El Sistema Automático de Informes de Paquetes ( APRS ) es un sistema basado en radioaficionados para comunicaciones digitales en tiempo real de información de valor inmediato en el área local. [1] Los datos pueden incluir coordenadas del sistema de posicionamiento global (GPS) de objetos , balizas no direccionales , telemetría de estaciones meteorológicas , mensajes de texto, anuncios, consultas y otros tipos de telemetría . Los datos APRS se pueden mostrar en un mapa, que puede mostrar estaciones, objetos, pistas de objetos en movimiento, estaciones meteorológicas, datos de búsqueda y rescate y datos de radiogoniometría.
Los datos APRS normalmente se transmiten en una única frecuencia compartida (según el país) para ser repetidos localmente por estaciones repetidoras de área (digipeaters) para un consumo local generalizado. Además, todos estos datos normalmente se incorporan al Sistema de Internet APRS (APRS-IS) a través de un receptor conectado a Internet (IGate) y se distribuyen globalmente para un acceso ubicuo e inmediato. [2] Todos los usuarios recopilan los datos compartidos por radio o Internet y se pueden combinar con datos de mapas externos para crear una vista en vivo compartida.
APRS fue desarrollado desde finales de la década de 1980 por Bob Bruninga, distintivo de llamada WB4APR, ingeniero de investigación senior de la Academia Naval de los Estados Unidos . Mantuvo el sitio web principal de APRS hasta su muerte en 2022. [3] [4] Las iniciales "APRS" se derivaron de su distintivo de llamada.
Bob Bruninga, ingeniero de investigación senior de la Academia Naval de los Estados Unidos, implementó el primer antecesor de APRS en una computadora Apple II en 1982. [5] Esta primera versión se utilizó para mapear informes de posición de la Marina de alta frecuencia . El primer uso de APRS fue en 1984, cuando Bruninga desarrolló una versión más avanzada en un VIC-20 para informar la posición y el estado de los caballos en una carrera de resistencia de 100 millas (160 km). [6]
Durante los dos años siguientes, Bruninga continuó desarrollando el sistema, al que luego llamó Sistema de tráfico de emergencia sin conexión (CETS). Después de una serie de ejercicios de la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) utilizando CETS, el sistema se transfirió a la computadora personal IBM . A principios de la década de 1990, el CETS (entonces conocido como Sistema Automático de Informes de Posición) continuó evolucionando hasta su forma actual.
A medida que la tecnología GPS estuvo más disponible, "Posición" fue reemplazada por "Paquete" para describir mejor las capacidades más genéricas del sistema y enfatizar sus usos más allá de los simples informes de posición.
Bruninga también ha declarado que APRS no estaba destinado a ser un sistema de seguimiento de la posición del vehículo y puede interpretarse más bien como un "sistema automático de informes de presencia". [7]
APRS (Sistema automático de informes de paquetes) es un protocolo de comunicaciones digitales para intercambiar información entre un gran número de estaciones que cubren un área grande (local), a menudo denominadas " IP -ers". Como red de datos multiusuario, es bastante diferente de la radio por paquetes convencional . En lugar de utilizar flujos de datos conectados donde las estaciones se conectan entre sí y los paquetes se reconocen y retransmiten si se pierden, APRS opera completamente en forma de transmisión no conectada, utilizando tramas AX.25 sin numerar. [8]
Los paquetes APRS se transmiten para que todas las demás estaciones los escuchen y utilicen. Los repetidores de paquetes , llamados digipeaters, forman la columna vertebral del sistema APRS y utilizan tecnología de almacenamiento y reenvío para retransmitir paquetes. Todas las estaciones operan en el mismo canal de radio y los paquetes se mueven a través de la red de digipeater a digipeater, propagándose desde su punto de origen. Todas las estaciones dentro del alcance de radio de cada digipeater reciben el paquete. En cada digipeater, se cambia la ruta del paquete. El paquete se repetirá sólo a través de una cierta cantidad de digipeaters (o saltos) dependiendo de la importante configuración "PATH".
Los Digipeaters realizan un seguimiento de los paquetes que reenvían durante un período de tiempo, evitando así que se retransmitan paquetes duplicados. Esto evita que los paquetes circulen en bucles interminables dentro de la red ad hoc. Finalmente, la mayoría de los paquetes son escuchados por una puerta de enlace de Internet APRS, llamada IGate, y los paquetes se enrutan a la red troncal APRS de Internet (donde se descartan los paquetes duplicados escuchados por otras IGate) para que otros usuarios conectados a una puerta de enlace APRS los muestren o analicen. servidor IS, o en un sitio web diseñado para tal fin.
