando a más congestión del canal.

KA-NODES. Este fue un sistema ligeramente mejorado que utilizaba paquetes AX.25, pero que solamente reconocía cada transmisión por cada nodo y no por toda la ruta. Este esquema permitía conexiones confiables con tiempos de interrupciones más pequeños, debido a que los paquetes eran reconocidos en una sola trama de la conexión

NET/ROM. Fue uno de los primeros sistemas de redes en que se trabajó con repetidores. Un usuario se conecta a una estación NET/ROM como si se tratara de otra estación de paquetes, desde allí el puede distribuir comandos para dirigir a la estación para conectar a otro usuario local o conectar otra estación NET/ROM. El usuario se conecta entonces a una estación local y sus transmisiones no tienen que ser transmitidos por toda la red, minimizando el riesgo de perdidas de paquetes. NET/ROM no se basa en su totalidad en el protocolo AX.25 si no que utiliza un AX.25 especial denominado paquete de información no enumerada y luego coloca este paquete particular sobre el AX.25 para aprovechar de este modo sus beneficios en la eficiencia de la transmisión. NET/ROM verifica la red a intervalos de tiempo regular para transmitir a otros nodos su lista actual de nodos integrados a la red.

ROSE. Es otro sistema de red que utiliza un protocolo derivado del X.25. Cada nodo de esta red posee una lista estática de los nodos que pueden ser alcanzados. Para un usuario poder usar un nodo conmutador debe establecer una conexión con la estación destino y colocar el nombre del nodo conmutador local y el nodo remoto del destino final. ROSE utiliza la tabla de direcciones estáticas para garantizar que no se intenten conexiones hacia nodos que son ciertamente alcanzables. Estas tablas no pueden ser actualizadas automáticamente, por lo que un operador debe hacerlo manualmente requiriendo entonces de mantenimiento.

Como mencionamos anteriormente es la manera como las estaciones Packet se comunican unas con otras. Este estándar esta basado sobre el CCITT X.25 y el protocolo de Ethernet. Packet Radio utiliza como método de acceso Acceso Multiple por Sensado de Postadora (Carrier Sense Multiple Access CSMA), para permitir acceso a múltiples usuarios al sistema. La estación espera hasta que existe un canal desocupado antes de empezar el proceso de transmisión. Cuando una estación tiene un paquete por transmitir y el canal esta desocupado un algoritmo de tiempo aleatorio se inicia; si el tiempo expira antes de que otra estación utilice el canal, el paquete es enviado.

Si el canal esta ocupado es posible que varios ciclos del algoritmo ocurran hasta que el paquete finalmente sea enviado. Existen dos tipos de paquetes que utiliza el protocolo AX.25:

Paquetes Supervisores que son intercambiados por los controladores de la estación (La computadora o el TNC) para controlar la rutas de comunicaciones, pero que no son normalmente visibles al usuario.

Paquetes de Información, que son los que contienen los mensajes de texto intercambiados entre estaciones. Este es el único tipo de información que es mostrada al usuario.

Todos los paquates AX.25 contienen un encabezado con la dirección del origen del paquete y la dirección del destinatario, además de información de ruteo. La dirección es la firma de la estación más un campo secundario de identificación (SSID) el cual permite a la estación hacer múltiples conexiones. Este información de encabezado no es mostrada al usuario.

El modo dominante en AX.25 es el Conectado o circuito de modo virtual. El modo conectado establece una fuerte y rigurosa interacción entre dos estaciones para garantizar que todos los paquetes sean recibidos y además libres de errores.

La corrección de errores es posible en el modo conectado. Cada paquete contiene un código de reduncia cíclico (CRC) que está asociado con el contenido del mensaje. La estación receptora utiliza el mismo algoritmo que procesa el CRC y lo compara con el de la información recibida. Si no son identicas la estación receptora descarta la fracción del paquete dañada y pide la retransmisión.

Las colisiones suceden cuando dos estaciones intentan transmitir al mismo tiempo, resultando en la pérdida del paquete. Esto puede ocurrir cuando sobre canales ocupados una estación deja caer su carga y otras dos estaciones tienen un tiempo de transmisión que expira al mismo en el mismo momento. Ver Figura

La estación A y la estación C tienen las dos línea de vista hacia la estación B, pero no entre sí. Cuando la estación A esta transmitiendo hacia la estación B, la estación C no puede detectar la carga desde la estación A, así cuando esta trata de transmitir un mensaje hacia la estación B durante una transmisión de la estación A, se producirá una colisión.
 
 

Las Repetidoras hacen posible para comunicaciones VHF alcances fuera de la línea de vista. Las repetidoras trabajan bajo el principio de guardar y avanzar. Los paquetes son recibidos, guardados temporalmente y luego transmitidos a su destino. Las repetidoras no recojen los paquetes recibidos; únicamente las estaciones repetidoras finales reconocerán los paquetes. A medida que el paquete es transportado a través de un camino virtual ocurren retrasos de retransmisión lo que se traduce en retrasos de tiempo. Ver figura 3.
 

Packet Radio se perfila como una opción confiable, rápida, económica y eficiente para interconectar computadoras personales y terminales sin inteligencia, utilizando la atmósfera como medio físico de transmisión. Esto significa que redes LAN y hasta WAN pueden ser establecidas sin la presencia de cobre o fibra como medio. Computadoras podrían alcanzar Internet a través de este sistema al comunicarse utilizando TCP/IP como protocolo de transmisión. La modalidad de transmisión por ráfagas de paquetes permite que muchos usuarios utilicen el mismo canal lo que optimiza la utilización del espectro.

Getting Started A Packet Radio Primer

Sistema Gateway de Radio Packet

Brief History of Packet Radio
I.M.Ross,"Wireless Network Directions" IEEE Communications Magazine, pp. 40-42, Feb. 1991
 

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