Le nouveau paradigme selon Bob Bruninga, traduction en français

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Le nouveau paradigme n-N

Traduction de la page de WB4APR Bob Bruninga (note du 1/2012: la page d'origine a été complétée depuis que cette traduction a été réalisée).

Un bon réseau APRS requert une bonne planification tout comme n'importe quel événement spécial de communication.

Cette page documente l'effort de 2005 pour rationaliser le system APRS pour une meilleure efficacité et une installation plus simple pour l'utilisateur qui a été appelé le Le nouveau Paradigme n-N. Le résultat est là, et chaque digipeater qui a implémenté ceci a apporté une grande amélioration. Le réseau a évolué pendant les 13 dernières années et début avril 2005, il était temps d'abandonner les paramètres obsolètes qui causaient un énorme problème de répétition de RELAY. La solution était simple, tout ce qu'on avait besoin de de faire était quelques changements de paramètres à distance sur les digis par les sysops, sans même avoir besoin de faire une excusions sur les sites. Ces changements étaient d'avoir une recommandation de chemin universel pour tous les utilisateurs. Utilisez WIDEn-N ou N est approprié pour votre région. N devrait être 2 dans la plupart des réseaux APRS de régions urbaines et 3 partout ailleurs. C'est à peu près tout ce qu'il y a à faire. Mais lisez ci-dessous...

Dernières infos sur le nouveau paradigme N

Le principe du nouveau paradigme N est le paramètrage efficace des principaux digipeater et il y a des recommandations détaillées pour toutes les ROM des Kentronics 8.2, 8.3, 9.0 et 9.1 et pour les ROMS de UIDigi.

Aussi SS1-1, SSn-N fournit maintenant la trace du premier et du dernier digi pour le chemin SSn-N. Celà vient à la suite de l'approche simplifiée pour un chemin recommandé universel:

Recommandation pour les utilisateurs de l'APRS avec le nouveau paradigme n-N Gardez vos paquets dans votre région pour minimiser les interférences avec les autres:

1) OBSOLETE: RELAY, WIDE, TRACE,TRACEn-N et SS
2) WIDE 2-2 pour les stations fixes et mobiles (WIDE3-3 est OK pour les stations avec 3 sauts ou plus seulement dans les grandes villes)
3) WIDE1-1, WIDE 2-1 pour les stations mobiles dans les régions rurales où il y a des digis d'appoint (WIDE1-1, WIDE2-2 sont OK pour les régions rurales reculées et pour les stations avec 3 sauts ou plus seulement dans les grandes villes)
4) SS1-1, SSn-N pour les stations proches des frontières d'états qui ont besoins d'un N plus grand pour des Etats non routé (?) ou des sections de réseau (ne marchera pas bien durant la période de transition)
5)Utilsez DIGI1, DIGI2, DIGI3,... pour les communications point à point

ATTENTION: A) Ne jamais utiliser WIDE1-1 au delà du premier saut B) Ne jamais utiliser autre chose que WIDEn-N sur un ballon ou un aéronef (N=2 devrait bien marcher)

APRS réussi: Le succès de votre APRS local n'est pas combien de station vous voyez sur votre carte, et/ou depuis où, mais comment votre station mobile ou portable peut communiquer sûrement avec d'autres dans votre région. Il y a une grande différence. Ce principe fondamental devrait être la base de tout ce que nous faisons avec l'APRS dans nos régions.

APRS fiable: Dit autrement, plus vous voyez de station au delà d'environ 60 à 100 km dans votre région, plus il y a de paquet que vous ne voyez pas à cause des collisions et moins votre réseau est sûr pour l'utilisation en temps réel local.

Solution pour le réseau 144.800 MHz: la chose la plus importante dont nous avons besoin est l'éducation des utilisateurs car les capacités d'un réseau APRS 1200 bauds local est grandement diminuée par l'ajout de chaque digipeater. La zone couvert augmente, mais les capacités sont diminuée de moitié. Une zone donnée où 2 utilisateurs utilisent 2 saut avec 4 digipeaters ou plus, peut seulement supporter 60 à 100 utilisateurs dans le domaine RF. A l'opposé, si chaque utilisateur pouvait "entendre" les autres stations en direct, l'APRS pourrait théoriquement supporter environ 350 utilisateurs sur un canal simplex (avec des crénaux de temps). Mais à cause des gens utilisant trop de sauts et un mauvais path, celà cause beaucoup trop de collision pour les régions environnantes, et quelques régions sont totalement saturée avec 10 fois la quantité de tentative de paquet ou seulement le plus fort et le plus "insultant" arrive à se faire entendre. La fiabilité devient misérable pour ceux de la région dont les paquets ne peuvent pas entrer dans le réseau de digis local à cause de la congestion dû aux paquets venant de régions lointaine. C'est une auto-défaite. Il y a beaucoup de chose fausses:

  • Manque de compréhension des utilisateurs des grosses limitations fondamentales de si petit canaux radio.
  • Trop de collisions et paquets perdus dû à trop de saut et trop de répétition de paquets.
  • Les logiciels qui ne mettent pas la santé des réseaux en premier aux yeux des utilisateurs.
  • Des mauvais paramètres de digipeater (HID pas "Off", UIDWAIT pas à 0, et mauvaise synchronisation des paquets, chemin excessif).
  • Des paquets mal formattés. Voir la liste des erreurs capturée sur FINDU.COM.
  • Des attentes non réaliste des utilisateurs (qui espèrent voir des centaines de stations à des centaines de kilomètres. Celà ne peut pas arriver en radio).
  • Echec pour installer correctement les vieux PacComm "T" digi (voir la carte)pour l'implémentation de WIDE2-2.
  • Continuer à utiliser les chemins obsolète RELAY et WIDE qui mutliplient le nombre de répétitions. Voir le mauvais résultat.
  • Les logiciel en ROM de digi ne peuvent pas être mis à jour. Voir ma liste de souhaits pour l'implémentation de futurs digis.
  • Fractionalisation et désintégration des réseaux par des sysop locaux (bien intentionné, mais incohérents).

Les solutions

Solution 1: élimination des chemins RELAY et WIDE:

La seule et plus grande amélioration dans la plupart des régions est simplement de stopper l'utilisation des chemins RELAY et WIDE par les utilisateurs. (voir pourquoi). Ces chemins génèrent de multiples répétitions car il n'y a pas d'élimination des répétitions entendues des autres digipeaters. L'utilisation de ces chemins génèrent 3 à 5 fois plus de charges sur le système que les chemins comparable WIDEn-N. Les chemins WIDEn-N ont un algorythme parfait pour l'élimination des répétitions. Cette solution est simple. Utilisez WIDE1-1 à la place de RELAY. (voir la solution de RELAY).

Solution 2: rendre WIDEn-N traçable:

Le système original WIDEn-N n'avait pas la possibilité de faire un tracé cohérent. Sans cette information, personne ne pouvait vraiment dire qu'est-ce que le réseau faisait et comment arrêter les chemins abusifs. En ayant chaque digipeater qui ajoute son indicatif dans tout les paquets, le réseau devient très gérable. (Pour les sysops, simplement changer le paramètre UIFLOOD au paramètre UITRACE dans le support de WIDEn-N).

Solution 3: utiliser WIDEn-N partout. La solution du nouveau paradigme n-N:

WIDEn-N est le processus le plus efficace pour distribuer les paquets APRS, mais il est vulnérable quant aux paramètres que les utilisateurs utilisent en mettant des valeurs de N très grande qui ne font que augmenter le QRM de la région. Heureusement, avec le nouveau paradigme n-N, les digis existant peuvent maintenant pièger les abus de large N et simplifier beaucoup les recommandations aux utilisateur pour que le système universel WIDEn-N puisse marcher avec moins de dépendance envers les paramètres corrects des utilisateurs. Le nouveau paradigme n-N simplifie grandement le réseau APRS pour quelques type de digipeaters:

