Automatic Packet Reporting System

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Automatic Packet Reporting System (of APRS) is een digitaal informatieplatform dat gebruikmaakt van radiogolven op de frequentiebanden van radio amateurs. Het systeem is gebaseerd op de Packet-Radio modulatiemodus en werkt veelal op een snelheid van 1200 baud. Ook is er een terugkoppeling naar APRS Internet System (APRS-IS),[1] een internetbackbone waar het APRS-verkeer wereldwijd wordt uitgewisseld.

Geschiedenis[bewerken]

Bob Bruninga (WB4APR[2]) creëerde de oudste voorvader van APRS op een Apple II computer in 1982. Deze eerste versie werd gebruikt om positierapporten van de US Navy, uitgezonden op de HF banden, te plotten. In 1984 bouwde Bruninga een meer geadvanceerde versie op een Commodore VIC-20, om de positie en status van paarden in een 100-mile uithoudingswedstrijd te rapporteren via radiogolven. Gedurende de volgende 2 jaren bleef Bruninga bezig het systeem te ontwikkelen, en noemde het Connectionless Emergency Traffic System (CETS). Na een aantal FEMA oefeningen die gebruikmaakte van CETS, werd het volledige systeem overgebracht naar IBM PC computers. Gedurende de vroege jaren 1990 groeide CETS op tot wat we nu kennen als APRS. Door het steeds goedkoper worden van gps-ontvangers, werd het gebruik van gps-positierapporten via de radio steeds populairder. Soms wordt de afkorting APRS dan ook verklaard als Amateur Positie Rapporterings Systeem, wat echter niet de volledige mogelijkheden van APRS omschrijft.

Mogelijkheden van APRS[bewerken]

APRS wordt niet enkel gebruikt om positierapporteringen te doen. Men kan het ook gebruiken om tekstberichten te broadcasten, zoals bijvoorbeeld een inbraak in een gebouw. Je kunt het vergelijken met het SMS systeem van het GSM-netwerk.

Verder kan men ook weerstations[3] aansluiten op het APRS-IS-netwerk. Indien men bezit over een radio amateur vergunning kan men dit ook koppelen via het radionet. Dit is een interessante toepassing voor bijvoorbeeld real-time uitlezing van weersomstandigheden en posities van een weerballon of een weerstation op een afgelegen plaats. Ook bestaat er software die de weersgegevens van APRS gebruikt om voorspellingen trachten te maken over het weer, zoals bijvoorbeeld een storm. Dit is een toepassing die vooral in de VS wordt toegepast door radioamateurs aldaar.

Weliswaar is het mogelijk om ARDF-Sync te doen. Dit is een systeem waarbij verschillende radio-ontvangers aan elkaar doorgeven uit welke richting een signaal het sterkste voorkomt. Door triangulatie kan dan de positie van het zendsignaal worden bepaald op een digitale kaart.

Verder biedt het APRS-protocol nog tal van andere mogelijkheden, die helaas minder bekend zijn. Een voorbeeld hiervan is het Mile Marker-systeem, waarmee men een marker (aprs-object) op de kaart kunt uitzenden op de huidige positie. Deze marker blijft zichtbaar op de kaart ook al rijdt men verder. Er is echter geen tracker die dit ondersteunt.

Technische info[bewerken]

AFSK signaal (Ogg Vorbis)

In zijn meest verspreide vorm, wordt APRS getransporteerd over het AX.25-packet-radioprotocol, met een 1200 baud Bell 202-audiofrequentie-shift-keying (AFSK)-modulatie, op frequenties in de 2 meter-amateurband (VHF).

Frequenties[bewerken]

In de Benelux maakt men in drukke gebieden ook gebruik van de frequentie 430.5125 MHz in de 70cm-amateurband (UHF) als secundaire toegang, om de primaire op 2 m te ontlasten. Meestal zijn deze verbonden met elkaar en spreekt men van een CrossDigipeater.

