HAMNET-70
NPR-70 New Packet Radio
Zugangsdaten NRP-70 Knoten OE1XDS Wien/AKH:
Eingestellte Parameter sind:
- Frequenz: 434,500 MHz
- Network-ID : 11
- Modulation : 20 (zum Teil wird auch mit 22 getestet)
- NPR-70-Gateway 44.143.3.61
- DHCP 44.143.3.61 -44.143.3.58
Zugangsdaten NRP-70 Knoten OE3XWJ Jauerling:
Eingestellte Parameter sind:
- Frequenz: 434,500 MHz
- Network-ID : 10
- Modulation : 22 (zum Teil wird auch mit 20 getestet)
- NPR-70-Gateway 44.143.72.34
- DHCP 44.143.72.35 -44.143.72.42
Zugangsdaten NRP-70 Knoten OE3XPA Kaiserkogel:
Eingestellte Parameter sind:
- Frequenz: 434,500 MHz
- Network-ID : 11
- Modulation : 22 (zum Teil wird auch mit 20 getestet)
- NPR-70-Gateway 44.143.56.130
- DHCP 44.143.56.131 -44.143.56.139
Breitband-Daten-Übertragung im 70 cm Band
von Kurt OE1KBC Referent für digitale Datenübertragung
NPR-70 ist ein Breitbanddatenmodem zur Daten-Übertragungen im 70cm Band. Mit diesem Modem ist der Zugang zu HAMNET auf der "Last-Mile" einfach zu realisieren. Eine vorhandene Antennentechnik im 70cm Band kann benutzt werden und der standmobile und portable Betrieb wird dadurch für einen HAMNET-User möglich. Endstufen für die verwendeten Modulationsarten sind leicht und kostengünstig erhältlich.
NPR-70 benötigt keinen PC mit Software zum Betrieb. Das NPR-70 Modem wird an einen PC oder Laptop mit einem ETH-Kabel angeschlossen. Das Modem kann auch in eine bestehende Router-Struktur eingebunden werden.
Ein NPR-70 welches als Access-Point (AP) eingesetzt wird übernimmt keinerlei Routing sondern stellt eine Brücke zwischen einem AP-Gateway und der via HF angebundenen Clients her. Das Modem ist für den „Point-to-Multipoint“ Betrieb optimiert kann aber ebenfalls Point-to-Point eingesetzt werden. Ein NPR-70 Modem kann mittels der Konfigurationsparameter sowohl als AP als auch als Client-Modem betrieben werden. Die IP für den Client wird vom NPR-70-AP vergeben. Im Protokoll sind 8 Zeitschlitze vorgesehen damit können bis zu 7 Clients an einem AP betrieben werden. Jedem Client wird nach dem Verbinden mit dem AP ein Zeitschlitz fix zugeordnet. Aus dieser Zeitschlitztechnik (Managed-TDMA) ergibt sich dass die gesamte Transferzeit auf die einzelnen Zeitschlitze der Clients aufgeteilt werden. Die Länge der Zeitschlitze variiert je nach Modulations-Geschwindigkeit zwischen 80 und 200ms. Hinweis: Durchsatz je Client sinkt.
Das Protokoll wurde an die Notwendigkeiten im Amateurfunk angepasst. So werden die Rufzeichen wiederholt übertragen und ein NPR-70-AP reduziert die Aussendung auf ein Minimum wenn kein Client verbunden ist.
Das Projekt NPR-70 ist als ein Open-Source-Projekt sowohl für das Platinen-Layout als auch für die Firmware-Source aufgebaut.
Ein NPR-70 Modem, mit 500mW ist um ca. 90 EUR zu erwerben. Eine passende 20W Endstufe, mit schnellem RX/TX Umschalter, ist bereits ab 120 EUR zu erwerben. Je nach Entfernung zum nächsten NPR-70 Knoten kann eine Mehrelement 70cm YAGI (ab 100 EUR) notwendig sein.
