A jelenleg használt adatátviteli sebességek mellett - 300 ill. 1200 baud - a legtöbb gyári és rádióamatőr építésű berendezés alkalmas csomagrádió üzemmódra. Az alábbi táblázat tartalmazza a rádióamatőr forgalomban leggyakrabban használt segédvivő frekvenciákat.
| sebesség (baud) | segédvivők (Hz) | megjegyzés |
| 300 | 1600 / 1800 | TAPR ( TNC2 ) |
| 300 | 1070 / 1270 | BELL 103 orig. |
| 300 | 2025 / 2225 | BELL 103 answ. |
| 300 | 980 / 1850 | CCITT V.21 orig. |
| 300 | 1650 / 1850 | CCITT V.21 answ. |
| 1200 | 1200 / 2200 | BELL 202 |
Mint a táblázatból látható, rövidhullámon 200 Hz-es, míg URH-n 1000 Hz-es löketet lehet használni. RH-n SSB, URH-n FM adásmódban kell ( lehet ) üzemelni. Az utóbbi időben dolgoznak állomások 29 MHz FM-en is 1200 baud-os sebességgel.
Az IARU által ajánlott URH csomagrádió frekvenciák az alábbiak:
Ezeken kívül használhatók az RTTY céljára kijelölt csatornák is ( pl. 145.300 MHz ).
Rövidhullámon általában az RTTY sávrész környékén vannak a csomagrádió csatornák. A 14.099 MHz nemzetközi GateWay frekvencia, 14.101 .. 14.107 MHz között 1 kHz-enként vannak csatornák. ( A felső 2 .. 3 csatorna BBS-ek közötti forgalmat bonyolít, azon ne nagyon QSO-zzunk. ) 21 és 28 MHz-en hasonló a sávkiosztás, azzal a kiegészítéssel, hogy az 1200 baud-os állomások 10 m-en a sáv FM szegmensében találhatók.
Rövidhullámon, az ott alkalmazott 200 Hz-es löket miatt nincs különösebb jelentősége a rádió frekvenciamenetének. Az SSB adásmódnak köszönhetően nem lényeges az alkalmazott segédvivők frekvenciája sem, csak azok különbsége.
A viszonylag magas sebesség és kis löket viszont komoly követelményeket támaszt a VFO-val szemben. 20 .. 30 Hz-es elcsúszás már lehetetlenné teszi az összeköttetés fenntartását!
Az adás / vétel váltás idejének 50 .. 500 ms tartományba kell esnie, lehetőség szerint ki kell kapcsolni az AGC-t, vagy gyors időállandót kell beállítani. A legtöbb korszerű, félvezetős berendezés teljesíti ezeket a feltételeket, de kísérletképpen lehet próbálkozni a "jó öreg" készülékekkel is ( pl. FT-250 ).
A vevő szükséges sávszélességét az alábbi képlet alapján számolhatjuk ki:
B = ( 2 * dF ) + Fmod; ahol
Fmod = baudrate / 2;
dF = löket.
A képletbe behelyettesítve a rövidhullámon használt értékeket, 550 Hz-et kapunk eredményül. Mivel az SSB rádiók sávszélessége ennél lényegesebben nagyobb - 2 .. 3 kHz -, célszerű a vevő kimenete és a modem bemenete közé hangfrekvenciás szűrőt iktatni. Jó eredményt lehet elérni a korszerű berendezések IF Shift és Width gombjainak megfelelő beállításával is.
Ha hangfrekvenciás szűrőt alkalmazunk, kerüljük a nagyjóságú elemeket, lehetőleg aktív szűrőt építsünk, amely több, kis Q-jú tagból álljon. Mintaképp egy, a TNC2-höz használható ( 1600 / 1800 Hz ) szűrő látható az 1. sz. ábrán.
