D-STAR

Digital Smart Technologies for Amateur Radio — standard giapponese per la trasmissione digitale di voce e dati con inoltro dei nominativi tramite una rete di ripetitori mondiale.

All’inizio degli anni ’90, i radioamatori giapponesi hanno sviluppato lo standard di radiocomunicazione digitale D-STAR. Esso è stato concepito su misura per le esigenze del servizio radioamatoriale: I ripetitori D-STAR formano una rete radio digitale mondiale con inoltro automatico del nominativo: i collegamenti tra due o più radioamatori vengono stabiliti tramite i ripetitori D-STAR, senza che questi debbano sapere presso quale ripetitore si trovino in quel momento i propri interlocutori.

Nozioni di base

La rete D-STAR è costituita da un sistema mondiale di stazioni ripetitrici che possono essere interconnesse in vari modi. Essa trasmette segnali vocali digitali (DV — digital voice) e altri dati digitali (DD — digital data). Oltre alle conversazioni, D-STAR consente quindi anche la trasmissione di dati di posizione o di file. Per motivi pratici, l’instradamento tra i ripetitori avviene solitamente tramite Internet; tuttavia, con l’espansione di HAMNET, un numero sempre maggiore di gestori di ripetitori sta optando per l’instradamento dei dati tramite HAMNET.

Contrariamente a quanto spesso affermato, D-STAR non è uno sviluppo commerciale di Icom, bensì un progetto autonomo realizzato da radioamatori giapponesi. Lo standard è stato adottato tra il 1999 e il 2001 dalla Japan Amateur Radio League (JARL). In risposta alle richieste della JARL, solo la società Icom si è dichiarata disposta a produrre radio ricetrasmettitori amatoriali conformi allo standard D-STAR; esistono inoltre numerosi kit e progetti fai-da-te con cui è possibile adeguare i radio ricetrasmettitori FM già in uso.

Caratteristiche tecniche

Il flusso di dati digitale viene modulato sulla portante, a seconda della frequenza e della modalità, tramite modulazione di frequenza (GMSK o 4-FSK) o tramite modulazione di fase (QPSK). Esistono due modalità:

• Digital Voice (DV) — larghezza di banda di 6 kHz, semiduplex, velocità di trasmissione dati di 4’800 bit/s (2’400 bit/s audio + 1’200 bit/s FEC + 1’200 bit/s messaggi brevi). Segnale vocale compresso con il codec proprietario AMBE-2020.
• Digital Data (DD) — larghezza di banda di 150 kHz, simplex, velocità di trasmissione di 128 kbit/s tramite protocollo Internet. A causa della larghezza di banda, è utilizzabile solo nella banda dei 23 cm e oltre.
• Modalità DV Fast Data (dal 2015) — 3’480 bit/s nella larghezza di banda di un segnale DV, senza canale audio.

Il codec 2 come alternativa aperta

Il codec AMBE, proprietario e protetto da brevetto, viene impiegato anche in ambito commerciale (APCO P25, DMR, telefoni satellitari). È stato scelto per D-STAR poiché negli anni ’90 era l’unico codec utilizzabile con una velocità di trasmissione dati sufficientemente bassa. Il radioamatore australiano David Rowe (VK5DGR) ha creato con il Codec 2 open source un’alternativa aperta: pur non essendo compatibile con AMBE, offre nuove possibilità ai progetti fai-da-te.

Riflettori e interconnessione

Un ripetitore D-STAR è costituito da più moduli: un modulo per ogni coppia di frequenze di ingresso e di uscita, solitamente contraddistinti da una lettera suffissale (A = 23 cm, B = 70 cm, C = 2 m). Più moduli presenti in un’unica sede vengono interconnessi tramite un controller per formare un’area. Le aree possono essere collegate tra loro tramite collegamenti radio a microonde per formare una zona; le diverse zone comunicano tramite gateway, a loro volta collegati alla rete HAMNET o a Internet.

Attraverso la rete ircDDB, i gateway si scambiano informazioni sui nominativi attivi su un ripetitore — base fondamentale per l’inoltro automatico dei nominativi. Con il sistema DCS è inoltre possibile collegare in rete più ripetitori D-STAR, analogamente a una teleconferenza, formando un’interconnessione. Per il funzionamento puramente locale tramite un singolo ripetitore non è necessaria alcuna registrazione; tuttavia, alcuni ripetitori (soprattutto nordamericani) richiedono ancora il vecchio sistema US-TRUST, che prevede una registrazione preventiva.

