L'APRS (Automatic Position Reporting System) è un sistema di radiolocalizzazione sviluppato da Bob Bruninga nei primi anni '90 basato sulla trasmissione di segnali radio a pacchetti (packet radio) usato dai Radioamatori. Permette la ricezione/trasmissione di informazioni sulla posizione, velocità, direzione, status operativo, ecc.. di stazioni radioamatoriali (fisse o mobili), con la posibilità di visualizzare tali dati in tempo reale su mappe digitali (di pc o navigatori GPS) sottoforma di icone, relative alla posizione delle stazioni stesse o ad altri eventi segnalati dai radioamatori, quali ad esempio: situazioni di emergenza, incidenti stradali, allerta civile, ed altro; oppure segnalazioni di tipo metereologico (con relative indicazioni di pressione atmosferica, direzione del vento, temperatura, ecc..). Le stazioni vengono solitamente rappresentate dall'icona di un veicolo (auto, camion, moto, natante, ecc..) se operano da postazioni mobili, oppure dall'icona di stazione base (una casetta, una tenda per campeggiatori, sede protezione civile, stazione meteo, ecc..) se operano da stazione fissa. Con l'avvento della rete internet l' APRS non è più un sistema locale legato esclusivamente alle trasmissioni radio, ma un sistema globale che opera a livello mondiale tramite servers sparsi in tutto il mondo.

 Tali informazioni sono reperibili anche a questo indirizzo: http://it.aprs.fi/

APRS in breve

Il sistema APRS nasce come progetto sperimentale di ausilio alla protezione civile in caso di catastrofi naturali (terremoti, alluvioni, ecc..), in accordo con gli obblighi/doveri del radioamatore di rendersi disponibile insieme al suo equipaggiamento radio in caso di insufficenza delle normali comunicazioni civili. Utilizza un protocollo di tipo "uno a molti" (protocollo AX.25) e la copertura della rete stessa dipende dal numero di stazioni presenti in quel dato momento, le quali, ricevuti i segnali da postazioni limitrofe, li ripetono a loro volta automaticamente verso stazioni più lontane, fino a raggiungere, talvolta, distanze di centinaia di chilometri. Inoltre, se in zona si trova una stazione GATE di accesso ad internet i segnali giungeranno anche in rete e saranno visibili da tutto il mondo. Le stazioni mobili, se munite di ricevitore GPS collegato alla radio, possono essere localizzate durante la loro marcia, con possibilità di tracciarne il percorso sulla mappa.

È anche possibile l'invio e la ricezione di brevissimi messaggi di testo, tuttavia non proprio come una chat, visto che possono essere letti da chiunque e visto che lo scambio ha bisogno di tempi più lunghi (da qualche secondo fino a qualche minuto in alcuni casi).

Per operare da stazione radio è necessario un ricetrasmettitore sulla frequenza di 144.800 Mhz per l'Europa (144.390 per gli USA, ma esistono frequenze destinate allo scopo anche in onde corte)e di un PC con scheda audio, o in alternativa, di un piccolo TNC (modem) esterno. Le stazioni mobili, oltre la radio e il TNC, possono utilizzare un gps. La Kenwood commercializza ricetrasmettitori con TNC entrocontenuto.

Per operare esclusivamente da internet è sufficiente un PC con software come UI-VIEW e un modem ADSL per il collegamento (oppure anche un pocket PC con software come APRSCE). E naturalmente un nominativo radioamatoriale valido (in Italia rilasciato dal ministero delle telecomunicazioni superando un esame di ammissione).

La velocità di trasmissione dei segnali radio APRS è molto modesta (1200 Baud) e questo può causare congestione del traffico APRS sul canale radio in caso di stazioni numerose e configurate con trasmissioni superflue o troppo frequenti. Infatti,è opportuno che la stazione radio venga predisposta per tramettere il segnale identificativo (chiamato beacon) lo stretto necessario, in modo da non mantenere costantemente occupato il canale radio. Questo fa si che, collegandosi al sistema APRS via radio, ci vorrà almeno una decina di minuti, prima di vedere in mappa la maggior parte delle stazioni presenti localmente. Se si accede, invece, direttamente via internet, in pochi secondi si avranno migliaia di stazioni da tutto il mondo.

Come già accennato, essendo APRS un sistema che funziona in modalità simplex (cioè su un'inico canale radio), un abuso dell'invio di beacon troppo frequente e di messaggi superflui, di fatto ne limita le prestazioni. Chi opera in APRS dovrebbe essere quindi persona conscia delle funzionalità e dei limiti del sistema, visto che le impostazioni operative sono a discrezione dell'operatore.

Informazioni generiche sulle impostazioni

 Il beacon (segnale identificativo) trasmesso a cadenze regolari dalle stazioni aprs è composto da una stringa contenente diverse informazioni, quali: Posizione, Velocità e direzione (se in mobile), icona identificativa, nominativo ed eventuale SSID, orario, commento dell'operatore, comando di percorso del beacon, ecc...

Icona

 Ci sono diverse icone identificative disponibii oltre alla classica postazione fissa (casa) e mobile (auto). Per esempio esistono le icone Meteo, digipeater, stazione IGATE e TCPIP, E-MAIL, protezione civile, infokiosk, mezzo di soccorso, apparato Kenwood, ecc..). Esistono icone anche per "oggetti" (objects) segnalati sul territorio come: ripetitore amatoriale, fiera, traffico dati locale, luogo dell'incidente, ecc...)

Ssid

 Su un sistema APRS con modalità grafica (quindi con l'uso di un PC) l'uso del SSID non ha particolare utilità. In sistemi però ove non sia possibile visualizzare l'icona identificativa (come ad esempio con l'uso di GPS come display) si potrebbe rendere necessaria una modalità di identificazione delle stazioni. Il SSID è un numero che, posto dopo il nominativo, ne identifica il tipo di stazione. Per esempio, il nominativo radioamatoriale dell'operatore IW6CPK seguita dal SSID -9 significa che l'operatore è in postazione mobile (IW6CPK-9) e sarà impostato con icona di mezzo mobile.

Ecco quindi che il protocollo APRS prevede l'uso dei SSID nella seguente modalità

Comandi di percorso (relay, wide (trace))

Al fine di ottenere buoni risultati per coprire distanze importanti, sarà opportuno impostare correttamente i comandi di percorso (RELAY / WIDEn-n / TRACEn-n) che permettono al nosto beacon di venire ripetuto attraverso un numero "n" di stazioni e/o DIGIPEATER (ripetitori digitali)che lo ricevono.

Ecco alcune considerazioni sull'uso del comando RELAY. Come già accennato, il segnale identificativo emesso da ogni stazione radio (beacon), contiene diverse informazioni, tra le quali anche il comando che ne regola la propagazione sul canale radio, cioè da quante (o quali) stazioni verrà ripetetuto al fine di coprire distanze più o meno grandi. Questi comandi sono detti RELAY e WIDE (o TRACE in alternativa al WIDE). Di seguito un esempio di stringa beacon identificativa con i comandi di percorso ora menzionati (DIGIPATH):

11:30T IK2XYU>APRS,RELAY,WIDE

 A parte l'orario e la T che indica la Trasmissione, nel beacon compare la parola RELAY seguita da WIDE.

RELAY è il comando di richiesta che il proprio beacon venga ritrasmesso da stazioni impostate come ripetitori digitali locali (di tipo RELAY). Le stazioni dette RELAY sono solitamente stazioni a bassa quota con scarso raggio d'azione. La prima stazione RELAY che riceverà il nostro beacon, lo ritrasmetterà e,ripetendolo, apporrà un simbolo identificativo nella stringa del beacon di ripetizione avvenuta. Il beacon che è stato ripetuto, quindi, sarà ricevuto da stazioni relativamente più lontane come:

11:31R IK2XYU>APRS,RELAY*,WIDE

A parte l'orario, la R indica comando Ricevuto, il comando RELAY* indica che il beacon che trasporta il segnale identificativo è stato già ripetuto da una stazione RELAY locale.Quindi sarà ora ripetuto da una stazione WIDE. Le stazioni ripetitrici di tipo WIDE sono poste solitamente in alta quota e coprono grandi distanze (a volte anche oltre 100 Km). Di seguito la stringa di beacon dopo che è stata ripetuta da una stazione WIDE:

11:32T IK2XYU>APRS,RELAY*,WIDE*

 In questo caso il nostro segnale è stato ripetuto 2 volte (cioè una volta da TUTTE le stazioni RELAY locali e successivamente da quelle di tipo WIDE più vicine)

Il comando WIDE può anche essere sostituito con TRACE. Questo comando permette di "tracciare" l'esatto percorso radio eseguito dal beacon per chi lo riceve, permettendo cioè di mostrare alle stazioni riceventi su quali DIGIPEATERS è transitaro il nostro segnale.

È possibile al comando WIDE (o al comando trace) aggiungere ulteriori informazioni quali la direzione esatta ove si vuole inviare il proprio beacon o il numero di volte si vuole venga ritrasmesso ulteriormente.

 Di seguito un esempio di stringa beacon con comando che permette ripetizioni multiple a grandi disptanze (centinaia di chilometri)

11:32T IK2XYU>APRS,RELAY,WIDE7-7

 In questo caso il nostro segnale verrà ripetuto prima da tutte le stazioni RELAY locali per 1 volta, poi 7 ripetizioni da stazioni WIDE (WIDE7-7), per un totale di almeno 8 salti in tutte le direzioni.

Ultimamente gli operatori APRS di tutto il mondo sono stati invitati a eliminare il comando RELAY che (come si può facilmente dedurre) crea localmente ridondanza di ripetizioni superflue. Inoltre sono invitati a limitare ripetizioni che trasportano il nostro beacon a grandi distanze, riducendo drasticamente il numero delle ripetizioni a catena di tipo WIDE o TRACE (come il WIDE7-7 e il TRACE7-7) al fine di evitare l'intasamento del traffico radio soprattutto verso stazioni lontane che, in alternativa, possono comunque essere raggiunte tramite stazioni IGATE, che "traghetteranno" i segnali via INTERNET, lasciando maggiormente disponibile il canale radio alle stazioni locali. Non tutti sono d'accordo con questa filosofia che, anche se permette di coprire enormi distanze e di essere visti via INTERNET da tutto il mondo, in realtà sembra tradire lo spirito radiantistico dell'attività di radioamatore.

 Se volessimo inviare il nostro beacon APRS in una direzione specifica in riferimento ai 4 punti cardinali, ecco che useremo il comando WIDE con l'aggiunta di un numero da 8 a 15. Ad esempio:

11:33T IK2XYU>APRS,WIDE8

Significa che intendiamo inviare il nostro beacon verso una stazione digi WIDE posta a Nord, tutte le altre stazioni wide ignoreranno il comando.

I numeri dall'8 al 11 identificano le diverse direzioni.

Ecco qui sotto come nell'insieme otteniamo tutte le direzioni:

8 - Nord

9 - Sud

10 - Est

11 - Ovest

Aumentando ancora con le cifre riusciamo ad ottenere un doppio comando WIDE di cui il primo nella direzione desiderata ed il secondo in modalità WIDE generica:

12 - Nord + WIDE

13 - Sud + WIDE

14 - Est + WIDE

15 - Ovest + WIDE

Sui DIGIPEATER che usano UI-DIGI le funzioni di direzione non funzionano !

