Esiste un sistema radio a pacchetto peer-to-peer simile a Internet?


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Qualcuno ha progettato un sistema di reti di comunicazione peer-to-peer, che funziona quasi come Internet, ma in modalità wireless? Intendo un sistema che:

  • è possibile collegare il trasmettitore a una porta USB e gestirlo con un laptop
  • può essere utilizzato per trasmettere dati (ad esempio messaggi di testo)
  • le unità si collegheranno automaticamente alle unità più vicine dello stesso sistema e genereranno una tabella di routing, pertanto è possibile inviare il messaggio in qualsiasi punto della rete, in modo che altre unità trasmettano il messaggio in avanti fino a quando non raggiunge la destinazione.
  • La potenza di trasmissione dovrebbe essere di un paio di watt (per ottenere un intervallo di un paio di chilometri / miglia per stazione) e la banda di frequenza dovrebbe essere una banda legale per l'uso gratuito (27 MHz, ad esempio).

Uno scopo per questo tipo di dispositivo sarebbe la creazione di un sistema di comunicazione in una zona di fronte a un disastro naturale o per aiutare le persone a comunicare in paesi in cui la censura del governo proibisce l'uso di Internet.

Come ingegnere elettrico, so che questo tipo di sistema:

  • è possibile costruire
  • e la parte più difficile è sviluppare il protocollo (comunicare tra due unità è banale, ma come portare il messaggio attraverso più stazioni a destinazione).

Qualcuno l'ha già fatto?


Che tipo di velocità di trasmissione dei dati vorresti ottenere?
Oli Glaser,

Le velocità dei dati con questo tipo di sistema (bassa larghezza di banda) non possono essere drammatiche - forse poche migliaia di bit al secondo.
Vesa Linja-aho,

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Non ho intenzione di spingere per chiudere questa domanda, ma vorrei conoscere i pensieri delle persone qui: meta.electronics.stackexchange.com/questions/922/…
Kellenjb

Risposte:


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le unità si collegheranno automaticamente alle unità più vicine dello stesso sistema e genereranno una tabella di routing, pertanto è possibile inviare il messaggio in qualsiasi punto della rete, in modo che altre unità trasmettano il messaggio in avanti fino a quando non raggiunge la destinazione.

Quello che stai descrivendo è una rete mesh, o più specificamente una rete mesh wireless . Quindi la risposta breve è sì, qualcuno l'ha già fatto.

Come altri hanno sottolineato, i radioamatori lo hanno implementato oltre 20 anni fa in un sistema noto come APRS . Per utilizzare APRS sulle bande amatoriali è necessario tuttavia essere uno radioamatore autorizzato.

Nello spazio commerciale ci sono molte aziende che offrono dispositivi di rete mesh come Ruckus e Village Telco con le loro mesh mesh per la voce nel terzo mondo. Un altro fornitore di dispositivi a basso costo è Open Mesh .

Per la radio amatoriale, l'ultima incarnazione per la rete mesh ad alta velocità è HSMM-MESH -

HSMM-MESH ™ è una rete di computer wireless ad alta velocità, autorilevante, autoconfigurante, tollerante ai guasti, che può funzionare per giorni con una batteria per auto completamente carica o indefinitamente con l'aggiunta di un modesto array solare o altra fonte di alimentazione supplementare. L'attenzione si concentra sulle comunicazioni di emergenza.

Nella sua forma attuale, è costruito utilizzando il router wireless Linksys WRT54GL e funziona sui canali 1-6 della banda ISM da 2,4 GHz, che si sovrappone alla parte superiore della banda radio amatoriale da 13 cm. Altre piattaforme e bande possono essere supportate quando le risorse di sviluppo lo consentono.


