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Packet Radio: Redes sin cable, sin internet
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Packet Radio: Redes sin cable, sin internet

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  • 1. Experiencia con redes, sin cables, sin Internet...
  • 2.
    • 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
  • 3. Arequipa - Perú
  • 4. Primera experiencia... Seminario San Jerónimo P. José Hayes
  • 5.
    • 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 módem 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.
    Introducción
  • 6. El código morse fue el principal método que dio a los aficionados la posibilidad de enviar mensajes a grandes distancias por medio de la radio. La exactitud de esta comunicación es dependiente de las condiciones de la banda y de la habilidad de los operadores en enviar y recibir el código. Más tarde, el radioteletipo en donde un equipo mecánico imprimía texto en papel, posteriormente con el desarrollo de la computación fueron reemplazados por las pantallas de video. Se desarrollaron numerosos métodos y códigos para intercomunicar computadores y efectuar transferencia de datos entre ellos. Entre estos métodos se destacaron aquellos que permitían, mediante una estandarización de controles y mensajes, comunicar distintos tipos de computadores y llevar concurrentemente varios contactos por un medio común Esta norma de controles se denomina comúnmente "protocolo de comunicaciones" o simplemente protocolo. Uno de estos protocolos es el descrito en la recomendación X.25 del International Telegraph and Thelephone Consultative Committee (CCITT). En un principio...
  • 7.
    • El packet nació en Canadá, un grupo de radioaficionados de Montreal fueron autorizados por el Departamento Canadiense de Comunicaciones para hacer operaciones con radio paquetes.
    • En el año 1978 en Vancouver, VE7APU, empezó experimentando con el protocolo HDLC (Control de enlace de alto nivel) perteneciente a la I.S.O. (Organización Internacional para la Normalización), el HDLC es un protocolo "orientado al bit" que permite asignar diferentes significados a cada bit y es mas eficiente que los protocolos "orientados al caracter".
    • Dough fabrico un computador que denomino Terminal Controlador de Nudo de red (TNC), del mismo se hicieron mas 500 unidades y a su vez fundo el Grupo de Comunicaciones Digitales de Aficionados de Vancouver (VADCG).
    • El boletín "The Packet" y estos TNC ayudo a que muchos experimentadores se iniciaran en packet; la Asociación de Radioaficionados del Canadá, distinguió a Dough con un Certificado al Merito de la C.R.R.L. en agosto de 1984 por su trabajo en packet.
    Los inicios...
  • 8. En 1980 en EE. UU. dos grupos empezaron a trabajar con los TNC, uno en San Francisco KA6M quien construyo también su propio TNC basado en el M.P.C. Z 80 y un MODEM BELL 202; KA6M fundo la Pacific Packet Radio Society que fue la pionera en enviar paquetes a traves del satélite OSCAR 10 y ha sido un impulsor del desarrollo del packet en EE. UU; también diseño el primer repetidor digital de packet. El otro grupo estaba liderado por W4MIB quien fue el primer experimentador de packet en Washington, comenzando su actividad en 1981; W4MIB utilizo repetidores de 2 metros en fonia para la retransmisión de paquetes, luego mas tarde utilizaría un repetidor digital para cubrir el área de Washington. Mas tarde KD2S Den Connors fundo la Corporación de Radio paquetes de Aficionados de Tucson (TAPR); este grupo diseño tres TNC, y su presidente WA7GXD fue distinguido con el Premio a la Excelencia Técnica en Dayton. Los protocolos usado para packet fueron discutidos, el protocolo original del grupo canadiense había evolucionado, pero preveía pocas posibilidades de direccionamiento, se mantuvieron algunas reuniones para ver si el X.25 de la CCITT podía convenir para usarse por radioaficionados, es así como del resultado de estas reuniones nace el AX.25 (Amateur X.25) basado en el empleo de los indicativos o licencias para el campo de direccionamiento. El 26 de octubre de 1984 la A.R.R.L. formalizo las especificaciones finales del protocolo AX.25 como versión 2.0 A mitad de 1984 Hank Oredson W0RLI activo su sistema de tabla de boletines B.B.S. (Bulletin Board System); actualmente esta en uso quien a su vez compite con el excelente soft de origen francés F6FBB. Comienzos en EE.UU.
  • 9. Es una forma de comunicación digital donde los mensajes entre el transmisor y el receptor, en vez de ser transmitidos en forma continua, son fragmentados en paquetes (de ahí el nombre) de longitud fija, a los que se le agrega cierta información de control en el momento de la transmisión, de modo que la estación receptora pueda verificar la correcta recepción del paquete y en caso de error solicite su retransmisión. ¿ Qué es el Packet Radio ? Estructura simplificada de un paquete Marca Final Campo de Verificación Texto Campos de Control Direcciones Marca de comienzo
  • 10.
    • Indudablemente la cantidad de elementos necesarios va a depender de cuáles sean las expectativas de cada radioaficionado. No obstante, podemos fijar algunos que son la base para toda estación, los cuales pueden ser los siguientes:
    • Supongamos que lo realizaremos en la banda de VHF:
    • Un equipo de radio (VHF)
    • Una antena (VHF)
    • Un computador (desde 286)
    • Un módem o TNC
    • Software Baycom (DOS)
    Elementos necesarios para practicar Packet:
  • 11.  
  • 12. Radio, sistema de comunicación mediante ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio. Se utilizan ondas radiofónicas de diferente longitud para distintos fines; por lo general se identifican mediante su frecuencia, que es la inversa de la longitud de onda de la radiación. Las ondas más cortas poseen una frecuencia (número de ciclos por segundo) más alta; las ondas más largas tienen una frecuencia más baja (menos ciclos por segundo). Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
  • 13. 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. Historia
  • 14. 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. Elementos que componen una estación de Packet Radio
  • 15. 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.
  • 16. 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
  • 17. 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. Características generales
  • 18. 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.
  • 19. 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 Packet Radio para redes
  • 20. 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.
  • 21. 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: Más sobre protocolo AX.25
  • 22. 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. Más sobre protocolo AX.25
  • 23. 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. Más sobre protocolo AX.25
  • 24. 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.
  • 25. 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 recogen 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.
  • 26.  
  • 27.
    • 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.
    • SE PLANEA HACER UN CURSO RIIAL
    • TODO EL MATERIAL ESTARA EN EL CDROM
    • ESTA TAMBIEN EN EL WEB DEL CENTRO GUADALUPE
    • NOSOTROS EN 3 DIAS APRENDIMOS
    • NO SABIAMOS AL PRINCIPIO SOBRE RADIO
    • ES MUY SENCILLO
    • LA PLACA MAS BARATA SE HACE AQUÍ EN ARGENTINA
    Conclusiones
  • 28. Literatura: 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 Sitios: http://www.baycom.org/Descarga de software BAYCOM http://www.arrakis.es/~ea7rcs/htm/packet.htm Enlaces de descarga del software: BayCom Terminal 1.60 for DOS download (Not updated since release of 1994) Download BayCom -Terminal for DOS (German) Download BayCom -Terminal for DOS (English) (Contains an archive with all files for installation) Download Documentation (PDF-format, German) Download Documentation (PDF-format, English) (Same as printed documentation delivered with the software) Usando BayCom bajo LINUX? Baycom SER12, PAR96 and PICPAR modems Detailed instructions about how to set up Linux to use these Baycom modems can be found in the AX25-HOWTO , more specifically in chapter 6 . This HOWTO is included in most distributions. Baycom EPP modems y Drivers for Linux and DOS/Windows can be found here Referencias: