DMR. technologie komunikacji radioamatorskiej. Waldek SP2ONG. Toruń Styczeń 2018

Transkrypt

1 DMR technologie komunikacji radioamatorskiej Waldek SP2ONG Toruń Styczeń 2018

2 Cyfrowe systemy komunikacji głosowej Obecnie dostępne są 3 rodzaje systemów cyfrowej komunikacji głosowej i obok jest porównanie tych różnych technologi

3 DMR - Digital Mobile Radio Dlaczego warto używać DMR? Otwarty standard DMR to otwarty cyfrowy standard łączności radiowej wykorzystywany nie tylko przez krótkofalowców, ale także przez przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, agencje transportowe, przedsiębiorstwa wydobywcze, naftowe i gazowe na całym świecie. W większości przypadków produkty spełniające standardy DMR będą działać w dowolnej sieci DMR, zapewniając dzięki temu wybór i konkurencyjne ceny sprzętu. Jakość dźwięku cyfrowego W przeciwieństwie do radia analogowego, DMR używa cyfrowego wokodera, aby stworzyć czysty sygnał głosowy, minimalizując hałas otoczenia i dostarczając łatwo słyszalny komunikat. Gdy sygnał analogowy ulegnie pogorszeniu wraz ze spadkiem zasięgu, radio cyfrowe zachowa wysoką jakość do krawędzi obszaru zasięgu.

4 DMR - Digital Mobile Radio DMR to nowe możliwości: Czysta i klarowna modulacja Większa oszczędność baterii, nawet do 40% w porównaniu do systemów analogowych Obsługa analogowej emisji FM Wielostrefowe systemy łączności (np: łączność w firmie prowadzona między różnymi krajami) Zarządzanie zdalne radiotelefonami (np: wyłączanie radiotelefonu) Obsługa IP (łączności przez sieć wewnętrzna lub zewnętrzną, oparta na własnych protokołach) Transmisja danych i głosu Ustalanie i przesyłanie pozycji: telemetria i GPS Wysyłanie i odbieranie SMS TDMA (szczeliny czasowe) Color Code CC (odpowiedniki tonów CTCSS i DTMF w łączności analogowej) Zone - powiązane grupy kanałów Vocoder AMBE+2 (łączność między systemami cyfrowymi)

5 DMR - Digital Mobile Radio Istnieją 3 kategorie DMR: MOTOTRBO Tier I - nie wymagająca licencji - dpmr z szerokością kanału 6,25kHz, 0,5W mocy nadawczej; obecnie obsługuje przemienniki. MOTOTRBO Tier II - wymaga licencji - używana w zakresie częstotliwości od 60MHz do 900MHz z szerokością kanału 12,5kHz w dwóch szczelinach czasowych (TDMA) z obsługą przemienników i bezpośrednią łącznością. System przyjęty przez krótkofalowców MOTOTRBO Tier III - łączności trunkingowe wymagające licencji; umożliwia korzystanie z większej liczby przemienników na tym samym terenie. DMR i MOTOTRBO (rozwiązanie motoroli) umożliwiają pracę w dwóch szczelinach czasowych. System TETRA bazuje na rozwiązaniu 4 szczelin czasowych i szerokości kanału 25kHz - (1 szczelina - 1 kanał). Schemat szczeliny czasowej w kanale 12,5kHz:

6 DMR - Digital Mobile Radio Podstawową cechą charakterystyczną jest praca z wielodostępem czasowym (TDMA). W standardzie DMR stosowane są dwie szczeliny czasowe (ang. time slot, TS) - Tier II. W zależności od koncepcji systemu każda ze szczelin może być przeznaczona do transmisji głosu lub danych. Tak jak D-Star ma fonię i dane w jednym kanale, tak DMR korzysta z dwóch szczelin czasowych, gdzie jedną może być fonia a drugą dane (w jednym kanale 12,5kHz). W sieci amatorskiej do transmisji głosu (z ewentualnymi krótkimi komunikatami tekstowymi) wykorzystywane są obie szczeliny. Próby łączności które są opisywane przez krótkofalowców wypadają pomyślnie na system (rzecz) DMR. Kolejny plus na rzecz DMR jest pojawianie się kolejnych producentów urządzeń nadawczo-odbiorczych na rynku, które są w pełni kompatybilne z DMR, jak np: Tytera, Mototrbo lub Hytera. Użytkownicy systemu są podzieleni na grupy, które korzystają z tych samych szczelin czasowych Time slot TS. Grupy te są od siebie odseparowane i nie przeszkadzają sobie w łącznościach, a każdy z użytkowników może nasłuchiwać łączności prowadzonych w jednej wybranej przez siebie grupie. Dla odsłuchu łączności prowadzonych w różnych grupach pomagają listy odbiorcze RX Group list. W praktyce zakłada się dwie takie listy odpowiednio dla szczeliny TS1 i TS2. W sieci SP-DMR główną grupą rozmowną jest TG260

