Avevamo concluso lo scorso appuntamento con la considerazione che il Packet Radio rende protagonisti delle informazioni digitali che viaggiano via radio. In questo appuntamento approfondiremo la conoscenza di questo modo di trasmissione digitale e la rete dati che da esso nasce, tramite i quali tutti possiamo scambiare sia testi che file binari di ogni genere.
Non si deve poi pensare che la sua diffusione a tutti i livelli renda le informazioni che vi circolano meno interessanti; anzi, in rete packet ne circolano di specializzate e di prima mano introvabili nei BBS (bullettin board system, o "banche dati") più specifici. Il motivo è che tra i radioamatori utenti di questa rete ci sono fior di tecnici ed esperti di tutti i campi tecnico- scientifici. Ma cos'è, e come funziona in pratica questa misteriosa rete packet? Eccoci qui per rispondere alle vostre curiosità.
Prima di iniziare una precisazione: abbiamo parlato di poter trasmettere "tutti", ma in realtà per farlo occorre possedere un'apposita licenza di radioamatore rilasciata dopo un esame presso il Ministero delle Poste e Telecomunicazioni; l'utilizzatore ignaro potrebbe infatti interferire con servizi che assicurano la sicurezza umana (marittimi ed aerei), e speriamo che nessuno voglia prendersi questa responsabilità. Ovviamente si fanno le debite eccezioni per i casi di emergenza...
Insieme alla licenza di radioamatore viene assegnato un "nominativo", ovvero una sequenza di numeri e lettere che contraddistingue la stazione in modo unico al mondo. Questo nominativo è fondamentale anche nel packet; il motivo lo capirete più avanti.
LE "SOLITE" ORIGINI
Detto questo tuffiamoci nell'argomento packet, cominciando come al solito con un po' di storia, anche per iniziare a chiarire qualche aspetto tecnico.
La prima apparizione di un sistema amatoriale di trasmissioni digitali via radio è dovuta ad un gruppo di radioamatori di Vancouver (Canada), verso la fine degli anni '70. L'idea si diffuse rapidamente, tanto che già nel 1981 a Gaithersburg (Maryland, USA) si poté tenere una conferenza di coordinamento dei vari gruppi di sperimentatori sponsorizzata dalla lega radioamatori USA (ARRL).
In seguito alla ulteriore crescita, ci si rese conto che il protocollo originale di Vancouver mostrava seri problemi col salire del numero di utenti. Per superare questa limitazione, e creare uno standard di riferimento, fu fatta una scelta poi rivelatosi vincente: anziché concepire un nuovo protocollo ad hoc ne fu scelto uno già largamente usato e collaudato, l'X25. Si, proprio quello usato dalla nostra Itapac e tutte le reti dati ben note a tutti i possessori di modem del mondo...
In questo modo si potevano sfruttare esperienze accumulate in molti anni, continuando ad usare gli apparati, i componenti hardware ed il software commerciali esistenti. Ovviamente alcune piccole modifiche si resero necessarie (ad esempio per la commutazione tra trasmissione e ricezione degli apparati...). Il protocollo risultante, nato ufficialmente nel 1982, prende il nome di AX25.
La sua prima versione fu adottata da un gruppo di radioamatori di Tucson, che ne svilupparono il primo controllore, tuttora uno standard costruttivo "de facto": il cosiddetto TNC (Terminal Node Controller) TAPR (Tucson Amateur Packet Radio).
IL TNC, O CONTROLLORE DI NODO
Oggi diversi costruttori, a metà strada tra il commerciale e l'amatoriale, sono entrati nel mercato dei TNC, offrendo una certa scelta. I più recenti sono in grado di comandare anche più radio contemporaneamente, e si sono evoluti fino alla forma di "communication controller", ovvero apparati in grado di demodulare e trasmettere tutti i segnali digitali che già conosciamo (telegrafia, fax, RTTY, AMTOR...).
Suppongo siate curiosi di sapere come sia fatto un TNC. Nella sua versione più semplice somiglia esteriormente ad un modem telefonico; ed in effetti al suo interno possiamo trovare molte parti in comune con quest'ultimo. Il collegamento con il computer avviene tramite la classica RS232 asincrona, esattamente come se si trattasse di un modem esterno. La differenza con quest'ultimo sta essenzialmente nell'interfaccia analogica, che anziché fornire una coppia di fili telefonici è sostituita dai collegamenti separati per il microfono, l'altoparlante e il comando di trasmissione della radio; anzi, come già detto si possono avere anche più di una di queste interfacce collegate ad altrettante radio permettendo di ampliarne notevolmente la flessibilità.
