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HF-Link: una rete radioamatoriale per l’emergenza

Nel mondo radioamatoriale accade sempre più spesso di utilizzare tecnologie nate in ambito militare e adattate per un uso a livello hobbistico. Nel campo dei modi digitali per le onde corte questo “travaso” di tecnologie militare accade in continuazione e in questo articolo analizzeremo uno degli ultimi standard “mil” che sta iniziando ad essere utilizzato intensamente anche dai radioamatori. Questo standard è nato in ambito militare ma è rapidamente diventato il sistema più utilizzato per le trasmissioni in onde corte anche in ambito civile. Ci stiamo riferendo all’ sistema Ale (Automatic Link Establishement) o secondo la definizione militare “Mil Std 188-141” è nato per stabilire collegamenti uno –a- uno oppure uno -a- molti utilizzando trasmissioni a lunga distanza in onde corte. Durante questa procedura tra le due stazioni vi è uno scambio di informazioni relative alla qualità del segnale ricevuto. Nel caso in cui le stazioni non riescano a stabilire un buon collegamento sulla frequenza iniziale il sistema ALE è in grado anche di gestire il cambio frequenza tra una rosa di canali possibili. Dopo aver stabilito il collegamento le stazioni possono proseguire con uno scambio di dati a bassa velocità, oppure in alternativa, il sistema ALE può passare in modo manuale o automatico i compiti ad un sistema di trasmissione diverso FSK o PSK per trasmissione dati ad alta velocità o addirittura in fonia. Usando la tecnologia Ale ogni stazione radio opera come un nodo di rete cui è assegnato in indirizzo, nel nostro caso il nominativo radio amatoriale. Quando non in uso, ogni ricevitore controlla costantemente attraverso un pool di frequenze assegnate per le chiamate, la qualità del segnale delle altre stazioni della rete. Al momento della chiamata, attraverso una procedura di handshake (un pre-messaggio) la stazione chiamante e quella ricevente stabiliscono un link sono pronte per comunicare. Al termine della chiamata, una stazione effettua uno “hang-up”(sconnessione) ed ognuna ritorna in scanning mode.

In quest'immagine traffico HF-Link ricevuto con Pcale e Ricevitore SDR Perseus:

Il sistema ALE è progettato per essere usato su normali trasmettitori SSB infatti la struttura del segnale è costituita da 8 toni MFSK posizionati rispettivamente su queste frequenze in banda audio: 750 - 1000 - 1250 - 1500 - 1750 - 2000 - 2250 - 2500 Hz. Utilizzando il sistema ALE la comunicazione in onde corte diventa così completamente automatica, è il sistema che sceglie la frequenza migliore da usare a seconda delle condizioni di propagazione e nello stesso tempo ogni nodo della rete si mette in comunicazione con gli altri nodi in modo che essere pronto a scambiare dati o comunicazioni. Nel mondo militare la gestione del protocollo Ale è impletamenta direttamente dentro il ricetrasmettitore HF mentre per quanto riguarda i radioamatori si utilizza un software per Pc da collegare alla radio usando un’interfaccia per i comuni modi digitali (Psk, Rtty, etc). La prima implementazione radioamatoriale dello standard ALE è stata realizzata dal radioamatore inglese Charles G4GUO che con il programma PcAle ha permesso di iniziare i primi test usando questo nuova tecnologia. Il passo successivo è stato quello di mettere in piedi una vera e propria rete di stazioni Ale gestite da radioamatori in modo da sfruttare al massimo i vantaggi di questo sistema. Per questo motivo nel Giugno del 2007 è nato in America il progetto Hf-Link che prevede la creazione di una rete di stazioni radio, connesse tra loro con la tecnologia Ale, che utilizzando frequenze e nominativi radioamatoriali. Il software utilizzato era Pcale nella sua prima versione che è stata poi modificata in seguito da Steve N2CKH. Oggi dopo tre anni di attività Hf-Link è diventata una rete che offre una copertura mondiale e decine di stazioni radio sono attive ogni giorno in questa modalità.

