ما هو راديو الحزمة Packet Radio

تُستخدم حزم الراديو على نطاق واسع في نطاقات الهواة، لا سيما على الترددات فوق “30 ميجاهرتز” حيث أصبحت الآن راسخة، وتشكل إحدى الدعائم الأساسية للاتصالات داخل مجتمع الهواة، كما يسمح النظام الأساسي باستخدام تقنية الكمبيوتر الحديثة؛ لتمكين الاتصال الخالي من الأخطاء مع العديد من المرافق المفيدة، ممّا يجعله وضعاً متوافقاً مع العديد من تطبيقات نمط الكمبيوتر، ويسمح للناس بدمج هواية راديو الهواة مع تكنولوجيا الكمبيوتر.

تعريف حزم الراديو Packet Radio:

حزم الراديو “Packet Radio”: هو وضع رقمي خاص لاتصالات راديو الهواة “Ham Radio” الذي يتوافق مع اتصالات الكمبيوتر، حيث يتم استبدال مودم الهاتف بصندوق يسمى وحدة تحكم العقدة الطرفية “TNC”، كما يتم استبدال الهاتف بجهاز إرسال واستقبال لاسلكي هواة، ويتم استبدال نظام الهاتف بموجات راديو الهواة “المجانية”.

يأخذ راديو الحزمة أي دفق بيانات يتم إرساله من جهاز كمبيوتر ويرسل ذلك عبر الراديو إلى محطة راديو هواة أخرى مجهزة بالمثل، كما تم تسمية راديو الحزمة على هذا النحو لأنّه يرسل البيانات في دفعات صغيرة أو حزم.

• “TNC” هي اختصار لـ “Terminal Node Controller”.

تطور راديو الحزمة Packet Radio:

تم تطوير تقنية حزم البيانات في منتصف الستينيات وتم وضعها موضع التطبيق العملي في “ARPANET” التي تأسست عام 1969م، كما تم إطلاق “ALOHANET” في عام 1970م، وكان أول مشروع راديو الحزمة واسع النطاق، وبدأ راديو حزم الهواة في عام 1978م، وتبع ذلك تطوير مجموعة الاتصالات الرقمية للهواة لوحدة تحكم العقدة الطرفية “TNC” في عام 1980م، ونما معيار “TNC” الحالي في 1981م، كما ظهرت الوحدات النموذجية الأولى إلى “TNC-1″، وبعد ذلك “TNC-2” التي أصبحت الآن الأساس لمعظم عمليات الحزم في جميع أنحاء العالم.

الحزم على الأوضاع الأخرى:

تتمتع “Packet” بثلاث مزايا رائعة مقارنة بالأوضاع الرقمية الأخرى، هي الشفافية وتصحيح الأخطاء والتحكم التلقائي، حيث يكون تشغيل محطة الحزم شفافاً للمستخدم النهائي، بحيث اتصل بالمحطة الأخرى واكتب رسالتك وسيتم إرسالها تلقائياً، كما تقوم وحدة التحكم في العقدة الطرفية “TNC” بتقسيم الرسالة تلقائياً إلى حزم ومفاتيح جهاز الإرسال، وبعد ذلك إرسال الحزم، أمّا أثناء تلقي الحزم تقوم “TNC” تلقائياً بفك التشفير والتحقق من الأخطاء وعرض الرسائل المستلمة.

يوفر راديو الحزمة اتصالات خالية من الأخطاء بسبب أنظمة اكتشاف الأخطاء المضمنة، أمّا إذا تم استلام حزمة، فسيتم فحصها بحثاً عن أخطاء ولن يتم عرضها إلّا إذا كانت صحيحة، وبالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام أي حزمة “TNC” كمحطة ترحيل حزم، تسمى أحياناً جهاز إرسال رقمي، حيث يسمح هذا بمدى أكبر من خلال توتير عدة محطات حزم معاً، وميزة أخرى للحزمة على الأساليب الأخرى هي قدرة العديد من المستخدمين على استخدام نفس قناة التردد في وقت واحد.

العناصر التي تشكل محطة الحزم:

أولاً: وحدة تحكم العقدة الطرفية “TNC”:

يحتوي “TNC” على مودم ومعالج كمبيوتر “CPU” والدائرة المرتبطة به المطلوبة لتحويل الاتصالات بين جهاز الكمبيوتر الخاص بك “RS-232” وبروتوكول حزمة الراديو المستخدم، حيث تقوم شركة “TNC” بتجميع حزمة من البيانات المستلمة من الكمبيوتر، وتحسب التحقق من الخطأ “CRC” للحزمة وتعديلها إلى ترددات صوتية وتصدر الإشارات المناسبة لنقل الحزمة عبر الراديو المتصل، كما أنّه يعكس العملية ويترجم الصوت الذي يستقبله الراديو المتصل إلى دفق بايت يتم إرساله بعد ذلك إلى الكمبيوتر.

يستخدم معظم الهواة حالياً “1200 بت في الثانية” لحزم “VHF” و”UHF” المحلية و”300 بت في الثانية” للاتصالات ذات النطاق الترددي المنخفض والمسافة الأطول، كما تتوفر سرعات أعلى للاستخدام في منطقة الموجات المترية “VHF” و”UHF” وخاصة منطقة الميكروويف، ولكنّها غالباً ما تتطلب أجهزة وبرامج تشغيل خاصة ليست للتوصيل والتشغيل.

