¿Qué
son las comunicaciones digitales de radioaficionados? (CC.DD.)
Se conocen genéricamente por
CC.DD. aquellas que tienen lugar entre máquinas, ordenadores,
etc. que utilizan códigos fundamentados en dos estados de los
circuitos: conducción/no conducción, designados como SI/NO
(ON/OFF) ó "1/0". Por el contrario las señales
generadas por la voz o la televisión, son de tipo analógico,
pues las corrientes o tensiones en que se sustentan varían
constantemente sus valores recorriendo toda la escala. Es
factible convertir una señal analógica a digital para aumentar
su capacidad de transmisión y manipulación.
La evolución de los
microprocesadores ha potenciado decisivamente las comunicaciones
digitales, haciéndolas asequibles tanto a la industria como a
los particulares. Ello, unido a la irrupción del ordenador
personal, ha permitido a los radioaficionados experimentar una
serie de modalidades de comunicaciones digitales algunas de las
cuales se han popularizado y extendido notablemente entre el
colectivo durante los dos últimos decenios. La abertura al
mercado de tecnologías como el DSP (Procesador Digital de
Señal) no ha hecho mas que potenciar las posibilidades
existentes y ampliarnos los horizontes para la experimentación.
Se trata básicamente de
mecanografiar la información en el teclado del ordenador, o
disponer de la que tenga almacenada, para entregarla a un ingenio
especial conocido como modem (modulador/demodulador) que la
procesa (modulación) y la entrega a su vez al equipo de radio
para su retransmisión a través del éter. O bien, una vez
recibida del equipo receptor, a través de la demodulación la
facilita al ordenador para su proceso, lectura o almacenamiento.
Debe intervenir además un segundo
ingenio que controla el protocolo (lenguaje mas reglas de
"juego") que puede ser relativamente simple o complejo,
según la modalidad. Este ingenio puede funcionar como un
apéndice del ordenador (generalmente adosado al modem) o bien
como un programa especializado del propio ordenador. Tiene por
misión encargarse de la correcta interpretación de los
caracteres y, en según que casos, de la integridad de la
información y del gobierno de la operativa del modem., que a su
vez controla al equipo.
Existen diversas formas de
modulación. Pero las básicas para comprender el funcionamiento
de las comunicaciones digitales son las que se emplean en la
operación en Radioteletipo (RTTY) y sus derivados y
frecuentemente (aunque no exclusivamente) en Radiopaquete (Packet
Radio). Ambas conservan en su esencia una gran similitud con
la operación en Radiotelegrafía (CW). En esta última se trata
de conectar y desconectar una portadora que está (SI/ON) o no
está (NO/OFF), en las primeras ésta permanece constantemente
durante la transmisión y lo que varía constantemente es la
frecuencia que se mueve entre dos, conocidas como MARCA y
ESPACIO. La MARCA o estado SI/ON y al ESPACIO le corresponde en
estado NO/OFF. A este sistema de modulación se le conoce como
manipulación por desplazamiento de frecuencia, FSK (Frequency
Shift Keying) y se usa en SSB.
Cuando la operación tiene lugar
en Frecuencia Modulada (FM), lo que varía son los tonos que se
utilizan para modular la portadora, empleando uno mas agudo como
MARCA, frente a otro mas grave, ESPACIO. A este sistema se le
conoce como manipulación por desplazamiento de audio-frecuencia
AFSK (Audio Frequency Shift Keying).
Otra forma de modulación es la
manipulación por desplazamiento de fase: PSK (Phase Shift
Keying). Aquí la marca y el espacio se logran invirtiendo o
desplazando la fase. Tiene diversas derivadas como el
desplazamiento binario de fase, BPSK (Bynary Phase Shift
Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), etc. Se
emplean tanto en la operación en SSB como en FM.
Existen otras formas sensiblemente
diferentes de modulación y modalidades que no encajan
exactamente con las descritas, pero al tener el común
denominador de utilizar microprocesadores y ordenadores para su
ejecución, se engloban todas dentro del colectivo genérico
conocido como Comunicaciones Digitales.
Radioteletipo (RTTY)
El Radioteletipo es la modalidad
más antigua entre los radioaficionados de comunicación digital.
