자동 패킷 보고 시스템

Automatic Packet Reporting System
GPS 수신기가 있는 APRS 신호 전송기

APRS(Automatic Packet Reporting System)는 로컬에서 즉시 가치 있는 정보의 실시간 디지털 통신을 위한 아마추어 무선 기반 시스템이다.[1] 데이터에는 물체 위성위치확인시스템(GPS) 좌표, 기상 관측소 원격 측정, 문자 메시지, 공지사항, 쿼리 및 기타 원격 측정이 포함될 수 있다. APRS 데이터는 측점, 물체, 움직이는 물체의 트랙, 기상 관측소, 검색 및 구조 데이터, 방향 찾기 데이터를 표시할 수 있는 지도에 표시될 수 있다.

APRS 데이터는 일반적으로 광범위한 지역 소비를 위해 지역 중계국(디지파이터)에 의해 로컬로 반복되도록 단일 공유 주파수(국가마다 다름)로 전송된다. 또한, 그러한 모든 데이터는 일반적으로 인터넷 연결 수신기(IGATE)를 통해 APRS 인터넷 시스템(APRS-IS)으로 수집되고 유비쿼터스 및 즉각적인 액세스를 위해 전세계에 배포된다.[2] 라디오나 인터넷을 통해 공유되는 데이터는 모든 사용자가 수집하며 외부 지도 데이터와 결합해 공유된 라이브 뷰를 구축할 수 있다.

APRS는 1980년대 후반부터 밥 브루닝가, 콜사인 WB4에 의해 개발되었다.APR, 현재 미국 해군 사관학교의 선임 연구 엔지니어. 그는 여전히 주요 APRS 웹사이트를 관리하고 있다. 초기주의 "APRS"는 그의 호출부호에서 유래되었다.

역사

미국 해군사관학교의 수석 연구 엔지니어인 밥 브루닝가는 1982년 애플 II 컴퓨터에 APRS의 초기 조상을 구현했다. 이 초기 버전은 고주파수 네이비 위치 보고서를 매핑하는 데 사용되었다. APRS의 첫 번째 사용은 1984년 브루닝가가 100마일(160km) 내구성 주행에서 말의 위치와 상태를 보고하기 위해 VIC-20에 대해 보다 진보된 버전을 개발한 것이다.[3]

그 후 2년 동안 브루닝가는 이 시스템을 계속 개발했고, 그는 이를 CETS(Connectureless Emergency Traffic System)라고 불렀다. CETS를 이용한 일련의 연방 비상 관리국(FEMA) 연습에 이어, 이 시스템은 IBM Personal Computer에 포팅되었다. 1990년대 초, CETS(당시 자동입장보고시스템으로 알려져 있음)는 현재의 형태로 계속 진화하였다.

GPS 기술이 널리 보급됨에 따라, "위치"를 "패킷"으로 대체하여 시스템의 보다 일반적인 기능을 더 잘 설명하고 단순한 위치 보고를 넘어 그 사용을 강조하였다.

브루닝가는 또한 APRS가 차량 위치 추적 시스템이 아니며, 오히려 "자동 존재 보고 시스템"[4]으로 해석될 수 있다고 말했다.

네트워크 개요

APRS(Automatic Packet Reporting System)는 대규모(현지) 지역을 커버하는 다수의 방송국 간에 정보를 교환하기 위한 디지털 통신 프로토콜로, 흔히 "IP-pers"라고 불린다. 다중 사용자 데이터 네트워크로서 종래의 패킷 라디오와는 사뭇 다르다. 방송국이 서로 연결되어 패킷이 인식되고 분실될 경우 재전송되는 연결된 데이터 스트림을 사용하는 대신, ARS는 번호가 매겨지지 않은 AX.25 프레임을 사용하여 완전히 비연결 방송 방식으로 작동한다.[5]

APRS 패킷은 다른 모든 스테이션이 듣고 사용할 수 있도록 전송된다. digipeaters라고 불리는 패킷 리피터는 ARS 시스템의 백본을 형성하고 저장 및 포워드 기술을 사용하여 패킷을 재전송한다. 모든 방송국은 동일한 라디오 채널에서 작동하며, 패킷은 디지피터에서 디지피터로 네트워크를 통해 이동하며, 출발지점에서 바깥쪽으로 전파된다. 각 디지피터의 무선 범위 내에 있는 모든 방송국은 패킷을 수신한다. 각 디지피터에서는 패킷 경로가 변경된다. 패킷은 모든 중요한 "PATH" 설정에 따라 특정 수의 디지피터(또는 홉)를 통해서만 반복된다.