Altri esempi di stringhe Beacon :

IK2XYU>APRS,WIDE8,WIDE8

Il beacon viene ritrasmesso da due stazioni WIDE in direzione NORD

IK2XYU>APRS,RELAY,WIDE8,WIDE8,WIDE5-5

Il beacon viene trasmesso da una stazione RELAY, quindi da 2 stazioni WIDE in direzione Nord e poi da 5 WIDE in tutte le direzioni.

Frequenza di trasmissione del beacon

Di logica, le stazioni APRS mobili avranno maggiore necessità di trasmettere la loro posizione più frequentemente rispetto a quelle fisse.

Su una stazione fissa, mediamente è sufficiente un beacon con un tempo impostato dai 15 ai 30 minuti. Anche le staziono ripetitrici non hanno bisogno di beacon molto frequenti. Mediamente è accettabile da 15 a 30 minuti.

Questo significa che un radioamatore in ascolto avra' occasione di vedere tutte le stazioni attive in un tempo massimo di 30 circa minuti.

In pratica come riassunto sarebbe da considerare la seguente ipotesi:

30 secondi/ 1minuto: mezzi e situazioni d'emergenza

3-5 minuti: mezzi con velocità compresa tra 0 e 50 kmh

2-3 minuti: mezzi mobili con velocità superiore a 50 Kmh

10 minuti: stazioni portatili/mobili attorno ai 5 kmh

30 minuti: digipeater WIDE

30 minuti: digipeater RELAY

15-20 minuti: stazioni di tipo fisso non in emergenza .

Come funziona l’APRS nel dettaglio ?

E’ un sistema di comunicazione che si basa sulla trasmissione di dati digitali  che trasportano varie informazioni. I dati in formato AX.25 sono normalmente  trasmessi via radio sulla frequenza 144.800 MHz con portante FM e modulazione AFSK 1200 Bd, il cosiddetto packet radio (Bell 103), ma in modalità non connessa e quindi senza la certezza che il destinatario riceva correttamente ciò che è stato trasmesso, ma proprio per questo motivo si ha la diffusione su vasta scala del segnale, il cosiddetto “broadcast”. Più precisamente si tratta di pacchetti UI (Unnumbered Information) da qui il nome del programma più usato per l’APRS: UI-View.

Ecco come è strutturato un pacchetto AX.25:

Ecco come è strutturato un pacchetto APRS:

L’ APRS serve a trasmettere dati di stazioni fisse, posizione di stazioni in movimento, dati meteo di stazioni meteorologiche, messaggi fra due o più stazioni, bollettini, avvisi, interrogazioni ad altre stazioni, ritrasmettere dati di altre stazioni.

Tutte queste informazioni sono visualizzabili su mappe geografiche o programmi cartografici permettendo così l’immediata visualizzazione della posizione delle stazioni.

Lo scopo principale dell’APRS è soprattutto di fornire informazioni in grandi aree locali e questo scambio di informazioni deve avvenire nel modo più affidabile possibile. L’APRS non è fatto per tentare le comunicazioni a grande distanza o i DX ma per un impiego tattico locale. La sua applicazione ideale è in campo di protezione civile. Citando l’inventore dell’ APRS Bob Bruninga “APRS is a real-time tactical digital communicatons protocol for exchanging information between a large number of stations covering a large (local) area. As a multi-user data network, it is quite different from conventional packet radio.”

Da qui il mio intento di dare delle indicazioni sulla configurazione per fare in modo che sia davvero affidabile.

Una schermata di UI-View, il software principalmente usato:

Cosa serve per fare APRS?

• Per stazione fissa è necessario un computer, un TNC o un modem Baycom o anche la sola scheda audio del computer ed un normale RTX FM su 144.800 MHz. In alternativa al TNC e al RTX VHF si può utilizzare una radio dedicata con modem integrato come il Kenwood TH-D7, TM-D700, TM-D710 o TS-2000 collegati direttamente al computer tramite rs232.
• Per la stazione mobile serve un GPS con uscita NMEA 0183 rs232 seriale, un RTX dedicato per APRS come i Kenwood TH-D7, TM-D700, TM-D710 oppure un normale RTX FM su 144.800 ed un interfaccia tipo Tiny Trak od alcuni tipi di TNC.

                                    Kenwood TM-D710                                                GPS con uscita NMEA 0183

                                      Kenwood TH-D7                                                            Tiny Trak

Considerazioni 

L’APRS è l’unica specializzazione radioamatoriale in cui tutti siamo sulla stessa frequenza (144.800 MHz) e dove si usano computer e apparati che una volta configurati continuano a trasmettere senza l’intervento dell’operatore. A differenza di tutte le altre attività radioamatoriali non è possibile fare QSY se ci sono situazioni che non permettono il normale svolgimento del traffico. Ne consegue che è importantissimo OSSERVARE le REGOLE per non penalizzare gli altri utenti e per permettere il buon funzionamento della rete.

Scrivo questi consigli in seguito ad alcune osservazioni fatte in questi anni di attività in APRS, dal lungo monitoraggio del traffico e dal chiedermi il perché delle cose. Le stazioni attive sono moltissime ormai da anni (circa 300/400 al giorno attive contemporaneamente sul territorio italiano). Osservando le configurazioni dei vari utenti mi sono reso conto che la prima causa del QRM, e quindi della scarsa efficienza del sistema, siamo noi stessi. Per rendersene conto basta ascoltare l'audio a 144.800, si sentono molti pacchetti trasmessi contemporaneamente, è una collisione continua ed il rapporto fra quanto ascoltato e quanto effettivamente è demodulato è bassissimo.

Premesso che risolvere totalmente il problema è impossibile perché è intrinseco nella filosofia di funzionamento dell'APRS, ossia l'essere tutti sulla stessa frequenza ed in modalità non connessa, adottando opportuni accorgimenti si potrebbe migliorare notevolmente la situazione.

Criteri di configurazione

I principali punti su cui intervenire sono cinque:

1. Frequenza di invio del beacon.
2. Indirizzamento del beacon.
3. Configurazione digipeater.
4. Messaggistica
5. Varie

Capitolo 1: frequenza di invio del beacon.

Il beacon è il messaggio che contiene il nominativo di chi lo invia, la codifica dell’icona che identifica il tipo stazione, la posizione ed altre informazioni. E’ quello che ci fa apparire sulla mappa degli altri utenti, se ricevuto… 

Molte stazioni inviano il beacon con una frequenza troppo elevata. Questo per poca conoscenza dei criteri di funzionamento o, peggio, per “eccesso di voglia di visibilità”. Facendo qualche conto risulta evidente che se si invia il  beacon ogni 3 minuti e lo stesso viene ripetuto 5, 6 o più volte ed il tempo di trasmissione di un pacchetto è di circa 1 secondo, moltiplicandolo per 100 o più (numero medio di stazioni presenti in frequenza), vediamo cosa succede: UN GRAN CAOS! Teniamo presente poi che quasi tutte le stazioni inviano anche lo STATUS TEXT che è a tutti gli effetti un altro beacon, quindi il tutto è raddoppiato.

1.1           L’invio del beacon dovrebbe essere configurato secondo la tabella seguente.

1.2           Di seguito una tabella su come impostare la temporizzazione del beacon sia in UI-View che in apparati dedicati.

Come impostare l’intervallo del beacon in UI-View 

 

Come impostare l’intervallo del beacon sul TM-D710 (v. 2)

1.3           Un complemento al beacon è lo Status Text, che invia informazioni supplementari al beacon principale del tipo: la stazione più lontana ricevuta in diretta, la versione del software in uso od un testo libero a scelta. In caso di trasmissione anche dello Status Text questo deve essere impostato a non meno di 20 minuti. Di seguito la solita tabella.

1.4           Una osservazione per le stazioni mobili. Purtroppo molto spesso chi usa apparti dedicati Kenwood si “dimentica” quando si ferma a lungo tempo di cambiare la temporizzazione del beacon. Questo comporta un intasamento della frequenza con dati sempre uguali. Quando ci si ferma a lungo è opportuno impostare la temporizzazione del beacon a non meno di 10 minuti.

1.5           Per forzare la trasmissione del beacon a tutte le stazioni presenti in frequenza (che utilizzano UI-View) si può usare il comando Action -> Query all stations o premere F11. Per forzare invece la trasmissione del beacon ad una stazione specifica che si presume possa essere presente in frequenza, si può inviargli il messaggio ?APRSP. Un altro malvezzo è il continuo invio di messaggi del tipo: “non ti vedo in mappa, fai F9”, oltre ad intasare come sempre inutilmente la frequenza è più efficace inviare un ?APRSP. Questo ovviamente, specialmente il Query all station va usato con molta parsimonia.

Capitolo 2: indirizzamento del beacon

Come ha detto l'autore di UI-View Roger Barker G4IDE il digipeating non è una scienza esatta. Si tenga sempre presente che si trasmette un pacchetto digitale non indirizzato ad una stazione specifica e quindi prende una strada qualsiasi, quindi non si può sapere a priori chi lo riceverà e chi lo ripeterà.

La prima considerazione importante è la distinzione fondamentale fra le stazioni normali e quelle ripetitrici, cosiddetti DIGI, abbreviazione di digipeater, contrazione di digital repeater (ripetitore numerico).

Per stazioni normali si intendono i normali utenti operanti da sistemi presidiati la cui attività precipua è la trasmissione dei propri dati,  indirizzati ad altri utenti sia in diretta che tramite la rete di digi, ed eccezionalmente la ritrasmissione di dati di altre stazioni normali.

Per digi si intendono sistemi automatici normalmente non presidiati il cui scopo principale è ritrasmettere dati ricevuti da utenti normali o da altri digi e secondariamente l’identificazione di loro stessi.

Detto questo bisogna stabilire a chi indirizzare il proprio beacon affinché venga ripetuto e quindi le informazioni possano superare la normale portata radio della nostra stazione. Ogni quanto tempo è trasmesso il beacon (temporizzazione) è stato descritto nel capitolo uno, ora vedremo “a chi” indirizzare le informazioni.

2.1                       La parte più delicata per un buon funzionamento della rete APRS è l’indirizzamento del beacon. Non dimentichiamoci che utilizziamo stazioni automatiche che provvedono ad inviare il beacon in tempi e modalità stabilite dall’utente, una volta memorizzate le impostazioni continueranno a trasmettere spesso mai controllate dall’utente. Ne consegue che una pessima impostazione genera un eccesso di dati nelle rete che moltiplicati per il numero degli utenti crea il collasso totale. Come stabilire a chi si indirizza il proprio beacon affinché venga ripetuto e quindi vada oltre la portata della propria radio? Prima di tutto è necessario distinguere la tipologia di stazione in funzione della propria copertura radio, in pratica la grossa distinzione è fra stazioni fisse e mobili/portatili. E’ chiaro che una stazione fissa ha una portata radio maggiore di una mobile/portatile, di conseguenza una stazione fissa può raggiungere più facilmente un digi lontano affinché i propri dati vengano ripetuti. Per contro una stazione mobile/portatile ha minor copertura radio e quindi necessita di “qualcuno” più vicino che possa raccogliere i suoi dati e ritrasmetterli ai digi più lontani. Per questo motivo è consigliabile utilizzare due indirizzamenti  diversi del beacon.

2.2                       La filosofia di funzionamento dei digi APRS è a "LIVELLI", che sono semplificati nella tabella
                             seguente.

Nota: per n si intende un numero compreso fra 0 e 15 (es. TRACE4-4).

2.3           Una breve ma necessaria spiegazione sul funzionamento del SSID a scalare. Ogni qualvolta un pacchetto indirizzato ad un digi con SSID a scalare (WIDEn-n o TRACEn-n) viene ripetuto, l’ultimo numero viene scalato di una unità. Ad esempio un beacon indirizzato a TRACE3-3 dopo la prima ripetizione diventerà TRACE3-2, poi TRACE3-1 e quando diverrà TRACE3 (non esiste 3-0) non sarà  più ripetuto.

2.4           Molte discussioni e differenti punti di vista sono stati espressi in questi anni sull’indirizzamento del beacon. Sostanzialmente si tratta di adottare l’indirizzamento a WIDEn-n o TRACEn-n. I sostenitori della tesi del WIDEn-n adducono come vantaggio la minor lunghezza del pacchetto con tutti i vantaggi facilmente immaginabili, ma questo è l’unico punto a favore del WIDEn-n. Il TRACEn-n introduce ad ogni ripetizione il nominativo del digi che ha ripetuto l’informazione e quindi tutto il pacchetto si allunga.

2.4.1               WIDEn-n. Pro: pacchetto più corto.

2.4.2               Contro: non si vede il path del pacchetto e quindi non si sa quale digi lo hanno ripetuto. Con questo sistema non si può stabilire quale digi usare per inviare un messaggio ad una stazione che non si riceve in diretta.

2.4.3               Contro: non si sa quali digi funzionano e quali no.

2.4.4               Contro: se una stazione non autorizzata si attiva come digi ad ampia copertura non si vede.

2.4.5               Contro: non si possono identificare doppie ripetizione in zone al alto numero di digi.

2.4.6               Contro: non si vedono interessanti fenomeni di propagazione del segnale.

2.4.7               Contro: quando si trasmette la conferma di ricezione di un pacchetto (ack) non sapendo da quali digi e’ stato ricevuto il messaggio ritrasmette l’ack a digi generici WIDEn-n coinvolgendo quindi una gran quantità di digi che interessano l’area di pertinenza.

2.4.8               TRACEn-n. Contro: pacchetto più lungo, anche se con gli accorgimenti descritti in seguito si può contenere la lunghezza.

2.4.9               Pro: si vede il path del pacchetto e quindi si vede quali digi lo hanno ripetuto. Importante per stabilire quale digi usare per inviare un  messaggio ad una stazione che non si riceve in diretta.

2.4.10          Pro: si vede quali digi funzionano e quali no.

2.4.11          Pro: se una stazione non autorizzata si attiva come digi ad ampia copertura si vede.

2.4.12          Pro: si vedono eventuali doppie ripetizioni.

2.4.13          Pro: si vedono i fenomeni di propagazione.

2.4.14          Pro: quando si trasmette la conferma di ricezione di un pacchetto (ack) percorre in senso contrario la strada "tracciata" dal proprio beacon senza interessare tutti gli altri digipeaters come farebbe il WIDEn-n.

2.4.15          Pro: in un contesto come quello italiano dove è diffusa la pessima abitudine da parte di alcuni utenti APRS di attivare e disattivare la propria stazione come digi, l’utilizzo del TRACEn-n permetterebbe un miglior controllo della situazione.

2.5           Dopo molte osservazioni fatte, credo che un buon compromesso fra un pacchetto non eccessivamente lungo e tutti i vantaggi dell’utilizzo del TRACEn-n sia l’adottare un TRACE con poche ripetizioni, con un massimo di 4 ripetizioni. Ribadisco che l’obbiettivo dell’APRS è quello di una buona copertura e affidabilità delle informazioni trasmesse in grandi aree locali, non fare DX (vedi introduzione). Un indirizzamento eccessivamente lungo dei pacchetti (superiore a 3 o 4 ripetizioni) non aumenta la distanza coperta. E’ risaputo ed è una regola basilare dell’informatica, che più il pacchetto diventa lungo e più diventa corruttibile e quindi non arriva a destinazione integro. Quando si trasmette un pacchetto indirizzato a più ripetizioni si ha un ottima probabilità di essere ritrasmessi una prima volta, una buona probabilità di essere ritrasmessi una seconda volta, una discreta probabilità di essere ritrasmessi una terza volta e così via fino a quando è praticamente impossibile che siano ripetuti tutti gli n salti che sono stati impostati come Unproto Address. Più il pacchetto si allunga più aumenta il tempo di trasmissione, più aumenta la probabilità che venga corrotto perché altre stazioni nello stesso momento abbiano trasmesso. Inoltre si innesca un altro problema. Nell’invio dei messaggi se non si specifica quale digi utilizzare o di tenerli in ambito della propria portata radio (si veda paragrafo 4.3), il software UI-View utilizza quello che è stato impostato nell’Unproto Address. Ne consegue che se è stato impostato un eccessivo numero di ripetizioni i messaggi indirizzati ad un utente vicino e raggiungibile in diretta o con uno o due digi, vengono rimbalzati da molti digi creando una mole di traffico inutile, dannoso e assolutamente evitabile. Questo pessimo comportamento è la causa principale del cattivo funzionamento delle rete APRS. A sostegno di questo concetto ci sono molti altri esperti di APRS ben più autorevoli del sottoscritto. Prima di tutto il suo inventore Bob Bruninga che suggerisce un indirizzamento non superiore a 3 ripetizioni. A dimostrazione di questo la Kenwood l’ha interpellato per il TM-D710 che usa di default 3 ripetizioni. Secondo. L’ottimo sito di APRS “live” http://aprs.fi indica come “good path” le stazioni che indirizzano 3 o meno ripetizioni e “bad path” chi utilizza più di 4 ripetizioni motivando con le stesse mie argomentazioni. Infine ho saputo che l’Associazione Radioamatori della Danimarca indica come TRACE4-4 l’unproto address da utilizzare. E certamente non l’abbiamo concordato.

