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Duemila20 - Evoluzione del Link Nazionale CISAR

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di Lorenzo Di Pardo - IW6OCM

Un po' di storia.

L'associazione C.I.S.A.R., fondata nel 1981 da un gruppo di Radioamatori della capitale, si prefiggeva di eseguire sperimentazioni sulle bande VHF e superiori, dal momento che poca era la attività svolta, ma molta era la materia su cui lavorare.
Il sistema Trasponder apparve subito un obiettivo su cui incentrare i propri sforzi. Già da tempo si erano sviluppati i ripetitori singoli e la qualità del servizio offerto era stato riconosciuto ed apprezzato in moltissime occasioni in cui, con un semplice portatile a batteria, si potevano effettuare collegamenti a lunga distanza.

Il Link Nazionale (LN) analogico, evoluzione del Trasponder Nazionale, ha sempre rappresentato un esempio di attività vincente di gruppo a tutt'oggi non eguagliato da nessuno.
Da una prima allocazione in maniera decisamente dispersiva oltre che in più bande si è passati con gli anni, grazie ad una normativa tecnica elaborata e prodotta dagli stessi manutentori, ad un sistema di circa 40 ripetitori interconnessi tra di loro, operanti nella sola gamma dei 70 cm, in grado di collegare contemporaneamente quasi tutte le regioni d'Italia .
Fino al 2007 l'allocazione prevedeva l'utilizzo delle frequenze da RU10 a RU15a con shift negativo, dal 2008, in virtù di accordi interassociativi per la gamma UHF, gli impianti vennero trasferiti sulle frequenze da RU16 a RU22a con shift positivo.


Fino al 2014 la struttura del Link Nazionale era molto complessa. Per collegare tra loro i vari ponti si utilizzavano esclusivamente tratte radio in banda UHF creando in certe situazioni anche problemi di convivenza dei sistemi ubicati nella stessa postazione. Inoltre il collegamento tra i vari ponti non avveniva in modo diretto, ma tramite delle Circolari o delle X e prevedeva un ponte master ubicato sul Monte Amiata. Questo allo scopo di minimizzare i ritardi audio tra chi parlava dall'estremo nord e dall'estremo sud della penisola.

L'immagine di sinistra mostra la rete del Link Nazionale in tutta la sua complessità.
Clicca sull'immagine per ingrandirla.

Per comprendere come erano collegati i ponti locali si può fare riferimento all'immagine di sinistra (clicca sopra per ingrandire). La Circolare è in realtà un ponte (quindi riceve un segnale e lo ritrasmette), spesso dotato di un apparato di Link per collegarsi ad un'altra Circolare. La differenza tra la frequenza di Rx e Tx della Circolare spesso non è un valore fisso per tutte, di solito circa 5 Mhz, solitamente con Tx su frequenza alta ed Rx su frequenza bassa. La Circolare è sempre ubicata in montagna in posizioni strategiche dove può raggiungere il maggior numero di ponti locali possibile. I ponti locali per collegarsi alla Circolare utilizzano apparati di Link (in simplex) con basse potenze Tx e antenne direttive con le frequenze Tx ed Rx invertite rispetto alla Circolare. La bassa potenza Tx, la frequenza Tx del Link distante da quella RX del ponte locale e la direttiva posizionata il più lontano possibile dall'antenna ricevente del ponte locale, fanno funzionare bene i sistemi senza degradarne la sensibilità.


Dove un ponte locale non raggiunge la Circolare più vicina in modo affidabile, si possono utilizzare delle postazioni intermedie con dei sistemi definiti "X" dotati di 2 apparati veicolari, uno sintonizzato sulle frequenze della Circolare ed uno sintonizzato sulle frequenze del Ponte Locale da collegare.
Quando un segnale è ricevuto dall'apparato sintonizzato sulla Circolare, viene ristrasmesso dall'apparato sintonizzato sul Ponte Locale e viceversa. Per questo è definito "X". Di solito le antenne sono delle direttive puntate ciascuna verso i sistemi interessati che permettono di utilizzare basse potenze di trasmissione.
Si comprende quindi che una "X" può servire solo un sistema, mentre una Circolare può servire più sistemi senza limiti di numero.

Una soluzione interessante per collegare 2 Circolari tramite tratta di Link è quella definita "simplex zoppa". E' una tratta simplex che utilizza a seconda del verso, frequenze distanti 50 -100 KHz. Lo scopo principale è quello di evitare interferenze da disturbatori intenzionali. Infatti il disturbatore che scopre la frequenza di traferimento perchè la riceve forte, è convinto di essere vicino al ponte e quindi mettendo la portante può coprire il segnale. In realtà si tratta della frequenza Tx e quindi difficilmente riesce ad arrecare disturbo al ricevitore che si trova a notevole distanza dall'altra parte.


Prime sperimentazioni con l'A-Roip (Amateur-Radio Over IP)

La perdita di alcune postazioni o la difficoltà di fare manutenzione su postazioni dove erano presenti delle Circolari strategiche, ha cominciato a creare delle interruzioni che isolavano parti della rete anche per lunghi periodi. Spesso non si riusciva a capire se un ponte o una zona dell'Italia era collegata fino a quando non si ascoltava qualche radioamatore impegnare il Link Nazionale da quella zona. Non c'era possibilità di avere un monitoraggio in tempo reale dei ponti attivi sulla rete.

Fu per questi motivi che ad inizio 2015, per sopperire alla perdita della Circolare del Gran Sasso che permetteva di agganciare alla rete i ponti di Abruzzo, Puglia e Basilicata , si iniziò a sperimentare il programma Teamspeak per interconnettere via internet due zone che avevano perso il collegamento via radio.

Era da qualche anno che sui server associativi era stato installato Teamspeak Server (denominato Obbelix) che permetteva di fare riunioni telematiche tra i soci. Utilizzando Teamspeak Client con un PlugIn realizzato da un gruppo si radioamatori tedeschi era possibile interfacciare una radio con i comandi di PTT e SQuelch utilizzando la scheda audio per i segnali BF di ricezione e trasmissione.

Fu utilizzato un computer con sistema operativo windows XP + software Teamspeak3 ed una radio veicolare con le frequenze in reverse del ponte su Alpe di Poti IR5UH sopra Arezzo.
Il sistema venne installato negli uffici di Giuseppe iw5cgm, dove c'era la connessione internet, con un'antenna esterna che collegava via radio il ponte IR5UH collegato a sua volta con una sola tratta radio al ponte Master sul monte Amiata IR5UK.
Allo stesso tempo venne installato un altro sistema simile presso il mio laboratorio a Lanciano che collegava via radio la Circolare della Majelletta IR6UDJ. In questo modo ho potuto ricollegare i ponti Abruzzesi IR6UN e IR6UZ e tutti quelli in Puglia e Basilicata che dipendevano dalla Circolare della Majelletta.

Subito dopo venne anche aggiunto un altro sistema presso l'abitazione di Natale iw0uif che collegava via radio IR0UAT (Oristano) da utilizzare in caso di interruzioni sulla tratta Amiata -Monte Limbara da cui dipendevano tutti i ponti del Link Nazionale presenti in Sardegna.
(Per approfondimenti http://www.cisarmajella.org/obbelix_e_link_nazionale_analogico.html)
Questo sistema se pur funzionante aveva come punto debole l'utilizzo di computer sempre accesi e un sistema operativo Windows XP.


L'evoluzione verso l'A-Roip

Dopo la conferenza tecnica che ha preceduto l'Assemblea Nazionale del CISAR di Ottobre 2017 ad Arezzo, abbiamo deciso di aggiornare il Link Nazionale utilizzando il software SVXLink creato da Tobias Blomberg SM0SVX. A differenza di Obbelix, Svxlink risulta più affidabile e stabile, richiedendo meno risorse hardware, poichè tutto girà su sistema operativo Linux.
Il primo passo fu l'installazione di un server SVXReflector presso la struttura di un provider internet ubicato a Pescara per garantire non tanto una ottima connettività, quanto una continuità del servizio. Nelle fasi iniziali per poter integrare i tre sistemi (tratte radio, Obblelix ed SvxLink) che dovevano convivere e far funzionare i ponti del Link Nazionale senza disservizi, fu scelto di aggiornare la Circolare della Majelletta IR6UDJ modificando l'Hardware e facendolo diventare Client SVXLink, primo ponte collegato al nuovo SVX-Reflector. (Per ulteriori dettagli tecnici visita questa pagina web http://www.iw6ocm.it/a-roip_con_svxlink_-_work_in_progress.html)
Questa scelta ci ha permesso di convertire l'Hardware dei ponti del Link Nazionale ricollegandoli poi alla rete tramite connettività dati creando disservizio solo per il tempo necessario al lavoro in laboratorio. (In questa pagina web c'è un esempio di modifica del classico ponte Ducati molto utilizzato nei sistemi del Link Nazionale http://cisar.it/index.php?option=com_content&view=article&id=1480:modifica-ponte-ducati-rt626-per-svxlinknazionale&catid=57&Itemid=356)

Nello schema precedente si può vedere la situazione del Link Nazionale a Novembre 2020.

