12 ottobre 2006

Chiamare selettivamente

Libero chiama costa. Se avete una certa età forse ricordate l'appello del guardiano del faro nell'omonimo sceneggiato televisivo per ragazzi negli anni settanta. Nelle comunicazioni radio non diffusive, dette anche punto-punto, la fase della chiamata, quando si vuole stabilire un collegamento, non è sempre così scontata. Bisogna conoscere la frequenza giusta, sperare che dall'altra parte qualcuno risponda e avvii in qualche modo la comunicazione. Le cose si complicano ulteriormente se le comunicazioni si svolgono in modalità dati, che magali richiedono una soglia minima di qualità del segnale.
Per rendere le cose più facili sono state inventate delle tecniche particolari, dette di chiamata selettiva (SELCALL) o di connessione automatica (Automatic Link Establishment, ALE). La seconda tecnica in particolare è molto importante nelle comunicazioni di tipo militare e digitale, nel momento in cui si deve stabilire il contatto tra due modem. Farlo con procedure non automatiche può essere molto problematico e in generale questo tipo di traffico tende a favorire le procedure automatiche. Per chiamata selettiva si intende invece la possibilità di entrare in contatto con una stazione specifica su frequenze tipicamente usate da molte stazioni. In pratica è come comporre un codice sulla tastiera del telefono, per far sapere a qualcuno "ehi, sto cercando proprio te". Il SELCALL più famoso, sulle frequenze HF, serve alle torri di controllo per chiamare gli aerei sulle rotte transcontinentali ed è stato codificato dall'ICAO (Annex 10). La tecnica si chiama in realtà SELCAL, Selective calling and alerting e consiste in un segnale audio composto da due susseguenti combinazioni di toni associati a 16 lettere dell'alfabeto. SELCAL mescola per esempio il tono A e B e lo trasmette per un secondo, seguito da una pausa di 2 decimi di secondo e da un'altra combinazione di toni, per esempio CD per un secondo. L'ICAO tiene un registro di codici di quattro lettere (le combinazioni non sono tante e può capitare che due velivoli abbiano lo stesso codice) e lo distribuisce tra controllori di volo e compagnie aeree. Quando la torre lancia la chiamata selettiva, la strumentazione di bordo avverte il pilota che c'è una chiamata in arrivo in HF. Il controllore da terra non deve sgolarsi e la comunicazione diventa più sicura.
Il SELCAL non è l'unico sistema di chiamata selettiva. Ce ne sono diversi utilizzati in VHF e UHF e un esempio famoso che abbiamo già visto qui su Radiopassioni è il Digital Selective Calling marittimo previsto dal sistema di comunicazione integrata digitale GMDSS.
Il discorso di ALE è ancora più affascinante e complesso. Nel cosiddetto utility DX, il monitoraggio di trasmissioni non broadcast spesso riferibile al traffico militare, il sistema più utilizzato si basa su uno standard militare americano, il MIL-188-141A. Anche qui si tratta di inviare dei codici alfanumerici su una o più frequenze, attendere che l'altra parte risponda e valutare con opportunit algoritmi la qualità del canale o dei canali analizzati, fino a determinare la frequenza migliore. Una volta identificato il canale, le due parti possono avviare la comunicazione vera e propria, nella modalità prestabilita. L'aspetto interessante per il DXer è che la fase di "handshake" di scambio avviene per così dire in chiaro e consente quindi di identificare almeno una delle due parti in contatto. In questo modo l'identificazione, che in molti casi è impossibile perché la comunicazione è criptata o modulata con tecniche per le quali non si possiede alcun decoder, è molto agevole. Per scambiarsi le informazioni di cui sopra, ALE adotta una modulazione a otto toni (vedi lo spettrogramma in illustrazione) che occupa circa 3 kHz di larghezza di banda.
Come è possibile interpretare con la nostra radio le varie tecniche di SELCALL o ALE? Ovviamente via software, oggi disponibile per personal computer direttamente con hardware Soundblaster compatibile. Il software più completo (vedere i miei link) in questo caso è SkySweeper, capace di interpretare i toni ICAO SELCAL e le più complesse procedure ALE in HF. Il programma dispone anche di database di stazioni, per associare i codici ricevuti agli aerei o agli organismi militari così identificati. Per il SELCAL esistono soluzioni diverse, come Multimode (per Macintosh) mentre una applicazione molto interessante (e diversamente da Skysweeper gratuita), PC-ALE, è indicato per l'ALE. Vediamo qualche dettaglio di quest'ultimo, che proprio in questi giorni esce in una versione beta rinnovata.
Sviluppato dal radioamatore inglese Charles Brain, autore anche di PC-HFDL (capace di decodificare l'ACARS areonautico delle onde corte), PC-ALE può essere utilizzato in campo utility per identificare molte stazioni che usano questa tecnica per stabilire automaticamente le connessioni. Grazie a Brains si sta diffondendo l'uso di ALE per le comunicazioni dati e voce tra radioamatori, come spiega molto bene l'ottimo sito HFLINK, ricco di numerose informazioni e fonte primaria per il download di PC-ALE. La Utility Monitoring Central mette a disposizione vari elenchi di frequenze e codici ALE per l'identificazione di network militari e civili in diverse nazioni. Ricordiamo qui anche il software DSCdecoder, usato per le chiamate selettive digitali del GMDSS.
Per approfondire ulteriormente queste tecniche, in particolare lo standard MIL-188 è obbligatoria la lettura del Radio Data Code Manual di Joerg Klingenfuss. Alcune informazioni Joerg le ha ricavate da questo lungo manuale della NTIA americana, consulente ufficiale della presidenza USA in materia di telecomunicazioni.

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