A rövidhullámon használható modemek felépítése gyakorlatilag megegyezik az RTTY technikából már ismert áramkörökkel. A legtöbb 170 Hz-es löketre készült modem fel tudja dolgozni a csomagrádiózásban használt 200 Hz-es löketet, egyedül a demodulátor fokozat utáni alapsávi szűrő sávszélességét kell mintegy négyszeresére növelni. Nagyon jól használhatjuk a hagyományos frekvencia- diszkriminátoros elrendezést, akár LC, akár aktív szűrős kivitelben.
Ha demodulátorunk PLL-es, úgy a PLL hurokszűrőjét fel kell gyorsítani, szintén kb. négyszeresére. A PLL-es demodulátor elé feltétlenül tegyünk jól méretezett sávszűrőt!
A diszkrét elemekből felépített modemek mellett világszerte elterjedten használják a rádióamatőrök a telefonos célra kifejlesztett AM7910 vagy AM7911, illetve TCM3105 IC-ket. Ezek a tokok egy kvarc és néhány RC tag csatlakoztatása után ellátják a modem összes funkcióit.
Mivel azonban a telefon és a rádió eléggé eltérő közeg, így az IC-k sok olyan funkciót is tudnak, amelyekre a rádió mellett nincs szükség. Pár dolog viszont hiányzik. Ilyen pl. a vevő oldali szűrő. A DCD szintfüggő, nem az érvényes adatjeltől függ.
RH-n feltétlen szükséges egy hangolásjelző használata, mivel a viszonylag magas sebesség és a kis löket pontos frekvenciára hangolást követel meg. Ezt "fülre" elvégezni szinte lehetetlen!
A hangolásjelzők nagy választékát lehet megtalálni a rádióamatőr folyóiratokban. A legegyszerűbb - majdnem csak indikálásra jó - 2 LED-es áramkörtől kezdve, egészen bonyolult, sok IC-t, EPROM-ot és 19 LED-et tartalmazó "csúcskategóriájú" készülékig. Ez utóbbival mintegy 5 Hz pontossággal mérhető a segédvivők frekvenciája illetve a löket. ( Lásd: CQ/DL 87/9. száma )
A frekvencia-diszkriminátoros modemek esetén jó megoldás az RTTY technikából ismert oszcilloszkópos hangolásjelzés. Itt a két segédvivő frekvenciájára hangolt szűrő kimeneteit az oszcilloszkóp vízszintes illetve függőleges bemeneteire vezetjük.
Pontos állomásra hangolás esetén vízszintes és függőleges, egymásra merőleges ellipsziseket láthatunk a képernyőn. Ha a löket eltér a névlegestől, a két ellipszis nem merőleges egymásra, míg félrehangoláskor az ellipszisek elkezdenek "dőlni".
Más megoldású hangolásjelzők kihasználják azt a tényt, hogy a demodulátorok - a lineáris működés miatt - a szükségesnél nagyobb tartományban működőképesek. Pontos hangolás esetén a demodulált jel pozitív és negatív csúcsértéke azonos, félrehangolás esetén viszont nem. A kijelzéshez szükséges jelet nyerhetjük közvetlenül a demodulált jelből, a négyszögesítő fokozat bemenetéről ( PK-323 ).
Más megoldás szerint a pozitív és negatív csúcsértéket összegzik és nagy időállandójú RC aluláteresztőn vezetik a kijelzőt meghajtó fokozatba ( MFJ-1274 ). Mindkét esetben a kijelző LED sor, amelyet "futó fénypont" jellegű IC hajt meg ( UAA 180, LM 3914 stb. ). Az első megoldás esetén a kijelző szélén két LED világít, helyes hangolás esetén középhez képest szimmetrikusan. A második esetben egy LED világít a kijelző közepe táján.
URH-n viszonylag egyszerű eszközökkel 1200 baud sebességű modemeket használhatunk a meglévő, beszédátvitelre alkalmas FM rádiónkhoz. Az alkalmazott segédvivők: 1200 / 2200 Hz.
