home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 8 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 8.iso / pc / files / p_misc / hispeed.txt < prev    next >
Text File  |  1996-06-25  |  21KB  |  486 lines

  1.            Equipment Options for Medium to High-Speed Packet 
  2.  
  3.                   Compiled by Barry McLarnon, VE3JF
  4.  
  5.                        Last update: 2 July 1993
  6.  
  7.  
  8. The purpose of the following is to summarize the hardware options
  9. available for constructing medium- to high-speed packet links.  Thus far,
  10. only 9.6, 19.2, and 56 kbps are covered.  This material is intended to be
  11. a useful reference, but I make no claims as to its accuracy or
  12. completeness.  Many details concerning model numbers and prices are
  13. missing, and I have very little information concerning equipment sources
  14. outside North America.  If you have corrections, or suggestions on
  15. additional information to include in this survey, please send them to
  16. bm@hydra.carleton.ca (or ve3jf@ve3jf.#eon.on.can.noam).
  17.  
  18. This material is released to the public domain.  You can do what you want
  19. with it - all I ask is that you retain this notice and attribution if you
  20. reprint it in whole or in part.
  21.  
  22. Note: unless otherwise noted, prices given are in $US.
  23.  
  24.  
  25. Equipment for 9600 bps
  26. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  27.  
  28.       9600 bps Modems
  29.       ~~~~~~~~~~~~~~~
  30. The K9NG modem was available for a number of years as a kit from TAPR.  It
  31. set the "standard" for 9600 bps packet operation, but it has now been
  32. replaced by the G3RUH and new TAPR designs.  Among the improvements
  33. provided by the newer designs is full-duplex capability. Even when
  34. full-duplex is not needed on the air, this is a great convenience for
  35. doing loopback testing of the modem.  If you still have a K9NG modem lying
  36. around, though, don't hesitate to try it!
  37.  
  38. The G3RUH modem is available from several sources:
  39.  
  40. PacComm MC-NB96 internal modem card ($109) - fits on disconnect header of
  41. most TNCs.
  42.  
  43. PacComm EM-NB96 external modem ($175) - standalone version of above.
  44.  
  45. Kantronics DE9600 modem card, similar to the PacComm MC-NB96.
  46.  
  47. MFJ MFJ-9600 9600 bps modem card ($110), similar to the others.
  48.  
  49. The new 9600 bps TAPR modem kit ($70).  The new design has all of the
  50. features of the G3RUH, plus a few enhancements.  It is attractive for
  51. repeater use, since it includes provision on the board for bit
  52. regeneration/FIFO buffering ($10 extra for the parts).  The first rev of
  53. the board in 1992 had a few problems, and some mods were needed for best
  54. performance.  A new rev which incorporates the fixes became available in
  55. early 1993.
  56.  
  57. The G3RUH and TAPR modems can plug directly into a TNC modem disconnect
  58. header as a daughterboard, or be connected externally via a ribbon cable.
  59.  
  60. DRSI DPK-9600 ($250).  This is a G3RUH-compatible modem and TNC-2 clone
  61. (10 MHz clock) housed in one box.
  62.  
  63.  
  64.       Data Interfaces for 9600 bps
  65.       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  66. For 9600 bps, the usual interface is a TNC.  If you don't already have a
  67. TNC, it's worth considering a PC bus interface card like the PI or the
  68. PackeTwin.  They are a better investment since they will not become
  69. obsolete if you upgrade to higher speeds than 9600.  In fact, many people
  70. have reported results with TNCs that were much less than theoretical
  71. maximums, even at 9600 bps.  The faster the TNC clock rate the better:
  72. 4.9MHz should be considered an absolute minimum.
  73.  
  74. Ottawa PI board ($120 US, $140 CDN).  It provides a DMA port which handles
  75. 56 kbps with ease, even with a 4.77 MHz XT-class machine.  All you need to
  76. add is the cable to the modem.  The main limitation of the board is that
  77. it does not support full-duplex operation, but full-duplex operation is
  78. rare (especially amongst end users).  The PI also supports a low-speed
  79. port (you provide the modem and radio).  The board can be used with any
  80. version of KA9Q NOS.
