Schneckentempo

Wer schon einmal Packet-Radio betrieben hat, wird gemerkt haben, daß die ohnehin schon recht langsamen Übertragungsraten von 1200 - 9600 Bit/s nur selten erreicht werden. Nur zu oft muß man sehr lange auf eine einzige kurze Antwort warten. Woran liegt das?

Diese Verzögerungen entstehen durch Paketverluste, d.h. die ausgesendeten Daten werden auf der Funkstrecke verfälscht. Der Empfänger erkennt dies und verwirft das Datenpaket. Laut AX.25 Protokoll muß das Paket nach einer gewissen Zeit erneut ausgesendet werden. Dies führt zu langen Verzögerungen.

Dieser Paketverlust tritt z.B. auf, wenn sich Sender und Empfänger an der Grenze ihrer Reichweite befinden. Das Rauschen überlagert und verfälscht dann die Daten. Jedoch auch auf guten Funkverbindungen gehen sehr oft Pakete verloren, nämlich durch Kollisionen.

Kollisionen

Kollisionen entstehen immer dann, wenn zwei oder mehr Sender gleichzeitig senden und im Bereich des Empfängers dann das gewünschte Signal nicht mehr störungsfrei empfangen werden kann. Im engeren Sinne versteht man dabei allerdings nur die Kollisionen zwischen sendenden Datenfunkern.

Zu schaffen machen aber im 11m Band durchaus auch die (kommerziellen) Sprechfunker aus Russland, die natürlich ohne Rücksicht auf den Datenfunk in Europa einfach drauflossenden. Da sie meist stärkere Signale haben als der gewünschte Datensender, gehen die Pakete sehr oft verloren. Hier kann aber auch keine Software helfen, sondern nur der Einsatz von UKW-Frequenzen bei denen keine solche Überreichweiten auftreten. Die zuständigen Behörden haben den aussichtslosen Kampf gegen die osteuropäischen und russischen Schwarzfunker schon lange aufgegeben. So bleibt den europäischen Funkern nur der späte Abend zum störungsfreien Funken.

Im Folgenden wollen wir aber nur die Kollisionen betrachten, die im Packet-Radio untereinander auftreten.

Ist der Kanal frei?

Beim Sprechfunk ist es recht einfach zu entscheiden, ob man gerade senden darf. Man sendet natürlich nur, wenn der Kanal frei ist und gerade niemand anderes sendet. Im Datenfunk entscheidet allerdings der Computer selbst, wann er auf Sendung geht. Hierbei sollte das gleiche gelten wie im Sprechfunk: Der Computer muß erkennen wann der Kanal belegt ist. Diese Funktionalität nennt man "Carrier Sense" oder auch "Carrier Detect". Im Packet-Radio Betrieb spricht man von einer digitalen Rauschsperre (DCD). Diese Schaltung erkennt einen belegten Kanal nur dann, wenn er von Datensignalen belegt ist und verhindert somit, daß Rauschen oder Störungen fälschlicherweise als belegter Kanal erkannt werden und den Computer vom Senden abhalten.

M öchte also ein Computer etwas senden, so hört er in den Kanal rein und wartet bis dieser frei wird, d.h. eine andere Station ihre Sendung eingestellt hat. Warten allerdings drei oder vier Stationen auf einen freien Kanal und senden sofort sobald dieser frei wird, so werden diese Stationen mit Sicherheit Kollisionen verursachen.

Aus diesem Grund dürfen die Stationen eben NICHT sofort bei Freiwerden des Kanals senden. Da es keine zentrale Instanz gibt, die regelt wer zuerst senden darf, bleibt nur eine Lösung: Alle Stationen die senden wollen, müssen sobald der Kanal frei wird, eine Zufallszahl erzeugen. Ist diese Zufallszahl im Bereich von 0 bis 255 kleiner oder gleich einem voreingestelltem Wert (der sogenannten Persistance), so wird die Station senden. Ist dies nicht der Fall, so muß die Station erneut "würfeln". Wie oft die Station neu würfelt, wird mit der sogenannten "Slot-Time" festgelegt, z.B. alle 50ms.

Mit Hilfe der Persitance können also Prioritäten festgelegt werden. Stationen mit niedriger Persistance müssen dabei länger warten, ehe sie senden dürfen.

Natürlich verhindert diese Methode das Auftreten von Kollisionen nicht völlig, schafft aber ein wenig Erleichterung. Die Werte für Persistance und Slottime müssen dabei sinnvoll eingestellt werden. Ein vollständiges Vermeiden von Kollisionen wäre nur durch eine zentrale Instanz möglich, die die Sendezugriffe aller Stationen steuern kann.

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