디지피이터는 일정 시간 동안 자신이 포워드 되는 패킷을 추적하므로 중복 패킷이 재전송되는 것을 방지한다. 이것은 패킷이 애드혹 네트워크 내부의 끝없는 루프에서 순환하는 것을 막는다. 결국 대부분의 패킷은 IGATE라고 불리는 APS 인터넷 게이트웨이에 의해 청취되고, 패킷은 APRS-IS 서버 또는 목적을 위해 설계된 웹 사이트에서 표시 또는 분석을 위해 인터넷 APRS 백본(다른 IGates에 의해 들은 중복 패킷이 폐기되는 경우)으로 라우팅된다.

때로는 혼잡한 공유 채널에서 수신확인과 재전송 없이 연결되지 않은 번호의 패킷을 사용하면 패킷이 손실되어 신뢰성이 떨어지는 것처럼 보이지만, 패킷이 모두에게 전송(방송)되고 각 디지피터에 의해 여러 번 곱하기 때문에 그렇지 않다. 즉, 범위에 있는 모든 디지피이터와 방송국이 복사본을 얻은 다음, 해당 범위 내의 다른 디지피이터와 방송국에 계속 방송하는 것이다. 최종 결과는 패킷이 손실된 패킷보다 더 많이 곱해지는 것이다. 따라서 패킷은 때때로 발신 스테이션에서 어느 정도 떨어진 곳에서 들릴 수 있다. 패킷은 지역 내 디지퍼레이터의 높이와 범위에 따라 수십 킬로미터 또는 심지어 수백 킬로미터까지 디지털 방식으로 반복될 수 있다.

패킷이 전송되면, 경로 설정에 의해 허용되는 "홉"의 수가 소비될 때까지, 가용 경로를 모두 동시에 가져가면서, 패킷이 방사될 때 여러 번 중복된다.

위치/객체/항목

리눅스/유닉스용 APRS 소프트웨어 시스템인 XASTIR의 APRS 디스플레이 스크린샷. 역 위치, 물체 및 물품은 뉴욕시 주변의 카운티를 오버레이하는 지도에 표시된다. 오른쪽 하단의 터미널 창에 원시 APRS 메시지가 표시된다.

APRS는 위치/객체/항목, 상태, 메시지, 쿼리, 날씨 보고서 및 원격 분석을 포함한 많은 패킷 유형을 포함한다. 위치/객체/항목 패킷은 위도 및 경도와 지도에 표시할 기호를 포함하고 있으며, 고도, 코스, 속도, 복사 전력, 평균 지형 위의 안테나 높이, 안테나 이득 및 음성 작동 주파수에 대한 선택적 필드를 많이 가지고 있다. 고정 스테이션의 위치는 APRS 소프트웨어에서 구성된다. 이동국(휴대용 또는 모바일)은 ARS 장비에 연결된 GPS 수신기에서 위치 정보를 자동으로 도출한다.[5]

지도 표시는 이 필드를 사용하여 모든 참가자의 통신 범위를 표시하고 일상 및 비상 상황 모두에서 사용자에게 연락할 수 있는 기능을 제공한다. 각 위치/객체/항목 패킷은 수백 개의 다른 기호를 사용할 수 있다. 위치/객체/항목도 날씨 정보를 포함하거나 수십 개의 표준화된 날씨 기호가 될 수 있다. ARS 지도에 있는 각 기호는 색상이나 다른 기법으로 구별되는 많은 속성을 표시할 수 있다. 이러한 속성은 다음과 같다.

  • 이동 또는 고정
  • 죽은 자나 늙은 자나
  • 메시지 가능 여부
  • 측점, 객체 또는 항목
  • 자체 객체 또는 다른 스테이션 객체/항목
  • 긴급, 우선순위 또는 특별

상태/메시지

상태 패킷은 각 방송국이 현재 임무나 애플리케이션, 연락처 정보 또는 주변 활동에 즉시 사용할 수 있는 다른 정보나 데이터를 발표할 수 있는 자유 필드 형식이다. 메시지 패킷은 포인트 투 포인트 메시지, 게시판, 공지사항 또는 전자 메일에 사용될 수 있다. 게시판과 공지사항은 특별히 취급되어 하나의 "커뮤니티 게시판"에 표시된다. 이 커뮤니티 게시판은 크기가 고정되어 있고 모든 포스터의 모든 게시판이 이 디스플레이에 정렬되어 있다. 이 표시장치의 목적은 모든 참가자가 동일한 정보를 동시에 볼 수 있도록 모든 시청자에게 일관되고 동일한 것이다. 라인이 디스플레이에 정렬되기 때문에 개별 포스터는 게시판의 개별 라인을 언제든지 편집, 업데이트 또는 삭제하여 모든 시청자에게 게시판을 최신 상태로 유지할 수 있다.

모든 APRS 메시지는 온라인 수신자에게 실시간으로 전달된다. 메시지는 저장 및 전달되지 않고 시간이 초과될 때까지 다시 시도한다. APRS-IS는 세계의 모든 다른 IGates에 모든 패킷을 배포하고 메시지인 패킷은 실제로 의도된 수신자 근처에 있는 IGate를 통해 RF로 돌아갈 것이기 때문에 이러한 메시지의 전달은 전세계적이다.

전자우편

이러한 메시지가 실시간 APRS-IS에서 추출되어 표준 전자 메일로 포장되어 일반 인터넷 전자 메일로 전달되는 특별한 사례 메시지를 EME로 전송할 수 있다. 2019년까지 이 작업은 WU2Z Email 엔진에 의해 수행되었으며, 이는 javAPrSSrvr Email Gateway로 대체된다.[6]

역량

그것의 가장 간단한 구현에서, APRS는 아마추어 무선 주파수를 통해 전송되는 데이터 신호를 통해 사람 또는 물체의 정확한 위치에 대한 실시간 데이터, 정보 및 보고서를 전송하는데 사용된다. APS는 부착된 GPS 수신기를 이용한 실시간 위치 보고 기능 외에도 기상정보, 짧은 문자메시지, 무선방향탐지 베어링, 원격측정 데이터, 짧은 이메일 메시지(전송 전용), 폭풍예보 등 다양한 데이터를 전송할 수 있다. 일단 전송되면, 이 보고서들은 컴퓨터와 매핑 소프트웨어와 결합되어 지도 디스플레이에 전송된 데이터를 매우 정밀하게 표시할 수 있다.

지도 플롯이 APRS의 가장 눈에 띄는 특징이지만, 강력한 네트워크와 결합된 문자 메시징 기능과 지역 정보 배포 기능을 간과해서는 안 된다. 뉴저지 비상 관리 사무소는 모든 카운티 비상 운영 부서 간에 문자 메시지를 전송할 수 있도록 광범위한 APRS 방송국을 보유하고 있다.재래식 통신에 장애가 발생할 경우 센터를 순회한다.

기술정보

가장 널리 사용되는 형태에서 APRS는 2m 아마추어 밴드 내에 위치한 주파수에서 1200비트/s Bell 202 AFSK를 사용하여 AX.25 프로토콜을 통해 전송된다.

샘플 APRS VHF 주파수

광범위한 디지털 리피터 또는 "디파이퍼" 네트워크는 이러한 주파수에서 APRS 패킷의 전송을 제공한다. 인터넷 게이트웨이 스테이션(IGATES)은 공중 ARS 네트워크를 APRS 인터넷 시스템(APRS-IS)에 연결하며, APRS 데이터는 전 세계적인 고대역폭 백본 역할을 한다. 방송국들은 이 스트림을 직접 이용할 수 있고, APRS-IS에 연결된 많은 데이터베이스는 더 고급 데이터 마이닝 기능뿐만 아니라 데이터에 대한 웹 기반 액세스를 허용한다. 국제우주정거장을 포함한 다수의 저궤도 위성들은 APRS 데이터를 중계할 수 있다.