Apparatuur[bewerken]

Byonics TinyTrack 4

Een APRS-infrastructuur is opgebouwd op dezelfde Terminal Node Controllers (TNC's) die gebruikt worden bij Packet Radio. Voor APRS kan er gebruikgemaakt worden van verschillende TNC's, zoals een klassieke TNC-2- of Baycom-modem, een geluidskaart van een computer, of een Slimme-TNC. Deze laatste is meestal rechtstreeks aan te sluiten op een gps-ontvanger en de radiozender. Hij is ook slim genoeg om pas gegevens uit te zenden wanneer deze verouderd zijn (na een interval), of wanneer deze snel wijzigen (bijvoorbeeld na het nemen van een bocht of kruising). Een voorbeeld van een slimme TNC is de TinyTrack van Byonics. Er is ook radioapparatuur op de markt met een ingebouwde TNC. Op de modellen van de laatste jaren kan men rechtstreeks een gps-ontvanger aansluiten en zal er gebruikgemaakt worden van een slimme TNC om de gegevens te verzenden via de ether. Meestal zijn de gegevens die uitgezonden worden op de frequentie ook direct raadpleegbaar op het toestel, wat bij losse TNC's niet het geval is. Een voorbeeld van zo een toestel is de Kenwood TM-D710E.

Ook afgedankte commerciële radioapparatuur wordt omgebouwd naar de amateurbanden en kan worden voorzien van een slimme tracker, zodat men hier rechtstreeks een gps-ontvanger kan aansluiten. Het bekendste voorbeeld hiervan is de Bosch KF163 van het Jan Corver museum.

Verder kan men ook zelf een zender bouwen met als specifiek doel APRS. Meestal is het dan ook niet mogelijk om op een andere frequentie te werken. Een voorbeeld hiervan is de MicroTrack.

De backbone van het APRS-netwerk wordt veelal gedaan door computers waarop een of meerdere klassieke TNC-2's zijn aangesloten. Dit omdat ze nog steeds het betrouwbaarste zijn voor het ontcijferen van gegevens, en de slimme logica zich gemakkelijk kan bevinden in de software op de computer. Wanneer er een internetaansluiting beschikbaar is kunnen de gegevens ook naar APRS-IS worden verzonden en dient de computer ook als I-Gate. De computers verschillen van oude 386-PC's tot de laatste nieuwe modellen computers, en zelfs embedded systemen. Er is software beschikbaar voor Windows (UI-View32[4]) alsook Linux (Xastir,[5] DigiNed[6]) en Mac. De meeste Digipeaters maken gebruik van het Linux OS in combinatie van DigiNed.

Status/Berichten[bewerken]

Een status pakket is een vrij veld dat kan worden opgevuld met informatie over de huidige doelstelling van het station, een e-mailcontactadres, de frequentie waarop men in voice te bereiken is, of zelfs gewoon de naam van de amateur in kwestie.

Een bericht pakket kan gebruikt worden voor punt-naar-punt communicatie, algemene mededelingen en zelfs internet e-mail. Mededelingen worden door de meeste software speciaal behandeld en weergegeven op een manier dat updates van mededelingen de originele mededeling vervangen. Op deze manier kan men op een snelle manier een realtimeoverzicht krijgen in bijvoorbeeld noodsituaties van de status van nabije stations (bijvoorbeeld reddingswerkers hun status en positie monitoren vanuit een centrale tent) Berichten worden naar alle online partijen verstuurd in realtime. Ze worden niet opgeslagen, maar zullen herhaald worden tot ze vervallen. Het berichtensysteem is gekoppeld met APRS-IS wat ervoor zorgt dat het systeem globaal werkt, zolang men het path naar de bestemmeling kent. Op deze manier kunnen er wereldwijd berichten tussen stations worden verstuurd, met een radiolink als last-mile

Path[bewerken]

Elk pakket legt een bepaald path af. Momenteel is het aangewezen path het WIDE1-1, WIDE2-2 path. Dit path specificeert dat het pakket maximaal 1 hop + 2 hops (dus 3 hops) mag afleggen. Elke digipeater die het pakket herhaald zal het path aanpassen door er een hop af te tellen en zijn eigen callsign te vermelden. De zendende digipeater wordt aangeduid met een asterisk (*).

Bijvoorbeeld:

  • ON4SAX-9>CQ, WIDE1-1,WIDE2-2: on4sax enroute (Originele status-pakket uitgezonden door ON4SAX, nabij Antwerpen)
  • ON4SAX-9>CQ, ON0APR*, WIDE2-2: on4sax enroute (pakket heruitgezonden door ON0APR (Antwerpen))
  • ON4SAX-9>CQ, ON0APR, ON0DAS-4*, WIDE2-1: on4sax enroute (pakket heruitgezonden door ON0DAS (Diest))
  • ON4SAX-9>CQ, ON0APR, ON0DAS-4, ON0LGE-12*: on4sax enroute (pakket heruitgezonden door ON0LGE (Liège))

Zoals je ziet is het pakket gestopt na 3 hops. Meer is meestal ook niet nodig om opgenomen te zijn door een IGATE en dus APRS-IS. Zoals je kan zien heeft het pakket op zeer korte tijd half België doorkruist door de ether. Mogelijk werd het pakket dat uitgezonden is door ON0APR ook ontvangen door een digipeater in Oost-Vlaanderen en Noord-Brabant, het pakket van ON0DAS in Henegouwen en van ON0LGE in Duitsland en Frankrijk. Op deze manier propageert zich het pakket als een exponentiële broadcast, vandaar de limiet van 3 hops.