Si bien parecería que el uso de paquetes no conectados y no numerados sin reconocimiento y retransmisión en un canal compartido y a veces congestionado daría como resultado una confiabilidad deficiente debido a la pérdida de un paquete, este no es el caso, porque los paquetes se transmiten (difunden) a todos y multiplicado muchas veces por cada digipeater. Esto significa que todos los digipeaters y estaciones dentro de su alcance obtienen una copia y luego proceden a transmitirla a todos los demás digipeaters y estaciones dentro de su alcance. El resultado es que los paquetes se multiplican más de los que se pierden. Por lo tanto, a veces los paquetes se pueden escuchar a cierta distancia de la estación de origen. Los paquetes pueden repetirse digitalmente decenas de kilómetros o incluso cientos de kilómetros, dependiendo de la altura y el alcance de los digipeaters de la zona.
Cuando se transmite un paquete, se duplica muchas veces a medida que se irradia, tomando todas las rutas disponibles simultáneamente, hasta que se consume la cantidad de "saltos" permitidos por la configuración de la ruta.
APRS contiene varios tipos de paquetes, incluyendo posición/objeto/elemento, estado, mensajes, consultas, informes meteorológicos y telemetría. Los paquetes de posición/objeto/elemento contienen la latitud y longitud, y un símbolo que se mostrará en el mapa, y tienen muchos campos opcionales para altitud, rumbo, velocidad, potencia radiada , altura de la antena sobre el terreno promedio , ganancia de antena y operación por voz. frecuencia. Las posiciones de las estaciones fijas se configuran en el software APRS. Las estaciones móviles (portátiles o móviles) obtienen automáticamente su información de posición de un receptor GPS conectado al equipo APRS. [8]
La visualización del mapa utiliza estos campos para trazar el rango de comunicación de todos los participantes y facilitar la capacidad de contactar a los usuarios durante situaciones de rutina y de emergencia . Cada paquete de posición/objeto/artículo puede utilizar cualquiera de varios cientos de símbolos diferentes. La posición/objetos/elementos también pueden contener información meteorológica o pueden ser cualquier cantidad de docenas de símbolos meteorológicos estandarizados. Cada símbolo en un mapa APRS puede mostrar muchos atributos, discriminados por color u otra técnica. Estos atributos son:
El paquete de estado tiene un formato de campo libre que permite a cada estación anunciar su misión o aplicación actual o información de contacto o cualquier otra información o datos de uso inmediato para las actividades circundantes. El paquete de mensajes se puede utilizar para mensajes punto a punto, boletines, anuncios o incluso correo electrónico. Los boletines y anuncios reciben un tratamiento especial y se muestran en un único "tablón de anuncios comunitario". Este tablón de anuncios comunitario tiene un tamaño fijo y todos los boletines de todos los carteles se clasifican en esta pantalla. La intención de esta visualización es ser coherente e idéntica para todos los espectadores, de modo que todos los participantes vean la misma información al mismo tiempo. Dado que las líneas están ordenadas en la pantalla, los carteles individuales pueden editar, actualizar o eliminar líneas individuales de sus boletines en cualquier momento para mantener el tablero de anuncios actualizado para todos los espectadores.
Todos los mensajes APRS se entregan en vivo en tiempo real a los destinatarios en línea. Los mensajes no se almacenan ni se reenvían, sino que se reintentan hasta que se agota el tiempo de espera. La entrega de estos mensajes es global, ya que APRS-IS distribuye todos los paquetes a todos los demás IGate del mundo y aquellos que son mensajes en realidad regresarán a RF a través de cualquier IGate que esté cerca del destinatario previsto.
Se puede enviar un mensaje de caso especial a EMAIL, donde estos mensajes se extraen del APRS-IS en tiempo real y se empaquetan en un tipo de mensaje de correo electrónico estándar y se reenvían al correo electrónico normal de Internet. Esto lo hacía el motor de correo electrónico WU2Z hasta 2019, cuando fue reemplazado por la puerta de enlace de correo electrónico javAPRSSrvr . [9]
En su implementación más simple, APRS se utiliza para transmitir datos, información e informes en tiempo real de la ubicación exacta de una persona u objeto a través de una señal de datos enviada a través de frecuencias de radioaficionados. Además de las capacidades de informes de posición en tiempo real utilizando receptores GPS conectados, APRS también es capaz de transmitir una amplia variedad de datos, incluidos informes meteorológicos , mensajes de texto cortos, rumbos radiogoniométricos , datos de telemetría , mensajes cortos de correo electrónico (solo enviar ) y pronósticos de tormentas. Una vez transmitidos, estos informes se pueden combinar con una computadora y un software de mapeo para mostrar los datos transmitidos superpuestos con gran precisión en una visualización de mapa.
Si bien el trazado de mapas es la característica más visible de APRS, no deben pasarse por alto las capacidades de mensajería de texto y de distribución de información local, combinadas con la sólida red; La Oficina de Manejo de Emergencias de Nueva Jersey tiene una extensa red de estaciones APRS para permitir mensajes de texto entre todos los Centros Operativos de Emergencia del condado en caso de falla de las comunicaciones convencionales.
En su forma más utilizada, APRS se transporta a través del protocolo AX.25 utilizando Bell 202 AFSK de 1200 bits/s en frecuencias ubicadas dentro de la banda de aficionados de 2 metros .
