¿Existe un sistema de radio por paquetes peer-to-peer similar a internet?

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¿Alguien ha diseñado un sistema de redes de comunicaciones entre pares, que funciona casi como Internet, pero de forma inalámbrica? Me refiero a un sistema que:

  • puede conectar el transmisor a un puerto usb y operarlo con una computadora portátil
  • se puede usar para transmitir datos (por ejemplo, mensajes de texto)
  • las unidades se conectarán automáticamente a las unidades más cercanas del mismo sistema y generarán una tabla de enrutamiento, y por lo tanto, puede enviar su mensaje a cualquier parte de la red, de modo que otras unidades retransmitan su mensaje hasta que llegue a su destino.
  • La potencia de transmisión debe ser de dos vatios (para obtener un rango de un par de kilómetros / millas por estación) y la banda de frecuencia debe ser alguna banda legal para uso libre (27 MHz, por ejemplo).

Un propósito para este tipo de dispositivo sería estabilizar un sistema de comunicaciones en un área que enfrenta un desastre natural o ayudar a las personas a comunicarse en países donde la censura gubernamental prohíbe el uso de Internet.

Como ingeniero eléctrico, sé que este tipo de sistema:

  • es posible construir
  • y la parte más difícil es desarrollar el protocolo (la comunicación entre dos unidades es trivial, pero cómo llevar el mensaje a través de múltiples estaciones hasta su destino).

¿Pero alguien ya lo ha hecho?

Vesa Linja-aho
fuente
¿Qué tipo de velocidad de datos desearía lograr?
Oli Glaser
Las velocidades de datos con este tipo de sistema (bajo ancho de banda) no pueden ser dramáticas, quizás unos pocos miles de bits por segundo.
Vesa Linja-aho
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No voy a presionar para que se cierre esta pregunta, pero me gustaría conocer los pensamientos de las personas aquí: meta.electronics.stackexchange.com/questions/922/…
Kellenjb

Respuestas:

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las unidades se conectarán automáticamente a las unidades más cercanas del mismo sistema y generarán una tabla de enrutamiento, y por lo tanto, puede enviar su mensaje a cualquier parte de la red, de modo que otras unidades retransmitan su mensaje hasta que llegue a su destino.

Lo que está describiendo es una red de malla, o más específicamente una red de malla inalámbrica . Entonces la respuesta corta es sí, alguien ya lo ha hecho.

Como otros han señalado, los radioaficionados implementaron esto hace más de 20 años en un sistema conocido como APRS . Sin embargo, para usar APRS en las bandas de aficionados se requiere que uno sea un radioaficionado con licencia.

En el espacio comercial hay muchas compañías que ofrecen dispositivos de red de malla como Ruckus y Village Telco con su papa de malla para voz en el tercer mundo. Otro proveedor de dispositivos de bajo costo es Open Mesh .

Para la radioafición, la última encarnación de las redes de malla de alta velocidad es HSMM-MESH :

HSMM-MESH ™ es una red de computadoras inalámbricas de alta velocidad, autodescubrimiento, autoconfiguración, tolerante a fallas que puede funcionar durante días desde una batería de automóvil completamente cargada, o de manera indefinida con la adición de una modesta matriz solar u otra fuente de energía complementaria. El foco está en las comunicaciones de emergencia.

En su forma actual, está construido utilizando el enrutador inalámbrico Linksys WRT54GL y opera en los canales 1-6 de la banda ISM de 2.4GHz, que se superpone con la parte superior de la banda de radioaficionado de 13 cm. Se pueden soportar otras plataformas y bandas según lo permitan los recursos de desarrollo.