Oud path[bewerken]

Vroeger maakte men gebruik van paden zoals RELAY, LOCAL, TRACE7-7 en WIDE7-7. Deze worden echter niet meer geaccepteerd door de hedendaagse digipeaters. WIDE7-7 telde enkel af terwijl TRACE7-7 ook de digipeaters weergaf zoals in het voorbeeld hierboven. LOCAL zou enkel door de dichtstbijzijnde digipeater worden herhaald, en daarna niet meer, terwijl RELAY meerdere keren achter elkaar herhaald kon worden. RELAY was de originele vorm om op een dynamische manier je data te versturen zonder dat je de callsigns van de digipeaters moest kennen. Voor er sprake was van digipeater software werd er gebruikgemaakt van Node-software gebruikt voor Packet Radio. Wanneer men de alias van de node op RELAY instelde zou deze ook reageren op APRS.

Omdat deze paden het APRS netwerk zeer zwaar vervuilen, werden ze afgeschaft en heruitgedacht door Bob Bruninga WB4APR. (bijvoorbeeld: een amateur in Israël kan met WIDE7-7 of TRACE7-7 snel gezien worden tot in België via de ether, wat niet nodig is aangezien dit geen lokale data meer is. Voor globale data kan men immers terecht op APRS-IS.

Gerelateerde systemen[bewerken]

Het APRS-protocol is aangepast en gebruikt om projecten te verzorgen die niet direct iets te maken hebben met de oorspronkelijke doelstelling. De meest opmerkelijke projecten zijn FireNet en PropNet

APRS FireNet is een internetgebaseerd systeem dat gebruikmaakt van het APRS-protocol met meestal dezelfde software om gegevens in verband met brandbestrijding, aardbevingen en weersinformatie op een veel snellere manier te transporteren dan oorspronkelijk mogelijk was met APRS.

PropNET[7] gebruikt het APRS-protocol over AX.25- en PSK31-modulatie om de propagatie van radio-frequenties te bestuderen. PropNet-zenders versturen informatie over hun positie, zendvermogen, hoogte en antenne versterking, op verschillende frequenties. Deze gegevens worden opgevangen door wereldwijde ontvangststations, en door correlatie via internet is het mogelijk om zich een beeld te vormen van de huidige propagaties.

OpenTrac[8] is ontwikkeld als een alternatief voor APRS dat zuiverder en functioneler is dan APRS. Tevens is het een open protocol onder opensourcelicenties. Door de populariteit van APRS blijft OpenTrac echter op de achtergrond.

Wetgeving in België[bewerken]

In de maanden september/oktober 2008 is er veel ophef geweest rond het gebruik van APRS in België. Een tiental amateurstations werden op het matje geroepen bij het NCS. De reden was dat de stations mobiel actief waren, terwijl er geen /M suffix werd meegegeven. De SSID's achter de roepnaam zouden niet geldig zijn ter vervanging van /M. Verder zou het niet toegelaten zijn om het signaal automatisch te laten uitzenden door een tracker. Enkel manuele zendingen zijn toegelaten. Zowel het UBA[9] als het BIPT[10] hebben hun ongenoegen op deze acties door het NCS geuit. Intussen zouden de gemoederen bedaard zijn en is het voldoende om in de bakentekst de roepnaam gevolgd door /M te vermelden.

Noten[bewerken]

  1. De APRS-Internet Service Backbone
  2. qrz.com pagina van wb4apr
  3. Citizen Weather Observer Program (CWOP)
  4. Homepage van UI-View APRS software
  5. Homepage van Xastir APRS software
  6. Homepage van DigiNed APRS Server
  7. Homepage van PropNET
  8. OpenTrac, een opensourcealternatief voor APRS
  9. Homepage van Koninklijke Unie der Belgische Amateurs
  10. Homepage van het Belgisch Instituut voor Postdienst en Telecommunicatie

Externe links[bewerken]