  81.  
  82. Gracilis TWIN-1E PackeTwin card ($225).  Like the PI, it provides a DMA
  83. port for the 56 kbps modem and an interrupt-driven port for lower-speed
  84. modems. The DMA port supports full-duplex operation.  The Kantronics 9600
  85. bps modem can be piggybacked on the card.
  86.  
  87. DRSI PCPA Type 1296 ($290).  An interrupt-driven PC-plugin card with
  88. onboard 9600 bps and 1200 bps modems.
  89.  
  90.  
  91.       Radios for 9600 bps
  92.       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  93.  
  94. A standard NBFM radio is typically used.  To interface to the modem, the
  95. radio must have a direct FSK modulator, discriminator output, an IF with
  96. sufficient bandwidth and reasonable phase characteristics, and fast t/r
  97. switching.  Some radios are usable with just a few modifications to bring
  98. out the required signals, others may need more extensive mods such as
  99. adding a varactor FM modulator, and still others are almost completely
  100. unusable due to their IF characteristics or slow t/r switching.  There are
  101. a few radios designed specifically for digital service which require no
  102. mods:
  103.  
  104. 2m:
  105.  
  106. DRSI offers a "matched set" ($550)  consisting of their DPK-9600 TNC/modem
  107. and a modified Alinco DR-1200T (20W, synthesized).
  108.  
  109. 70cm:
  110.  
  111. Tekk data radio ($190), 2W output, one channel, crystal controlled
  112. (430-450 MHz).  Available from Gracilis and other sources.  Gracilis has a
  113. package (TWIN-96E) consisting of the PackeTwin card, 9600 bps modem, and
  114. Tekk radio which lists at $520.
  115.  
  116. PacComm has two packages which contain the Tekk:
  117.  
  118. PacComm DT-NB96 ($369): Tekk radio and 9600 bps modem housed in one box.
  119.  
  120. PacComm IPR-NB96 ($499): Tekk radio, modem, and Tiny-2 MK-2 TNC housed in
  121. one box.
  122.  
  123. Kantronics D4-10 ($359), 10W output, two channel, crystal controlled
  124. (430-450 MHz).  Can go to at least 19.2 kbps.
  125.  
  126. A large number of amateur VHF and UHF transceivers have been successfully
  127. used for 9600 bps work.  Many commercial FM radios are also suitable;
  128. ironically, the IF filters in these radios are typically 'better'
  129. (narrower bandwidth, steeper skirts) than in amateur-grade equipment,
  130. which leads to inferior performance at 9600 bps (on the other hand, they
  131. also tend to have superior intermod immunity compared to amateur rigs).
  132. The IF stages of most receivers can be broadbanded successfully, but the
  133. degree of difficulty and expense involved varies considerably.
  134.  
  135. A good source of information on radio interfacing and other topics related
  136. to 9600 bps operation is the "9600 Baud Packet Handbook" by Mike Curtis,
  137. WD6EHR.  Hard copies are distributed with the TAPR modem, and it can also
  138. be found in electronic form on some BBS's.
  139.  
  140.  
  141.       Summary: 9600 bps
  142.       ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  143. The cost of getting something working at 9600 bps is highly variable.  If
  144. you already had a TNC and a suitable radio plus antenna, it could be as
  145. little as $70 or so (TAPR modem).  On the other hand, you can get a "plug
  146. 'n play" package from Gracilis, consisting of a PackeTwin interface card,
  147. DE9600 modem (piggybacks on the PackeTwin), and Tekk radio, for about $500
  148. - just add an antenna.  You should seriously question spending this kind
  149. of money to get 9600 bps, when you could put together a 56 kbps setup for
  150. not much more money (but, admittedly, considerably more effort!).
  151.  
  152.  
  153. Equipment for 19.2 kbps
  154. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  155.  
