Introduzione al sistema di paging DAPNET

 

Per gli amanti delle trasmissioni digitali che non sanno star fermi con le mani il progetto MMDVM è stato un gioco che li ha tenuti buoni per un bel po’ di tempo dando modo a molti di discutere, costruire e imparare nuove nozioni in campo RF, informatico ed elettronico.
Ora che “il grosso è fatto” e i saldatori sono freddi, il radioamatore smanettone è alla ricerca di “nuovi giochi” per stimolare la sua voglia di riempire il banco da lavoro di fili, schede, componenti, disordine e qualche grattacapo.

Motorola “Bravo”

Il gioco dell’estate 2018 (e che ci porteremo avanti per un bel po’) in realtà è tutt’altro che una novità perchè esiste da molti anni e, contrariamente a quello che si può pensare, è ancora largamente usato in ambito civile e militare. Sto parlando del Pager, volgarmente chiamato “cercapersone” e conosciuto ancora oggi in Italia con il nome di Teledrin.

Fermo subito chi sta pensando “si ok, il Teledrin nel 2018, non serve a niente, abbiamo il cellulare…” perchè ha perfettamente ragione: il Pager non serve assolutamente a nulla come tutti gli altri giocattoli per radioamatori che usiamo quotidianamente: sono solo giochi per accrescere le proprie conoscenze individuali, passare il tempo, arrabbiarsi con qualcosa che non funziona, comprare un oggetto nuovo, e compagnia bella.

La rete che permette la diffusione dei messaggi in ambito amatoriale si chiama DAPNET, alias “Decentralized Paging Network” e  nasce in Germania per mano di un gruppo di radioamatori programmatori totalmente tedesco. Il protocollo utilizzato si chiama POCSAG (Post Office Code Standardisation Advisory Group), i dati possono essere trasmessi a 512, 1200 o 2400 baud e la modulazione consiste in un FSK con uno shift di 4.5 kHz dalla portante.
La rete è costituita da nodi (server) che possono ricevere messaggi da diverse fonti (internet, dx cluster, APRS, DMR, ecc) e smistarli verso dei trasmettitori secondo diversi criteri. Ai nodi sono collegati i trasmettitori che, come è facile capire, trasmettono via RF i messaggi ricevuti dal nodo. In ultimo ci sono i ricevitori, i Pager, che ricevono i messaggi a loro indirizzati. Il sistema lavora in isofrequenza ed è puramente monodirezionale poichè i cercapersone non sono dotati di trasmettitore.
I singoli cercapersone hanno come “indirizzo” un numero di 6 cifre chiamato RIC (Radio Identity Code), che può essere richiesto aprendo un ticket sul sito di riferimento italiano www.dapnet-italia.it .

 

DAPNET IN ITALIA

Per poter garantire la fruibilità della rete in tutto il mondo sarebbe idealmente necessario che tutta la rete mondiale lavorasse in isofrequenza, ma è facile intuire le difficoltà viste le differenze di banda assegnata al servizio di radioamatore nei diversi paesi. Ad esempio è stato impossibile utilizzare in Italia la frequenza tedesca a 439.9875 MHz perchè da noi è fuori banda.
Con l’esigenza di dover scegliere una frequenza diversa dagli amici d’oltralpe, in Italia si è deciso di adottare la banda dei due metri per i vantaggi che le VHF hanno sulle UHF in termini di propagazione e capacità di oltrepassare gli ostacoli. Le frequenze stabilite in Italia sono: 144.5125 MHz come frequenza primaria e 144.9375 MHz come frequenza di riserva da usare in caso di gravi incompatibilità locali. Nessuno vieta di usare Pager e trasmettitori su altre frequenze o bande (sopratutto se si tratta di trasmettitori personali, come vedremo tra poco) ma deve essere ben chiaro che gli stessi sono fuori standard e non permetteranno l’interazione in RF con il resto della rete DAPNET.

 

TRASMETTITORI IN ISOFREQUENZA

Come anticipato poc’anzi, la rete deve lavorare in isofrequenza per permettere ai radioamatori in mobilità di poter essere costantemente in copertura con il proprio Pager senza trovarsi in condizione di avere in tasca un oggetto che lavora sulla frequenza standard ma non poter ricevere eventuali messaggi perché il trasmettitore locale trasmette su altre frequenze.