장비 설정

APRS 인프라는 개별 아마추어 무선 사업자에 의해 사용되는 다양한 터미널 노드 제어기(TNC) 장비로 구성된다. 여기에는 라디오를 컴퓨터에 연결하는 사운드 카드, 간단한 TNC, "스마트" TNC 등이 포함된다. "스마트" TNC는 패킷에서 이미 일어난 일을 판단할 수 있고 네트워크 내에서 중복 패킷 반복을 방지할 수 있다.

보고 스테이션은 네트워크를 통해 정보를 브로드캐스트하기 위해 "경로"라고 불리는 라우팅 방법을 사용한다. 일반적인 패킷 네트워크에서 스테이션은 "n8xxx,n8ary를 통해"와 같이 알려진 스테이션의 경로를 사용한다. 이로 인해 패킷이 정지하기 전에 두 스테이션을 통해 패킷이 반복된다. APRS에서는 일반 통화 표지를 중계기에 할당하여 보다 자동운전을 허용한다.

추천경로

북미 전역(그리고 다른 많은 지역)에서 모바일 또는 휴대용 스테이션에 대한 권장 경로는 현재 WIGH1-1,WIDE2-1이 되고 있다.[12] 고정 관측소(홈 등)는 일반적으로 지역 밖에서 디지털 방식으로 반복할 필요가 없는 경우 경로 경로를 사용하지 않아야 하며, 그렇지 않은 경우 요건에 따라 WAID2-2 이하의 경로를 사용해야 한다. 경로 매개변수는[clarification needed] APRS의 무선 구성요소를 통한 패킷의 라우팅을 반영하며, 고정 방송국들은 경로 라우팅의 선택을 신중하게 고려해야 한다. 필요하지 않은 스테이션의 경로 선택은 ARS 주파수 혼잡에 기여하며 다른 스테이션의 보고를 방해할 수 있다. 항공기 및 풍선 APRS 스테이션은 안테나 높이와 여러 가지 광범위한 디지퍼레이터 및 IGates에 도달할 가능성 때문에 디지퍼팅이 필요하지 않을 수 있으므로 고도에서 어떤 경로와도 접근하지 않아야 한다. 혼잡한 지역이나 인구 밀집 지역에서의 이동국은 일반적으로 경로 라우팅이 필요하지 않을 만큼 충분한 인터넷 게이트웨이가 주변에 있기 때문에 1홉(WIDE1-1)만 사용하는 것을 고려할 수 있다. 경로 선택에 대한 한 가지 해결책은 사용자의 장비가 가능한 경우 비례 패팅이다[13].

옛길

초기에 널리 수용된 스테이션 구성 방법은 "RELAY"의 경로를 요청하는 패킷을 단거리 스테이션이 반복할 수 있도록 하고 장거리 스테이션은 "RELAY" 패킷과 "WIDE" 패킷을 모두 반복하도록 구성했다. 이는 방송국의 MYALYAS 설정을 필요에 따라 RELAY 또는 WIDE로 설정함으로써 달성되었다. 이로 인해 보고 스테이션에 대한 RELAY, WIDE의 경로가 형성되었다. 그러나 중복된 패킷 확인이나 별칭 대체는 없었다. 이것은 때때로 비콘이 소스로부터 바깥쪽으로 전파되는 대신 앞뒤로 "핑퐁"하는 원인이 되었다. 이것은 많은 간섭을 초래했다. 가명 교체 없이, 사람들은 봉화가 어느 디지퍼레이터를 사용했는지 알 수 없었다.