  156. Until recently, operation at 19.2 kbps had not received much attention.  A
  157. major reason for this is that binary FSK at 19.2 kbps cannot be
  158. accommodated by the IF stages of NBFM receivers, nor is it compatible with
  159. the 20 or 25 kHz channel spacing used for FM in the amateur VHF/UHF bands.
  160. On the other hand, it makes relatively poor use of the 100 kHz channels
  161. typically allocated for 'wideband' digital modes.  However, interest in
  162. 19.2 kbps operation has been spurred by the appearance of the Kantronics
  163. D4-10 radio.  Since it contains a varactor modulator, plus a data slicer
  164. following the discriminator, it can be operated in 'raw FSK' mode at 19.2
  165. kbps without additional modem hardware.  All that is needed in addition to
  166. the radio is the computer interface.  A 'souped-up' TNC might work fairly
  167. well, but one of the PC DMA interface boards (or maybe a DataEngine) would
  168. be better.  Running 'modemless' FSK entails some loss of performance, most
  169. notably from the lack of data scrambling, which results in more jitter in
  170. the recovered clock signal and thus higher bit error rates.
  171.  
  172. Kantronics also offers a 19.2 kbps modem, similar to the DE9600.  The
  173. performance difference between the 'barebones' D4-10 radios and that which
  174. you could realize with the more sophisticated modem has not, to my
  175. knowledge, been quantified.  The GRAPES modem (see below) could also be
  176. run at 19.2 kbps, but it would not be compatible with the Kantronics
  177. equipment (and why would you want to throttle back a modem that can do 56
  178. kbps and more, to only 19.2?).
  179.  
  180. Some experiences with using the D4-10's at 19.2 kbps, using Ottawa PI
  181. cards and DataEngines as interfaces, appear in an article by John
  182. Ackermann AG9V in the 11th ARRL Computer Networking Conference
  183. Proceedings.
  184.  
  185.  
  186. Equipment for 56 kbps
  187. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  188.  
  189.       56 kbps Modem
  190.       ~~~~~~~~~~~~~
  191. GRAPES (WA4DSY) modem, $250 in kit form.  You also need to provide a box
  192. for it, plus a few interconnecting cables and connectors.  It requires
  193. +/-5V power (about 0.5A @ +5V, 0.1A @ -5V).  This is an RF modem with
  194. input and output (about 1 mW) in the 28-30 MHz band, designed for use in
  195. the bands above 220 MHz (occupied bandwidth is about 70 kHz at 56 kbps),
  196. using standard receive and transmit converters.  The receive and transmit
  197. portions of the modem are separately crystal-controlled, and it can run
  198. full-duplex.  It is not limited to 56 kbps - with suitable modifications,
  199. it can be made to work at 128 kbps or more.
  200.  
  201.  
  202.       Data Interface for 56 kbps
  203.       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  204. Ottawa PI card ($120)
  205. Gracilis PackeTwin card ($225)
  206.  
  207. Both of these cards (see descriptions above) will handle 56 kbps with
  208. ease. 
  209.  
  210. Kantronics Data Engine (need price info).  This is essentially a
  211. higher-speed TNC with two HDLC ports that can reportedly run at 56 kbps,
  212. and an RS-232 port that can run at up to 19.2 kbps.  The standard firmware
  213. is G8BPQ, but there is now also a port of JNOS (JNOS40) by WG7J available.
  214. The DE appears to be more useful as a small standalone packet switch then
  215. as an interface for end users.
  216.  
  217. Gracilis PackeTen (~$1500?).  This is a full-blown packet switch that runs
  218. a custom version of KA9Q NOS.  It is available in both standalone and PC
  219. bus versions.  If you need more than two high-speed ports (more than one,
  220. if you need full-duplex), then this is really the only choice.
  221.  
  222.  
  223.       RF Equipment for 56 kbps
  224.       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  225. The RF equipment required depends on whether the links are half- or
  226. full-duplex.  There are three basic configurations in use:
  227.  
  228. (1) Half-duplex point-to-point links
  229.  
  230. An example is the Georgia backbone network.  The usual RF equipment is a
  231. Microwave Modules (220, 430 MHz) or Sinclabs (220 MHz) transverter.
  232.  
  233. (2) Full-duplex point-to-point links
  234.  
  235. Full duplex operation is significantly more complicated, but it is also
  236. highly desirable if you want to maximize the throughput of a backbone
  237. link.  The GRAPES modem is inherently full-duplex, so it is only necessary
  238. to provide separate RF up- and down-converters.  The two channels may be
  239. in-band or cross-band, using either separate antennas or duplexers.  The
  240. only full-duplex point-to-point link I'm aware of is in Chicago - it uses
  241. PackeTen switches and operates in-band in the 70 cm band.
  242.  
  243. (3) Multiple-access networks with full-duplex repeater
  244.  
  245. In this case, an in-band or cross-band 56 kbps repeater provides hidden
  246. transmitter-free access to a channel (or rather, a pair of channels) by
  247. multiple 56 kbps stations.  This might just be a LAN for the power users,
  248. but it also is an attractive means of linking a number of network nodes
  249. together, with less complexity than multiple point-to-point links (see the
  250. 10th ARRL Computer Networking Conference proceedings for more details). As
  251. in the preceding case, separate receive and transmit converters are used,
  252. usually with separate antennas (in principle, a transverter with "split"
  253. frequency operation could be used, but such things are hard to come by).
  254. The stations in this network do not require full-duplex computer
  255. interfaces, but since the RF portions have full-duplex capability, it
  256. allows smaller txdelays to be used than in the half-duplex case.  It also
  257. allows users to observe the quality of their signals coming back from the
  258. repeater.
  259.  
  260. The first 56 kbps full-duplex repeater went on the air in Ottawa in
  261. January 1990.  The repeater is cross-band (220.55 MHz in, 433.55 MHz out),
  262. so users must up-convert the modem's 28-30 MHz IF output to 220 MHz, and
  263. down-convert 432 MHz to the 28-30 MHz IF input.
  264.  
  265.  
  266.       220 MHz
  267.       ~~~~~~~
  268.       Transverters and up-converters:
  269.  
  270. Sinclabs ST220-28 transverter ($329 CDN), 15W output.  Sinclabs has
  271. recently withdrawn from this business, but transverters may still be
  272. available from Bob Morton, VE3BFM (Maple Leaf Communications).
  273.  
  274. Microwave Modules MMT220/28S transverter, 10W output.  Not readily
  275. available new, but watch for used ones on the market.
  276.  
  277. SSB Electronic TV 28-220/01 transverter ($380), 100 mW output.  These units
  278. have no T/R switching, so that would have to be added externally for
  279. single-channel half-duplex operation.  On the other hand, there are
  280. separate local oscillators provided for the receive and transmit
  281. converters, so this looks like a good choice for in-band full-duplex or
  282. half-duplex split operation.
  283.  
  284. Hamtronics XV4 transmit converter (kit, $79), 0.5 - 1W output.  The
  285. cheapest alternative, and the power level is adequate if you aren't too
  286. far from the repeater and have a reasonable transmitting antenna.  But you
  287. do need to find someone with a spectrum analyzer to get it tuned up
  288. properly, and some people have had problems taming this unit.
  289.  
  290.     
  291.       Down-converters:
  292.  
  293. Microwave Modules MMc220 (price/availability unknown), 2.8 dB NF.
  294.  
  295. Advanced Receiver Research (model no., other details unknown).  This unit
  296. is in the $100 range and of high quality, but it really needs a front-end
  297. preamp.  We use one of these converters on the Ottawa 56kb repeater, along
  298. with an ARR preamp.  ARR may be no longer producing the converters.
  299.  
  300.  
  301.       Antennas:
  302.  
  303. You might get by with omni antennas, but multipath can cause poor
  304. performance even when signal levels are high.  Small yagis provide more
  305. margin and help discriminate against multipath.  A typical example is the
  306. Cushcraft A220-7 7-element yagi (about $50).
  307.  
  308.  
  309.       430 MHz
  310.       ~~~~~~~
  311.       Transverters and up-converters:
  312.  