Una extensa red de repetidores digitales, o "digipeater", proporciona transporte para paquetes APRS en estas frecuencias. Las estaciones de acceso a Internet (IGates) conectan la red APRS en el aire al sistema de Internet APRS (APRS-IS), que sirve como columna vertebral mundial de gran ancho de banda para datos APRS. Las estaciones pueden aprovechar este flujo directamente, y una serie de bases de datos conectadas al APRS-IS permiten el acceso a los datos basado en la Web, así como capacidades de extracción de datos más avanzadas. Varios satélites en órbita terrestre baja , incluida la Estación Espacial Internacional , son capaces de transmitir datos APRS.
Una infraestructura APRS comprende una variedad de equipos de controlador de nodo terminal (TNC) implementados por radioaficionados individuales. Esto incluye tarjetas de sonido que conectan una radio con una computadora, TNC simples y TNC "inteligentes". Las TNC "inteligentes" son capaces de determinar lo que ya ha sucedido con el paquete y pueden evitar la repetición redundante de paquetes dentro de la red.
Las estaciones de informes utilizan un método de enrutamiento llamado "ruta" para transmitir la información a través de una red. En una red de paquetes típica, una estación utilizaría una ruta de estaciones conocidas como "via n8xxx,n8ary". Esto hace que el paquete se repita a través de las dos estaciones antes de detenerse. En APRS, se asignan distintivos de llamada genéricos a las estaciones repetidoras para permitir una operación más automática.
En toda América del Norte (y en muchas otras regiones), la ruta recomendada para estaciones móviles o portátiles es ahora WIDE1-1,WIDE2-1. [15] Las estaciones fijas (hogares, etc.) normalmente no deberían utilizar una ruta de ruta si no necesitan repetirse digitalmente fuera de su área local; de lo contrario, se debería utilizar una ruta de WIDE2-2 o menos, según lo dicten los requisitos. El parámetro de ruta [ se necesita aclaración ] refleja el enrutamiento de paquetes a través del componente de radio de APRS, y las estaciones fijas deben considerar cuidadosamente la elección de la ruta de enrutamiento. Cualquier selección de ruta para estaciones que no la requieran contribuye a la congestión de la frecuencia APRS y puede dificultar la notificación de otras estaciones. Las estaciones APRS de aeronaves y globos deben evitar balizas con cualquier trayectoria en altitud, ya que es posible que no sea necesario utilizar digipeaters debido a la altura de su antena y a la probabilidad de alcanzar múltiples digipeaters e IGates de amplio alcance. Las estaciones móviles en áreas congestionadas o áreas más pobladas pueden considerar usar solo 1 salto (WIDE1-1), ya que generalmente hay suficientes puertas de enlace de Internet cercanas como para que no se necesite enrutamiento de ruta. Una solución para la selección de ruta es la ruta proporcional [16] si el equipo del usuario es capaz.
Al principio, el método ampliamente aceptado para configurar estaciones era permitir que las estaciones de corto alcance repitieran paquetes solicitando una ruta de "RELAY" y las estaciones de largo alcance se configuraron para repetir paquetes "RELAY" y "WIDE". Esto se logró configurando la configuración MYALIAS de la estación en RELAY o WIDE según fuera necesario. Esto resultó en una ruta de RELAY,WIDE para las estaciones de informes. Sin embargo, no hubo verificación de paquetes duplicados ni sustitución de alias. Esto a veces provocaba que las balizas hicieran "ping pong" de un lado a otro en lugar de propagarse hacia afuera desde la fuente. Esto causó mucha interferencia. Sin sustitución de alias, no se podía saber qué digipeaters había utilizado una baliza.
Con la llegada de las nuevas ETN "inteligentes", las estaciones que solían ser "WIDE" se convirtieron en "WIDEn-N". Esto significa que un paquete con una ruta WIDE2-2 se repetirá a través de la primera estación como WIDE2-2, pero la ruta se modificará (disminuirá) a WIDE2-1 para que se repita la siguiente estación. El paquete deja de repetirse cuando la parte "-N" de la ruta llega a "-0". Este nuevo protocolo ha provocado que las antiguas rutas RELAY y WIDE queden obsoletas. Se solicita a los operadores de Digi que reconfiguren las estaciones de relleno "RELAY" para responder a WIDE1-1. Esto da como resultado una ruta nueva y más eficiente de WIDE1-1,WIDE2-1.
Probar el alcance de la radio suele ser un componente importante de estos pasatiempos. La radioafición se utiliza a menudo con la radio por paquetes para comunicarse a 1200 baudios, utilizando el sistema automático de notificación de paquetes a la estación terrestre. También se construyen paquetes más pequeños llamados micro o pico rastreadores que funcionan bajo globos más pequeños. Estos rastreadores más pequeños han utilizado código Morse, Field Hell y RTTY para transmitir sus ubicaciones y otros datos [17]
El protocolo APRS ha sido adaptado y ampliado para apoyar proyectos no directamente relacionados con su propósito original. Los más notables son los proyectos FireNet y PropNET.
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