Evidenziati in azzurro gli slot attivi di un trasmettitore

Per rendere possibile la coesistenza di più trasmettitori sulla stessa frequenza, anche in condizioni di sovrapposizione, la rete gestisce le trasmissioni sulla base di 16 slot temporali che vengono attivati ciclicamente. Ogni trasmettitore ha a disposizione 4 slot durante i quali è abilitato a trasmettere. Tutti i messaggi ricevuti dal trasmettitore durante gli slot temporali nei quali non è abilitato a trasmettere vengono mantenuti in coda.

Ai nodi è possibile collegare due tipi di trasmettitori denominati “PERSONAL” e “WIDERANGE”. I primi sono trasmettitori casalinghi destinati a trasmettere indoor (come gli hotspot personali che si usano per D-Star, DMR e C4FM), i secondi sono trasmettitori destinati a trasmettere outdoor come i ponti ripetitori. E’ fondamentale che i trasmettitori WIDERANGE siano tutti sulla frequenza primaria.

 

L’HARDWARE DEI TRASMETTITORI

Esaurisco velocemente il discorso trasmettitori “PERSONAL” perchè li ritengo poco interessanti.
Al software MMDVM e alle varie distribuzioni (tipo Pi-Star) è stata implementata la possibilità di collegarsi anche ad un nodo DAPNET ed effettuare un cambio frequenza temporaneo per poter trasmettere il traffico destinato ai Pager. In poche parole è possibile usare uno dei vari hotspot per i sistemi digitali (DMR, D-Star e C4FM) presenti sul mercato e basati sul software MMDVM come trasmettitore personale anche per i cercapersone.

Motorola GM350 come trasmettitore POCSAG

Il discorso trasmettitori WIDERANGE è invece più interessante perchè è possibile giocare di più sull’hardware sia per la parte IT che per la parte RF.
Un trasmettitore WIDERANGE può essere considerato alla stregua di un ponte ripetitore, pertanto deve godere di una posizione adatta ad avere una buona copertura sul territorio e deve essere realizzato con apparati robusti e ben filtrati in modo da poter coesistere con eventuali altri impianti presenti nello stesso sito.
Il sistema più semplice e veloce per realizzare un trasmettitore per DAPNET votato ad essere WIDERANGE è dotarsi di una macchina Linux con scheda audio (un Raspberry qualsiasi con a bordo Debian è perfetto), un trasmettitore VHF con ingresso audio flat (ad esempio un veicolare Motorola GM350) e un’interfaccia tra radio e computer che permetta il trasferimento del flusso audio e il comando del PTT. L’interfaccia si realizza con un condensatore, un transistor e una resistenza.
Il software più immediato per gestire un trasmettitore si chiama UniPager: si installa in pochissimi minuti, si controlla tramite interfaccia web, può gestire diversi tipi di trasmettitori e supporta il PTT sia via seriale che via GPIO.
Per i gestori di ponti ripetitori digitali in VHF (D-Star e C4FM) realizzati con MMDVM, nelle ultime versioni c’è la possibilità di abilitare la funzione POCSAG che permette di trasmettere per la rete DAPNET effettuando un temporaneo cambio frequenza quando il ponte non è in uso: questa è un’opportunità molto interessante e che consiglio di prendere in seria considerazione per aumentare la copertura dei trasmettitori WIDERANGE

 

IL RICEVITORE

Parliamo ora della parte più interessante: il pager.

Molti di coloro i quali stanno leggendo questo articolo è facile che negli anni ‘90 abbiano avuto appeso alla cintura un Teledrin, che è stato il primo dispositivo commerciale che ha permesso di essere rintracciabili anche fuori casa e ufficio.

Pager in funzione sulla rete DAPNET

Al giorno d’oggi può sembrare anacronistico l’uso in ambito civile del cercapersone ma non è così: infatti in alcune zone d’Italia, dove la copertura della rete telefonica mobile non è garantita al 100%, i sistemi di paging sono utilizzati per garantire la reperibilità di Vigili del Fuoco, Guardie Forestali, Soccorso Alpino ed altri che necessitano di essere reperibili in modo affidabile e tempestivo. I sistemi di cercapersone sono altresì in uso in ambienti indoor come grandi aziende, fabbriche, centri sportivi ed in occasione di grandi eventi.

Il mercato dei cercapersone è un mercato di nicchia e non destinato al retail, pertanto non è facile trovare dei pager programmabili a piacere su tutte le frequenze desiderate. E’ stato individuato un modello di cercapersone in particolare che può essere acquistato con diversi range di frequenze sulle bande VHF e UHF: si tratta dell’AlphaPoc 602R. Questo pager dispone di un display da 8 linee, un sistema di avviso luminoso/sonoro/vibrazione e si alimenta con una batteria AAA.
I ricevitori come quello indicato si programmano in modo completo via computer tramite un cavo/programmatore fornito opzionalmente insieme all’oggettino ma è previsto che si possano variare alcuni parametri, come ad esempio la frequenza direttamente dal pager. Possono essere inoltre programmati più RIC in modo da poter ricevere messaggi destinati a più indirizzi (questa possibilità sarà utile per futuri sviluppi).

 

I MESSAGGI

Dopo tutto questo spiegone arriviamo al succo del discorso: i messaggi.

I messaggi che circolano sulla rete DAPNET possono contenere fino a 80 caratteri alfanumerici cercando di evitare caratteri particolari perchè non tutti i pager sono in grado di visualizzarli. Per il momento i nodi italiani accettano messaggi inviati dalla APP DAPNET disponibile per Android, dal sito dapnet-italia.it, da un apposito Bot Telegram e dalla rete APRS. In futuro, come già possibile sulla rete tedesca, potranno arrivare sulla rete DAPNET anche messaggi inviati sotto forma di SMS dai terminali DMR.
Le applicazioni possibili sono veramente infinite: immaginate ad esempio di poter ricevere sul vostro pager un messaggio quando la DX Spedition che state aspettando di collegare è spottata sul cluster in modo da poter correre immediatamente alla radio e andare a colpo sicuro: interessante no? 

Sul gruppo Telegram DAPNET Italia c’è chi addirittura ha ipotizzato la possibilità di rendere la rete POCSAG amatoriale anche un servizio di pubblica utilità: infatti essendo i pager dei ricevitori, possono essere utilizzati liberamente da chiunque. Se sulla rete vengono distribuiti avvisi di allerta meteo, rischio valanghe, terremoti, ecc, è facile intuire le potenzialità del sistema nell’ottica della pubblica utilità.

 

IL ROUTING DEI MESSAGGI

A differenza dei sistemi amatoriali DMR e D-Star che dispongono di terminali ricetrasmittenti, i sistemi di paging hanno come terminali degli apparati solamente riceventi e di conseguenza la rete non può sapere sotto quale trasmettitore ogni singolo cercapersone è in copertura. Questo è un problema perchè per recapitare un messaggio i nodi devono chiedere di trasmetterlo a tutti i trasmettitori con conseguente spreco di risorse e congestionamento del traffico dati in zone non interessate dal messaggio. Il sistema DAPNET permette ai gestori dei nodi di raggruppare i trasmettitori in gruppi che possono essere gestiti ad esempio anche come aree.

Invio di un messaggio tramite APP per smartphone

Poniamo un esempio: Per testare il mio cercapersone appena arrivato con il corriere e programmato alla velocità della luce chiedo al mio amico Pierluigi IK2PYX di mandarmi un messaggio di test ogni tanto per vedere come si comporta il pager con diverse impostazioni.

Pierluigi può decidere di inviarmi il messaggio in diversi modi, ma il sistema più immediato è usare l’APP sullo smartphone che permette velocemente anche di selezionare i gruppi di trasmettitori. Impostando il gruppo “ALL” il messaggio viene trasmesso da tutti i trasmettitori del nodo; impostando il gruppo “Lombardia” il messaggio viene trasmesso solo dai trasmettitori di quella regione. E’ facile intuire che il modo migliore per eseguire queste prove è di inviare il messaggio usando il gruppo “Lombardia” in modo da non andare a trasmettere inutilmente da Roma in giù. Al contrario se voglio inviare un messaggio all’amico Max IZ7GLL sarà utile usare il gruppo “Puglia” per evitare trasmissioni inutili nelle terre padane.

Quella che avete appena letto è un’introduzione generale (e molto poco esaustiva) al sistema di paging amatoriale DAPNET. Non sono entrato nel dettaglio di tutti gli argomenti perchè la rete in Italia è ad uno stato poco più che embrionale ma in fervido stato di sviluppo.

Per maggiori informazioni su questo nuovo giochino vi invito a consultare il sito di riferimento italiano www.dapnet-italia.it e il sito tedesco www.hampager.de.

Fonti: www.dapnet-italia.it – www.hampager.de – mmdvm.bi7jta.org – Gruppo Telegram DAPNET Italia – www.braddye.com/epocsag.html