Se emplea básicamente en HF. La operación en VHF y superiores
es rara y ha sido desplazada últimamente por el radiopaquete.
Se distinguen varios tipos: el
Baudot (o Murray), el ASCII y el AMTOR, y dentro de esta última
dos operativas diferentes: ARQ y FEC.
Al oído suena así: 
.
Para más información pulsa aquí 
. También la hallarás en esta WEB: 
.
BAUDOT
(o Murray)
Se conoce también como Alfabeto
Telegráfico Internacional Número 2 (ITA2). Representa cada
carácter mediante un grupo de cinco bits, de manera que cada
carácter tiene una combinación diferente de bits, por lo que
solo existen 32 combinaciones posibles. Todos los textos van en
mayúsculas y en las cifras y los signos de puntuación es
obligado pasar del juego de letras (LTRS) a cifras (FIGS). Las
velocidad de transmisión estándar en HF es de 45 baudios (60
palabras por minuto) con modulación FSK, Pero también se
utilizan 50, 56 y 75 (100 p.p.m.) baudios.
ASCII
ASCII significa American
National Standard Code For Information Interchange.
Corresponde al Alfabeto Internacional Número 5 (IA5). La
diferencia con el Baudot es que cada carácter se forma con 7
bits con lo que aumenta el juego de caracteres y se pueden
representar mayúsculas y minúsculas y caracteres de control.
Este alfabeto fue ideado para el uso con ordenadores y
transmisión de datos y es el básico en estos sistemas. La
velocidad de transmisión generalmente es de 110 o 300 baudios y
modulación FSK, en HF.
Ambos, Baudoy y ASCII no disponen
de sistema de detección de errores por lo que si una emisión es
interferida o la recepción resulta dificultosa, puede perderse
fácilmente información por lo que tiene muy limitada su
operación en modo desatendido o automático. Nunca existe la
certeza de que el mensaje o el texto ha llegado integro al
receptor.
AMTOR
Significa Amateur Teleprinting
Over Radio. Procede de una adaptación de Peter Martinez G3PLX
del SITOR (Simplex Telex Over Radio). Se empezó a utilizar a
principios de los 80. Al igual que el Baudot, representa cada
carácter mediante un grupo de cinco bits.
Está pensado para la operación
en condiciones adversas en HF (SITOR estaba dedicado al uso
marítimo). Es basicamente RTTY pero añadiéndole detección de
errores.
La velocidad de transmisión suele
ser de 100 baudios, modulación FSK.
Las estaciones que operan AMTOR se
clasifican en Iformatión Sending Station (ISS) y Informatión
Receiving Station (IRS), respectivamente transmisores y
receptoras de información. Mas que una clasificación es una
información del estado de la estación durante la operativa,
cambia de "etiqueta" cuando pasa de transmisor a
receptor o viceversa. La estación que origina la comunicación
de denomina "master" y la corresponsal
"slave".
Identificadores selectivos de
llamada (SELCAL).
AMTOR está diseñado de forma que
para su identificación las estaciones utilizan un código de
cuatro letras. Esto es incompatible con los indicativos
otorgados, por lo que la mayoría de estaciones optan por usar la
primera y las tres últimas letras.
Puedes hallar información
adicional en este texto:
FAX
Es una modalidad pensada para la
transmisión y recepción de imágenes. Aunque existen modems y
programas aptos para transmitir en enlaces terrestres, bien sea
por HF como por VHF, y existen frecuencias reservadas, según los
planes de banda de la IARU, los radioaficionados la utilizan
mayoritariamente para la recepción de mapas y cartas
meteorológicas WEFAX (Weather Fax), bien sea procedentes
de estaciones comerciales terrestres en HF, como de satélites
polares (NOAA, Meteor, Okean, etc.) en 136 MHz o de
geoestacionarios (Meteosat, GOES, GMS) en 1.6 GHz.
Existen un formato asequible (no
codificado) a los usuarios de baja resolución, llamado ATP (Automatic
Picture Transmision), y otros codificados como el llamado
HRPT (High Resolution Picture Transmision).