  • WIDEn-N - La base du nouveau paradigme n-N. Ils supportent aussi SSn-N pour les réseaux d'états (recouvrement S).
  • WIDE1-1 - Digis d'appoint (seulement là ou celà est absolument requis). Mettre MYALIAS dans les digis d'appoint à WIDE1-1.
  • Un saut - Ces digis forcent les paquets avec un grand N à 1 saut dans les zones extrèmement denses (LA ou Dayton par exemple).
  • PacComm - Ces vieille ROMS "T" digis peuvent toujours être utilisées localement pour supporter jusqu'à WIDE2-2 (avec recouvrement P).

Solution 4: le nouveau chemin SSn-N pour les état ou sections:

Le nouveau paradigme n-N est basée sur le chemin APRS le plus efficace WIDEn-N, mais seulement pour des petites valeurs de N dans les régions denses. Mais des fois, une station périphérique proche de la frontière d'un état, pourrait avoir besoin de participer à un réseau ayant la grandeur de l'état, et avoir besoin de plus de sauts, mais ne veut pas augmenter le QRM de ses 2 ou 3 états voisins. Pour ces raisons, le nouveau paradigme n-N a aussi inclu le système SSn-N. SSn-N résoud ce problème pour votre état (ou section dans les grandes villes). En faisant supporter SSn-N à UIFLOOD, même les paquets avec un grand N peuvent atteindre un coin reculé de l'état, mais sans QRM pour les autres états ou les utilisateurs d'autres directions. Par exemple, au centre du Maryland, on peux atteindre tous les utilisateur avec WIDE3-3. Mais les utilisateur dans la périphérie et au sud, ont peut-être besoin de 6 sauts pour participer au réseau de l'état. En utilisant MD6-6, il atteindra tout les utilisateurs de l'état (environ 10 digis principaux), mais il n'y aura pas de QRM dans les états environnants. A l'inverse, si il avait utilisé WIDE6-6 à la place, ses paquets auraient fait du QRM pour presque une douzaine d'états environnants et à tracers plus de 140 digis dans toutes les directions! Actuellement, la grandeur de SSn-N n'est pas très importante tant qu'il atteint chaque digi dans une région limitée et pas plus. Voir l'exemple:

Mdmapw66.gif Mdmapm66.gif

Traçabilité du chemin en utilisant le chemin SSn-N: depuis que SSn-N est supporté par l'ancien paramètre UIFLOOD sur les sites des digis, il n'y a pas de traçabilité. Mais si l'utilisateur utilise le chemin SS1-1,SSn-N, alors le chemin devient traçable au moins avec le premier et le dernier digi utilisé. Si les sysops activent SSn-N en utilisant la commande UIFLOOD SS,30,ID, alors ces chemins seront toujours traçable avec le PREMIER et le DERNIER digi dans le chemin, peu importe le nombre de sauts effectués. C'est un énorme bénéfice pour la gestion des réseaux. Le paquet arrive comme DIGI1,DIGIn,SSn* montrant le premier et le dernier digi utilisé.

UHF à tracer les frontières d'états: si vous habitez en périphérie urbaine et voulez toujours pouvoir écouter de l'autre côté des frontières, mettez simplement en place un récepteur sur 144.800 MHz et un TNC en écoute pour tout les chemins SSn-N des autres états, afin d'être répété sur un canal UHF local. De cette façon, tous les OMs de votre région qui ont besoin de "regarder" ce qui provient des autres états peuvent aller sur ce canal UHF et voir les autres états sans ajouter de QRM à votre réseau local.

Paramètres des TNC de digipeater pour le nouveau paradigme n-N

Solution 5: icône des digis avec le nouveau paradigme n-N

Pour éduquer l'utilisateur à connaître quel genre de digi couvre sa région, quelques "overlay" additionnel ont été ajoutés. Les plus importants sont les nouveaux "overlay" S, L et P pour les nouveaux paramètres des digipeaters. Le "S" pour ceux qui supportent complètement WIDEn-N et SSn-N pour le routage d'état ou de sections. Le "L" est identique mais limité et ne support pas le routage d'état, et le "P" pour les vieux digis PacComm avec chemin TRACE qui ont été configurés pour supporter WIDEn-N. Dans quelques régions extrèmes, les digi à un saut (comme à LA) et les digis ne reconnaissant que WIDE1-1 auront le "1" pour montrer qu'ils ne répètent qu'une seule fois.