2.6          In considerazione di quanto sopra ecco la tabella di configurazione di indirizzamento del beacon:

2.7          E’ importantissimo che le stazioni fisse non indirizzino il proprio beacon a RELAY, questo dev’essere lasciato come punto di accesso alle stazioni mobili/portatili/QRP che hanno meno copertura radio e quindi necessitano di un punto intermedio per l’accesso ai digi ad ampia copertura.

2.8          E’ ancora più da evitare l’invio del beacon a path multipli tipo RELAY,WIDE7-7,TRACE7-7. In questo modo le ripetizioni sono eccessive (nell’esempio 1+7+7=15). Così facendo si genera una quantità di ripetizioni tali da occupare eccessivamente la frequenza ottenendo come risultato di lasciare meno spazio alle altre stazioni.

2.9           Di seguito la tabella su dove andare a mettere le precedenti impostazioni:

Come impostare l’indirizzamento dei pacchetti in UI-View

Come impostare l’indirizzamento dei pacchetti sul TM-D710

Capitolo 3: caratteristiche del digipeater

La catena dei digi è la struttura portante della rete APRS. Questi permettono ad un segnale anche minimo di coprire vaste aree locali. E’ evidente che le strategie da adottare per i digi devono essere accurate per fare in modo che tutto funzioni a dovere. La prima considerazione importante da fare è che i ripetitori digitali APRS si differenziano dai normali ripetitori analogici in fonia per diversi aspetti. Prima di tutto i digi APRS sono tutti non solo sulla stessa banda dei 2 metri, ma addirittura sulla stessa frequenza di 144.800 MHz a differenza dei ripetitori analogici fonia che vanno dai 29 MHz fino ai GHz. Inoltre i ripetitori analogici hanno toni sub-audio diversi che consentono un accesso selettivo mentre in APRS in linea di massima non possiamo stabilire a priori quale digi ripeterà il nostro segnale. Per questi motivi ed altri necessitano di una struttura di coordinamento più organizzata in modo da ottimizzare il loro funzionamento.

Le caratteristiche a cui dovrebbe rispondere un digi APRS sono:

1. Ottima copertura radio
2. Presenza in aria costante
3. Affidabilità
4. Non vicinanza con altri digi
5. Ubicazione in aree ad alta densità di utenti o in altura
6. Possibilità di controllo da remoto e SysOp attento
7. Coordinamento

3.1           Copertura radio. E’ abbastanza evidente il significato, questa caratteristica e’ comune a qualsiasi tipo di ripetitore. Il fatto di essere in posizione strategica e quindi con buona copertura radio garantisce una buona diffusione del segnale.

3.2           Presenza costante in frequenza. Purtroppo molto spesso si assiste all’attivazione di digi che dopo breve tempo spariscono. Questo per prove improvvisate o altri motivi. Questo comporta disfunzioni nella rete specialmente per quanto riguarda la pianificazione di altri digi.

3.3           Affidabilità. Il criterio generale per l’approccio alla gestione di un ripetitore radioamatoriale dovrebbe essere di tipo professionale e cioè l’impianto deve essere realizzato con la massima cura tenendo presente che spesso si tratta di installazioni non presidiate e difficili da raggiungere. Un impianto eseguito con criteri professionali significa affidabilità nel tempo.

3.4           Vicinanza con altri digi. Da evitare assolutamente l’installazione di digi in prossimità di altri. Digi vicini oltre ad essere inutili e dannosi, accorciano la distanza che un pacchetto APRS può percorrere in quanto scalano l’SSID in poca distanza (vedi punto 2.3).

3.5           Ubicazione. E’ evidente che la scelta su dove installare un digi deve essere fatta anche in base alla quantità di utenti da servire e di conseguenza la locazione dovrebbe essere scelta in base all’area più vasta possibile che il digi dovrebbe servire.

3.6           Come al punto 3.3 ho accennato a criteri di professionalità nell’installazione, sarebbe auspicabile che il digi possa essere attivato e configurato da remoto in modo da poter variare la configurazione in qualsiasi momento. Inoltre la scelta del sysop (SYStem OPerator, colui che si occupa del funzionamento) dovrebbe essere fatta in base alle competenze, alla disponibilità e alla reperibilità del sysop. Sembra banale ma troppo spesso ci sono digi che sono installati, dimenticati e non si sa più chi e come li gestisce. Utile anche mettere nel beacon del digi il nome del SysOp in modo che chiunque possa avere un riferimento per segnalare eventuali problemi o malfunzionamenti.

3.7           Coordinamento. E’ il punto più importante. La rete digi deve essere coordinata e organizzata. Un coordinatore nazionale dovrebbe tenere l’elenco dei digi, la loro ubicazione, l’area di copertura, i SysOp responsabili. Questo per ottimizzare la loro copertura. Sarebbe opportuno sfoltire dove ce ne sono troppi e metterne dove mancano.