  313. Down East Microwave DEM432 no-tune transverter, 50-100mW output. This is a
  314. 3-board set, available in several forms, and there is an optional power
  315. amplifier that provides 15W output.  The local oscillator board normally
  316. has a single oscillator for standard half-duplex operation, but a second
  317. oscillator can be added on the board for half-duplex split or full-duplex
  318. operation.  Some options and prices:
  319.  
  320.       DEM432B assembled and tested unit, including case, $275
  321.       DEM432B DUAL as above, but set up for dual frequencies, $300
  322.       DEM432K basic kit (no case or connectors), $155
  323.       Second LO kit, $8
  324.       432PA 15W PA, assembled and tested, $180
  325.       432PACK 15W PA complete kit, $135
  326.       432PAK 15W PA basic kit (no case, connectors or heat sink), $75
  327.       Enclosure to house both DEM432K and 432PA, $25
  328.       DEM432-15S complete 15W dual-frequency transverter, $395
  329.  
  330. Microwave Modules MMT432/28S transverter, 10W output.  Not readily
  331. available new, but quite a few used ones on the market.
  332.  
  333. SSB Electronic TV 28-432 transverter ($310), 100mW output.  These units
  334. have no T/R switching, so that would have to be added externally for
  335. single-channel half-duplex operation.  On the other hand, there are
  336. separate local oscillators provided for the receive and transmit
  337. converters, so this looks like a good choice for in-band full-duplex or
  338. half-duplex split operation.
  339.  
  340. Hamtronics XV4 transmit converter (kit, $79), 0.5 - 1W output.  The 432
  341. Mhz version of the unit described above.
  342.  
  343.  
  344.       Down-converters:
  345.  
  346. Hamtronics ($49/$69/$99 for basic kit/kit with box/wired & tested).
  347. Quality of this unit is uncertain.
  348.  
  349. Microwave Modules MMc435.2 ($115). Current availability unknown.
  350.  
  351. SSB Electronic K7001-10 ($180). High quality, with a price to match.
  352.  
  353. There are other sources for units in the $100-$150 range, such as Lunar.
  354.  
  355.  
  356.       1.2 GHz
  357.       ~~~~~~~
  358. Equipment for operation of the GRAPES modem at 1.2 GHz and the other bands
  359. above 450 MHz is a problem, due to the scarcity of converters which have
  360. input/output at 28 MHz, not to mention reasonable power output.
  361.  
  362.       Transverters and up-converters:
  363.  
  364. SHF-1240(K) "No-tune" transverter board ($149 kit, $189 assembled, from
  365. Down East Microwave): 144 MHz IF (10 mW drive required), 10 mW output.
  366. Also required is the separate SHF-LO local oscillator board ($50 kit, less
  367. crystal; $85 assembled).  A complete transverter (transverter board, LO
  368. board, IF PIN diode switch, packaged in a metal box) is available for
  369. $265.  Note that no RF switching is included, so if you wanted to run
  370. half-duplex, a suitable RF T/R switch or a circulator would be needed.  NF
  371. of the down-converter is in the 4-5 dB range.  Due to the 144 MHz IF, a
  372. separate 28 MHz to 144 MHz conversion stage would be needed.
  373.  
  374. SSB Electronic USM-3 transmit converter ($210). 1W out (20 mW in).
  375. Requires external LO source (10 mW).  Although normally used with 144 MHz
  376. IF, it reportedly can be tuned for 28-30 MHz IF input.  Housed in a metal
  377. box with BNC connectors.
  378.  
  379.       Down-converters:
  380.  
  381. SSB Electronic UEK-3 receive converter ($200).  2.2 dB NF, 20 dB
  382. conversion gain.  The nominal LO frequency is 1152 MHz, for conversion of
  383. the 1296-1298 range to 144-146 MHz.  An LO output port is provided for
  384. driving the USM-3 transmit converter.  Housed in a metal box with BNC
  385. connectors.
  386.  
  387.     
  388.       Power amplifiers:
  389.  