Recomendada y obligatoria es la
lectura de dos artículos: "Recepción de satélites
meteorológicos" de José Maria Mentxaka, EA2FM y José
Angel Veloso, EA2AFL, publicado en "Guía de la
Radioafición 1.998 / CQ Radio Amateur". Otro, cuyo autor es
"Cris" Cristobal Garcia Loygorri, EA1KT, publicado en
"Radioaficionados (URE)" en 11/1998. Este último se
halla disponible en internet . Más información
en esta página: . Este es su sonido: .
SSTV
(Slow Scan TV-Televisión
de barrido lento)
Es una modalidad que permite el
envío y la recepción de imágenes de calidad a través de
enlaces de radio. Se usa sobretodo en HF pero también se
registra actividad en VHF y superiores.
Hay diversos procedimientos para
codificar imágenes SSTV con el fin de transmitirlas pero la base
de todas ellas consiste en "escanear" la imagen
dibujando una serie de líneas, de izquierda a derecha, de arriba
abajo. Se tramiten cada una de estas líneas mediante variaciones
de tono que corresponden a variaciones de brillo. Cuanto mas alto
el tono, mas brillo, Para la detección del final de línea
existen dos procedimientos: en formato asíncrono se transmite un
tono de baja frecuencia de 1.200 Hz. Los otros se basan en
patrones de tiempo exactos, predeterminados.
Para la retransmisión de
imágenes en color, según la modalidad se utilizan partes de
cada línea para la información de brillo y color,
respectivamente. Otras modalidades utilizan líneas distintas
para información de brillo y color.
Según la modalidad aumenta el
número de líneas, permitiendo mayor o menor definición. Varia
entre 120 (blanco y negro) a 256 (color) en modos asíncronos y
entre 240 y 400 en modos no asíncronos.
Es recomendable la lectura del
artículo "La SSTV también es una modalidad digital",
de K4ABT Buck Rogers, traducido por EA7FUN, Víctor Spinola y
EA7GIB, Blas Cantero, publicado en "CQ Radio Amateur",
nº 149 de 05/1996.
Si deseas conocer más acerca de
las diferentes modos de transmisión en SSTV, aquí: . Amplia información
en esta WEB: . Este es su sonido: .
ARQ
(Automatic Repeat reQuest)
Es la modalidad A de AMTOR. La
estación transmisora (ISS) emite la información en bloques de
tres caracteres a la receptora (IRS). Una vez transmitido un
bloque, la ISS para a la escucha de la IRS para recibir su
"acuse de recibo". Si la receptora se lo da, transmite
tres caracteres mas, caso contrario, los repite hasta que no
reciba la conformidad de la receptora. Los tiempos de
transmisión y escucha son inferiores al cuarto de segundo por lo
que esta modalidad exige un gran esfuerzo a los conmutadores de
los equipos que deben ser capaces de aguantar este ritmo.
Esta modalidad se utiliza para
contactos entre dos estaciones y no debe servir para llamadas CQ
y participación en redes.
Es fácilmente identificable por
su sonido característico conocido como "chirp".
El modo L (listen) se
utiliza para escucha y control de la operativa en modo A.
FEC
(Forward Error Correction)
MODO B-colectivo: Es un sistema
que podríamos denominar de "radiodifusión" (broadcast)
entendiendo por ello que solo existe una transmisora denominada
"estación transmisora B-Colectiva" (CBSS) y un número
indeterminado de "estaciones receptoras B-Colectivas"
(CBRS). La CBSS envía cada carácter dos veces. La transmisión
primera de un carácter llamada DX, va segida de otros cuatro.
Luego envía la repetición llamada RX.
Este es el modo que se emplea para
llamadas CQ y en los "nets".
Modo B-selectivo: Este modo está
previsto para la transmisión hacia una sola estación o grupo de
ellas.
Este es la modulación recibida de
una estación CBSS. Nótese la similitud al Baudot o ASCII a alta
velocidad. .
RADIOPAQUETE (Packet-Radio)
Esta es la modalidad
"reina" de la CC.DD. para radioaficionados que, desde
su aparición ha desplazado a las modalidades anteriores debido a
sus mejores prestaciones. Este es un sistema de transmisión de
datos, libre de errores y, respecto a los anteriores de
"alta" velocidad, muy apto para transferir gran
cantidad de datos.
Es más rápido que el CW o el
RTTY a la máxima velocidad.