3.8           Una stazione normale non si deve assolutamente configurare come digi. Anche per fare delle prove. Questo per evitare tutti i problemi descritti in questo capitolo. Accertarsi quindi che nel menù di UI-View -> Setup –> Digipeater Setup non ci sia spuntata la casella Enable Digi. Non c’è nessuna sperimentazione nel configurare la propria stazione come digi ad alto livello. Non vedo quale sia la sperimentazione nello spuntare la casella “enable digi” e vedere che si è diventati un digi, è logico che funziona! L’unico effetto che si ottiene è quello di creare ulteriore caos a quello già esistente. 
 

3.9           Ci sono però delle eccezioni che riguardano alcune stazioni normali configurate come digi RELAY. Chi ritiene di essere in una posizione strategica, buona copertura radio, sufficientemente lontano da digi ad alto livello e da altri eventuali digi Relay, chi ha una presenza costante in frequenza, chi abita in centri urbani medio/grandi dove è difficile per i mezzi mobili/portatili accedere ai digi ad alto livello, si può configurare come digi RELAY. Questo subordinato ai criteri di cui sopra, con l’identificazione del proprio digi (Setup -> Digipeater setup -> Alias substitution, proprio nominativo nel sub alias e impostare come sub aliases RELAY,PROPRIO_NOMINATIVO.

Capitolo 4: messaggi

I messaggi in APRS sono uno strumento molto valido ma se usati male sono una delle principali cause dell’aumento sconsiderato e inutile del traffico in rete. Di seguito alcune norme di comportamento che si dovrebbero osservare per un utilizzo corretto.

4.1           Non dimentichiamoci che siamo Radioamatori e quindi il contenuto delle conversazioni deve essere conforme al codice di regolamentazione delle comunicazioni radioamatoriali. I messaggi in APRS non devono essere una “chat” o peggio. Purtroppo si assiste già al penoso spettacolo dei ripetitori in fonia, qui non solo si rischia che il contenuto raggiunga tutto il mondo grazie ai server RF/internet ma rimane tutto scritto e memorizzato.

4.2           Limitare le conversazioni allo stretto necessario che non giustifichi l’uso della fonia. Utilizzare la scrittura minuscola, il tutto maiuscolo equivale ad alzare il tono della voce e non sta bene.

4.3           Prestare la massima attenzione al campo digi della finestra messaggi. Sull’argomento anni fa avevo già sottoposto il problema a Roger G4IDE ma purtroppo la malattia l’ha portato via prima che potesse modificare UI-View. Il fatto è questo: se non si specifica niente nel campo digi della finestra messaggi di UI-View il programma trasmette il messaggio utilizzando come path ciò che è stato impostato nell’unproto address (vedi punto 2.6). Quindi se trasmettiamo un messaggio alla stazione a pochi Km di distanza senza specificare niente del campo digi in effetti il nostro messaggio percorrerà tutta la rete digi e sarà visibile per una vasta area in RF e per tutto il mondo tramite internet. Cosa mettere allora nel campo digi? Prima di tutto se il destinatario dei messaggi è ricevuto in diretta (lo si vede nei dettagli della stazione nella finestra effective digi path che è vuota) nel campo digi della finestra messaggi dovrà essere scritto qualcosa che non sia un nome di un digi o un indirizzamento per i digi. Si potrebbe scrivere LCL, oppure 1, oppure LOCALE, oppure PIPPO eccetera; insomma qualsiasi cosa purché non venga lasciato il campo vuoto. Se invece la stazione destinataria del messaggio è ricevuta tramite la ripetizione di uno o più digi si digita il o i digi con cui è stata ricevuta nel campo digi della finestra messaggi. Da questo si capisce immediatamente la grande differenze fra WIDEn-n e TRACEn-n, col primo non sapremmo mai da quale digi abbiamo ricevuto una stazione con TRACEn-n si! Tutto questo vale solo per UI-View ovviamente. Per gli apparati dedicati Kenwood non è possibile.

Esempio della finestra messaggi per un utilizzo in ambito locale.
Capitolo 5: varie

Qui di seguito saranno elencati comportamenti vari che possono risultare dannosi per il buon funzionamento del sistema APRS.

5.1           Emergenze. Il trasmettere un segnale di emergenza senza che corrisponda al vero non solo è un comportamento irresponsabile a prescindere dall’APRS, ma attiva nei ricetrasmettitori dedicati Kenwood l’allarme emergenza che consiste nella scritta “EMERGENCY!” a tutto schermo e nell’emissione di segnali acustici. Questo è assolutamente da evitare, anche solo per fare delle prove.

5.2           Nominativi. Sembra assurdo ma mi trovo nella necessità di ricordare che ogni Radioamatore è in possesso di un nominativo radio rilasciato dal Ministero ed è quello che va usato. Identificativi come “CER”, “”ARIRE”; “PROCIV”, ed altri di questo genere sono FUORILEGGE!

5.3           Oggetti. Cosa sono ? Sono indicazioni virtuali che una stazione trasmette per segnalare qualcosa di rilevante e degno di importanza agli altri. Non sono stazioni vere. Si riconoscono perché il fondo della casella è azzurro. Qui si è visto di tutto e di più. Dalla fiera paesana al ristorante dell'amico passando per l'oggetto di se stessi posizionato nella stessa posizione della stazione. Sono assolutamente inutili!. La segnalazione di una sezione ARI può essere utile ma interessa solo localmente, quindi è da trasmettere solo in ambito locale senza interessare la rete di digi per la ripetizione. Per la segnalazione dei ripetitori sarebbe meglio creare degli overlays che la stazione interessata alla visualizzazione dei ripetitori si carica in loco senza trasmetterli in aria. Attenzione anche agli oggetti che indicano condizioni meteo. La segnalazione di un evento meteo particolare va bene ma deve essere fatta con attenzione e non dimenticata in trasmissione per ore o giorni anche quando l'evento è passato ma soprattutto la fonte delle informazioni deve essere sicura. Ad esempio una buona fonte di informazioni meteo potrebbero essere i Volmet aeronautici (Milano su 126.6 MHz).