A rádiónk frekvenciamenete - annak nonlinearitása - gondok forrása lehet. Törekedni kell a lineáris frekvenciamenetre mind adó, mind pedig vevőoldalon! Egy egyszerű, a gyakorlatban sűrűn előforduló hiba kapcsán illusztráljuk a lineáris frekvenciamenet jelentőségét.
A kezdő - és sajnos jó néhány haladó - csomagrádiós a modem kimenetét egyszerűen az adó mikrofon bemenetéhez csatlakoztatja, nem törődve a szinttel, frekvenciamenettel. Mi fog történni?
Az adó modulátorerősítőjében löketkorlátozó gondoskodik arról, hogy ne moduláljuk túl adónkat. Ez gyári berendezéseknél +/- 5 kHz, így mindkét segédvivőre nézve +/- 5 kHz-es löketet fog produkálni az adó.
Ha egy ilyen jelet veszünk egy hagyományos FM rádióval, az abban lévő deemfázis - 6 dB/oktáv - miatt a 2200 Hz-es segédvivő szintje körülbelül 6 dB-lel kisebb, azaz fele akkora lesz mint az 1200 Hz-es jel. Ezt a legtöbb modem nem tudja feldolgozni!
Jobb a helyzet, ha a vevő lineáris frekvenciamenetű - nem tartalmaz deemfázist. Jelünk két segédvivőjének szintje közel azonos lesz a modem bemenetén, amely nagy valószínűséggel demodulálni is fogja azt. Ekkor még mindig gondot okozhat az, hogy néhány, keskenyebb KF szűrővel felépített berendezés torz jelet produkál ekkora löket mellett, illetve az, ha két állomás vivőfrekvenciája 1 .. 3 kHz-el eltér egymástól.
Az adónk által elfoglalt sávszélesség több mint másfélszeresére nő a 3 kHz-es lökethez képest, fennáll a veszélye annak, hogy zavart okozunk a szomszédos csatornák forgalmában.
A fent említett okok miatt célszerű lineáris frekvenciamenetet biztosítani adó és vevő oldalon egyaránt, továbbá adásnál a löketet 3 .. 3.5 kHz-re korlátozni. Ha új berendezést építünk, kizárólag csomagrádió céljára, érdemes ezeket a szempontokat figyelembe venni már a tervezésnél! Ilyen módon van beállítva a hazai és a környező országok Node-jainak jelentős százaléka.
Annak érdekében, hogy meglévő gyári berendezésünket ne kelljen módosítani, egyszerű RC hálózatot kell a modem és a rádió közé iktatni, továbbá biztosítani kell azt, hogy a modemből kijövő jel ne vezérelje túl a modulátorerősítőt, végül, hogy beállítható legyen a kívánt 3 .. 3.5 kHz-es löket.
A 2. ábrán látható RC hálózatok segítségével korrigálhatjuk rádiónk frekvenciamenetét a csomagrádiózáshoz. Ha olyan kézi rádiót használunk, amelynek PTT és mikrofon bemenete közös, a modem PTT kimenetét egy soros ellenálláson keresztül kössük a mikrofon bemenetére. Az ellenállás értéke a rádió gépkönyvében megtalálható, ICOM és KENWOOD gépeknél kb. 30 kohm, FT-23R-nél 1.5 kohm. { Alinco DJ-180: kevesebb, mint 70 kohm. }
Ha a modem részére külön hangfrekvenciás csatlakozót készítünk a rádión, érdemesebb közvetlenül az FM demodulátorból kihozni a jelet. Ide építsünk be egy kb. 3 kHz határfrekvenciájú aluláteresztő szűrőt, amely csillapítja a jel magasfrekvenciás zajösszetevőit. A 3. ábrán ennek egyik megvalósítása látható, amely több FT-290-be - illetve PNP tranzisztort használva, a táplálás polaritását felcserélve - sok FM 10/164-be lett beépítve.