Está libre de errores.
Prevé las colisiones y pérdidas
por cambios de propagación o interferencias.
Permite la racionalización del
espectro compartiendo canal o frecuencia muchas estaciones al
mismo tiempo. Con la ventaja sobre el AMTOR que permite coexistir
diversas transmisoras y diversas receptoras a la vez.
Contempla el uso en red por lo
que, estaciones que no dispongan de enlace o condiciones entre
sí, pueden contactar utilizando terceras como repetidoras.
Permite la operación en
"semi" y "full-duplex" y conexiones simples o
múltiples, así como con la propia estación.
Bajo costo de los materiales
(modem, ordenador, etc.) necesarios.
La información transmitida va
seccionada en "paquetes" de ahí su nombre. Cada
paquete, además de la propia información añade datos sobre
dirección, comprobación de errores y control. En la
información sobre la dirección se incluyen los indicativos de
le estación emisora y de la receptora, así como los de aquellas
que, de haberlas, estén siendo utilizadas como repetidoras.
Mediante la comprobación de errores, la receptora puede
determinar si el paquete le llegó íntegramente. Mediante el
control, sabe si algún paquete se ha perdido por el camino.
Así, mediante la comprobación de integridad y el control, la
receptora, caso de no recibir íntegramente todos y cada uno de
los paquetes, pide a la transmisora su repetición.
Con este sistema se asegura que la
información, si llega, está íntegra. Y permite que la
operativa pueda ser totalmente desatendida (sin la presencia
física del operador). De aquí que haya constituido una pequeña
"revolución" en el mundo de las CC.DD. de
radioaficionados y que en ella se hayan basado gran cantidad de
herramientas y utilidades de apoyo a la propia actividad,
sobretodo en sistemas colectivos de recepción, almacenaje y
envío de información.
Los orígenes del radiopaquete se
remontan a los años 70, cuando empezó a desarrollarse el
protocolo AX.25, basado en el X.25 utilizado en redes
telemáticas por cable. Debido al entorno diferente
(comunicación por radio en vez de cable) y a su destino hubo que
efectuar una notable adaptación. El primer contacto en
radiopaquete tuvo lugar en Montreal (Canadá) el año 1.978.
Fueron desarrollándose en plan experimental tanto el protocolo
como, sobretodo el TNC (Terminal Node Controller), ingenio
característico del radiopaquete que gestiona el protocolo y se
enlaza con el modem y el ordenador. La idea del desarrollo del
TNC nació en Vancouver de la mano del Vancouver Amateur
Digital Communication Group (VADCG).
El desarrollo actual de la TNC
parte de una conferencia en Tucson (EE.UU.) en el año 81, donde
tuvo sus orígenes las asociación más prestigiosa en CC.DD.
para radioaficionados Tucson Amateur Packet Radio (TAPR). A mediados del 82, Lyle Johnson, WA7GXD y
Den Connors, KD2S, habían desarrollado bajo los auspicios de
TAPR la TNC-1, que luego daría paso a la versión actual o
TNC-2.
El AX.25 Amateur Packet-Radio
Link Layer Protocol, Versión 2.0, fijado por Terry Fox
WB4JFI, fue adoptado por la ARRL en octubre de 1984.
Para acceder a las
especificaciones del protocolo aquí: . Esta es una muestra de recepción de
radiopaquete en HF: .
En enlaces terrestres, la
operativa en HF se desarrolla generalmente a 300 baudios FSK,
pero también hay cierta actividad a 1.200 baudios PSK. En VHF y
superiores lo habitual es operar en FM a 1.200 baudios AFSK, o a
9.600 baudios FSK. En ciertas zonas del Norte de Europa como
Alemania y Norteamérica se emplean velocidades superiores (de
19.200 a 64.000 baudios e incluso más). El problema, para
alcanzar velocidades superiores a 9.600 baudios, reside en el
ancho de banda permitido en los segmentos del espectro atribuidos
a radioaficionados, con notables diferencias entre
administraciones de un Estado a otro.
En enlaces con satélites se opera
en las bandas de VHF y superiores, tanto en FM como en SSB,
usando modulaciones muy diversas, aunque las más comunes son
AFSK, PSK y BPSK.