Eventuellement, nous espérons que tous les digipeaters des USA (et d'Europe...) changeront pour ces nouveaux overlays S, L ou P pour montrer que les paramètres du digi ont été modifiés pour le nouveau paradigme n-N. Aussi, une notation commune mise dans le commentaire de position devrait résumer ce que le digi supporte. Voir le détail sur les overlay et les bonnes indications du commentaire de position.

Digi TEMPn-N pour les urgences et les Field Day:

L'APRS consiste à environs 1000 digis à travers les USA. Mais il y a de vastes ressources inexloitées d'un autre millier de digi qui pourraient être utilisés en cas d'urgence si besoin. C'est les TM-D700 mobiles qui peuvent fonctionner comme digis. Normalement, nous voudrions que ces digis mobiles soient désactivés pour éviter d'ajouter du QRM sur le réseau. Mais nous devons avoir une possibilité pour les utiliser si besoin est. La solution est de paramètrer leurs paramètres UITRACE à TEMPn-N en permanence. Parce qu'il n'y a pas de TEMPn-N normalement, ils ne vont jamais rien répéter. Mais n'importe qui, à n'importe quel moment, ayant besoin d'un chemin depuis une région sans couverture par un digipeater, peux essayer d'envoyer un paquet avec un chemin TEMPn-N pour utiliser n'importe quel TM-D700 proche comme un digipeater automatique. Voir la page TEMPn-N.

TEMPn-N pour les FIELD DAY: un autre avantage pour le système TEMPn-N est la règle de l'ARRL Field Day qui interdit l'APRS à moins qu'un digis temporaire soit utilisé pour les FD. A la place d'essayer de reconfigurer tout les digis pour le FD, nous pouvons juste utiliser TEMPn-N car ce chemin temporaire peut toujours être là!

Finalement une image de la densité des utilisateur de l'APRS

La carte ci-dessous est très révélatrice. Imaginez des cercles autour des régions TRES denses. En supposant que nous voulions limiter à seulement deux sauts tous les paquets dans les régions ROUGES, alors les digis de ces régions ne doivent pas tenir compte de tout ce qui est au-dessus de WIDE2-2. Mais le prochain niveau de digi en dehors de ces régions a besoin d'arrêter les paquets 3-3 ou au-dessus. Le niveau suivant de digi doit arrêter les paquets 4-4 ou au-dessus, etc. Mais la plupart des régions sont à moins de 4 sauts d'une de ces régions, donc je pense que TOUS les digis APRS partout devraient éliminer les paquets 5-5 à 7-7 . En regardant de près là ou même 4-4 est nécessaire, et en ajoutant un digis ou un IGate, ainsi on peux essayer de diminuer la recommandation nationale à 3-3 ou moins partout excepté pour des circonstances spéciales et 2-2 pour tout les grandes régions urbaines?

Usamapfu.gif

Voir aussi en Europe

Voir aussi l'Australie/Nouvelle Zélande

Rappelez-vous, pour chaque N que vous diminuez, vous améliorer l'efficacité du réseau par un FACTEUR de TROIS ou plus. Ainsi, le simple fait de diminuer le 5-5 à 4-4 va réduire le QRM d'un facteur de 3. Dans les régions très denses, simpement en diminuant la majorité des utilisateurs de 3-3 à 2-2 va augmenter l'efficacité par TROIS ou plus! Clickez pour voir les statistiques de la carte ci-dessus.