Abban az esetben, ha a demodulátor közvetlen kimenetén 1/4 .. 3/4 Ut-nak megfelelő DC szint is található, el lehet hagyni a bemeneti csatolókondenzátort és a bázisosztó ellenállásait. ( Ezt a megoldást lehet alkalmazni pl. az FT-290 esetében is. )
Az 1200 baud-ra használható modemek java része speciálisan erre a célra kifejlesztett IC-kkel van felépítve. Egyik ilyen tok a fentebb már említett AM791x. Egytápfeszültségű modem IC a TEXAS gyártmányú TCM3105. Ezek az IC-k működésükhöz egy kvarcot is igényelnek, abból állítva elő az adási frekvenciákat és a szükséges időzítéseket a vételhez.
Másik lehetőség, hogy vételre PLL-es demodulátort, míg adásra valamilyen funkciógenerátort használunk. Ilyen elrendezést tartalmaz a TAPR TNC2-je ( MFJ-1270 ). Itt a demodulátort XR2211, a modulátort XR2206 tokokkal oldották meg. A segédvivő frekvenciák váltása körülményesebb, mint az AM791x vagy TCM3105 esetén, mert sok RC tag földfüggetlen váltását kell megoldani.
Előnye viszont, hogy nem kell kvarc a működéséhez és korrekt a DCD érzékelése is. A függelék tartalmazza egy PLL-es modem rajzát is, amely nem speciális, hanem a CD sorozat CMOS IC-iből lett felépítve.
Az AX.25 protokolja megköveteli, hogy csak akkor kapcsoljon adásra a rádió, ha szabad a csatorna. Ennek érzékelésére szolgál a DCD.
Egyszerűbb esetben az FM rádió Squelch kimenete vagy a hangfrekvenciás jel jelenlétévek indikálása adja a DCD-t. FM rádiót használva, azt bekapcsolt zajzárral kell működtetni. A modem minden olyan esetben aktivizálja a DCD kimenetét, amikor kinyit a zajzár.
Ez persze nem azt jelenti, hogy "csomagot" vesz éppen, hiszen a csatornán folyó beszéd vagy csak üres vivő is hasonló jelenséget okozhat. Tovább rontja a helyzetet az, hogy az FM rádió zajzára - igazodva a beszédátvitel követelményeihez - viszonylag lomhán reagál.
Az akcióidők rádiónként eltérőek, 80 .. 750 (!) ms tartományba esnek. A gyári berendezések legtöbbjénél ez az idő 150 .. 300 ms. Ebben az időtartományban nagyobb a csomagok ütközésének valószínűsége, mivel a foglalt csatornát csak későn veszik észre az állomások. Amikor felszabadul a csatorna, a zajzár lassan kapcsol, ezzel gátolva, hogy adásra kapcsoljon a rádió.
Rövidhullámon szintén hasonló gondokkal kell megbirkóznia a DCD áramkörnek. Még ha van is Squelch a rádióban, - ami a vett jel térerejétől függően kapcsol - az RH-n szinte mindig jelenlévő zaj miatt ezt nem nagyon tudjuk használni. A jó DCD nem érzékeny más adásmódok jeleire ( CW, SSB, RTTY ).
Jó eredményt érhetünk el olyan DCD áramkörrel, amely a segédvivő fázisérzékelésén alapul. Ilyen pl. az XR2211 demodulátor IC. Ha modemünkben ez a tok található, úgy a rádiót nyitott zajzárral üzemeltethetjük. Elmaradnak a zajzár átkapcsolási késleltetései, a DCD nem lesz érzékeny beszédre, üres vivőre.
Ha a telefonos technikában elterjedt modem IC-ket használjuk - AM791x, TCM3105 stb. - úgy építhetünk olyan áramkört, amely a demodulált jel átmeneteit hasonlítja össze a "baud rate" generátor jelének átmeneteihez. Fázisegyenlőség esetén kis késleltetés után, aktivizálja a DCD kimenetet.
A késleltetésnek a szakirodalmak szerint mintegy 8 .. 10 karakter idejűnek kell lennie, ami az 1200 baud-os sebesség mellett kb. 6.5 .. 10 ms. ( 1200 baud mellett 1 bit = 0.833 ms, Tbe = [ 8 * 0.833 ms ] * 10 ). Ez az érték nagy valószínűséggel biztosítja azt, hogy zaj vétele esetén ne legyen aktív a DCD kimenet.