Tal ha sido la aceptación en el
colectivo, que hoy en día se cuenta con un gran número de
usuarios y una red mundial que enlaza estaciones y hace circular
mensajería e información entre puntos situados en las
antípodas entre sí, en la que intervienen además estaciones
especializadas en la función de servidores de radiopaquete
(buzones) conocidas como PBBS o BBS (Packet Bulletin-Board
System), repetidoras o mixtas (efectuando la doble función
de buzón-repetidor), e incluso, satélites de radioaficionado
especializados en estos menesteres. Ello ha obligado a las
diferentes administraciones estatales, sobretodo en los países
más avanzados, a publicar reglamentos específicos y/o a adaptar los existentes a los nuevos
requerimientos.
A la par, un gran número de
empresas, asociaciones y particulares han desarrollado productos
y utilidades para esta modalidad. La investigación se ha
dirigido a diversas facetas tales como:
Diseño y desarrollo de nuevos
equipos, TNC y modems. (G3RUH, Baycom, etc.)
Investigación en nuevos sistemas
de emisión (Espectro Expandido, etc.).
Utilidades informáticas.
Destacaríamos la aparición del protocolo de transferencia
binaria, YAPP (Yet, Another Packet Protocol) obra de
WA7MBL, o los sistemas de servidores (W0RLI, MBL del citado
WA7MBL, FBB de F6FBB, PacketCluster de Pavillion Software, etc.)
Desarrollo de sistemas repetidores
(TheNet, G8BPQ, Rose, FlexNet, etc.)
Adaptación de los protocolos
TCP/IP (JNOS, TNOS, etc.)
Sistema automático de información de posición
(A.P.R.S.™).
Ello ha permitido que hoy en día
existan al alcance de cualquier radioaficionado multitud de
recursos para utilizar esta modalidad e ir aplicando las
frecuentes innovaciones que se producen. Y se ha convertido en
una herramienta de soporte casi imprescindible, para
radioaficionados dedicados a otras modalidades.
Dado que la investigación
prosigue, la inevitable evolución ha ocasionado que la ARRL (American
Radio Relay League) y
TAPR revisaran el protocolo AX.25 para adaptarlo a las nuevos
requerimientos y establecer un nuevo estándar de compatibilidad
mínima (nivel de enlace) entre todos los sistemas de
radiopaquete, sin coartar la evolución ni la investigación.
Esta revisión tuvo lugar en 1.996 fruto de los trabajos de NJ7P,
N7LEM y N7OO y adoptó el nombre de Amateur Packet-Radio Link Layer Protocol V.2.2.
Hallarás completa información
sobre radiopaquete en esta dirección: .
Si en VHF y superiores el
radiopaquete, hoy por hoy, parece no tener rival, el resultado es
diferente cuando se pretenden mayores velocidades en HF, donde
las condiciones son mas complicadas. Las particularidades de las
emisiones permitidas a las estaciones de radioaficionado, en lo
referente al ancho de banda, potencias utilizables, etc. suponen
además, un "handicap" importante. Es por ello que
muchos radioaficionados diseñan e implementan nuevos modos de
comunicación que intentan paliar esas limitaciones o sus
efectos.
PACTOR
y PACTOR-II
Pactor es un sistema que viene a
superar las limitaciones del Amtor y del Radiopaquete en enlaces
de HF con deficiente calidad. Originario de Alemania, a medianos
de los 90, Pactor es un desarrollo de la casa SCS. Se opera en
modulación FSK y permite no solo el juego de caracteres ASCII
completo sino también transferencia binaria y adopta la técnica
de compresión Huffman. Pactor se opera a 200 baudios y Pactor II
tiene su estándar en 1.200. Son compatibles entre sí.
Su robustez en condiciones
precarias de enlace hace que Pactor-II vaya desplazando al
Radiopaquete en HF, convirtiéndose en el estándar de estas
bandas para CC.DD.
Si quieres escuchar una
transmisión pusa aquí: . Para mas datos pulsa aquí: . O vista esta WEB: .
CLOVER
y CLOVER-II
Clover fue desarrollado por Ray
Petit, W7GHM y lo dio a conocer el año 1.990 con el nombre de
"Cloverleaf", pero quedó el nombre de Clover.