7 DMR - Digital Mobile Radio Do pracy w sieci SP-DMR przyjęte zostały następujące założenia podziału slotów czasowych w pracy przez przemienniki (zgodnie ze standardem międzynarodowym): TS 1 TG 91 łączności międzynarodowe (Świat) TS 1 TG 260 łączności ogólnopolskie TS 1 TG 260x x 1-9 łączności w obrębie danego okręgu wywoławczego TS 2 TG 260xy łączności w obrębie grupy przemienników (kluby/regiony) TS 1/2 TG 9 lub ID Użytkownika łączności lokalne sugerowane użycie TS2 TS 1 TG link do łączności DMR<>D-Star XLX132 C TS 1 TG link do łączności DMR<>WiresX TS 2 ID ECHO TS 2 ID ID APRS/RRS W simpleksie można przyjąć częstotliwości 144,5500 oraz 433,5500 TG260.

8 DMR i Emcom Emcom czyli łączność kryzysowa jest istotnym elementem działalności krótkofalowców. Wraz z wykorzystywaniem nowych trybów głosowych komunikacji głosowej jest zainteresowanie wykorzystaniem najnowszych technologii także w ramach działań łączności kryzysowej. DMR w sieci Brandmeister zrobił duży krok w kierunku uczynienia DMR bardziej użytecznym dla EMCOM i zdefiniował TG dla Emcom: TG9911 USA Emcom TG9112 Europa Emcom Na terenie Polski jest zdefiniowana grupa: TG Polska Emcom Być może na potrzeby lokalne można zdefiniować inne lokalne TG dla wyłącznie łączności kryzysowej. DRM jest używany przez publiczne służby między innymi przez wojewódzkie / powiatowe sztaby kryzysowe więc tym bardziej wydaje się że używanie przez krótkofalowców DMR który może być wsparciem w ramach działań kryzysowych jeśli takie porozumienia lokalne zostały podpisane o współpracy. Proszę pamiętać że te grupy mogą być używane tylko wyłącznie do komunikacji w ramach Emcom

9 Przykłady przemiennika i hotspota Poniżej przykład budowy przemiennika multimode DMR/D-Star/Fusion oraz Hotspota. W przypadku hotspota TRX pracuje w trybie simplex czyli na jednej częstotliwości nadaje i odbiera. Oba rozwiązania bazują na podobnej elementach składowych tzn płytka modemu MMDVM połączona z Arduino DUE który jest połączony z komputerem a ten ma połączanie z internetem. TX TRX 70 cm RX MMDVM Arduino DUE Komputer Przemiennik multimode Internet MMDVM Arduino DUE Komputer Hotspot multimode

10 Jak to działa? Sygnał radiowy który przechodzi przez modem MMDVM +Arduino DUE wędruje do komputera na którym jest uruchomione oprogramowanie MMDVMHost które łączy się z bezpośrednio z siecią DMR oraz poprzez oprogramowanie ircddbgateway oraz YSFGateway z pozostałymi sieciami cyfrowymi dzięki temu jest możliwa komunikacja pomiędzy użytkownikami różnych systemów cyfrowej komunikacji głosowej. Internet TRX 70 cm MMDVM Host MMDVM ircddbgateway Arduino DUE Komputer MMDVM Host BrandMeister DMR Network D-Star Network YSFGateway Komputer YSF Fusion

11 MMDVM czyli multimode modem Sercem przemiennika / hotspota cyfrowego jest zestaw Modem MMDVM składający się z modemu MMDVM + Arduino DUE który jest podłączony do komputera z dostępem do Internetu. Obecnie na rynku są dostępne gotowe płytki zmontowane Arduino DUE wg schematów: SP8NTH lub F5UII: Zamontowany MMDVM na Arduino DUE