JonnyBoats
fuente
También me parece que si se agregaron algunas capas de software al sistema zigbee, podrían satisfacer esto sin necesidad de una licencia de jamón, una tasa de datos mucho menor que muchas de sus respuestas, pero el operador publicó un comentario diciendo que solo necesitan unas pocas kbps.
Kortuk
Kortuk: Tiene razón en que zigbee, o prácticamente cualquier radio, es capaz si se implementan las diversas capas de software requeridas. El diablo está en los detalles, por supuesto, y la implementación de una pila completa no es trivial.
JonnyBoats
@johnnyBoats, quise decir que zigbee cumple con la mayoría de los requisitos si solo diseñas un enlace ascendente a Internet para que sea el nodo maestro de zigbee (olvido el término apropiado)
Kortuk
@JonnyBoats Por cierto, APRS está construido sobre AX.25 ...
vicatcu
La wiki de la red de sensores inalámbricos tiene una discusión sobre los protocolos de red de malla y el diseño de hardware personalizado.
davidcary
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No creo que X.25 sea relevante aquí.

AFAIK varias bandas que son legales para el discurso no son legales para la transmisión digital. Consulte con un especialista de HAM.

Lo que quiere es esencialmente una red IP con enrutamiento totalmente dinámico (la dirección de destino no contiene información sobre la ubicación del destino). En una situación que no es de radio (o radio direccional), el problema es cómo cada nodo debe enrutar sus paquetes. Básicamente, debe tener un mapa de enrutamiento que tenga, para cada destino, una dirección (próximo salto) para enviar el paquete. Esto se puede hacer, pero el requisito de memoria en cada nodo es lineal en el número de nodos.

En una situación de radio no direccional, las cosas se vuelven mucho más interesantes. La pregunta no es a qué nodo se debe reenviar un paquete, sino si una estación debe retransmitir un paquete. Eso requiere tanto el conocimiento de la dirección en la que se encuentra el destino (en comparación con el remitente anterior y mi propia ubicación), como el conocimiento de si este paquete en particular ya se ha (re) transmitido recientemente. Interesante problema Una solución eficiente de tiempo aire requiere mucha memoria.

Tenga en cuenta que mantener la información de enrutamiento dinámico es un problema complicado en sí mismo. Piense en el problema de las buenas noticias viaja rápido pero las malas noticias muere lentamente. ¿Y qué tan robusto debería ser el sistema contra un solo nodo que funciona mal (o incluso malicioso)?

Una implementación muy simple (y robusta) 'inundaría' cada paquete a través de toda la red. Esto reduce drásticamente el ancho de banda, especialmente cuando las estaciones están cerca en comparación con su alcance.

Wouter van Ooijen
fuente
¿Cómo puede no ser relevante ... es un protocolo de capa de enlace de datos HAM para redes de radio por paquetes ... puede que no sea la respuesta "completa", pero ciertamente es una parte de él ...
vicatcu
Por lo que sé, está destinado a la comunicación entre pares, que no es lo que quiere el OP. En la descripción de X.25 no encontré indicios de enrutamiento, que es el principal problema aquí.
Wouter van Ooijen
En realidad, solo enruta google AX.25 y obtendrás muchos éxitos como homepage.ntlworld.com/wadei/nosintro/CH26.HTM ... también del artículo wiki "En la práctica, no es raro encontrar un AX .25 capa de enlace de datos como el transporte para alguna otra capa de red, como IPv4, con TCP utilizado además de eso. Tenga en cuenta que, como Ethernet, las tramas AX.25 no están diseñadas para admitir la conmutación. Por esta razón, AX.25 admite una forma de enrutamiento de origen algo limitada. Aunque es posible construir conmutadores AX.25 de una manera similar a la que funcionan los conmutadores Ethernet, esto aún no se ha logrado "
vicatcu
Sí, lo encontré y lo leí y basé mi conclusión en ello. Sin enrutamiento basado en el destino incorporado, y mucho menos enrutamiento que admita itinerancia y otros problemas que surgen del uso de enlaces de radio de una manera que no es de igual a igual.
Wouter van Ooijen
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Hay varias formas de abordar esto, incluido el uso de Wi-Fi adaptado (por ejemplo, una red adhoc de mayor potencia )

Otra opción podría ser xBee , que (según el módulo) se puede utilizar hasta 80 km y con velocidades que van desde 9,6 kbps hasta 250 kbps.