Posteriormente otros colegas y la casa HAL aportaron mejoras,
hasta la aparición de Clover-II. Utiliza modulación PSK
mediante la cual facilita simulación "full-duplex" y
alcanza los 750 baudios. Es apto para la operación en HF,
especialmente cuando las condiciones son correctas. Necesita
transceptores muy estables en frecuencia. Los datos son
transferidos automáticamente entre dos estaciones enlazadas. Una
característica interesante de esta modalidad es la habilidad
para ajuste automático de la potencia de transmisión requerida
en los enlaces.
Mas información: artículo
"Clover, un campeón de velocidad en todo terreno",
autor: Antonio Alcolado, EA1MW, publicado en
"Radioaficionados" (URE), en 03/1996
Este es el sonido de Clover-II:
Para amplair datos, aquí:. Y también en esta dirección:.
G-TOR
El nombre proviene de la
contracción de Golay-Tor y es una innovación de la casa
KANTRONICS. En realidad se trata de una mejora de Pactor.
Incorpora como este último el protocolo de compresión Huffman y
permite la transferencia binaria con la adición de un protocolo
diseñado por M. Golay y empleado en la retransmisión de
fotografías de Saturno y Júpiter desde el Voyager. Se opera en
modo FSK y tiene la habilidad de conmutar automáticamente la
velocidad de transmisión si varían las condiciones, entre 100 y
300 baudios.
Esta es una retransmisión en
G-Tor:. Mas datos puedes hallarlos aquí:.
PSK31
Esta modalidad, en pleno auge, ha
sido diseñada por Peter Martínez G3PLX, autor de Amtor,
desarrollando una idea de Pawel Jalocha SP9VRC. Se trata de una
forma de realizar contactos "teclado a pantalla"
similar al RTTY dado que el sistema de corrección de errores
empleado en otras modalidades las hacen poco aptas para contactos
"operador-a-operador". Esta es su primera ventaja. Por
ello no dispone de un protocolo a nivel de enlace. El emisor y
los receptores se sincronizan solos e incorpora corrección de
errores. . Se basa en el empleo de un alfabeto de longitud
variable (varicode) de 255 cracteres que incorporan al completo
el alfabeto ANSI. La velocidad de transmisión es de 31,25 bps y
se consigue una velocidad real de 50 p.p.m. Utiliza dos tipos de
modulación: BPSK y QPSK. Su otra gran ventaja es que ocupa un
ancho de banda de 40Hz a -3Db (el de los otros modos varía entre
300 y 600) por lo que resulta apropiado para condiciones
difíciles y la utilización de filtros estrechos.
Se recomienda la lectura de los
artículos de G3PLX traducidos al castellano por EA3BLQ, Paulí
Núñez y publicados en C.Q. Radio Amateur nº 185 (mayo-99), 186
(junio-99) y sobre el interfaz de usuario PSKGNR, en el nº 188
(agosto-99), obra del mismo EA3BLQ.
Ahí tienes una muestra de su
recepción: . Existe una página dedicada a PSK31: .
MT63,
Coherent BPSK, NEWQPSK,...
MT63 está siendo desarrollado por
Pawel Jalocha SP9VRC. Esta es una muestra: .
Coherent BPSK es un modo
desarrollado por Bill VE2IQ y también se utiliza para contactos
"teclado a teclado". Utiliza algo mas de ancho de banda
que PSK31.
NEWQPSK diseñado por el mismo
autor, bajo una idea de KA9Q, Phil Karn y pretende implementar
TCP/IP en HF.
Todas estas modalidades en
desarrollo ahora mismo, tienen en común que utilizan la
versatilidad de la tecnología DSP y evidencian que la
experimentación no cesa y existen amplios horizontes y
posibilidades para las CC.DD. Para obtener más información
sobre estas modalidades y los avances en este campo es
recomendable la lectura del artículo "Nuevos modos
digitales para comunicaciones en HF en bandas de
radioaficionados", cuyo autor és Eduardo Jacob, EA2BAJ,
publicado en "Radioaficionados" (URE), en 12/1998. O
visitar su WEB pulsando aquí: .
Toni Planas, EA3DXR
(Enero/1999)
(Revisado Enero 2000)
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