Le rappel de cette page est la base qui supporte les recommandations ci-dessus


Principes fondamentaux de l'APRS: l'APRS ne fonctionne qu'au niveau local en RF. Ce n'est qu'un canal à 1200 bauds partagé par vos proches voisins. Celà ne peux fonctionner que si vous et vos voisins comprennent comment celà fonctionne et ses limites et n'ajoutez pas de QRM en dehors de votre région. Le tableau suivant montre les principes de bases sur le but d'un réseau APRS:

Principes fondamentaux de l'APRS: 1) Communications digitales fiables au niveau local en seconde 2) Un cycle de balise de 10 minutes pour le réseau local (direct ou zone d'un digi) 3) Un cycle de balise de 30 minutes pour le réseau élargi 4) Un système fonctionnant à 1200 bauds sur le principe d'accès aléatoire ALOHA (qui supporte seulement environ 60 utilisateurs locaux dépendant du nombre de station mobile)

Celà signifie que vous allumez votre système et recevez des nouvelles données immédiatement, mais après que le cycle de balise s'est écoulé, tout ce qui est encore valable et actuel aura été transmis pour votre capture au moins une fois.

Le concept ALOHA: le canal 144.600 MHz à 1200 bauds peux uniquement supporter une charge moyenne d'environ 60 à 100 stations ou objets dans le domaine RF basé sur un taux typique de transmission, un nombre de digipeater et un nombre de saut. Voir les échec et analyse. Celà à cause d'une charge du réseau plus grande que 100% du canal et garanti une perte de paquet à cause des collisions. La grandeur de la région qui a le nombre d'utilisateur capable de générer le 100% de la capacité du canal s'appel votre zone ALOHA. Vous êtes responsable de vous assurez que vos paquets reste dans votre réseau ALOHA environnant, mais pas plus loin. Ainsi, vous n'ajouterez pas de QRM au autres réseaux. Concept de zone ALOHA.

Alohamap.gif

Solution 6: La zone ALOHA

Chaque logiciel APRS devrait calculer et montrer la zone ALOHA pour son utilisateur. Celà devrait être afficher sur chaque carte afin que celà soit en jamais en dehors de l'esprit. Mais même sans le calculateur de ALOHA intégré, l'utilisateur peux quand même avoir une bonne estimation sur FINDU.COM. Simplement editer/copier cette URL dans votre navigateur avec VOTRE indicatif APRS à la fin:

http://map.findu.com/WB4APR-9 <= votre indicatif ici

Cette page FINDU trie vos 60 stations APRS les plus proches par distance et donc la distance de la dernière personne de la liste est le rayon (ou distance) de votre zone ALOHA. Cette liste de stations est votre zone ALOHA APRS. Celà inclus aussi quel digipeater vous pourriez avoir besoin d'atteindre, pour être capable de communiquer avec eux. Plus important, vos paquets ne doivent pas aller au-delà de cette zone. En Californie du sud, votre zone ALOHA ne devrait être que de 25 km et vous ne devriez avoir besoin que d'un saut pour atteindre tout le monde. Au Wyoming, vous pourriez avoir besoin de plus de sauts...

La zone ALOHA est maintenant automatique dans toutes les copies de APRSdos (APRSmax après APRS871.zip). Regardez la carte ci-dessous. Il y a aussi des "add-on" pour UI-View, et la prochaine version de WinAPRS devrait aussi l'avoir. Celà calcul et maintien une visualisation d'un cercle jaune de la zone ALOHA sur toutes les échelles de cartes. Autour de Baltimore, celà correspond à environ 75 à 90 km selon le nombre de stations mobiles à chaque instant. Ci-dessous est aussi affiché la carte suite à la commande MAP-PLOT-HOPS qui montre le nombre de sauts qu'il faut aux digipeater environnant pour me contacter. MAPS-PLOTS-USERS montre la même carte avec les sauts des autres utilisateurs. Notez que deux sauts suffisent pour aller partout dans la zone ALOHA même si il y a 13 digis dans cette zone!

Digihops.gif

Notez que ces cercles PHG ont le nouveau standard de la moitié de la dimension APRS qui représentent mieux la portée d'une station mobile. La portée RF actuelle de ces digis au stations fixes et autres digis et le DOUBLE que montré ci-dessus.