Per l’interconnessione si utilizzano oggi soprattutto i riflettori — server centrali a cui si collegano i ripetitori e gli hotspot. Sono diffusi i sistemi REF (protocollo DPlus), XRF (DExtra) e DCS, nonché il tipo multiprotocollo XLX, che riunisce tutti e tre i protocolli e non richiede la registrazione nel sistema D-STAR Trust.

Registrazione e protezione dei dati

I ripetitori D-STAR possono essere collegati tra loro in tutto il mondo. Alcuni servizi della rete richiedono che il proprio indicativo di chiamata sia registrato e abilitato. Per le comunicazioni puramente locali tramite un singolo ripetitore D-STAR non è mai necessaria alcuna registrazione: il funzionamento locale avviene quasi esattamente come tramite un ripetitore FM analogico.

La maggior parte dei ripetitori D-STAR europei è collegata alla rete ircDDB, che offre l’inoltro del nominativo senza registrazione. Esiste inoltre il più vecchio sistema US-TRUST, diffuso soprattutto in Nord America, che richiede un’attivazione preventiva. L’inoltro del nominativo tra ripetitori ircDDB e US-TRUST è possibile, ma in direzione US-TRUST funziona solo se il proprio nominativo è lì registrato. Prima di recarsi in un Paese in cui prevale l’utilizzo di US-TRUST, vale quindi sicuramente la pena registrarsi.

Quando si utilizza un ripetitore D-STAR, il proprio indicativo viene trasmesso via Internet: ciò è tecnicamente necessario affinché la rete ircDDB possa effettuare l’inoltro dell’indicativo.

Costruzione fai da te e hotspot

Solo Icom produce di serie apparecchi D-STAR — tuttavia, per iniziare non è più necessario un costoso radio ricetrasmettitore. Come per DMR e C4FM, il modo più semplice è utilizzare un hotspot MMDVM con il software Pi-Star (o il suo successore WPSD): Una piccola scheda aggiuntiva su un Raspberry Pi diventa il vostro accesso personale a D-STAR — lo stesso dispositivo supporta solitamente anche DMR, C4FM, P25 e NXDN.

È possibile operare senza alcun radio ricetrasmettitore utilizzando un dongle USB AMBE (ad es. DVstick 30 o ThumbDV) collegato al computer: poiché il codec aperto 2 non è compatibile con AMBE, il dongle gestisce la codifica vocale a livello hardware. Programmi come BlueDV o DroidStar (disponibili anche per Android) si connettono così direttamente ai riflettori D-STAR (REF/XRF/DCS).

Anche la sola ricezione è possibile a costi contenuti: con una chiavetta USB RTL-SDR o DVB-T e il software adeguato è possibile decodificare D-STAR — D-STAR Headers legge le intestazioni del protocollo, mentre D-STAR Voice legge i dati vocali. Risalgono all’epoca pionieristica progetti di costruzione open source come la scheda DVRPTR e UP4DAR; oggi sono stati in gran parte sostituiti dall’ecosistema MMDVM.

D-STAR in Svizzera

In Svizzera sono disponibili ripetitori D-STAR sui 2 m e sui 70 cm, oltre a singole stazioni sui 23 cm — ad esempio presso HB9EAS (Basilea) o HB9RF (Zug). I ripetitori sono collegati in rete tramite riflettori:

• XLX229 — il riflettore multiprotocollo centrale svizzero, gestito dalla Swiss-ARTG; molti ripetitori HB9 sono collegati ad esso di default. Per la Svizzera tedesca viene utilizzato il modulo XLX229 D.
• REF098 — un altro riflettore utilizzato in Svizzera (tra cui HB9F su 70 cm).

Chi non dispone di un ripetitore a portata di mano può accedere — come nel caso di DMR e C4FM — alla rete D-STAR tramite un hotspot Pi-Star e selezionare direttamente il riflettore desiderato. Viene pubblicato regolarmente un elenco aggiornato dei ripetitori D-STAR attivi in tutto il mondo: esso aiuta a scegliere la posizione durante i viaggi e mostra la copertura di rete nella regione.

Immagine di copertina: Icom IC-705 — Foto di Batchman99, CC BY-SA 4.0.