Ad oggi risultano collegati direttamente al Server 17 ponti, altri 4 mediante HotSpot via radio e comunque gestiti dal software SVXLink e altri 5 mediante tratte radio con il vecchio sistema delle X in quanto non ancora raggiunte da connettività dati, per un totale di 26 ponti locali.
I ponti autorizzati per il LN e potenzialmente collegabili alla rete sono circa 41, come si può vedere sulla mappa consultabile a questo indirizzo http://svxlink.cisar.it/nodi/index.php. Di questi alcuni non ancora attivati o non collegati stabilmente alla rete.


Come funziona il nuovo sistema SvxLinkNazionale CISAR.

Come già detto il sistema ha bisogno di un Server dove gira il software SVXReflector raggiungibile da internet all'indirizzo 212.43.96.84 e da rete CisarNet all'indirizzo 44.162.69.69. Nello stesso server gira anche il software per la gestione dell'accesso Echolink alla rete del LN raggiungibile cercando il nominativo IR6UDJ (nominativo della Circolare della Majelletta che non è più attiva ma ne utilizziamo le credenziali per l'accesso ad Echolink).
Il collegamento ai ponti avviene in digitale (via internet o CisarNet). Marco iw0red che ha curato tutta la parte di installazione e configurazione del Server ha realizzato il collegamento verso i ponti con delle VPN e relativi certificati. La VPN ha molti vantaggi in particolare un acceso ai ponti locali attraverso il Server in modo da poter fare gli aggiornamenti e le modifiche alle impostazioni.
Per collegare un ponte locale al server della rete LN bisogna modificarlo. Un esempio con dettagli tecnici lo trovate qui: http://cisar.it/index.php?option=com_content&view=article&id=1480:modifica-ponte-ducati-rt626-per-svxlinknazionale&catid=57&Itemid=356
Il sintesi in un ponte analogico va inserita una scheda BPI M2+ o similare con sistema operativo Linux. Utilizzando il software SVXLink creato da Tobias Blomberg SM0SVX ed un interfaccia audio con chip CM108 realizzata da Federico IU0AAC, il segnale audio analogico ricevuto viene digitalizzato per poterlo gestire via software. Nella trasmissione in locale viene riconvertito in analogico, mentre a SVXReflector vengono inviati i pacchetti dati per essere poi ritrasmessi ai vari ponti locali collegati.
Quindi rispetto al vecchio sistema per i radioamatori utenti non cambia nulla, utilizzeranno le stesse radio analogiche di prima con tono subaudio con un notevole miglioramento della qualità audio dato che il segnale audio da un ponte verso gli altri viaggia in digitale, senza degradarsi come avveniva prima per le varie tratte radio che il segnale audio doveva attraversare.

Questo sistema ha altri vantaggi come il controllo dei ponti da remoto in caso di malfunzionamento o di disturbi che tengono impegnati la rete inutilmente. E' presente una dashboard in fase di realizzazione già consultabile a questo indirizzo http://svxlink.cisar.it/index.php. Questa dashboard permetterà ai manutentori, anche attraverso lo smartphone, di controllare lo stato dei ponti collegati e di disattivare la ricezione di un singolo ponte in caso di disturbi. In futuro si prevede di implementare anche delle funzioni di telemetria che risulteranno utili in caso di malfunzionamenti per capire il problema prima di recarsi in postazione, se non risolvibile da remoto.

Altra funzione utile del software SVXLink è la possibilità di installare dei ricevitori remoti per migliorare l'accesso al singolo ponte in aree dove il segnale del ponte arriva ma non si riesce ad impegnarlo in modo ottimale o lo si vuole impegnare con radio portatile in bassa potenza.

