home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 4 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 4.iso / digests / tcp / 940120.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-11-13  |  12KB
  1. Date: Thu, 16 Jun 94 04:30:06 PDT
  2. From: Advanced Amateur Radio Networking Group <tcp-group@ucsd.edu>
  3. Errors-To: TCP-Group-Errors@UCSD.Edu
  4. Reply-To: TCP-Group@UCSD.Edu
  5. Precedence: Bulk
  6. Subject: TCP-Group Digest V94 #120
  7. To: tcp-group-digest
  8.  
  9.  
  10. TCP-Group Digest            Thu, 16 Jun 94       Volume 94 : Issue  120
  11.  
  12. Today's Topics:
  13.               Standard Digital Radio Interface Proposal
  14.  
  15. Send Replies or notes for publication to: <TCP-Group@UCSD.Edu>.
  16. Subscription requests to <TCP-Group-REQUEST@UCSD.Edu>.
  17. Problems you can't solve otherwise to brian@ucsd.edu.
  18.  
  19. Archives of past issues of the TCP-Group Digest are available
  20. (by FTP only) from UCSD.Edu in directory "mailarchives".
  21.  
  22. We trust that readers are intelligent enough to realize that all text
  23. herein consists of personal comments and does not represent the official
  24. policies or positions of any party.  Your mileage may vary.  So there.
  25. ----------------------------------------------------------------------
  26.  
  27. Date: Wed, 15 Jun 1994 20:38:15 -0500 (CDT)
  28. From: Jeffrey Austen <JRA1854@tntech.edu>
  29. Subject: Standard Digital Radio Interface Proposal
  30. To: tcp-group@ucsd.edu
  31.  
  32. Here is an article which was just published in PSR.  Comments? 
  33.  
  34.  
  35.  
  36. A Proposal for a Standard Digital Radio Interface
  37.  
  38. Jeffrey Austen, k9ja
  39. 2051 Clearview Dr., Cookeville TN 38501, USA
  40. Internet: jra1854@tntech.edu
  41. PacketBBS: k9ja@wa4uce.#midtn.tn.usa.noam
  42.  
  43. Introduction
  44.  
  45. Just about everyone who has ever used packet radio has had to deal with 
  46. what should be a simple task: that of properly connecting radios and 
  47. terminal node controllers (TNCs) together.  Unfortunately, many people 
  48. have learned that it is not very simple.  Not only do the proper signal 
  49. connections need to be determined between each radio and TNC but the 
  50. correct audio levels must be set in order for the system to work well.  
  51. This problem is compounded for persons with multiple TNCs or multiple 
  52. radios.  Every time a radio or TNC is changed, the system must be 
  53. readjusted for proper receive and transmit audio levels, as well as 
  54. proper delay times to accommodate the key-up time of the transmitter.  
  55. These problems are exacerbated by the existence of differing connectors 
  56. for different models of radios and TNCs.  All of this can be attributed 
  57. to the fact that the interface between the equipment uses analog 
  58. signals despite the fact that packet radio is a mode of digital 
  59. communications.  For operation at speeds greater than 1200 bits per 
  60. second (b/s) most radios do not even provide a connector for the 
  61. appropriate signals.  Operators of digipeaters or remote sites are 
  62. burdened with the task of hauling around extra test equipment and 
  63. adjusting radios on-site instead of performing these adjustments in a 
  64. convenient location such as a laboratory or home station.  Emergency 
  65. operation is difficult because it is almost impossible to properly 
  66. connect various equipment quickly in the field unless the exact 
  67. configuration is known beforehand.
  68.  
  69. In this article a proposal for a digital radio (DR) interface is 
  70. developed.  This interface is designed to support all current packet 
  71. modulation methods and speeds and any which can be reasonably 
  72. anticipated for future use.  It provides "plug and play" operation 
  73. between any digital radio and TNC (from here onward the term TNC refers 
  74. to a TNC or any other device, such as computer or packet switch, which 
  75. processes the data being communicated).  It can be easily incorporated 
  76. into most of the current equipment and it allows the use of a single 
  77. radio in multiple packet modes without changing cables or making any 
  78. adjustments.
  79.  
  80. Requirements
  81.  