  390. Pauldon (kit, $165): 18W out for 1W in.
  391.  
  392. Down East Microwave 2318PAM ($205): 18W out for 1W in.  Also available in
  393. kit form.
  394.  
  395. SSB Electronic PA 2310 ($250): 10W out for 0.5W in (a 20W out version is
  396. $300).
  397.  
  398.  
  399.       Antennas:
  400.  
  401. Although loop yagis are commonly used at 1.2 GHz ($89 kit, $109 assembled
  402. for the 45-element loop yagi from Down East Microwave), a better choice
  403. for linking would probably be the Tonna 23-element yagi (about $70).
  404.  
  405.  
  406.       Other Considerations (applies to all bands):
  407.  
  408. The receive converters have very broad front ends, and some additional
  409. bandpass filtering will often be needed.  A single cavity (or helical
  410. resonator frontend filter, in the case of separate receive converters)
  411. should do the trick in most cases.  There is also a design available for a
  412. homebrew 28-30 MHz bandpass filter for the modem front end.  This might
  413. eliminate the need for a front-end filter, but it depends on your
  414. receiving environment.
  415.  
  416.  
  417.       56 kbps Summary
  418.       ~~~~~~~~~~~~~~~
  419. The cost of a 56 kbps station is a bit hard to pin down, given all the
  420. variables.  As an example, we'll consider a station for the Ottawa 56kb
  421. LAN.  The modem kit and a PI board will set you back about $370.  The
  422. rest depends on the choice of rf stuff.  The total will vary from about
  423. $500 to $800.  The "low road" is using the Hamtronics kits and scrounging
  424. up things such as boxes for them and the modem, homebrewing the antennas,
  425. etc.  The "high road" is buying higher-quality assembled and tested gear,
  426. such as the Sinclabs transverter and the MM receive converter.  If you can
  427. find some good used gear, the total should be closer to $650.  Getting on
  428. 56 kbps is certainly a more challenging project than plug 'n play 9600,
  429. but the rewards are greater too.
  430.  
  431.  
  432. Sources
  433. ~~~~~~~
  434.  
  435. Down East Microwave
  436. RR 1, Box 2310
  437. Troy, ME 04987
  438. 207-948-3741  Fax: 207-948-5157
  439.  
  440. DRSI (Digtal Radio Systems Inc)
  441. 2065 Range Road
  442. Clearwater, FL 34625
  443. 813-461-0204  Fax: 813-447-4369
  444.  
  445. Gracilis Inc
  446. 623 Palace Street
  447. Aurora, IL
  448. 708-801-8800  Fax: 708-844-0183
  449. Email: info@gracilis.com
  450.  
  451. GRAPES Inc.
  452. P.O. Box 871
  453. Alpharetta, GA 30239-0871
  454. Email: dug@kd4nc.atl.ga.us
  455.  
  456. Kantronics
  457. 1202 E. 23rd Street
  458. Lawrence, KS 66046
  459. 913-842-7745  Fax: 913-842-2021  BBS: 913-842-4678
  460.  
  461. Maple Leaf Communications (Bob Morton, VE3BFM)
  462. R.R. 1
  463. Everett, ON, Canada L0M 1J0
  464. 705-435-0689
  465.  
  466. MFJ Enterprises Inc
  467. PO Box 494
  468. Mississippi State, MS 39762
  469. 1-800-647-1800 (order)  1-800-647-8324 (tech info)  Fax: 601-323-6551
  470.  
  471. Ottawa Amateur Radio Club
  472. Packet Working Group
  473. P.O. Box 8873
  474. Ottawa, ON, Canada K1G 3J2
  475. Email: bm@hydra.carleton.ca
  476.  
  477. PacComm Packet Radio Systems Inc
  478. 4413 N. Hesperides Street
  479. Tampa, FL 33614-7618
  480. 813-874-2980  Fax: 813-872-8696
  481.  
  482. SSB Electronic USA
  483. 124 Cherrywood Drive
  484. Mountaintop, PA 18707
  485. 717-868-5643
  486.