Edizioni C&C - Trasmissione dati TCP/IP su DMR

Non tutti sanno che gli apparati Mototrbo DMR nascono con il TCP/IP nel loro DNA: vediamo come sfruttarlo

Le trasmissioni radio in fonia digitale, che per noi radioamatori sono sostanzialmente DSTAR, C4FM e DMR, sono sempre state incentrate, per l’appunto, sulla fonia. Le radio digitali hanno lo stesso uso delle radio FM ma con una modulazione diversa, che, in base al tipo di algoritmo e alla sensibilità di chi ascolta, risultano migliori o peggiori. I sistemi digitali hanno portato a una proliferazione dei network, con la possibilità di inserirsi su reti di ripetitori di aree diverse, ma non è stato un avanzamento tecnologico: era più o mento quello che poteva già fare echolink in analogico. I vari sistemi digitali hanno portato piccoli miglioramenti, come la possibilità di vedere il nominativo o la posizione in tempo reale durante il QSO, ma pochi reali game changer.
Forse l'unico protocollo che ha portato una differenza importante è il DMR con la sua tecnologia TDMA. Grazie a un sofisticato sistema a divisione di tempo e ad avanzate tecniche di compressione della voce, consente il trasporto contemporaneo di due conversazioni indipendenti (i due “slot”), cioè di fatto due canali su una singola frequenza. Questa peculiarità è molto apprezzata dagli utenti del mondo civile, che avendo in concessione poche coppie di frequenze, spesso una sola, con il DMR possono raddoppiare i canali a costo zero.

home 1b L'aspetto che invece dovrebbe essere considerato veramente rivoluzionario nei sistemi digitali è che sono, per l'appunto digitali. Essere digitale significa che quando parliamo, la nostra voce entra nel microfono, viene campionata da un convertitore analogico-digitale dentro la radio, e da quel punto in poi, fino alla radio del corrispondente, vengono trasmesse sequenze di bit. In altre parole, un sistema digitale è progettato e ottimizzato per trasportare dati numerici, che di solito sono campionamenti di una voce, ma possono essere qualunque altro tipo di dato, come ad esempio uno scambio di informazioni binarie tra due computer.
Proviamo a immaginare l’ipotesi di trasmettere dei dati binari attraverso una rete di ripetitori analogici FM interconnessi, per esempio un ripetitore in VHF con un link FM in UHF che impegna in parallelo un altro ripetitore in UHF. Per fare questo, dovremmo utilizzare un modem che trasforma i segnali digitali in suoni audio che possono essere trasportati da un canale FM. Ad ogni passaggio tra un apparato e l’altro della rete, a questi segnali si aggiunge rumore e distorsione che rendono la decodifica dei segnali del modem più difficoltosa. Per poter supplire alla presenza dell'FM, dei subtoni e della distorsione introdotta da ciascun collegamento, i dati dovrebbero essere trasmessi a velocità molto bassa per avere qualche speranza di transitare. La presenza di un nodo non perfettamente a punto potrebbe avere l'effetto sulla voce di renderla distorta e disturbata ma ancora comprensibile, mentre per i dati sarebbe deleterio. Infine, le reti analogiche in fonia, specie se composte di più nodi, di norma richiedono un certo tempo tra quando un interlocutore smette di trasmettere e il successivo possa riprendere. Infatti bisogna attendere che tutto il sistema di collegamenti “sganci” al termine di tutte le code per permettergli di “riagganciarsi” a configurazione invertita. Inoltre, il modem trasmittente dovrebbe prevedere un cospicuo “preambolo”, cioè qualche decimo di secondo di trasmissione vuota e sacrificabile con lo scopo di risvegliare tutti gli apparati della catena. Senza questi accorgimenti, la sequenza di dati arriverebbe troncata e quindi inutilizzabile.
Trasmettere dati su una rete di ripetitori FM non solo sarebbe lento come throughput (byte al secondo di un flusso sostenuto), ma avrebbe anche una latenza molto penalizzante. Infatti, qualunque protocollo che garantisca il corretto trasporto dei dati, ha bisogno di ricevere una conferma di ricezione da parte dell'interlocutore per capire se i dati sono arrivati o sono da re-inviare. I dati più corposi sono suddivisi in “pacchetti” di piccole dimensioni in modo da evitare che, per un piccolo errore, sia necessario ritrasmettere da capo tutto. Un sistema che operasse con la sequenza “invio pacchetto 1, attendo conferma, invio pacchetto 2, attendo conferma, …” sarebbe enormemente penalizzato dal tempo di attesa tra RX e TX imposto a ogni nodo per permettere al sistema di sganciare.
Una rete digitale come quella DMR, invece, è pensata dalle fondamenta per trasportare dati. Gli apparati, il tipo di modulazione, le interconnessioni e qualunque altro componente presente sono progettati e ottimizzati per il trasporto dati. Tutti i problemi relativi al trasporto dati, compreso l'ottenimento della massima velocità e della minima latenza, sono già stati affrontati e risolti dai progettisti in quanto queste prestazioni, nei sistemi digitali, sono indispensabili anche per la trasmissione della voce, visto che è anch'essa una sequenza di byte..........