  82. The requirements of the interface are as follows:
  83.  - connect any DR to any TNC;
  84.  - be transparent to the data stream;
  85.  - operate over a wide range of speeds;
  86.  - operate with both synchronous and asynchronous modulation modes;
  87.  - operate in both full- and half-duplex modes as well as in transmit-
  88.    only and receive-only systems;
  89.  - provide good immunity to electromagnetic interference (EMI);
  90.  - be tolerant of variations in the equipment: not require any 
  91.    adjustments when equipment is changed;
  92.  - operate over cable distances from zero to at least 10 meters;
  93.  - be usable for all existing digital communications modes and for all 
  94.    anticipated modes in the future;
  95.  - operate at all existing speeds and at all reasonable future speeds, 
  96.    at least up to 2 Mb/s;
  97.  - have a single standardized connector so that connection is "plug and 
  98.    play;"
  99.  - sense when cable is disconnected or when the DR is powered down;
  100.  - make use of existing standards, where possible; and
  101.  - allow easy migration from the current system.
  102.  
  103. Development of the Interface
  104.  
  105. In a digital communications system the digital information is 
  106. communicated by representing the information as an analog signal.  For 
  107. the interface the simplest representation should be used for the 
  108. information being sent: this is a serial bit stream.  To do this, it is 
  109. necessary to move the "modem" out of the TNC and into the DR.  This 
  110. change has a benefit of making the dual use (voice and data) of the 
  111. radio easier to accomplish.  A front panel switch could easily select 
  112. between voice and one or more data modes; for example, a 2-m radio 
  113. might be built to support voice, 1200 b/s packet and 9600 b/s packet.
  114.  
  115. Many standards have been developed for use in data communications.  
  116. Some standards which are related to the needs of this interface are 
  117. EIA/TIA-232, EIA/TIA-422, EIA/TIA-423, CCITT V.10, V.11, EIA/TIA-449.  
  118. There appears to be no standard which provides the necessary 
  119. functionality; however, some standards can be incorporated into the 
  120. interface.
  121.  
  122. Examination of the information which must be communicated across the 
  123. interface yields the required signals.  The fundamental information 
  124. which must be conveyed across this interface is receive data and 
  125. transmit data.  Auxiliary information is necessary to indicate where 
  126. each data bit is, when the data is valid, and when the data can be sent 
  127. and received.  To accommodate both synchronous and asynchronous systems 
  128. at varying speeds a synchronous interface is used.  The receive and 
  129. transmit clock signals originate at the digital radio and are 
  130. independent of each other.  
  131.  
  132. To send data from the DR to the TNC the following items are necessary.
  133.  - Receive Data: the data from the DR to the TNC.
  134.  - Receive Clock: a clocking signal for the receive data, originating 
  135.    at the DR.
  136.  - Receive Data Valid: a signal originating at the DR which indicates 
  137.    that the receive data signal is valid (similar to carrier detect).
  138.  
  139. To send data from the TNC to the DR the following items are necessary.
  140.  - Transmit Data: the data from the TNC to the DR.
  141.  - Transmit Clock: a clocking signal for the transmit data, originating 
  142.    at the DR.
  143.  - Request To Send: a signal from the TNC to the DR indicating that 
  144.    data transmission is requested.
  145.  - Clear To Send: a signal from the DR to the TNC indicating that data 
  146.    transmission may proceed.
  147.  
  148. One other signal is necessary to convey the DR status to the TNC.
  149.  - DR Ready: a signal from the DR to the TNC indicating that it is 
  150.    powered up and capable of reception and/or transmission of data.
  151.  
  152. The Interface Proposal
  153.  
  154. The signals listed above will be sent using a combination of EIA/TIA-
  155. 422 (differential) and EIA/TIA-423 (single-ended) signal levels.  The 
  156. two data signals and two clock signals, because of the potentially high 
  157. speed will use differential signaling, which provides for speeds of up 
  158. to 10 Mb/s.  These signals will use eight wires of the interface.  The 
  159. status signals will use single-ended signaling because high speed is 
  160. not necessary.  These signals will use four signal lines and two ground 
  161. lines (one in each direction, per EIA/TIA-423 specifications).  To 
  162. insure proper operation under fault conditions (either unit is powered 
  163. down or the cable is not connected)"fail safe" line receivers must be 
  164. used for the four status signals (RDV, RTS, CTS, and DRR).