Der Name „New Packet Radio” ist leider etwas verwirrend was die Art der Modulation und der Datenübertragung anbelangt. NPR-70 verwendet kein „AX-25 Protokoll“ sondern ein Protokoll welches von Guillaume F4HDK für dieses Modem entwickelt und umgesetzt wurde.
Vergleich von NPR-70 mit anderen Datenübertragungsmethoden
| Modulation | Datenrate (brutto) | Frequenzbereiche | Bandbreite |
|---|---|---|---|
| PACKET RADIO | typisch 9.6 kbps | 2m und 70cm | < 20 kHz |
| NPR-70 | 70 bis 500 kbps | 70cm | 50kHz - 1MHz |
| HAMNET | typisch 10-20 Mbps | 2.4GHz, 5.7GHz | 5MHz - 20MHz |
Technische Eigenschaften
- Transceiver
- RX/TX Hardware:Low-Current HF-Chip RF4463F30 von Silicon Labs
- Leistung max. 27 dBm / 500 mW
- Empfindlichkeit -126 dBm
- Modulation 2FSK, 4FSK
- Frequenzbereich: 430-440MHz
- Simplex- und Duplexmode ist konfigurierbar.
- RX/TX Hardware:Low-Current HF-Chip RF4463F30 von Silicon Labs
- Microcontroller
- MBED Nucleo STM32 L432KC
- Ethernet-Controller
- SPI Module – ETH-WIZNET W5500
- Spannungsregelung
- Step-Down Konverter ITEAD LM2596
Das Protokoll sieht mehrere Datengeschwindigkeiten vor. Es ist jedoch nicht möglich an einem NPR-70-AP verschiedene Durchsatzraten zu verwenden und die Clients können nur die vom AP angebotene Geschwindigkeit verwenden.
Datengeschwindigkeiten
| 2GFSK | Modulation | 11 | 12 | 13 | 14 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Datenrate | 100 | 180 | 200 | 500 | kbps | ||
| verwendbar | 71 | 120 | 190 | 30 | kbps | ||
| 4GFSK | Modulation | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | |
| Datenrate | 100 | 200 | 360 | 600 | 1000 | kbps | |
| verwendbar | 68 | 130 | 220 | 330 | 470 | kbps |
Praxis-Test Jauerling
Ein erster Praxis-Test von Neulengbach Mike OE3MZC zum Jauerling OE3XWJ konnte mit zwei NPR-70-Modems jeweils einer 20W Endstufe mit 180 kBit/s netto erfolgreich abgeschlossen werden. Die Entfernung zwischen dem AP am Jauerling und der Client-Station in Neulengbach ist etwas mehr als 50km. Als Antenne wurde am Jauerling ein Corner-Reflektor mit ca. 4-5dBi und am Standort OE3MZC sowohl eine Vertikalantenne X-7000 als auch eine Mehrelement-YAGI-Antenne verwendet. Damit war ein max. Datendurchsatz von 470 kBit/s netto möglich jedoch werden die weiteren Tests ergeben wo man den besten Nutzen für möglichst viele HAMNET-User ansetzen soll. So wird die „Waage“ zwischen Geschwindigkeit, Entfernung und Robustheit den Ausschlag geben.
Eingestellte Parameter sind:
- Frequency : 434.500MHz
- Network-ID : 10
- Modulation : 22 (zum Teil auch mit 20)
Bei diesem Test wurden IP-Adressen via DHCP-Protokoll im Bereich 44.143.72.35-42 vergeben. Es ist nicht vorgesehen diese IP-Adressen am Client selbst zu vergeben. Hinweis: Bitte nicht selbst fixieren.