También hay radio por paquetes (como lo menciona vicatu) aunque las velocidades son bastante bajas. Sin embargo, estaría bien para la mensajería básica y probablemente sea barato / fácil de implementar (debería poder obtener mucha ayuda de la comunidad de radioaficionados)

Oli Glaser
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He usado este transmisor varias veces: enlace Funciona bien y utiliza el protocolo DigiMesh: enlace que es lo que está buscando. He construido varios sistemas que lo usan para conectar datos a largas distancias.

Eje
fuente
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Por favor agregue más a su respuesta. Lo mejor es que los enlaces solo complementen su respuesta, pero no se requiera que comprenda lo que está diciendo. Puede agregar un poco más sobre el transmisor y el protocolo digimesh y por qué funciona para sus necesidades.
Kellenjb
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Encontré esto mientras intentaba reconstruir mi sección de PAQUETE DE RADIO de mi estación de radio HAM. Como jamón, he realizado conexiones digitales a la estación espacial MIR y luego a la ISS, que todavía está en órbita en este momento. Era la frecuencia de radio VHF y he usado el cuadro de mensaje digital en la estación espacial mientras vuela. 1200 baudios en 145.800 mhz. Esto se llama Radio por paquetes. Los barcos en el mar sin conexiones satelitales usan paquetes en HF (onda corta) para correo electrónico. Es un servicio. Ahora descubro que usan la tarjeta de sonido de la computadora y la producción de cajas Packet TNC que ejecutan la interfaz radio / computadora parece estar desapareciendo. Ahora, la conexión utiliza un cable de audio desde la salida de la tarjeta de sonido a través de un módem integrado en la radio. Muchas radios VHF vendidas ahora tienen este módem. Estoy descubriendo que las CAJAS DE PAQUETES o los CONTROLADORES DE NODO no saltaron a USB y, dado que la mayoría de las computadoras ahora ni siquiera tienen un puerto serie, mi TNC no es utilizable sin algún tipo de solución. Tengo entendido que AX25 se escribió originalmente para radioaficionado digital. Teníamos una red por radio usando AX25 que cubría el mundo. Esto se transformó en Internet, que está hecho de AX25. Este protocolo ya tiene controles para RX / TX / Retries blah blah integrados. Se usa todos los días.

Paul VE3SPP
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Existen soluciones fáciles que funcionan para un porcentaje muy pequeño de problemas geoespaciales. Los problemas más comunes (participantes muy alejados, colinas, árboles, apartamentos, HOA, escasez de efectivo) requieren respuestas y planificación más difíciles.

Respondí un problema similar con un plan basado en una combinación de soluciones estándar y algunos trabajos de script. No hay enrutamiento automático aquí, pero sí envía mensajes de texto a más de cien millas sin redes comerciales para enrutar, utilizando hardware estándar y completamente en bandas de jamón VHF / UHF.

Consulte http://tarpn.net para obtener una lista de compras e instrucciones, así como explicaciones.

Ka2dew
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Creo que Netsukuku está bastante cerca de lo que estás buscando.

Dmitry Dzhus
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Como le dije a otras personas, agregue más a su respuesta. Lo mejor es que los enlaces solo complementen su respuesta, pero no se requiera que comprenda lo que está diciendo. Puede agregar más sobre el Netsukuku y por qué es un buen ajuste.
Kellenjb
Para agregar al comentario de Kellen: si ese enlace muere, su respuesta se vuelve inútil.
Federico Russo
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Hay software de controlador de paquetes de tarjeta de sonido que funcionará en cualquier radio de frecuencia. 27 mhz está abierto para que pueda usarlo. hay UHF en el área de 400 mhz asignada a las radios Citizen. Esto también es posible. El software tiene controlador y protocolos de retransmisión en curso integrados.

Paul VE3SPP
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