5.4           Icone. L’icona è il primo colpo d’occhio che si ha su una stazione, la sua scelta deve rappresentare la caratteristica delle stazione e quindi corrispondere alla realtà. La classica casetta gialla per le stazioni normali va bene, se si è attivi anche in HF in APRS quella verde.

5.5           SSID. L’SSID (Station Supplementary IDentification) agli albori dell’APRS serviva ai primi programmi per APRS in DOS per assegnare l’icona alla stazione, ora non è più così ma gli SSID tornano utili per identificare alcune tipologie particolari di stazione o per distinguere stazioni diverse di uno stesso nominativo.

5.6           Beacon Comment. Il Beacon Comment è una informazione trasmessa assieme al beacon il cui contenuto è un testo di campo libero. Per inserire le informazione del Beacon Comment bisogna selezionare il menu Setup poi Station Setup  e scrivere i dati nella casella Beacon Comment. Cosa è utile e cosa no. E’ utile scriverci il proprio nome e il QTH. E’ utile inserire anche la propria e-mail o la frequenza su cui si è QRV in fonia per indicare metodi per essere contattati alternativi all’APRS. Cosa non è utile. E’ assolutamente inutile scriverci il nominativo in quanto è già trasmesso automaticamente e sarebbe quindi una informazione doppia. Il nominativo si vede già nell'icona. Evitare caratteri inutili come punti, asterischi e lineette a gogò. Oltre a trasmettere dati assolutamente inutili che contribuiscono solo ad allungare i pacchetti, i TH-D7 ed i TM-D700 non visualizzerebbero l’informazione in quanto hanno una capacità limitata del display a rispettivamente 25 e 28 caratteri perciò se iniziamo il Beacon Comment con una serie di asterischi chi riceve con tali apparati vede solo quelli e non l’informazione utile. Ribadisco di scrivere minuscolo, il maiuscolo significa alzare il tono della voce e questo non è bello.

5.7           Gateway Internet/RF. Molto bene ovviamente prendere i dati radio per immetterli nella rete internet ma attenzione al contrario, se non si attivano i dovuti filtri si rischia di immettere nella rete RF un’eccessiva quantità di dati. Con la diffusione sempre più capillare dell’accesso ad internet in condizioni di portabilità (computer portatili e pocket pc), il poter accedere ad un server locale per vedere ed interagire col traffico APRS locale è diventato uno strumento fenomenale per l’APRS.

5.8           Bollettini. Un altro ottimo strumento di diffusione di massa di notizie usato spesso male. I bollettini servono a comunicare a tutti gli utenti avvenimenti importanti che richiedono attenzione. Le situazioni di routine possono essere segnalate nel Beacon Comment o nello Status Text.

5.9           Esercitazioni di Protezione Civile e manifestazioni. L’APRS trova il suo ambiente di applicazione naturale nelle esercitazioni di Protezione Civile e nelle manifestazioni a cui i radioamatori partecipano. Non solo per gli aspetti tecnici ma anche per l’ottimo impatto visivo e di immediata comprensione anche ai non addetti ai lavori. Purtroppo è sempre molto frequente vedere sulla rete internazionale APRS (144.800 MHz) la presenza di questo tipo di attività che crea molti problemi al traffico normale. E’ fortemente consigliato che in occasione di questo tipo di attività la frequenza di utilizzo non sia quella normalmente usata (144.800) ma sia una frequenza packet in VHF o UHF in accordo col band plan. I motivi sono due. Primo. In occasione di esercitazioni di Protezione Civile o eventi sportivi si ha la necessità di trasmettere una grande quantità di dati ed i mezzi mobili di aggiornare frequentemente la loro posizione, ne consegue che si riversa sulla 144.800 una enorme quantità di dati che a tutti gli altri utenti non interessa e intasa inutilmente la frequenza. Secondo. Nelle suddette occasioni non interessa il traffico degli utenti della rete normale e quindi le stazioni interessate alla esercitazione o alla manifestazione si vedrebbero arrivare una gran quantità di traffico che oltre ad essere inutile, metterebbe in difficoltà il traffico veramente necessario.

Conclusioni

Questi sono esempi della validità e della potenzialità dell'APRS. Concludo affermando che tutto questo non è la soluzione magica a tutti i problemi della rete APRS, sono semplici osservazioni fatte da chi è in continua attività dal dicembre 1999, ha raccolto i pareri di chi è attivo e fattivo in APRS da tempo e ha passato tanto tempo in monitor.

Se qualcuno ha dei consigli o correzioni da apportare sarò felice di integrarle in questo scritto che ha come unico obiettivo quello di far funzionare al meglio la rete APRS.

L’APRS ha delle potenzialità incredibili, specialmente nelle applicazioni della Protezioni Civile. Molte di queste potenzialità non sono state descritte qui per  semplicità, purtroppo spesso è usato male per non conoscenza delle regole, o peggio, per spregio. Inoltre è accessibile a chiunque anche con pochi mezzi, quasi tutti hanno in casa un computer ed una RTX FM in 2 metri.

L’APRS è una tecnologia dalle grandi applicazioni se usato adeguatamente . . . . .

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