home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hacker Chronicles 2 / HACKER2.BIN / 604.PACKET1.INT < prev    next >
Text File  |  1986-04-02  |  9KB  |  156 lines

  1.  
  2. SIG/Access: TYP PACKET.INT
  3. INTRODUCTION to PACKET RADIO
  4. ------------ -- ------ -----
  5.  
  6.    Radio amateurs in Canada, Sweden, and the United States have
  7. been experimenting with packet radio, a system of computer-based
  8. communications. This new mode can provide high-speed communication
  9. with efficient use of the spectrum, and is resistant to inter-
  10. ference due to other stations and to signal degradation due to
  11. adverse band conditions. Not only can packet radio be used for
  12. informal amateur QSO's and traffic handling, but it has additional
  13. possibilities for exchange of data between hams with computers,
  14. "bulletin boards" and message systems, and remote computer
  15. programming.
  16.  
  17. WHAT IS PACKET RADIO?
  18.    Packet radio is a communication system in which information is
  19. digitally encoded. In this respect it is similar to RTTY or ASCII,
  20. but with important differences. These differences are the key to
  21. insuring error-free reception and at the same time allowing max-
  22. imum use of the spectrum through shared frequency use.
  23.    Data integrity is provided by packet radio through a "hand-
  24. shaking" technique and error detection. Along with each trans-
  25. mission, a computed value called a "frame check sequence" (FCS)
  26. is sent, which allows the receiving station to check for errors.
  27. The receiving station acknowledges an error-free packet with a
  28. special acknowledgement (ACK) signal. If the sending station does
  29. not receive such a signal within a certain period of time, it
  30. automatically retransmits the packet.
  31.    A packet also contains identification of the destination 
  32. station, permitting several QSO's to take place on the same
  33. frequency. A packet radio station can automatically ignore any
  34. packets which are not addressed to it. Due to the fact that the
  35. duration of most packet transmissions is very short, a user does
  36. not need the channel most of the time. The time between trans-
  37. missions is available to other users on frequency. This system is
  38. called time-domain multiplexing. On a very busy channel, the user
  39. will notice an increased delay time before getting replies to
  40. transmissions, but the packet radio equipment will take care of
  41. automatic retransmissions and sorting out the replies meant for
  42. the station. The user never "hears" the QRM.
  43. WHAT IS A PACKET RADIO STATION?
  44.    Packet radio requires the use of a microprocessor-based con-
  45. troller at each station, and it will obviously appeal to the
  46. ham who already has a computer in his shack. However, it does
  47. not require that the operator be a programmer, or even that the
  48. station have a personal computer. All that is really nec-
  49. essary is a terminal, a terminal node controller (TNC), and an
  50. amateur radio transceiver.
  51.    The terminal can be a simple display (CRT) or typewriter
  52. terminal that produces ASCII characters, a personal computer,
  53. or even a commercial mainframe computer. What you need is a
  54. terminal with a keyboad to allow you to talk and a screen or
  55. a printer to allow you to read incoming information. You can
  56. even get an inexpensive terminal that uses a TV set for the
  57. display.
  58.    The way in which most terminals encode ASCII characters is
  59. in "asynchronous" format. SInce characters are encoded as they
  60. are typed, there is a flag consisting of one or more "mark"
  61. (binary 1) values to mark the beginning and end of each char-
  62. acter. The device decoding the characters expects a specific
  63. "baud rate", or number of transitions from "mark" to "space"
  64. (binary 0) per second during the character, but no particular
  65. time interval between characters themselves.
  66.    The terminal node controller is the heart of the packet
  67. radio system. It has one port that is connected to the term-
  68. inal or computer, and communicates through it by asynchronous
  69. ASCII format at the baud rate required by the terminal. The
  70. TNC converst the data stream from the terminal to a packet
  71. by attaching a "header" showing the destination of the packet
  72. and control information for the network, a "tail" containing
  73. the result of the FCS calculation for error detection, and
  74. flags to mark the beginning and end of the packet.
  75.    The second port of the TNC connects it to the trans-
  76. ceiver microphone and speaker audio lines, and the PTT line.
  77. Ordinarily, the TNC will produce AFSK modulation by putting
  78. one of two tones into the microphone input, corresponding
  79. to a "mark" or "space". In this fashion, the packet is sent
  80. out on the air at the packet channel baud rate, which is
  81. unrelated to the terminal baud rate at the other port of
  82. the TNC.
  83.    The receiving TNC reverses this procedure, decoding the
  84. audio tones from the speaker audio line of the radio, re-
  85. moving and reading the header and tail information, and
  86. passing a successfully received packet to the terminal at 
  87. the terminal baud rate.
  88.    The part of the TNC that does the translation between the
  89. sequence of tone levels and the characters is called a 
  90. "modem", short for MOdulator-DEModulator. This device may or
  91. may not be built into the TNC board. Most packet radio
  92. modems operate at 1200 baud, which corresponds to about 1200
  93. wpm, although the FCC now authorizes much higher baud rates
  94. on some amateur bands. The audio tones used are 1200 hz and
  95. 2200 hz. This choice of frequencies is that of the Bell 202
  96. modem, which is available as surplus.
  97.    The final component of a packet radio station is an
  98. amateur radio transceiver. Most packet radio activity so far
  99. has been in the 2-meter band. The only important requirement
  100. of the radio is that its audio frequency response at 2200
  101. hz be adequate. In other words, the 2-meter FM rig you
  102. already have is probably just fine.
  103. WHAT THE TNC DOES
  104.    The TNC consists of a special purpose microcomputer, con-
  105. taining all the necessary software and hardware to communicate
  106. with your terminal, assemble a packet, operate your trans-
  107. mitter and receiver to send and receive a packet, and decode
  108. a packet. The special functions of the TNC which would be
  109. difficult to implement with an ordinary personal computer are 
  110. the use of protocol to communicate with other TNC's and
  111. real-time control.
  112.    The encoding and decoding of packets involves a carefully
  113. standardized set of procedures called "protocol". The proto-
  114. col basically determines the exact form of the header and tail
  115. parts of the packet. The header allows receiving TNCs to auto-
  116. matically determine the purpose of the packet, e.g., net 
  117. check-in, part of a QSO, or ACK to a previous transmission. The
  118. tail contains the FCS which allows the TNC to automatically
  119. determine whether the packet was received correctly, and if so,
  120. to automatically acknowledge it. Since the protocol is pro-
  121. grammed into the TNC, the operator does not need to know exactly
  122. what his packet looks like. In particular, he does not need to
  123. know how the destination of his packet is indicated. The oper-
  124. ator communicates with other amateurs by call sign, and the 
  125. TNC translates the call sign into the identification required
  126. by the protocol.
  127.    The TNC is required to perform a number of tasks simultan-
  128. eously, including responding to events such as the receipt of
  129. a packet or instructions from the operator in "real time", in
  130. other words, as they happen. This makes programming in BASIC,
  131. the common language of personal computers, undesirable. This
  132. is because BASIC use┬ an "interpreter" which reads each line
  133. of the program and translates it into machine-type instructions
  134. every time the line is executed. The time required for the
  135. translation would prevent a program from responding rapidly
  136. enough in a packet radio environment. In order to meet the
  137. speed requirement, an assembly-language program or equivalent
  138. is required. While BASIC looks pretty much the same on any
  139. computer, assembly language is different for every machine.
  140. If the TNC were replaced by personal computers, program dev-
  141. elopment would have to be redone for each variety of com-
  142. puter. In addition to maintaining the right pace, the TNC also
  143. must be constantly "listening" at both ports simultaneously
  144. while putting packets together or taking them apart. The
  145. hardware of personal computers may not even be capable of this
  146. sort of multi-task application.
  147.    Programming of individual TNC's must be as easy as possible,
  148. since there will inevitably be unforseen problems in the 
  149. initial software. In addition, hardware changes may necessitate
  150. software changes. For this reason, TNCs are designed around
  151. erasable programmable read-only memories (EPROM's), which
  152. normally function like the ROM of a personal computer, where 
  153. the vital software is storaed in an indestructible form.
  154. However, if the need arises, they can be reprogrammed by
  155. "burning in" the new program using special equipment.
  156.