Solution 7: Canal alternatif

Actuellement, tout ce que votre digi reçoit sur son entrée est à 98% en provenance de l'extérieur de votre région, ainsi, vous accédez au digi uniquement si vous dépassez le niveau de QRM avec de la puissance. Mais cela ne fonctionne pas avec des appareils peu puissants. La façon la plus facile pour améliorer la fiabilité en présence de QRM au digi est de changer la fréquence de réception sur son propre canal d'entrée comme 145.400 (+600 de 144.800) si disponible dans votre région ce qui "cross" digipeatera sur 144.800 où tout le monde "écoute". Cette solution simple peut améliorer drastiquement la fiabilité du canal local! Voir comment doubler la fiabilité avec une entrée d'un canal alternatif sur votre digi.

Solution 8: Mettre HID à OFF sur les digis

HID OFF: en premier, mettez HID OFF. Ces paquets ID ne sont pas un format APRS et utilisent le même chemin que les UNPROTO et sont émis toutes les 10 minutes s'ils sont ON. Ceci, plus un mauvais chemin UNPROTO de 3 sauts génère presque 100 paquets par heure par digi dans votre région. Mais en mettant HID à OFF et en utilisant le chemin 4 LT et la temporisation 4BLT cela peut réduire ce genre de QRM par un facteur de 4! Voir digi-rates.txt. L'image ci-dessous de ce que APRSdos a "entendu", montre un grand nombre de trames provenant de digi qui ont HID ON, et ceci utilise aussi les chemin WIDE qui sont de mauvais générateurs de trames inutiles et n'utilisent pas les paramètres 4 BLT/LTP/LT pour une meilleure efficacité du digi.

Heard.gif

Solution 9: paramétrer correctement la fréquence de Beacon

S'il vous plait, paramétrez la fréquence de répétition du beacon de votre digi comme indiqué dans le fichier digi-rates.txt. Il faut un paquet sur le réseau local toutes les 10 minutes, mais uniquement un toutes les 30 minutes avec un saut et seulement un toutes les heures avec 2 sauts. Ceci diminue de moitié la charge de traffic local! L'image ci-dessus compare en utilisant la bonne méthode de beacon et l'utilisation de l'ancien chemin WIDE qui génère vraiment beaucoup de trames inutiles.

Solution 10: Mettre à jour les digis PacComm "T" pour supporter WIDE2-2 et les changer comme digi "P"

S'il vous plait, regardez ces paramètes PacComm. Les TNC originaux PacComm en 1996 nous ont donné les premier la capacité de substituer l'indicatif d'appel en APRS. Nous avons appelé ces digipeater digi "TRACE" et utilisent un overlay T pour les désigner. Mais ils ne supportent pas le type de routage plus efficace WIDEn-N et avoir la meilleure amélioration de notre réseau dans certaines régions. Dans toutes ces régions, les chemins utilisant RELAY et WIDE sont toujours utilisés. Ceci cause 3 à 5 fois plus de paquets. Pour vous le prouvez à vous-même, capturez une heure de paquets depuis votre TNC puis lancez le programme téléchargez APRSTEST.EXE pour analyser les résultats. Ci-dessous est le résultat pour la région de Baltimore:

Aprstestpix.gif

Notez que 45% des paquets proviennent de seulement 25% d'utilisateurs utilisant le chemin W,W,W. Notez aussi comment le simple fait de passer à WIDE2-2 est plus de 5 fois plus efficace que W,W,W et deux fois plus que W,W! Mais ceci peu être résolu, en encourageant la nouvelle recommandation universelle WIDE2-2. Et les vieux digis PacComm peuvent supporter le nouveau paradigme n-N et deviennent un digi P simplement en supportant WIDE1-1, WIDE2-2, WIDE2-1 et WIDE3-3 comme ALIAS (voir le lien de paramètres ci-dessus pour plus d'options).

Solution 11: mettre à jour les digis très-haut-entendant-beaucoup-trop

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