Praxis-Test Kaiserkogel
Eingestellte Parameter sind:
- Frequency : 434.500MHz
- Network-ID : 11
- Modulation : 22 (zum Teil auch mit 20)
Bei diesem Test wurden IP-Adressen via DHCP-Protokoll im Bereich 44.143.56.131-139 vergeben. Es ist nicht vorgesehen diese IP-Adressen am Client selbst zu vergeben. Hinweis: Bitte nicht selbst fixieren.
Praxis-Test AKH OE1XDS
Eingestellte Parameter sind:
- Frequency : 434.500MHz
- Network-ID : 11
- Modulation : 20 (zum Teil wird auch mit 22 getestet)
- NPR-70-Gateway 44.143.3.61
- DHCP 44.143.3.61 -44.143.3.58
Bei den beiden Praxis-Tests waren die über den Konsolen-Zugang erreichbaren Befehle sehr brauchbar:
status Anzeige von RSSI, Fehlerrate
who Anzeige der verbundenen Clients
Leistungseinstellung mit und ohne Power-Amplifier
Zusammenfassung der Erfahrungen
NPR-70 lässt sich als Einstieg zum HAMNET mit Datengeschwindigkeiten welche zwischen Packet Radio und HAMNET-WLAN-Strecken liegen sehr gut verwenden. Bei Entfernungen 5-10km und gering gedämpfter Übertragungsstrecke ist das Basis-Modem ohne Endstufe und Rundstrahlantenne bzw. Mobilantenne gut zu verwenden. Übertragungsstrecken via Reflexion oder größeren (>10km) Entfernungen sollten durch Verwendung einer Endstufe bzw. Verwendung von YAGI-Antennen unterstützt werden. Diese Aussagen werden auch vom Entwickler in den Leistungsfolien angesprochen.
Die Übertragung von Emails mit WinLink-Express ist auch bei geringen Datengeschwindigkeiten < 200kbps (siehe Tabelle oben) optimal möglich. Bei Datenraten ab 360kbps können problemlos LIVE-Audio-Übertragungen wie Mumble oder das Abrufen eines Rundspruch-LIEBE-Streams erfolgreich verwendet werden. Die Ladegeschwindigkeiten der Homepages wie http://news.ampr.at oder http://web.oe2xzr.ampr.at sind immer mit ausreichender Response abzurufen. Auch LIVE-Wetterbilder von http://web.oe1xar.ampr.org oder http://web.oe3xoc.ampr.org sind inkl. automatischem Refresh sehr praktikabel zu verwenden.
Aus den Praxiserfahrungen sollten wir zumindest drei Frequenzen für APs in einer Region vorbereiten.
Frequenzvorschläge für die Verwendung von NPR-70-AP
- Ausgehend von einer Datenrate 20-23 (bis 600 kbps) max. 1 AP
- Mittenfrequenz 434.500 MHz
- Ausgehend von einer Datenrate 20-22 (bis 360 kbps) max. 2 AP
- Untere Frequenz 434.300 MHz
- Obere Frequenz 434.700 MHz
- Ausgehend von einer Datenrate 20-21 (bis 200 kbps) max. 3 AP
- Untere Frequenz 434.250 MHz
- Mittenfrequenz 434.500 MHz
- Obere Frequenz 434.750 MHz
Info-Links
- https://hackaday.io/project/164092-npr-new-packet-radio
- https://cdn.hackaday.io/files/1640927020512128/NPR70_introduction_EN_v3.6.pdf
- https://cdn.hackaday.io/files/1640927020512128/NPR_advanced_guide_v2.14.pdf
Modem-Firmware
Die aktuelle Beta Version 2020_06_29 ist sehr stabil und in unseren Praxis-Tests im Einsatz. Download:
https://hackaday.io/project/164092-npr-new-packet-radio
- Reiter Files anklicken
- Beta Version 2020_06_29 Binary file, 70cm band
Fertiggeräte
Tipp: ACHTUNG! Bei Bestellungen immer die "normal" Version bestellen sonst muss immer eine Verbindung mit einem USB-Kabel angesteckt und bestromt sein.
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