Ha megszűnik a fázisegyenlőség, akkor mintegy 30 karakteridejű késleltetéssel legyen inaktív a DCD kimenet - kb. 30 ms, 1200 baud esetén - ez védelmet nyújt ad a QSB, illetve más állomástól származó rövid interferencia esetén.
A fentiek megoldására kínál egyszerű megoldást a 4. ábra. A detektált jel és a "baud rate" generátor átmeneteinek egyezőségét a két osztóból álló áramkör adja, míg a szükséges késleltetéseket inverterekből és RC tagokból felépített, újraindítható monostabilok biztosítják.
Ha nincs demodulált jel, szintén aktív lenne a DCD - pl. adáskor nincs demodulált jel - ilyenkor a tiltást egy harmadik monostabil adja. Az itt bemutatott áramkört jó eredménnyel használtuk több olyan TNC-ben, ahol a demodulátor AM7911 volt. ( Ha nem áll rendelkezésre a "baud rate" generátor jele, akkor azt a modem IC órajeléből - 2.4576 MHz - 2-es osztók sorbakapcsolásával előállíthatjuk. )
Az áramkört jól használhatjuk RH-n, 300 baud mellett is, ha az időzítő RC tagok kondenzátorainak értékét 4-szeresére növeljük.
Az időzítéseknek nagy szerepük van a csomagok ütközésének elkerülésében. A TNC-k egyik ilyen, állítható paramétere a TXdelay. Az itt beállított ideig Flag-et ad a TNC, a tényleges adatfolyam csak a TXdelay letelte után kerül adásra. A vevőnek legalább egy Flag-et kell vennie a biztos dekódoláshoz. A gyakorlatban ennél több, mintegy 10 .. 20 Flag-et kell a vevőnek biztosítani, a demodulátorban lévő digitális PLL miatt ( TNC2 ).
A TNC-knél a TXdelay alapparamétere általában 300 ms. Ez átlagos rádiót tételez fel ( 100 .. 150 ms átkapcsolási, beállítási értékkel ). Abban az esetben, amikor biztosítható, hogy a hálózatban azonos paraméterű rádiók működjenek - pl. csomópontok közötti összeköttetések 433 MHz-en - gyors átkapcsolási és feléledési idejű rádiókat használva, digitális zajzárat feltételezve, a TXdelay értékét akár 10 ms-ra is le lehet csökkenteni.
Normál rádióamatőr forgalomban ne csökkentsük le nagyon a TXdelay értékét, mert "lomhább" berendezést használható állomással nem tudunk összeköttetést létesíteni, illetve fenntartani.
Fontos, hogy SOHA ne használjunk VOX-ot! A protokol nem viseli el a több másodperces késleltetéseket! Azonkívül, hogy a VOX-ot használó állomás sem tud dolgozni, erősen zavarja a csatornán dolgozó társait is!
Nem kimondottan a rádiók, modemek viselkedésével kapcsolatos, de feltétlenül meg kell említeni a DWait paramétert. Ajánlások szerint értékét vegyük azonosra a csatornán dolgozó többi állomáséval. A TNC2 programok java része 160 ms DWait-ot alkalmaz, tegyük ezt mi is! ( DigiCom programok esetén a DWait mértékegysége más és más, az adott program leírásából megtudható. )
Abban az esetben, ha lehetőség van rá, a DWait helyett a PPersist időzítést használjuk. Ez ügyesebben "kivédi" a csomagok ütközésének a lehetőségét. ( A működés részletes leírása az elméleti dolgokat taglaló résznél megtalálható. )
Ezt használják a hálózati csomópontok - NET/ROM, TheNet - és az újabb fejleszésű TNC-k, TNC szoftverek is ismerik. Ahol lehet, kapcsoljuk be! ( PK-232, PK-88, WA8DED, TF4, TF8, TNC2 1.1.6 ) Az átkapcsolás a PPersist On utasítással, míg a paraméterek beállítása a PErsist 64, Slot 10 utasítással lehetséges. ( A Slot mértékegysége egyes megvalósítások esetén más és más lehet, a lényeges az ideje: 100 ms )
Az állomáshoz hozzátartozik az adásidő korlátozó ( WatchDog ) áramkör is. Ennek feladata, hogy kb. 1 perc folyamatos adás esetén - ami normális esetben nem fordulhat elő - vételre kapcsolja a rádiót. Ezzel a TNC illetve a modem meghibásodása, vagy Commodore-on futó program elszállása esetén sem marad adáson a rádió.