Per entrare nel mondo di Hf-Link bisogna collegarsi al sito http://hflink.com/ dove è possibile scaricare l’ultima versione del software PcAle (siamo arrivati alla versione 1.073 alpha disponibile solo per Windows Xp-Vista-7) per iniziare ad operare. Una volta installato il software dobbiamo configurare la nostra radio in modo che PcAle possa autonomamente iniziare a ricevere e trasmettere messaggi con questa modalità. Per fare questo bisogna aprire il menù “configuration” e settare alcune dati all’interno del sub-menù “Mil-Std 188 141b Mil options”. Il settaggio principale è “Radio Type” dove andremo a settare il modello di radio che stiamo usando e poi “Radio port” per definire quale porta seriale del nostro computer viene utilizzare per collegare l’rtx. Una volta settata la radio sarà possibile attivare la funziona “Start Scan” in modo che il nostro rtx o il nostro ricevitore inizi a sintonizzare una dopo l’altra le frequenze della rete Hf-link (che sono pre-memorizzate nel software) alla ricerca di altre stazioni Ale attive in hf. Personalmente per fare le prove ho collegato a PcAle il mio ricevitore Sdr Perseus (collegato ad un’antenna verticale hf) e ho attivato la scansione alla ricerca di stazioni ricevibili dal mio qth di Roma. Appena si attiva la funziona Start-Scan il ricevitore iniziare a sintonizzarsi sulle frequenze della rete Hf-link e ascoltare per circa cinque secondi alla ricerca del caratteristico tono MFSK Ale e se non viene ricevuto nulla la radio continua a sintonizzare le altre frequenze della rete.

Ecco una mappa di collegamenti "in tempo reale" di HF-Link:

Le frequenze principali della rete sono: 3596.0 USB, 7102.0 USB , 10145.5 USB, 14109.0 USB , 18106.0 USB, 21096.0 USB 24926.0 USB ,28146.0 USB. Nel giro di mezz’ora una decine di stazioni Ale sono apparse nella lista che viene visualizzata dal software Pcale, comprendendo sia stazioni europee e sia un paio di stazioni dal Nord America. Di fianco ad ogni stazione ricevuta vengono indicati due valori: il Ber (Digital Bit Error Rate) che identifica la qualità del collegamento (BER 30 = Qualità eccelente | BER 25 = Qualità Buona | BER minore di 20=Qualità pessima) e l’SN che indica il rapporto segnale/rumore della stazioni ricevuta. La prova successiva è stata quella di collegare al software un ricetrasmettitore (nel mio caso un Icom 756pro3) abilitare la funzione “polling” (sempre nel sub-menù “Mil-Std 188 141b Mil options) e in questo modo iniziare a scambiare dati con le altre stazioni della rete. In questo caso il software dopo aver ricevuto i segnali tenta anche il collegamento per testare la propagazione su tutti i canali della rete. Se si vuole trasmettere è importante avere un’antenna multi banda o un sistema d’antenna con accordatore perché la radio deve essere pronta a trasmettere automaticamente dagli 80 ai 10 metri. Sul sito http://hflink.net/ è possibile visualizzare in tempo reale il traffico della stazioni Hf-link attive rappresentate sia in forma dettagliata e sia mediante una mappa che ci permette di capire l’estensione della rete. Sul sito nella pagina http://hflink.com/pcale/setup/ viene indicata la configurazione più completa per poter utilizzare tutte le funzioni del sistema ALE e quindi anche mettersi in contatto diretto con le stazioni della rete o scegliere quali canali hf da usare per il proprio traffico digitale. Hf-Link è nata come una rete sperimentale e adesso si è tramutata in un potente strumento di protezione civile, infatti tutte le stazioni che vi partecipano sono attive 24 ore su 24 e permettono di poter comunicare in tutto il mondo attraverso le onde corte. Uno strumento come questo potrebbe essere usato anche nel nostro paese e sostituire magari la famose “prove di sintonia” che vedono le prefetture italiane messe in comunicazione tra loro da un gruppo di radioamatori volontari una volta al mese. Dotando ogni stazione hf delle prefettura di un pc e del software PcAle si potrebbe lasciare la rete sempre “attiva” in modo che possa essere pronta per essere utilizzata e con la scelta automatica delle frequenze da utilizzare a seconda della propagazione. I puristi delle onde corte potremmo obbiettare che usando il sistema Ale stiamo di fatto rendendo completamente automatica la nostra stazione togliendo all’operatore ogni scelta o controllo della radio. In effetti si tratta proprio di questo: questa tecnologia permette di rendere trasparante una serie di operazioni (scelta della frequenza migliore - test di collegamento tra i nodi della rete) per permettere all’operatore di concentrasi solo sulle “comunicazioni” da effettuare in onde corte rendendo il sistema di trasporto dei dati o delle comunicazioni in fonia praticamente trasparente. La maggior parte delle reti militari e civili attive in onde corte utilizzando questo sistema e la rete Hf-link ci permette come radioamatori di testare in maniera attiva i protocolli Ale anche per comprendere meglio il meccanismo della propagazione attraverso l’analisi quotidiana dei dati prodotti dal software PcAle.