Gibt es ein internetähnliches Peer-to-Peer-Paketfunksystem?

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Hat jemand ein Peer-to-Peer-Kommunikationsnetzwerksystem entwickelt, das fast wie das Internet funktioniert, jedoch drahtlos? Ich meine ein System, das:

  • Sie können den Sender an einen USB-Anschluss anschließen und ihn mit einem Laptop bedienen
  • kann zur Übertragung von Daten verwendet werden (z. B. Textnachrichten)
  • Einheiten stellen automatisch eine Verbindung zu den nächstgelegenen Einheiten desselben Systems her und generieren eine Routing-Tabelle. Daher können Sie Ihre Nachricht an eine beliebige Stelle im Netzwerk senden, sodass andere Einheiten Ihre Nachricht weiterleiten, bis sie ihr Ziel erreicht.
  • Die Sendeleistung sollte einige Watt betragen (um eine Reichweite von einigen Kilometern / Meilen pro Station zu erhalten), und das Frequenzband sollte ein zulässiges Band für die freie Nutzung sein (z. B. 27 MHz).

Ein Zweck für diese Art von Gerät wäre die Einrichtung eines Kommunikationssystems in einem Gebiet, das einer Naturkatastrophe ausgesetzt ist, oder die Unterstützung der Kommunikation in Ländern, in denen die staatliche Zensur die Nutzung des Internets verbietet.

Als Elektrotechniker weiß ich, dass diese Art von System:

  • ist möglich zu bauen
  • und der schwierigste Teil ist die Entwicklung des Protokolls (die Kommunikation zwischen zwei Einheiten ist trivial, aber wie man die Nachricht über mehrere Stationen an ihr Ziel bringt).

Aber hat es schon jemand gemacht?

Vesa Linja-aho
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Welche Datenraten möchten Sie erreichen?
Oli Glaser
Datenraten mit dieser Art von System (niedrige Bandbreite) können nicht dramatisch sein - vielleicht einige tausend Bit pro Sekunde.
Vesa Linja-aho
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Ich werde nicht darauf drängen, diese Frage zu schließen, aber ich würde gerne die Gedanken der Menschen hier erfahren
Kellenjb

Antworten:

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Einheiten stellen automatisch eine Verbindung zu den nächstgelegenen Einheiten desselben Systems her und generieren eine Routing-Tabelle. Daher können Sie Ihre Nachricht an eine beliebige Stelle im Netzwerk senden, sodass andere Einheiten Ihre Nachricht weiterleiten, bis sie ihr Ziel erreicht.

Was Sie beschreiben, ist ein Mesh-Netzwerk oder genauer gesagt ein drahtloses Mesh-Netzwerk . Die kurze Antwort lautet also: Ja, jemand hat es bereits getan.

Wie andere bereits betont haben, haben Funkamateure dies vor über 20 Jahren in einem als APRS bekannten System implementiert . Um APRS in Amateurbändern verwenden zu können, muss man jedoch ein lizenzierter Funkamateur sein.

Im kommerziellen Bereich gibt es viele Unternehmen, die Mesh-Netzwerkgeräte wie Ruckus und Village Telco mit ihrer Mesh-Kartoffel für Sprache in der Dritten Welt anbieten . Ein weiterer Anbieter von kostengünstigen Geräten ist Open Mesh .

Für Amateurfunk, die neueste Inkarnation für High - Speed - Networking - Netz ist HSMM-MESH -

HSMM-MESH ™ ist ein selbsterkennendes, selbstkonfigurierendes, fehlertolerantes, drahtloses Computernetzwerk mit hoher Geschwindigkeit, das tagelang mit einer voll aufgeladenen Autobatterie oder unbegrenzt mit einer bescheidenen Solaranlage oder einer anderen zusätzlichen Stromquelle betrieben werden kann. Der Schwerpunkt liegt auf der Notfallkommunikation.

In seiner aktuellen Form basiert es auf dem Linksys WRT54GL-WLAN-Router und arbeitet auf den Kanälen 1-6 des 2,4-GHz-ISM-Bandes, das sich mit dem oberen Teil des 13-cm-Amateurfunkbandes überlappt. Andere Plattformen und Bänder können unterstützt werden, sofern die Entwicklungsressourcen dies zulassen.

JonnyBoats
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Es scheint mir auch, dass wenn ein paar Software-Schichten zum ZigBee-System hinzugefügt würden, sie dies erfüllen könnten, ohne dass eine Ham-Lizenz erforderlich wäre, eine viel niedrigere Datenrate als viele Ihrer Antworten, aber die Operation hat einen Kommentar gepostet, der besagt, dass sie nur wenige benötigen kbps.
Kortuk
Kortuk: Sie haben Recht, dass ZigBee oder praktisch jedes Radio in der Lage ist, wenn man die verschiedenen erforderlichen Softwareschichten implementiert. Der Teufel steckt natürlich im Detail und die Implementierung eines vollständigen Stacks ist nicht trivial.
JonnyBoats
@ JohnnyBoats, ich meinte, dass ZigBee die meisten Anforderungen erfüllt, wenn Sie nur einen Uplink zum Internet als ZigBee-Hauptknoten entwerfen (ich vergesse den richtigen Begriff)
Kortuk
@JonnyBoats Übrigens ist APRS auf AX.25 gebaut ...
vicatcu
Das Wiki für drahtlose Sensornetzwerke enthält einige Erläuterungen zu Mesh-Netzwerkprotokollen und zum benutzerdefinierten Hardware-Design.
Davidcary
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Ich denke nicht, dass X.25 hier relevant ist.

AFAIK verschiedene Bands, die für das Sprechen legal sind, sind für die digitale Übertragung nicht legal. Wenden Sie sich an einen HAM-Spezialisten.

Was Sie wollen, ist im Wesentlichen ein IP-Netzwerk mit vollständig dynamischem Routing (die Zieladresse enthält keine Informationen über den Ort des Ziels). In einer Situation ohne Funk (oder direktionales Funk) besteht das Problem darin, wie jeder Knoten seine Pakete weiterleiten soll. Grundsätzlich muss eine Routing-Karte vorhanden sein, die für jedes Ziel eine Richtung (nächster Hop) enthält, an die das Paket gesendet werden soll. Dies kann durchgeführt werden, aber der Speicherbedarf in jedem Knoten ist in der Anzahl der Knoten linear.

In einer ungerichteten Funksituation werden die Dinge viel interessanter. Die Frage ist nicht, an welchen Knoten ein Paket weitergeleitet werden soll, sondern ob eine Station ein Paket überhaupt erneut senden soll. Dies erfordert sowohl die Kenntnis der Richtung, in der das Ziel liegt (im Vergleich zum vorherigen Absender und meiner eigenen Aktion), als auch die Kenntnis, ob dieses bestimmte Paket bereits kürzlich (erneut) übertragen wurde. Interessantes Problem. Eine Sendezeit-effiziente Lösung erfordert viel Speicher.

Beachten Sie, dass das Verwalten dynamischer Routing-Informationen an sich schon ein haariges Problem darstellt. Denken Sie an das Problem, dass gute Nachrichten schnell, aber schlechte Nachrichten langsam sterben. Und wie robust sollte das System gegen einen einzelnen fehlerhaften (oder sogar böswilligen!) Knoten sein?

Eine sehr einfache (und robuste) Implementierung würde jedes Paket durch das gesamte Netzwerk "fluten". Dies reduziert die Bandbreite drastisch, insbesondere wenn die Sender im Vergleich zu ihrer Reichweite nahe sind.

Wouter van Ooijen
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Wie kann es nicht relevant sein ... es ist ein HAM-Datenverbindungsschichtprotokoll für Paketfunknetze ... es ist vielleicht nicht die "ganze" Antwort, aber es ist sicherlich ein Teil davon ...
vicatcu
Soweit ich weiß, ist es für die Peer-to-Peer-Kommunikation vorgesehen, was das OP nicht will. In der X.25-Beschreibung habe ich keine Hinweise zum Routing gefunden, was hier das Hauptproblem ist.
Wouter van Ooijen
Eigentlich nur Google AX.25 Routing und Sie erhalten eine Reihe von Hits wie homepage.ntlworld.com/wadei/nosintro/CH26.HTM ... auch aus dem Wiki-Artikel "In der Praxis ist es nicht ungewöhnlich, eine AX zu finden .25-Datenverbindungsschicht als Transport für eine andere Netzwerkschicht, z. B. IPv4, mit zusätzlich verwendetem TCP. Beachten Sie, dass AX.25-Frames wie Ethernet nicht für die Unterstützung des Switching ausgelegt sind. Aus diesem Grund AX.25 unterstützt eine etwas eingeschränkte Form des Quell-Routings. Obwohl es möglich ist, AX.25-Switches auf eine Weise zu erstellen, die der Funktionsweise von Ethernet-Switches
ähnelt
Ja, ich habe das gefunden und gelesen und meine Schlussfolgerung darauf gestützt. Kein integriertes zielbasiertes Routing, geschweige denn Routing, das Roving und andere Probleme unterstützt, die sich aus der Verwendung von Funkverbindungen ohne Peer-to-Peer ergeben.
Wouter van Ooijen
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen, einschließlich der Verwendung von angepasstem WLAN (z. B. höhere Leistung, Ad-hoc-Netzwerk ).

Eine andere Option könnte xBee sein , das (je nach Modul) bis zu 80 km lang und mit Geschwindigkeiten von 9,6 kbit / s bis 250 kbit / s verwendet werden kann.

Auch gibt es Packet Radio (wie durch vicatu erwähnt) , obwohl die Geschwindigkeiten ziemlich niedrig sind. Es wäre jedoch in Ordnung für grundlegende Nachrichtenübermittlung und wahrscheinlich billig / einfach zu implementieren (sollte in der Lage sein, viel Hilfe von der Amateurfunk-Community zu erhalten).

Oli Glaser
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Ich habe diesen Sender mehrmals verwendet: link Es funktioniert gut und verwendet das DigiMesh-Protokoll: link , nach dem Sie suchen. Ich habe mehrere Systeme gebaut, die es verwenden, um Daten über große Entfernungen zu vernetzen.

Achse
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Bitte fügen Sie Ihrer Antwort mehr hinzu. Es ist am besten, wenn Links nur Ihre Antwort ergänzen, aber nicht verstehen müssen, was Sie sagen. Sie können etwas mehr über den Sender und das Digimesh-Protokoll hinzufügen und erklären, warum es für seine Bedürfnisse funktioniert.
Kellenjb
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Ich fand dies, als ich versuchte, meinen PACKET RADIO-Bereich meines HAM-Radiosenders zu rekonstruieren. Als Schinken habe ich digitale Verbindungen zur MIR-Raumstation und dann zur ISS hergestellt, die sich zu diesem Zeitpunkt noch im Orbit befindet. Es war UKW-Funkfrequenz und ich habe die digitale Nachrichtenbox auf der Raumstation beim Überfliegen verwendet. 1200 Baud bei 145.800 MHz. Dies nennt man Packet Radio. Schiffe auf See ohne Satellitenverbindung verwenden ein Paket auf HF (Kurzwelle) für E-Mails. Es ist ein Dienst. Jetzt stelle ich fest, dass sie die Soundkarte des Computers verwenden und die Produktion von Paket-TNC-Boxen, auf denen die Radio / Computer-Schnittstelle ausgeführt wird, zu verschwinden scheint. Jetzt verwendet der Anschluss ein Audiokabel vom Soundkartenausgang über ein im Radio integriertes Modem. Viele verkaufte UKW-Funkgeräte verfügen jetzt über dieses Modem. Ich stelle fest, dass die PACKET BOXES oder NODE CONTROLLERS den Sprung zu USB nicht geschafft haben und da die meisten Computer jetzt nicht einmal über eine serielle Schnittstelle verfügen, kann meine TNC ohne Umgehung nicht verwendet werden. Nach meinem Verständnis wurde AX25 ursprünglich für digitales Amateurfunkgerät geschrieben. Wir hatten ein Netzwerk über Funk mit AX25, das die Welt abdeckte. Dies verwandelte sich in das Internet, das aus AX25 besteht. Dieses Protokoll verfügt bereits über integrierte Steuerelemente für RX / TX / Retries. Sie werden täglich verwendet.

Paul VE3SPP
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Es gibt einfache Lösungen, die für einen sehr kleinen Prozentsatz von Geodatenproblemen funktionieren. Die häufigeren Probleme (Teilnehmer weit voneinander entfernt, Hügel, Bäume, Wohnungen, HOAs, Geldmangel) erfordern schwierigere Antworten und Planungen.

Ich beantwortete ein ähnliches Problem mit einem Plan, der auf einer Kombination aus Standardlösungen und einigen Skriptarbeiten basierte. Hier gibt es kein automatisches Routing, aber es werden Textnachrichten über hundert Meilen ohne kommerzielle Netzwerke gesendet, die über Standard-Hardware und vollständig auf VHF / UHF-Ham-Bands übertragen werden können.

Einkaufsliste und Anweisungen sowie Erklärungen finden Sie unter http://tarpn.net .

Ka2dew
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Ich denke, Netsukuku ist ziemlich nah an dem, was Sie suchen.

Dmitry Dzhus
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Wie ich bereits einigen anderen Leuten gesagt habe, fügen Sie Ihrer Antwort bitte mehr hinzu. Es ist am besten, wenn Links nur Ihre Antwort ergänzen, aber nicht verstehen müssen, was Sie sagen. Sie können mehr über das Netsukuku hinzufügen und warum es gut passt.
Kellenjb
Um zu Kellens Kommentar hinzuzufügen: Wenn dieser Link stirbt, wird Ihre Antwort unbrauchbar.
Federico Russo
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Es gibt Soundkarten-Paketcontroller-Software, die über jedes Frequenzradio funktioniert. 27 MHz ist geöffnet, damit Sie es verwenden können. In dem 400-MHz-Bereich, der Citizen-Funkgeräten zugewiesen ist, befindet sich UHF. Dies ist auch möglich. In die Software sind Controller- und laufende Relaisprotokolle integriert.

Paul VE3SPP
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