Per quanto riguarda la velocità, i primi TNC nascono a 1200 baud, e sono tuttora i più diffusi, anche se hanno già preso piede i 9600 baud e si comincia a sperimentare per i 19200.
Dal punto di vista funzionale l'hardware ed il firmware del TNC si occupano di mantenere e gestire un collegamento "sicuro", ovvero privo di errori, tra due terminali dati, che in genere sono due computer.
Per i curiosissimi con conoscenze tecniche, il protocollo implementato è quello sincrono HDLC: appunto quello usato dall'X25, con un parco di migliaia di applicazioni già sviluppate e funzionanti.
Il collegamento nell'AX25 come nel suo genitore X25 avviene mediante un "circuito virtuale"; ovvero una astrazione di quello fisico (filo elettrico o canale radio) utilizzabile cioè solo da chi è "fisicamente" ai suoi estremi. In parole povere il protocollo prevede la riunione dei dati in cosiddetti "pacchetti" (donde il nome) dotati di un'etichetta con indirizzo di partenza ed arrivo; questi vengono poi trasmessi con tempistiche prestabilite, e validati dalla stazione ricevente. Grazie all'indirizzo anche se sono presenti più stazioni sullo stesso canale ognuna ignora tutto il traffico che non la riguarda dando l'impressione (a parte un certo rallentamento) di essere collegata solo con il corrispondente, appunto tramite il relativo circuito virtuale.
IN DIRETTA COL MONDO
E qui cominciamo ad intravvedere i vantaggi del digitale: il circuito virtuale può infatti comprendere anche delle stazioni intermedie, che fungono da ripetitori moltiplicando di fatto la portata dei trasmettitori. In pratica è sufficiente (anche... da una "stazioncina" portatile, ne riparleremo in futuro) arrivare al più vicino ripetitore packet perché questo sia in grado di metterci in contatto con il resto del mondo! E paradossalmente, si potrebbe dire che la rete funziona tanto meglio quanti più utenti ci sono.
Ma l'infaticabile TNC non si ferma qui, al trasferimento di dati od alla chiacchierata con l'amico: dato che il canale radio è sempre lì disponibile (gratis) a tutti, è comodo che il TNC si occupi di gestire la stazione anche in nostra assenza.
Per questo il firmware include alcune funzioni molto sofisticate che di solito non hanno riscontro sul modem tradizionale; esse rimangono attive anche quando il computer da cui usiamo il TNC è spento.
Ecco quindi aggiungersi alle funzioni di base (gestione del protocollo) altre dai nomi suggestivi di mailbox, digipeater, nodo, gateway. Vediamo rapidamente di cosa si tratta, per renderci conto della enormi possibilità che queste comportano.
La mailbox funziona in pratica come un piccolissimo BBS: se un altro radioamatore vi chiama, il TNC risponderà con un messaggio di benvenuto (tipo segreteria telefonica), e permetterà tramite un succinto menù di comandi di leggere o inviare messaggi sia a voi che a terze persone. Ciò permette di avere una pseudo cassetta delle poste digitale (in genere i TNC hanno una memoria di 32K byte, di cui circa la metà per la mailbox). Se c'è posta per voi il TNC ve lo segnalerà tramite un led o simili, così che possiate accendere il computer per leggerla.
Il digipeater (digital repeater) è l'attore del meccanismo di "rimbalzo" dei pacchetti tra stazioni, di cui abbiamo parlato prima, per ampliare a dismisura il raggio d'azione del nostro trasmettitore. In pratica, se voi siete al terminale mentre un vostro collega vi sta usando come tramite per il suo circuito virtuale non vi accorgerete di nulla, se non che il vostro trasmettitore va in funzione più spesso. In compenso, il vostro collega potrà sentire (e farsi sentire) da tutte le stazioni che voi ascoltate ma non sono nella sua copertura diretta.
L'evoluzione del digipeater è il nodo; non si limita a ritrasmettere i vostri pacchetti ma vi permette di operare dalla stazione collegata quasi come se voi foste lì, ad esempio richiedendo la lista delle stazioni collegabili o la qualità del collegamento.
Il gateway è poi un particolare tipo di nodo che opera su due frequenze simultaneamente, permettendo il transito dei pacchetti anche da una frequenza all'altra, o addirittura da una banda all'altra (normalmente tra HF e VHF o tra VHF ed UHF).
MA A COSA SERVE?
Tutte queste caratteristiche sono incluse nel vostro TNC e le potete mettere a disposizione dei vostri colleghi (in genere tutti i radioamatori lo fanno, con spirito di collaborazione).