• “CPU” هي اختصار لـ “Communications Processor Unit”.

• “CRC” هي اختصار لـ “Computes an Error Check”.

• “VHF” هي اختصار لـ “Very High Frequency”.

• “UHF” هي اختصار لـ “Ultra High Frequency”.

ثانياً: الكمبيوتر أو المحطة الطرفية:

هذه هي واجهة المستخدم، حيث يمكن استخدام جهاز كمبيوتر يقوم بتشغيل برنامج محاكي طرفي أو برنامج خاص بالحزمة أو مجرد محطة طرفية صامتة، أمّا بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر يمكن تكييف أي برنامج اتصالات مودم هاتفي تقريباً لاستخدام الحزم ولكن هناك أيضاَ برامج راديو حزم مخصصة متاحة، حيث تحتوي المحطة الصامتة، على الرغم من كونها الخيار الأرخص على العديد من القيود، كما لا تسمح لك معظم المحطات الصامتة بالتمرير للخلف أو تخزين المعلومات أو تحميل أو تنزيل الملفات.

ثالثاً: الراديو:

بالنسبة لحزمة “1200 بت في الثانية” أو “2400 بت في الثانية” لـ “UHF” أو “VHF”، يتم استخدام أجهزة الراديو الصوتية ضيقة النطاق المتاحة بشكل شائع، أمّا بالنسبة للحزمة “HF” تُستخدم بيانات “300 BPS” عبر تشكيل نطاق أحادي الجانب “SSB“، كما أنّ الحزمة عالية السرعة تبدأ من “9600 بت في الثانية” حيث يجب استخدام أجهزة راديو خاصة أو راديو “FM” معدل، و”1200 بت في الثانية” لـ “AFSK TNCs” المستخدمة في “2 متر” حوالي “144 ميجاهرتز” إلى “148 ميجاهرتز” هو الراديو الأكثر شيوعاً.

• “HF” هي اختصار لـ “High Frequency”.

• “FM” هي اختصار لـ “Frequency Modulation”.

• “SSB” هي اختصار لـ “Single Sideband“.

• “BPS” هي اختصار لـ “bits per second”.

• “AFSK ” هي اختصار لـ “Audio frequency-shift keying”.

ما هي حدود مسافة راديو الحزمة؟

نظراً لأنّ حزمة الراديو هي الأكثر استخداماً في الترددات الراديوية الأعلى “VHF”، فإنّ نطاق الإرسال محدود إلى حد ما، كما يقتصر نطاق الإرسال على “خط الرؤية دون عائق” بالإضافة إلى حوالي “10% – 15%”، حيث يتأثر نطاق الإرسال بقوة المرسل ونوع الهوائي وموقعه، بالإضافة إلى التردد الفعلي المستخدم وطول خط تغذية الهوائي أي الكابل الذي يربط الراديو بالهوائي، وعامل آخر يؤثر على نطاق الإرسال هو وجود عوائق، وبالتالي بالنسبة للحزمة التي يبلغ طولها مترين “144 ميجاهرتز – 148 ميجاهرتز”، يمكن أن يتراوح النطاق من “10 ميل”  إلى “100 ميل”، اعتماداً على مجموعة محددة من المتغيرات.

قنوات راديو الحزمة:

يمكن أن يدعم راديو الحزمة، على عكس الاتصالات الصوتية محادثات متعددة على نفس التردد في نفس الوقت، وهذا لا يعني أنّ التداخل لا يحدث عندما ترسل محطتان في نفس الوقت، وهو ما يعرف بالتصادم أمّا ما تعنيه عبارة “الوقت نفسه” بهذا المعنى هو أنّ المحادثات المتعددة ممكنة بطريقة مُدارة ومشاركة الوقت، حيث تحدث المحادثات خلال الأوقات التي لا تستخدم فيها المحادثات الأخرى القناة.

يستخدم راديو الحزمة بروتوكولاً يسمى “AX.25” لإنجاز هذه القناة المشتركة، حيث يحدد “AX.25” الوصول إلى القناة أي القدرة على الإرسال على القناة، ليتم معالجته بواسطة الوصول المتعدد بحساس الناقل “CSMA”، أمّا إذا كنت بحاجة إلى الإرسال، فإنّ “TNC” يراقب القناة لمعرفة ما إذا كان شخص آخر يقوم بالإرسال، وإذا لم يكن هناك أي شخص آخر يقوم بالإرسال، فسيقوم “TNC” برفع الراديو وإرسال الحزمة الخاصة به، حيث تسمع جميع المحطات الأخرى الحزمة ولا ترسلها حتى تنتهي.

يمكن أن ترسل محطتان عن طريق الخطأ في نفس الوقت، وهذا يسمى تصادم، وفي حالة حدوث تصادم لن يتلقى أي من الشركات رداً من الحزمة الأخيرة التي أرسلتها، كما ستنتظر كل شركة فترة زمنية عشوائية ثم تعيد إرسال الحزمة، وفي الواقع يتم استخدام مخطط أكثر تعقيداً لتحديد وقت إرسال “TNC”.

• “AX.25” هي اختصار لـ “Amateur X.25”.

• “CSMA” هي اختصار لـ “Carrier Sense Multiple Access”.