새 경로

새로운 "스마트" TNC의 등장으로, "WIDE"였던 방송국들은 "WIDN-N"이 되었다. 이는 WIDE2-2의 경로를 가진 패킷이 첫 번째 스테이션에서 WID2-2로 반복되지만, 다음 스테이션이 반복될 수 있도록 WID2-1로 수정(감소)한다는 것을 의미한다. 경로의 "-N" 부분이 "-0"에 도달하면 패킷이 반복되지 않는다. 이 새로운 프로토콜은 오래된 RELAY와 WIDE 경로를 쓸모없게 만들었다. Digi 운영자들은 대신 WAID1-1에 응답하도록 "RELAY" 충전 스테이션을 재구성하도록 요청 받고 있다. 이로써 WAID1-1,WIDE2-1의 보다 효율적인 새 경로가 탄생하게 된다. 전 세계 대부분이 "새로운 WIDN-N" 설정을 채택한 반면, 영국에서는 이 주제에 대한 논쟁이 계속되고 있다.[citation needed]

관련 시스템

ARS 프로토콜은 원래 목적과 직접 관련이 없는 프로젝트를 지원하기 위해 조정되고 확장되었다. 이 중 가장 눈에 띄는 것은 파이어넷과 프로펠넷 프로젝트다.

  • APRS FireNet은 기존 APRS 시스템이 운반할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 양과 세부적인 소방, 지진 및 날씨 정보를 제공하기 위해 APRS 프로토콜과 동일한 클라이언트 소프트웨어를 사용하는 인터넷 기반 시스템이다.
  • PropNET은 무선 주파수 전파를 연구하기 위해 AX.25와 PSK31에 APRS 프로토콜을 사용한다. PropNET "프로브"는 다양한 주파수에서 송신기 전력, 고도 및 안테나 이득에 대한 정보와 함께 위치 보고서를 전송하여 감시 스테이션이 전파 조건의 변화를 감지할 수 있도록 한다.[14] 그것은 마이크로소프트 윈도우에서 실행되는 특별한 클라이언트 프로그램인 ACDS를 기반으로 한다.

참고 항목

참조

  1. ^ Ian Wade, G3NRW, ed. (August 29, 2000). "APRS Protocol Reference" (PDF). Tucson Amateur Packet Radio. Retrieved May 19, 2012.
  2. ^ "APRS-IS Specifications". www.aprs-is.net. Retrieved 2016-10-02.
  3. ^ Bruninga, Bob. "APRS history". Retrieved October 2, 2016.
  4. ^ "2011 DCC - Sunday Seminar Part 1 - WB4APR and APRS". Youtube. 2011. Retrieved 13 April 2020.
  5. ^ a b R. Dean Straw, N6BV, ed. (2006). The ARRL handbook for radio communications. Newington, CT. p. 9.22. ISBN 978-0872599482.
  6. ^ "Email Services". www.aprs-is.net. Retrieved 2020-05-24.
  7. ^ http://www.nzart.org.nz/maps/2010/d1-ni.pdf ZL North Island 데이터 반복 프로그램
  8. ^ http://www.nzart.org.nz/maps/2010/d1-si.pdf ZL South Island 데이터 반복 프로그램
  9. ^ 유럽 APRS 주파수
  10. ^ "Current Status of ISS Stations". Amateur Radio on the International Space Station (ARISS). April 17, 2017. Retrieved November 16, 2017.
  11. ^ ON4AVJ. "430-440 MHz - International Amateur Radio Union - Region 1". www.iaru-r1.org. Retrieved 2018-10-19.
  12. ^ http://aprs.org/fix14439.html
  13. ^ http://www.aprs.org/newN/ProportionalPathing.txt
  14. ^ 프로펠러로 가는 인터넷 포털NET 프로젝트

추가 읽기

외부 링크

  • www.aprs.org — 자동 패킷 보고 시스템 사이트
  • Curlie의 자동 패킷 보고 시스템
  • findU는 날씨, 위치, 원격 측정 및 메시지 데이터를 보관하는 데이터베이스 입니다.
  • aprs.fi — Google 지도 기반 추적/추적
  • www.pinpointaprs.com — 매핑이 내장된 무료 Windows 기반 데스크톱 APRS 클라이언트.
  • https://nraprs.be/ 네트워크 라디오 사용자를 위한 베타 APRS 시스템 / 서버
  • Drey Wolf는 1980년대 기술 TNC의 무료 오픈 소스 소프트웨어 대체품이다.