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Cómo crear tu propia red casera de datos de largo alance

En un artículo publicado por la IEEE Spectrum se explica cómo un simpatizante de la tecnología logró construir una estación inalámbrica capaz de reproducir señales en un radio de hasta 300 kilómetros.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Recientemente la revista IEEE Spectrum publicó un artículo donde se detalla la manera en que el desarrollador y tecnólogo francés Guillaume, bajo el pseudónimo de F4HDK, ha logrado construir una red inalámbrica casera presumiblemente capaz de transmitir por IPv4 a una distancia de hasta 300 kilómetros.

 

El documento subraya que este ‘maker’ ha conseguido crear otros componentes de la semántica de redes inalámbricas incluyendo un módem de plataforma AREDN (Red de Datos de Emergencia de Radioaficionados), donde compartió su otrora proyecto.

En su más reciente trabajo, se aprecia una estructura tubular conectada a un equipo de cómputo, donde gestiona los paquetes de transmisión, y lo que subraya el desarrollador francés es que la mayoría de los componentes utilizados son hardware de bajo costo y de fácil ensamblaje.

“En 2013, estaba buscando un protocolo llamado NBP, utilizado para crear una red de datos sobre enlaces de radioaficionados. NBP se desarrolló en la década del 2000 como un posible sustituto del venerable protocolo AX.25 que se utiliza para los enlaces digitales desde mediados de la década de los 80s. Creía que era posible crear un protocolo aún mejor con un diseño moderno que fuera más fácil de usar y barato de implementar físicamente”, explicó Guillaume.

Los enlaces F4HDKData funcionan en la banda UHF de rango medio, pero para obtener los mejores resultados se utiliza una antena direccional.(Galería: F4HDK)

 

De acuerdo con Guillaume, la red soporta el estándar de comunicación IPv4 de Internet y permite que los datos se transmitan a una velocidad de hasta 500 Kbps sobre la banda UHF de 70 centímetros.

Aunque el medio megabyte es apenas una fracción de lo que actualmente permiten otras redes de radioaficionados como europea Hamnet o la estadounidense AREDN, que utilizan frecuencias de gigahercios como las de Wi-Fi, el Nuevo Paquete de Radio (NPR) del tecnólogo francés, supera los 1.2 Kbps utilizados normalmente por los enlaces AX.25. Su banda de 70 cm permite enlaces de larga distancia incluso cuando las obstrucciones impiden las transmisiones de línea de visión.

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El módem es principalmente un microcontrolador conectado a un transceptor de radio.

 

“Inicialmente, consideré la posibilidad de utilizar diferentes bandas de frecuencias para las conexiones de enlace ascendente y descendente. Los enlaces descendentes habrían utilizado la norma DVB-S, desarrollada originalmente para la televisión digital por satélite. Los enlaces ascendentes habrían utilizado una variación de FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia) para codificar los datos. Pero la complejidad de sincronizar el enlace ascendente y el descendente era demasiado alta. Luego intenté usar una radio definida por software equipada con un chip de arreglo de compuertas programables en campo (FPGA). Tuve algo de experiencia con FPGAs gracias a un proyecto anterior en el que había implementado una CPU completamente personalizada usando un FPGA Cyclone 4 de Altera. El objetivo era hacer toda la modulación y demodulación usando el FPGA, pero de nuevo el método era demasiado complejo. Perdí casi dos años persiguiendo estas ideas hasta sus callejones sin salida”, reconoce Guillaume.

Un amplificador diseñado para enlaces de radio DMR eleva la señal a los niveles requeridos.

 

Tras observar las barreras que estaba enfrentando, el hacedor se decantó por componentes más sencillos, siendo los chips IMS (industriales, científicos y médicos) los elegidos. Estos circuitos son también transceptores diseñados para funcionar en bandas estrechas de radiofrecuencia que se asignaron originalmente para fines no relacionados con las comunicaciones, como el calentamiento de RF. Sin embargo, la banda ISM también se ha hecho popular para las comunicaciones porque normalmente no se requiere una licencia para su uso. En África, Europa y el norte de Asia, hay una banda ISM dentro de la banda de radioaficionados de 70 cm a 434 megahercios, por lo que hay disponibles chips ISM comerciales para estas frecuencias.

El transceptor es un módulo construido alrededor del chip Si4463 ISM, que opera a 434 megahercios.

 

Uno de los transceptores ISM está conectado a un microcontrolador Mbed Nucleo STM32 L432KC, que cuenta con arquitectura ARM Cortex. Este microcontrolador está a su vez conectado a una interfaz Ethernet y se encarga de todos los detalles del funcionamiento del protocolo NPR. Cualquier PC o red conectada tiene la capacidad de observar el enlace de radio como una conexión IPv4 más sin necesidad de instalar un software específico. Por su parte, el módem NPR puede configurarse a través de este enlace o a través de una conexión USB.

El desarrollador afirma que el costo total del hardware es de unos 80 dólares, y a través de la empresa Funtronics, que se ha acercado a Guillaume para asociarse, pondrá los kits a la venta en línea. Las instrucciones para quienes estén interesados de construir su propia estación de comunicación, puede visitar el sitio Web de Guillaume.

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