L'etere è così continuamente attraversato da migliaia di pacchetti che saltano di stazione in stazione fino a destinazione; e visto la diffusione raggiunta è possibile coprire in teoria qualunque distanza.
Il limite di una rete formata da soli TNC sta nel fatto che, per ogni passaggio tramite digipeater, il tempo di transito aumenta; ad esempio 1200 baud per transitare attraverso mezza italia e ottenere risposta occorrono, ad andar bene, diversi minuti. Questo non provoca grossi problemi ai radioamatori, che amano collegarsi il più lontano possibile soltanto con intenti "sportivi"; ma purtroppo non permetterebbe di sfruttare la rete per finalità pratiche.
Occorre quindi un motore in grado di mettere in movimento le informazioni attraverso il mondo intero con una certa affidabilità. Questo motore è costituito dai BBS, il cui compito principale è quello di automatizzare il transito delle informazioni da una stazione all'altra con una procedura che potremmo definire "batch" o "offline", in contrapposizione alla connessione diretta o "online".
I BBS IN PACKET
I BBS costituiscono in pratica la spina dorsale della rete packet; si tratta in pratica di qualcosa di analogo (ancora una volta) agli omologhi telefonici, nel senso che richiedono l'installazione di un computer acceso in permanenza e di svariati MB di hard disk.
Come dicevamo le BBS svolgono il loro compito in modo "batch"; questo vuol dire che rinunciamo al collegamento diretto col collega con cui vogliamo parlare. Si deve invece preparare un messaggio ed immetterlo nel più vicino BBS regolarmente in rete, specificando la stazione a cui deve arrivare. Il BBS dapprima lo immagazzina insieme agli altri; quando poi è più scarico di lavoro (tipicamente la notte) esamina tutti i messaggi e li spedisce ai BBS vicini, in modo da avvicinarli al destinatario. In questo modo, analogamente a quanto detto sopra per i pacchetti, il messaggio rimbalzerà da un BBS all'altro fino a giungere al destinatario. Questo meccanismo, che prende il nome di "forwarding", ovvero "mandare avanti", è estremamente efficiente perché grazie all'automazione permette uno sfruttamento ottimale dei canali radio nell'arco delle ventiquattr'ore; in tal modo è possibile inviare, stavolta con una certa affidabilità, messaggi in qualunque parte del mondo.
Ma come fa il BBS a sapere in che direzione inviare il messaggio?
Qui entra in azione il nominativo di radioamatore, che contiene al suo interno una serie di informazioni preziose. Ad esempio, tutti i nominativi che iniziano per "I" indicano una stazione italiana; il numero seguente indica la regione, ed infine solo le ultime tre lettere sono relative alla persona. Così, se un BBS italiano deve "forward-are" un messaggio indirizzato a DB0ABC capirà dalle prime lettere (DB) che è diretto in germania e lo passerà al primo BBS possibile più a nord; un altro inviato a IT9DEF passerà più a sud essendo si diretto in Italia (inizia con la I), ma più esattamente in Sicilia (IT9); insomma man mano che ci si avvicina a destinazione un parte sempre più grande del nominativo viene considerata finché il messaggio viene recapitato esattamente al TNC del destinatario!
E se il messaggio non è personale, ma si tratta di un'informazione di utilità generale? Nessun problema, in packet potete spedire messaggi a tutta l'Italia, a tutta Europa o al mondo intero! In questo caso il messaggio prende il nome di "bullettin", e viene trasferito a tutti i BBS dell'area di distribuzione desiderata nell'arco di qualche giorno.
Il tutto può forse sembrare complicato, forse, un po' magico, ma vi assicuriamo che funziona perfettamente. O meglio, a dire il vero ogni tanto qualche intoppo c'è, ma considerando l'assoluta mancanza di un controllo centralizzato e il dilettantismo il tutto marcia anche troppo bene. E fa sempre un certo effetto leggere un bullettin sulle attività dei radioamatori giapponesi; soprattutto dando un'occhiata alla "path", cioè l'elenco di tutti i passaggi effettuati dal messaggio, si trovano spesso link via satellite, o interoceanici in HF, perfino (curioso!) via... telefono; non sono rari inoltre dei "gateway" (diversi dagli omonimi dei TNC...) che collegano la rete Packet a reti dati via cavo a livello mondiale come Internet, o come l'amatoriale Fidonet. Insomma si utilizzano un po' tutti i mezzi messi a disposizione dalla tecnologia.
Spero di non avervi tediato con questa puntata forse un po' troppo tecnica, ma mi farò perdonare alla prossima, in cui vi condurrò a fare un giretto "in aria" per vedere chi opera, e come, da queste parti...