Nell'ultima versione del software 2.0 è possibile definire dei gruppi di ponti a livello locale e/o regionale che sono selezionabili dall'utente, cambiando semplicemente il tono di accesso o con codice DTMF, in modo da sganciare in caso di emergenza quel gruppo di ponti ed utilizzarlo per le comunicazioni radio locali senza interferire con la rete Nazionale.
In ogni caso ciascun ponte, anche con la vecchia versione software, è sganciabile dalla rete per comunicazioni di emergenza locali dando il codice DTMF prestabilito. Il ponte si riaggancerà in automatico alla rete Nazionale dopo 30 minuti di inattività. Questo timeout è comunque impostabile dal manutentore.

Alcune funzioni di telemetria e statistica sono già state implementate nel software versione 2.0.
I parametri rilevati possono essere utilizzati dai manutentori che gestiscono reti basate su SVXLink sfuttando la dashboard realizzata da Peter SA2BLV. Un esempio è visualizzabile a questo indirizzo http://80.211.239.167/SVXportal/index.php. Questa dashboard non è attiva sul Server del Link Nazionale.
 


 
In attesa del completamento della dashboard ufficiale del LN, per poter disabilitare la ricezione in caso di disturbi all'ingresso dei ponti, ho realizzato una APP di semplice utilizzo su smartphone Android. Nell'immagine a sinistra si può vedere l'aspetto di come si presenta la schermata della APP.



Essa consiste in una serie di tasti (per visualizzarli tutti basta scorrere lo schermo in verticale), in genere due per ogni ponte, uno per disabilitare la Rx ed uno per riabilitarlo. Solo nel caso di IR8AR e di IR7UN, che oltre a gestire il ponte locale hanno anche un apparato di link, i tasti sono 6. Due per attivare e riattivare la Rx locale del ponte, 2 per attivare e riattivare l'apparato di link e 2 per eseguire la disattivazione e la riattivazione contemporanea del Rx locale e dell'apparto dei Link.

 


Per verificare in modo rapido da quale ponte arriva il disturbo, utilizzo un dashboard minimale che è raggiungibile al seguente indirizzo: http://212.43.96.84/svxrdb-server.


Questa dashboard permette, in tempo reale, di vedere i ponti collegati al Server e quale di questi sta ricevendo il segnale. Se si tratta di un segnale disturbante, il manutentore può schiacciando il pulsante relativo sulla APP, in circa 2 secondi, inibire la ricezione del ponte, mentre il trasmettitore può continuare a ritrasmettere i segnali provenienti dalla rete. Questo modo di agire crea anche una certa frustrazione ai disturbatori intenzionali, in quanto continuano ad ascoltare i segnali provenienti dalla rete, ma non possono arrecare più disturbo.

 

Tabella riassuntiva dei vantaggi e degli svantaggi del nuovo sistema SvxLinkNazionale.


Considerazioni finali
In meno di tre anni con l'aiuto di Marco iw0red e Federico iu0aac siamo riusciti a trasformare il Link Nazionale Analogico in un sistema più affidabile con una elevata qualità audio, che possiamo controllare e monitorare a distanza.

E' necessario che il LN si espanda per aumentare la copertura sul territorio. Questo richiede la volontà e la collaborazione delle Sezioni dove più Soci con esperienze diverse possono unirsi per arrivare al risultato. Sicuramente il sistema attuale è più semplice del precedente, quindi dovrebbe facilitarne l'espansione, sta al prossimo CDN trovare il modo per creare le condizioni giuste perché ciò accada.

Ci sono Sezioni che hanno più ponti digitali e/o analogici, anche se nella loro zona non c'è copertura del LN non pensano affatto di installarne uno. Credo che installare un Ponte analogico collegato al LN dovrebbe essere prioritario. Vista la versatilità del software SvxLink, se già esiste su una postazione un ponte UHF può essere convertito (adeguando le frequenze giuste) in un ponte del LN. Questo non preclude un utilizzo locale, visto che in caso di necessità il ponte può essere facilmente sganciato dalla rete Nazionale, per ricollegarsi automaticamente dopo un certo tempo di inattività. Un esempio è il ponte IR3UEZ di monte Grisa del CISAR Trieste. Non bisogna dimenticare la semplicità di utilizzo degli apparecchi analogici che non necessitano di particolari programmazioni e a volte dove le apparecchiature digitali non arrivano con quelle analogiche si riesce a comunicare.


'73 Lorenzo Iw6ocm
Socio CISAR dal 2001
Manutentore sistemi Automatici
Presidente della Sezione CisarMajella
Vicepresidente Nazionale triennio 2018-2020
Manager Nazionale Sviluppo SvxLinkNazionale
Coordinatore Area Centro Sistemi Automatici

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