Mi sembra anche che se al sistema zigbee fossero stati aggiunti alcuni livelli software, sarebbero stati in grado di soddisfarli senza che fosse necessaria una licenza ham, una velocità di trasmissione dei dati molto più bassa rispetto a molte delle vostre risposte, ma l'op ha pubblicato un commento dicendo che ne hanno bisogno solo kbps.
Kortuk,

Kortuk: Hai ragione sul fatto che lo zigbee, o praticamente qualsiasi radio, sia in grado di implementare i vari livelli software richiesti. Il diavolo è nei dettagli ovviamente e implementare uno stack completo non è banale.
JonnyBoats

@johnnyBoats, intendevo dire che lo zigbee soddisfa la maggior parte dei requisiti se si progetta un uplink a Internet come nodo principale dello zigbee (ho dimenticato il termine corretto)
Kortuk,

@JonnyBoats Per inciso, APRS è costruito sopra AX.25 ...
vicatcu

La wiki della rete di sensori wireless presenta alcune discussioni sui protocolli di rete mesh e sulla progettazione hardware personalizzata.
davidcary,

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Non penso che X.25 sia rilevante qui.

AFAIK varie bande che sono legali per lo speach non sono legali per la trasmissione digitale. Verificare con uno specialista HAM.

Ciò che si desidera è essenzialmente una rete IP con routing totalmente dinamico (l'indirizzo di destinazione non contiene informazioni sulla posizione della destinazione). In una situazione non radio (o radio direzionale) il problema è come ogni nodo dovrebbe instradare i suoi pacchetti. In pratica deve avere una mappa di routing che abbia, per ogni destinazione, una direzione (hop successivo) a cui inviare il pacchetto. Questo può essere fatto, ma il requisito di memoria in ciascun nodo è lineare nel numero di nodi.

In una situazione radio non direzionale le cose diventano molto più interessanti. La domanda non è a quale nodo un pacchetto debba essere inoltrato, ma se una stazione debba ritrasmettere del tutto un pacchetto. Ciò richiede sia la conoscenza della direzione in cui si trova la destinazione (rispetto al mittente precedente e la mia loaction), sia la conoscenza del fatto che questo particolare pacchetto sia già stato (ri) trasmesso di recente. Problema interessante. Una soluzione efficiente in termini di tempo di trasmissione richiede molta memoria.

Tenere presente che il mantenimento delle informazioni di routing dinamico è un problema peloso in sé. Pensa al problema delle buone notizie: viaggi veloci ma cattive notizie che muoiono lentamente. E quanto deve essere efficace il sistema contro un singolo nodo malfunzionante (o persino malizioso!)?

Un'implementazione molto semplice (e sofisticata) "invaderebbe" ogni pacchetto attraverso l'intera rete. Ciò riduce drasticamente la banda, specialmente quando le stazioni sono vicine rispetto alla loro portata.


Come può non essere rilevante ... è un protocollo di livello di collegamento dati HAM per reti Packet Radio ... potrebbe non essere la risposta "intera", ma ne fa sicuramente parte ...
vicatcu

Da quello che so è inteso per la comunicazione peer-to-peer, che non è ciò che l'OP vuole. Nella descrizione di X.25 non ho trovato alcun accenno di routing, che è il problema principale qui.
Wouter van Ooijen,

In realtà basta il routing AX.25 di Google e otterrai un sacco di successi come homepage.ntlworld.com/wadei/nosintro/CH26.HTM ... anche dall'articolo del wiki "In pratica, non è raro trovare un AX .25 livello di collegamento dati come trasporto per qualche altro livello di rete, come IPv4, con TCP utilizzato in aggiunta. Si noti che, come Ethernet, i frame AX.25 non sono progettati per supportare la commutazione. Per questo motivo, AX.25 supporta una forma piuttosto limitata di routing di origine. Sebbene sia possibile costruire switch AX.25 in un modo non dissimile da come funzionano gli switch Ethernet, questo non è stato ancora realizzato "
vicatcu

Sì, l'ho trovato e letto e ho basato le mie conclusioni su di esso. Nessun routing basato sulla destinazione incorporato, per non parlare del routing che supporta il roving e altri problemi derivanti dall'utilizzo di collegamenti radio in modo non peer-to-peer.
Wouter van Ooijen,

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Esistono vari modi in cui è possibile avvicinarsi a questo, incluso l'utilizzo di un Wi-Fi adattato (ad es. Maggiore potenza, rete ad hoc )

Un'altra opzione potrebbe essere xBee , che (a seconda del modulo) può essere utilizzato fino a 80 km e con velocità che vanno da 9,6 kbps a 250 kbps.