Ez nem csak saját készülékünket védi, hanem a csatornát is, hiszen annak foglaltsága esetén más nem tud forgalmazni. Ha új berendezést építünk, gondoljunk erre.
Bevezetésképpen megállapíthatjuk: a jövő a mind nagyobb átviteli sebességé. Mint a gyakorlat már sajnos bebizonyította, időnként kevésnek bizonyul az URH-n használt 1200 baud adatátviteli sebesség. Szerte a világon folynak kísérletek nagyobb sebességű átvitellel. A nagyobb sebességű átvitel többféle módon is megoldható:
Rádióamatőr gyakorlatban ezek a megoldások mind alkalmazhatók, viszont megkövetelik a modem és a rádió precízebb illesztését egymáshoz és/vagy a rádiók módosítását.
A KANTRONICS cég árul 2400 baud-os, négyfázisú modemet, amely a legtöbb TNC-hez illeszthető és módosítás nélküli FM rádiót lehet használni hozzá. Hasonlóan használható egy 2400 baud-os BPSK Modem is.
Nagyobb sebességet már csak körülményesebb módon lehet átvinni a rádiókon. Általában az adó oldalon direkt frekvencia-modulációt kell alkalmazni megfelelően formált jelekkel, a vevőből a jelet közvetlenül a demodulátorból kell kivezetni. Az ilyen modemekre példa a HAPN 4800 baud-os és G3RUH 9600 baud-os áramköre.
Szakirodalmak írnak a telefonos Fax Modem IC-kkel végzett kísérletekről is. Ezeknél a szabvány által előírt AutoTrening okoz problémát, ami általában kikapcsolhatatlan. Az AutoTrening ideje összemérhető, vagy hosszabb, mint maguk az egyes csomagok. Emiatt hiába nagyobb az adatátviteli sebesség, a tényleges sebesség viszonylag lassú.
9600 baud-nál nagyobb sebességek esetén már nagyobb sávszélességű rádiókat kell használni. Jugoszláviában YT3MV fejlesztett ki ilyan berendezést. Az 1200 MHz-es rádióamatőr sávban működő rádió vevőjében a hagyományos műsorvevők kerámia KF szűrőjét használták fel. Ennek megfelelően az adó lökete 30 .. 75 kHz, a használható legnagyobb sebesség 100 kbaud lehet.
Jugoszláviában a gerinchálózat csomópontjain üzemelnek ilyen berendezések 38400 baud-dal. Amerikában történtek kísérletek 250 kbaud illetve még magasabb sebességű átvitellel is.
A 9600 baud-ot meghaladó sebességek esetén már a csomópontokon használt, általában TNC2 kompatibilis hardverekkel is problémák adódnak. YT3MV kissé módosította az eredeti TNC2-t, nagysebességű CPU-t, SIO-t és memóriákat használt - 9.8 MHz-es órajellel. Az amerikaiak 80186 és NEC V40 alapú TNC-ket terveztek, amelyekkel még magasabb - tipikusan 250 kbaud - sebességet lehet használni.
A nagyobb sebességeket általában csak a hálózati csomópontok összekötésére szokták használni, míg a felhasználói berendezések továbbra is 1200 baud AFSK illetve 2400 baud BPSK vagy QPSK modemekkel üzemelnek.