  165.  
  166. Much of the delay necessary at the beginning of the transmission are 
  167. due to internal delays in the transmitter.  This delay is made the 
  168. responsibility of the DR rather than the TNC.  When CTS becomes active, 
  169. data can be sent immediately; after the last bit of data has been sent, 
  170. RTS may become inactive.  Additional delay may be added in the TNC (as 
  171. is done currently).
  172.  
  173. The physical connector selected is a high-density 15-pin D-series 
  174. connector.  This connector is small enough to be used on mobile and 
  175. portable equipment and yet it reasonably rugged, reliable and 
  176. inexpensive.  The male connector (plug) is used on the TNC and the 
  177. female connector (socket) is used on the DR.  Although the same type of 
  178. connector is popular for computer displays, the opposite sex connector 
  179. is used on the computer so that confusion should not occur.  Cables 
  180. will act as "extension cords," that is they pass all pins straight 
  181. through from the connector on one end to the other end.  The shell of 
  182. the connector must be used for the shield connection if a shield exists 
  183. on the cable; if no shield exists the shells must be connected by a 
  184. wire in the cable.  All DRs and TNCs must have metallic connector 
  185. shells so that shielded cables can be used effectively.
  186.  
  187. Alternative Interconnections
  188.  
  189. Although the interface is specifically designed to connect a DR to a 
  190. TNC, it can be used to connect two DRs or two TNCs together or it can 
  191. be used in a transmit-only or receive-only system.  To connect two DRs 
  192. together there needs to be a adapter which contains a FIFO large enough 
  193. to accommodate the largest packet at the maximum speed differential 
  194. between the systems.  To connect two TNCs together there needs to be an 
  195. adapter which generates appropriate clock signals.  The receive and 
  196. transmit signals are independent of each other so they can be running 
  197. at different speed or be going to different DRs; use in a transmit- or 
  198. receive-only system is also possible (a protocol other than AX.25 will 
  199. be necessary in this case).
  200.  
  201. Incorporation Into New and Existing Equipment
  202.  
  203. This interface can be incorporated into new radio designs by including 
  204. the "modem" with the radio and providing a method for switching modes 
  205. (e.g., voice, 1200 b/s data, 9600 b/s data).  Most TNC designs can be 
  206. updated quite easily to incorporate the interface without eliminating 
  207. any current features.
  208.  
  209. Most existing systems can be easily modified to use the new standard.  
  210. It appears that the PackeTen, DataEngine, PI, PI2 and PackeTwin cards 
  211. and Kantronics DataEngine modems require very little modification as 
  212. the appropriate signals are available to easily add the interface; the 
  213. only significant change is that with the new interface the modem is 
  214. physically housed with the DR, not the TNC.  In general, any modem 
  215. which performs clock recovery can be easily modified for use with this 
  216. interface.  Any TNC which provides the "modem disconnect header" can 
  217. have the interface added to it by using that connector.  A smooth 
  218. transition from the current system to using the new interface can be 
  219. made by providing adapter kits for common modems and TNCs so that 
  220. current equipment will not be obsoleted.
  221.  
  222. Summary
  223.  
  224. The interface proposal presented here will solve the problem of 
  225. connecting digital radios and terminal node controller or computer 
  226. equipment together.  It provides a simple, inexpensive, versatile, and 
  227. easy-to-use solution.  It is applicable to all current packet radio 
  228. systems, as well a other digital systems and it does not inhibit future 
  229. improvements to packet radio systems, either in the modulation and 
  230. coding techniques or in the protocols.  While the exact specifications 
  231. remain to be finished and tested through implementation, much existing 
  232. technology is being used and no problems are anticipated.  The author 
  233. welcomes suggestions for the improvement of this interface and is 
  234. interested in hearing from a few persons who are willing to design and 
  235. test interfaces for various modems and TNCs.
  236.  
  237. ------------------------------
  238.  
  239. End of TCP-Group Digest V94 #120
  240. ******************************
  241.