Inoltre c'è la radio a pacchetti (come menzionato da Vicatu) sebbene le velocità siano piuttosto basse. Andrebbe bene per la messaggistica di base e probabilmente economico / facile da implementare (dovrebbe essere in grado di ottenere un sacco di aiuto dalla comunità radio amatoriale)


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Ho usato questo trasmettitore più volte: link Funziona bene e usa il protocollo DigiMesh: link che è quello che stai cercando. Ho costruito diversi sistemi che lo utilizzano per la rete di dati su lunghe distanze.


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Aggiungi di più alla tua risposta. È consigliabile che i collegamenti integrino solo la tua risposta, ma non ti viene richiesto di capire cosa stai dicendo. Puoi aggiungere qualcosa in più sul trasmettitore e sul protocollo digimesh e perché funziona per le sue esigenze.
Kellenjb,

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Ho trovato questo mentre stavo cercando di ricostruire la mia sezione PACKET RADIO della mia stazione radio HAM. Come un prosciutto ho fatto collegamenti digitali alla stazione spaziale MIR e quindi alla ISS che è ancora in orbita in questo momento. Era la frequenza radio VHF e ho usato la finestra di messaggio digitale sulla stazione spaziale mentre vola sopra. 1200 baud su 145.800 mhz. Questo si chiama Packet Radio. Le navi in ​​mare senza collegamenti satellitari utilizzano il pacchetto su HF (onde corte) per la posta elettronica. È un servizio. Ora sto scoprendo che usano la scheda audio del computer e la produzione di scatole Packet TNC che eseguono l'interfaccia radio / computer sembra scomparire. Ora, il collegamento utilizza un cavo audio proveniente dall'uscita della scheda audio attraverso un modem incorporato nella radio. Molte radio VHF vendute ora hanno questo modem. Sto scoprendo che le PACKET BOXES o NODE CONTROLLERS non hanno fatto il salto su USB e dato che la maggior parte dei computer ora non ha nemmeno una porta seriale, il mio TNC non è utilizzabile senza una sorta di soluzione. Comprendo che AX25 è stato originariamente scritto per radioamatori digitali. Avevamo una rete via radio che utilizzava AX25 che copriva il mondo. Questo si è trasformato in Internet, che è realizzato in AX25. Questo protocollo ha già i controlli per RX / TX / Retries blah blah integrati. Lo usi tutti i giorni.


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Esistono soluzioni facili che funzionano per una percentuale molto piccola di problemi geospaziali. I problemi più comuni (partecipanti distanti, colline, alberi, appartamenti, abitazioni, scarsità di denaro) richiedono risposte e pianificazione più difficili.

Ho risposto a un problema simile con un piano basato su una combinazione di soluzioni standard e alcune sceneggiature. Nessun routing automatico qui, ma fa messaggi di testo oltre un centinaio di miglia senza reti commerciali attraverso cui instradare, utilizzando hardware standard e interamente su bande ham VHF / UHF.

Vedi http://tarpn.net per la lista della spesa, le istruzioni e le spiegazioni.


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Penso che Netsukuku sia abbastanza vicino a quello che stai cercando.


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Come ho detto a un paio di altre persone, per favore aggiungi altro alla tua risposta. È consigliabile che i collegamenti integrino solo la tua risposta, ma non ti viene richiesto di capire cosa stai dicendo. Puoi aggiungere altro sul Netsukuku e sul perché si adatta bene.
Kellenjb,

Per aggiungere al commento di Kellen: se quel link muore la tua risposta diventa inutile.
Federico Russo,


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Esistono software di controller di pacchetti di schede audio che funzionano su qualsiasi radio di frequenza. 27 mhz è aperto in modo da poterlo usare. c'è UHF nell'area di 400 mhz assegnata alle radio Citizen. Anche questo è possibile. Il software dispone di protocolli di controller e relè in corso integrati.

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