CRAM

Afinal, o que esse D-Star têm de interessante?

Publicado 18. Jul, 2007 por PY2JF - João Roberto como D-Star, Repetidoras

Por PY2JF – João Roberto S. Gandara Ferreira

Não há dúvida que D-Star é o assunto do momento, pois tenho ouvido pelos diretos, pelas repetidoras e até mesmo de colegas dos quais não tinha notícias há tempos, me ligando para saber mais sobre o assunto. Aparentemente todos demonstram interesse. Mas afinal, o que esse tal de D-Star tem de tão interessante assim? Será que é tudo isso mesmo que falam? Bom, isso vocês é quem vão dizer no final.

Até então, eu só havia postado artigos sobre a parte teórica, mas agora vamos falar da prática. Vamos começar pelo modo de transmissão:

Modo DV – Digital Voice – Voz Digital

Um rádio D-Star pode tanto operar em modo analógico (o FM que usamos hoje) como em modo DV, que é o modo digital. Neste último, sua transmissão só será compreendida se recebida por outro rádio que opere no sistema D-Star. Os rádios que temos hoje podem até sintonizar uma transmissão DV, mas só ouviremos ruídos.
[audio:http://www.cram.org.br/wordpress/wp-content/uploads/2007/07/dstartx.mp3|titles=Transmissão D-Star] Clique no botão PLAY e ouça uma amostra desse áudio

Todos sabem da excelente qualidade de áudio de uma transmissão em modo FM quando o sinal é limpo e livre de ruídos. Pois bem, uma transmissão em modo DV não é melhor que uma transmissão de FM nestas condições, mas também não fica muito atrás. Ela lembra um pouco o áudio de uma ligação de telefone celular melhorado. Isso se deve ao fato de que a transmissão DV é resultado de uma conversão do áudio analógico para o modo digital feita por um CODEC (circuito integrado conversor de analógico/digital) numa taxa relativamente baixa.

Todos sabem que um CD é um áudio analógico digitalizado e tem um som excelente. Então por que o DV do D-Star não pode ter essa mesma qualidade de áudio? Simples. Por causa de algo chamado largura de banda. Para termos uma qualidade de áudio alta, a transmissão tem que ocupar um espaço maior no espectro de rádio freqüência. Uma transmissão de FM estéreo de uma rádio broadcast ocupa 100 kHz, por essa razão, tem excelente qualidade de áudio com respostas em freqüência de 30 Hz a 15 kHz. Já uma transmissão de rádio amador em FM ocupa apenas 10 kHz. Por isso nosso áudio não é tão bom quanto o da rádio FM, mas é bom o suficiente para nos comunicarmos com clareza e não ocupar muito um espectro tão concorrido.

 

Os criadores do D-Star levaram em consideração a escassez do espectro e resolveram usar uma taxa de amostragem mais baixa para a conversão do áudio, perdendo um pouco em qualidade, mas ganhando em eficiência. Uma transmissão em VHF deveria ocupar apenas 10 kHz, mas na realidade usa mais que isso, pois tanto uma freqüência acima quanto uma abaixo são comprometidas. O espaço de 20 kHz necessários hoje para que uma repetidora analógica não interfira na outra poderia acomodar três repetidoras D-Star. Uma transmissão D-Star ocupa tão menos banda, que poderia ficar entre uma repetidora analógica e outra, funcionando pacificamente entre elas como mostra a ilustração abaixo:

Outra coisa interessante no modo DV é que ele é livre de ruídos. Digital é assim, ou tudo ou nada. Ou tem sinal e é perfeito ou não tem sinal. Se uma estação D-Star está à 500m da repetidora e outra está a 50 km, o áudio é exatamente o mesmo. Você não saberá dizer quem está perto e quem está longe, ambos serão claros e livres de ruídos. Quando uma estação D-Star móvel está saindo da área de cobertura da repetidora e está a ponto de não ser mais ouvida, o áudio começa a sofrer cortes e soar meio metalizado, como uma ligação de celular ruim, mais ainda assim livre de ruídos, até que finalmente ele desaparece.

Fiz um vídeo, durante um teste com dois colegas, demostrando a diferença entre o áudio analógico e o digital do D-Star. Vamos assistir o vídeo antes de seguirmos em frente:

Incrível não é mesmo? Após alguns dias operando no sistema D-Star, você achará inaceitável estações ruidosas do modo FM. Alguns dirão que o som é meio de Pato Donald, mas no primeiro dia já estará acostumado e nem vai perceber mais isso. A propósito, modo DV não tem ruído de squelch fechando.

Área de cobertura do modo FM comparado ao modo DV

Há controvérsias sobre esse assunto ainda. Segundo respostas que obtive de dois grupos de radioamadores americanos que se utilizam do sistema, a cobertura fica assim:

http://youtu.be/A3WB_qKEfe4

Grupo 1 ) A cobertura é por volta de 25% maior que a do modo analógico porque o digital, quando a analógico já está no meio do ruído, ainda consegue passar com áudio perfeito por causa da correção de erros do protocolo. O digital é sempre com áudio limpo e sem ruídos, e quando não está mais na área de cobertura desaparece de uma vez.

Grupo 2) O digital oferece uma cobertura próxima a 95% do analógico. Tomemos como exemplo uma repetidora que cubra uma área de 100 km. No digital você vai perder contato a 95 km dela, já no analógico você terá um áudio bem ruidoso por mais uns 5 a 9 km. Resumindo: A cobertura do D-Star é um pouco menor, mas o áudio é 100% até o último km.

Bom, assim que nossa repetidora estiver no ar e após algumas semanas de teste, descreverei o que descobrir sobre esse aspecto.

Acesso a Repetidora

Uma repetidora D-Star só retransmite um sinal que tenha um endereço de origem e destino. Neste caso o endereço seria o indicativo do radioamador. Portanto antes de acionar uma repetidora, você precisa configurar algumas informações na memória de seu rádio para poder transmitir. Nas repetidoras atuais, você só precisa saber a freqüência, o offset e eventualmente o subtom. Já numa D-Star, além da freqüência e offset, você precisa saber algumas configurações a mais como indicativo e portas. Normalmente essas configurações serão divulgadas pelos mantenedores da repetidora para que você consiga operá-la. É comum a exigência de um pequeno cadastro informando seu indicativo, e-mail e talvez mais alguns dados. Esse cadastro é feito apenas uma vez por qualquer um dos adminstradores da repetidora. E estará cadastrado no mundo todo.

Veja que interessante. Imagine que eu, PY2JF, queira chamar um colega pela repetidora. Escolhendo numa lista de indicativos que eu tenha antecipadamente memorizado em meu rádio, eu escolho o PULWR. Eu apenas aperto o PTT e um pacote de dados contendo como destinatário o PU2LWR é enviado para a repetidora. Ela, por sua vez, retransmite esse pacote até o rádio do destinatário. Se o rádio estiver ligado, ele dará um alerta e o PU2LWR verá no display de seu rádio que sou eu quem o está chamando. Daí ele simplesmente aperta o PTT e começamos o contato através da repetidora.

Claro que eu poderia simplesmente chamá-lo como costumamos fazer nas repetidoras analógicas, mas para que ficar chamando e incomodando quem está na escuta com repetidas chamadas, e às vezes em vão?

Espera aí! Se eu preciso colocar o indicativo de destino, quer dizer que não poderei mais chamar qualquer um que esteja na escuta para um bate papo? Claro que pode! Basta selecionar o indicativo CQCQCQ, vai aparecer no rádio de todos os que estiverem na escuta, e poderá falar com quem responder. E também se fizer a chamada por voz na repetidora, todos ouvirão. Inclusive, qualquer comunicado que houver na repetidora será ouvido por todos que estiverem sintonizados nela. O indicativo só é necessário se você quiser utilizá-la. A escuta dos comunicados na repetidora é livre, como nas atuais.

Veja outra coisa interessante. Imagine que eu, PY2JF, estou batendo papo com o PU2LWR e com o PU2LAA. Este último me pede o número do meu telefone. Eu, por razões próprias, não gostaria de divulgá-lo na freqüência. Eu simplesmente escrevo uma mensagem de texto, como se fosse um SMS no celular (torpedo), e envio com destino ao PU2LAA. Pronto! Ele recebe em seu display o número diretamente e os outros que por ventura estejam ouvindo nem saberão que isso ocorreu. O modo DV permite voz e dados simultaneamente. Não importa que alguém está falando no momento, você pode trocar mensagens simultaneamente com a voz.

Outra coisa interessante é que através destas mensagens podemos controlar equipamentos em casa através da repetidora apenas tendo o rádio conectado à uma interface para esse fim. Todo rádio D-Star tem uma saída de dados que pode ser ligada a um PC ou qualquer outro dispositivo. Já criaram uma interface que você liga um teclado de PC para ficar trocando mensagens no modo DV ao estilo MSN.

Gateway D-Star

Você já está gostando do sistema D-Star? Espere até conhecer mais esse recurso. Uma repetidora D-Star pode funcionar como uma repetidora normal ou como uma repetidora Gateway (portal). A controladora da repetidora D-Star tem uma entrada Ethernet que pode ser conectada a Internet. Uma vez conectada a Internet, ela fará parte da rede mundial D-Star.

Imagine a seguinte situação: O PU2LWR quer falar com o PU2LAA. Ele seleciona o indicativo dele e aperta o PTT para enviar a chamada. Ocorre que o PU2LAA não está na cidade. Por acaso ele está em outra cidade, mas dentro da área de cobertura de outra repetidora D-Star que também é Gateway. Vai aparecer no display do PU2LAA que o PU2LWR está chamando. Ele responde e pronto! Estarão se comunicando como se estivessem na mesma repetidora e com a mesma qualidade de áudio! A repetidora D-Star faz uma busca na rede D-Star e pergunta se aquele indicativo foi ouvido em alguma delas. Ou seja, a repetidora D-Star faz um tipo de roaming , como faz o celular para encontrar um usuário fora de sua área. Não importa onde o PU2LAA estivesse, poderia ser em Las Vegas nos EUA ou em Londres na Inglaterra. Trocar mensagens também funciona entre repetidoras.

Vale lembrar que as repetidoras D-Star também podem ser conectadas ao Echolink e IRLP.

Ah! Quase estava me esquecendo! Se a repetidora D-Star está conectada a Internet, e os rádios D-Star podem transmitir dados, será que eu poderia usar um notebook conectado na saída de dados do rádio e no móvel ou em local remoto acessar a Internet? Claro! Se o mantenedor da repetidora liberar esse recurso, você poderá ler e-mails e muito mais utilizando seu rádio. O único inconveniente é que para VHF e UHF, a velocidade de transferência é de apenas 1200 bps. Embora suficiente para e-mails de textos e troca de mensagens, não será eficiente para navegação na web. Já a repetidora de 1.2GHz, tem capacidade para transmissão de banda larga a 128kbs. Nada mal para navegar do carro heim! Mas isso fica para outro artigo.

Monitoramento (Log)

O sistema D-Star, através da controladora da repetidora, permite que um PC rodando Linux seja conectado a ela para rodar aplicativos variados. Um deles, que já temos em mãos, faz todo o log de utilização da repetidora. O mantenedor pode disponibilizar na web um endereço onde qualquer um poderá ver quem, quando e de onde, esta utilizando a repetidora. Com esse aplicativo e mais alguns que por questão de segurança não divulgaremos, garantiremos um ambiente cordial e respeitoso, como já foi um dia no VHF Paulista. Veja abaixo um exemplo de log de operação de uma repetidora D-Star:

Log PY2KCA

Funcionalidade de Localização Semelhante ao APRS

A maioria dos rádios D-Star permitem instalação de um módulo receptor GPS interno ou através de sua porta serial. Tendo o GPS, e este configurado para transmitir sua localização, é possível acompanhar toda movimentação através dos mapas do Google. Procure no link do log do tópico anterior por indicativos em laranja. Clique nesses indicativos e poderá ver a localização através dos mapas do Google.

Conclusão

Acho que já deu para ter uma boa idéia de quão interessante é esse D-Star.  Como existe um sistema operacional Linux por trás do servidor, sem dúvida novas funções surgirão a todo momento trazendo mais inovações. Eu, como radioamador e amante de novas tecnologias, encontrei no D-Star mais uma razão para permanecer no radioamadorismo. Neste hobby precisamos sempre de novidades, pois é o que mantém o radioamadorismo ainda vivo em tempos de Internet.

Agenda do Projeto D-Star