12 MMDVM czyli multimode modem Ciekawym rozwiązaniem jest przedstawiony schemat prostego interfejsu podłączanego do Arduino Due wg IZ5IGB. Pełny opis budowy prostego układu MMDVM i ustawień radia Motorola znajdziecie na stronie:

13 MMDVM czyli multimode modem Warto zwrócić uwagę, że w wszystkich konstrukcjach MMDVM jest używany zewnętrzny generator TCXO. W przypadku DMR bardzo istotnym elementem tej emisji są interwały czasowe. Oprogramowanie MMDVM próbkuje odebrany sygnał i jeśli generator, który jest używany np na płytce Arduino DUE będzie miał słabą dokładność to zaobserwujemy zjawisko degradacji transmisji głosu wraz z trwaniem jej w czasie w efekcie doprowadzić to może do braku dekodowania. Okazuje się, że generatory użyte na Arudino DUE są różnej jakości i mogą trafić się nam egzemplarze, że maja dość duża niestabilność zegara w czasie. Możemy to zredukować poprzez zastosowanie zewnętrznego generatora, który ma stabilność częstotliwości +/- 2.5 ppm oraz dość szeroki zakres pracy temperatury od -30 do +80 stopni. Wyniki wielu testów konstruktorów MMDVM wygląda, że generator SMD FOX MHz daje nam możliwość w dłuższym odcinku czasowym utrzymać stabilną częstotliwość zegara, a co przeniesie się na to, że transmisja DMR będzie cały czas poprawnie dekodowana.

14 Radiotelefon analogowy / DMR: GD - 77 Dostępne funkcje ustawień: Programmable CTSS/DCS Squelch Buy Lock TOT VOX Encrypt Password Lock Radio ID Scan Up t0 250 zones Busy Lock Message Contact Emergency Alarm Zestaw zawiera: GD-77 DMR Digital Radio Dual Band High Gain Antena Zaczep na paske Ładowarka biurowa Bateria Instrukcja ang. Kabel do programowania + CD oprogramowanie Można zamówić zestaw 2 egzemplarzy w cenie 158 $ (czyli sztuka za ok 260 zł) u dystrybutora tego sprzętu na stronie:

15 Co kupić i co wybrać? Trudno jest zarekomendować jaki wybrać standard cyfrowej komunikacji głosowej. Każdy z systemów ma swoje plusy i minusy Uruchamiając lokalnie przemiennik / hotspot na bazie MMDVM udostępniamy system dla obecnie 3 dostępnych standardów Tak więc lokalni użytkownicy będą mogli korzystać wspólnie z jednego systemu lokalnego. Ceny radiotelefonów na rynku obecnie są zróżnicowane ale przez to że system DMR jest używany także przez służby profesjonalne to powoduje że jest wielu producentów co doprowadza że ceny są zróżnicowane czego przykładem jest wspomniany radiotelefon dwu pasmowy VHF/UHF do pracy analogowej oraz DMR GD-77 za cenę ok 270 zł która wydaje się atrakcyjna w stosunku do cen sprzętu Yaesu Fusion FT-1D ok 1650 zł lub FT-2D ok 1900 zł. Proszę mieć zwrócić uwagę na dostępne radio BAOFENG DM-5R które jest też DMR ale Tier I i nie jest kompatybilne z systemem używanym przez krótkofalowców Tier II. Obecnie trwają prace na budową Hotspota w Toruniu który będzie multimode i będzie pracował na MHz. Warto więc do tego czasu rozważyć zakup GD-77 i zapytać o opinie o tym radiu kolegów z Włocławka na / / MHz gdyż oni zakupili już 15 sztuk i używają go do łączności analogowej i DMR na SR2UVO. W Włocławku mamy już przemiennik DMR więc część osób może też będzie zasięgu SR2UVO a uruchamiając Hotspota włączymy nasze miasto do popularyzacji technologii cyfrowych a także inni będący przejazdem przez Toruń będą mogli skorzystać też z naszego systemu.

16 Strony internetowe Warto zapoznać się z opisem: DMR dla opornych: OE1KDA Biblioteka Polskiego Krótkofalowca. Tom 26. Poradnik DMR v2.0. ( ): Aktualny wykaz podłączonych przemienników SP oraz hotsptów można znaleźć na stronie: oraz polecam strony: Forum SP-DMR oraz na mojej stronie gdzie umieszczam informacje między innymi o projektach związanych z DMR: