AX.25

AX.25 (Amateur X.25) — протокол канала передачи данных для сетевого уровня, первоначально полученный из уровня 2 набора протоколов X.25 и предназначенный для использования операторами-любителями. Широко используется в любительских сетях пакетной радиосвязи.

При осуществлении пакетной связи в радиолюбительском эфире между двумя или несколькими корреспондентами обмен информацией проводится в соответствии с некоторым установленным порядком, который называется протоколом обмена. При этом используется протокол АХ.25, представляющий собой переработанную специально для радиолюбительских целей версию протокола Х.25. Протоколы обмена содержат семь уровней. Вся логика процедуры работы по радиоканалу описывается во втором уровне. Практически он реализуется, как правило, специальным контроллером пакетной связи (TNC), который размещается между компьютером и приемопередатчиком.

AX.25 v2.0 и более поздних версий является протоколом канального уровня, второго уровня модели OSI. Он отвечает за установление соединений, передачу данных, инкапсулированных в кадры между узлами, и обнаружение ошибок. Поскольку AX.25 является протоколом, предшествующим модели OSI, исходная спецификация не была написана для четкого разделения на уровни. Это было исправлено в версии 2.0 (1984), которая предполагает соответствие уровню 2 OSI.

AX.25 обычно используется в качестве канала передачи данных для сетевого уровня, такого как IPv4, поверх которого используется TCP. AX.25 поддерживает ограниченную форму маршрутизации, хотя возможно создание коммутаторов AX.25 аналогично тому, как работают коммутаторы Ethernet.

На скоростях, обычно используемых для передачи данных пакетной радиосвязи (редко превышающих 9600 бит/с и обычно 1200 бит/с), использование дополнительных сетевых уровней с AX.25 нецелесообразно из-за задействованных служебных данных. Это не ограничение AX.25 как таковое, но накладывает ограничения на сложность приложений, предназначенных для его использования.

Протоколы HDLC идентифицируют каждый кадр по адресу. Реализация ALC.25 HDLC включает в себя позывной отправителя и станции назначения, а также значение SSID в диапазоне от 0 до 15 в адресе кадра. На ITU WARC2003 спецификация позывного радиостанции была изменена таким образом, чтобы максимальная длина из шести символов была увеличена до семи символов. Однако AX.25 имеет встроенный жесткий предел в шесть символов, что означает, что в сети AX.25 нельзя использовать позывной из семи символов.

AX.25 не имеет явного порта (или SAP); SSID часто принимает на себя эту роль. Таким образом, на SSID-адрес станции AX.25 может быть только одна служба, которая часто используется с разной степенью успеха.

Этот протокол соответствует рекомендациям ISO N 3309, 4335 (включая DAD 1&2) и рекомендации высокого уровня 6256 по управлению передачей данных (HDLC) и использует терминологию, принятую в этих документах. Он также соответствует ANSI X3.66, который описывает симметричный режим ADCCP.
Этот протокол в принципе совпадает с рекомендацией X.25 CCITT, за исключением того, что он предусматривает расширенное поле адреса и дополнительный “Ненумерованный Информационный” (UI) кадр. Он также следует принципам, изложенным в рекомендации CCITT Q.921 (LAPD) в области нескольких соединений, различаемых по полю адреса в одном канале.

Протокол будет работать одинаково в условиях как дуплексной, так и полудуплексной связи.
Этот протокол был разработан как для соединения двух индивидуальных радиостанций, так и для соединения индивидуальной радиостанции с многопортовым контроллером.

Этот протокол позволяет устанавливать более одного соединения на устройство, если устройство предоставляет этот сервис.
Этот протокол не запрещает самосоединение. Cамосоединение это, когда устройство устанавливает связь само с собой, используя свой собственный адрес, как адрес приемника и передатчика в кадре.

Большинство сетевых протоколов с множеством соединений предполагает наличие одого главного (первичного) устройства обычно называемого DCE (Data Circuit-terminating Equipmrnt), к которому подсоединено несколько вторичных (подчиненных) устройств обычно называемых DTE (Data Terminating Equipment). Такой вид несимметричной связи редко используется в распределенных радиосетях. Вместо этого AX.25 предполагает, что оба абонента связи имеют одинаковый класс и, таким образом, исключает два разных класса оборудования. Термин DXE используется в протоколе для описания этого симметричного типа устройства, который обычно встречается в радиосетях.

Некоторые любители, в частности Фил Карн KA9Q, утверждают, что AX.25 не подходит для работы по шумным радиоканалам с ограниченной полосой пропускания, ссылаясь на отсутствие прямой коррекции ошибок (FEC) и автоматического сжатия данных. Тем не менее, жизнеспособный широко принятый преемник AX.25 еще не появился. Вероятные причины могут включать в себя:

• существующее развертывание переработанных узкополосных FM-радиостанций и особенно существующих приложений APRS,
• легкая доступность дешевых FM-передатчиков с низким энергопотреблением, особенно для диапазона УВЧ 430 МГц, в соответствии с существующим традиционным радиооборудованием,
• новые модуляции уровня радиосвязи потребовали бы другое радиооборудование, чем то, которое используется в настоящее время, и получающаяся в результате система будет несовместима с существующей — таким образом, требуя больших первоначальных инвестиций в новое радиооборудование
• принятие более новых линейных кодировок, потенциально включающих прямое исправление ошибок, требует больше усилий, чем AFSK 1200 бит/с Bell 202. Ранее достаточно небольших 8-разрядных микропроцессоров с 128 байтами оперативной памяти было бы недостаточно, а новые могли бы стоить 30 долларов США. Фил Карн сделал демонстрационную расшифровку своей новой модуляции, запустив ее на компьютере с процессором Pentium II — примерно 10 лет спустя встроенные микропроцессоры среднего уровня способны сделать то же самое при стоимости системы менее 50 долларов США.

Несмотря на эти ограничения, TAPR создал расширение протокола AX.25, поддерживающее прямое исправление ошибок. Это расширение называется FX.25.

Маленькие передатчики гаджетов не должны знать, что именно передается. Существует только необходимость отслеживать занятость канала радиоприемником RSSI (индикация уровня принятого сигнала), чтобы знать, когда не следует отправлять. Передача чередующегося сигнала Рида-Соломона в некоторой интеллектуальной модуляции требует намного меньше ресурсов, чем прием того же сигнала, таким образом, достаточный микропроцессор может стоить всего 5 долларов США вместо 30 долларов США, а стоимость системы может остаться ниже 50 долларов США, включая передатчик. Однако в последние годы была продемонстрирована возможность получать и отправлять с использованием дешевых микроконтроллеров

Однако представляется, что любая новая система, которая не совместима с текущей модуляцией Bell 202, вряд ли будет широко распространена. Текущая модуляция, по-видимому, удовлетворяет достаточную потребность в том, что существует небольшая мотивация для перехода к превосходящему дизайну, особенно если новый дизайн требует значительных закупок оборудования. Однако, поскольку существующие модемные чипы Bell 202 устаревают, это соображение становится менее популярным.

Следует также отметить, что пакеты APRS являются частным случаем пакетов AX.25 .