Перш ніж говорити про хотспоти / вузли / точки доступу / ретранслятори, пропоную коротко порівняти цифрові режими.
Порівняльна характеристика цифрових видів зв'язку
| Вид зв'язку | Розробник | Кодек | Модуляція | Технологія | Смуга | Швидкість | Каналів |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D-STAR | JARL | AMBE+ | GMSK (2FSK) | FDMA | 6,25 кГц | 4800 бод | 1 |
| Fusion | YAESU | AMBE+2 | C4FM (4FSK) | FDMA | 12,5 кГц | 9600 бод | 1 |
| DMR | ETSI | AMBE+2 | 4FSK | TDMA | 12,5 кГц | 2 × 4800 бод | 2 |
GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying
4FSK - 4-level Frequency Shift Keying
C4FM - Continuous 4-level Frequency Modulation
FDMA - Frequency Division Multiple Access
TDMA - Time Division Multiple Access
Ідентифікація користувачів
| Вид зв'язку | Реєстрація | Персоналізація | Відображення ID на екрані радіо | Варіанти відображення тексту |
|---|---|---|---|---|
| D-STAR | Потрібна | За позивним | Позивний | 4 символи 20 символів |
| Fusion | Не потрібна | За позивним | Позивний | Ні |
| DMR | Потрібна | За ID | ID/Позивний* | Ні |
* Позивний відображається, якщо ідентифікатор абонента є в списку контактів радіостанції, яка приймає; інакше показується ідентифікатор абонента.
Підключення ретранслятора
| Вид зв'язку | Місцевий зв'язок | Лінк на інший ретранслятор | Мультиретрансляторне з'єднання | Ехо-тест | Запит стану з'єднання | Маршрут до ін. оп. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D-STAR | Так | Так | Запис UR | Так | Так | Так |
| Fusion | Так | Ні | Канал | Ні | Ні | Ні |
| DMR | Так | Ні | Кімната | Ні | Так | Ні |
Особливості використання радіо
| Вид зв'язку | Вибір з пам'яті | Вибір ретранслятора | Спосіб вибору режиму | Програмування станції | Навчання нового користувача |
|---|---|---|---|---|---|
| D-STAR | Dial або GPS | Dial | Dial | Просто | Швидко |
| Fusion | Dial | Клавіатура | Dial або AMS | Просто | Швидко |
| DMR | Клавіатура | Dial | З попередньо налаштованих | Складно | Довго |
Будь-який хотспот/вузол/ретранслятор складається з програмної та апаратної частин і підключений до радіоаматорської мережі.
Апаратна частина
Апаратна частина хотспота/вузла/ретранслятора складається з:
- Комп'ютера;
- Модему;
- Плати узгодження рівнів (необов'язково);
- Радіостанції або малопотужного приймача-передавача;
- Інформаційного табло (необов'язково).
Комп'ютер
Як комп'ютер зазвичай використовують одноплатний Raspberry Pi. Вибір моделей достатньо великий: підійдуть моделі від Raspberry Pi Zero W до Raspberry Pi 4. У таблиці нижче — перелік моделей та їхні характеристики.
| Дата виходу | Версія | Мікроархітектура | Частота | Ядер | ОЗП | GPIO | USB | Ethernet | Wi-Fi | BT | Ціна |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| квітень 2012 | B | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 512 МБ | 26 | 2 порти | є | - | - | $35 |
| лютий 2013 | A | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 256 МБ | 26 | 1 порт | - | - | - | $20 |
| червень 2014 | B+ | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 512 МБ | 40 | 4 порти | є | - | - | $25 |
| листопад 2014 | A+ | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 256 МБ | 40 | 1 порт | - | - | - | $25 |
| лютий 2015 | 2B | ARM Cortex-A7 | 900 МГц | 4 | 1 ГБ | 40 | 4 порти | є | - | - | $35 |
| листопад 2015 | Zero | ARM1176JZ-F | 1 ГГц | 1 | 512 МБ | 40 | 1 порт miniUSB OTG | - | - | - | $5 |
| лютий 2016 | B | Cortex-A53 (ARM v8) | 1,2 ГГц | 4 | 1 ГБ | 40 | 4 порти | є | 802.11n | 4.1 | $35 |
| лютий 2017 | Zero W | ARM1176JZ-F | 1 ГГц | 1 | 512 МБ | 40 | 1 порт | - | 802.11n | 4.0 | $10 |
| березень 2018 | 3B+ | Cortex-A53 (ARM v8) | 1,4 ГГц | 4 | 1 ГБ | 40 | 4 порти | Gigabit | 802.11ac | 4.2 | $35 |
| жовтень 2018 | 3A+ | Cortex-A53 (ARM v8) | 1,4 ГГц | 4 | 512 МБ | 40 | 1 порт | 802.11ac | 4.2 | $25 | |
| червень 2019 | 4B | Cortex-A72 (ARM v8) | 1,5 ГГц | 4 | 2, 4 ГБ | 40 | 4 порти | Gigabit | 802.11ac | 5.0 | $35, $55 |

Модем
Якщо вибір комп'ютера принципового значення не має, то до вибору модему треба поставитися серйозно. Саме тип модему визначає тип комп'ютера та приймально-передавального вузла (радіомодему), а також те, чим буде кінцевий пристрій: хотспотом, вузлом чи ретранслятором. На ринку безліч модемів, деякі мають малопотужний передавач на тій самій платі. Для прикладу розглянемо популярні й доступні:
- Arduino Due
- MMDVM POG
- MMDVM LJT
- MMDVM HS HAT
- MMDVM HS HAT Dual
- MMDVM HS HAT Dual (LoneStar) N5BOC
| Характеристики | Arduino Due | MMDVM POG | MMDVM HS HAT | MMDVM HS HAT Dual | MMDVM HS HAT Dual (LoneStar) N5BOC |
|---|---|---|---|---|---|
| Трансивер | --- | --- | 1 × ADF7021, TCXO 14,7456 МГц | 2 × ADF7021, TCXO 14,7456 МГц | 2 × ADF7021, TCXO 14,7456 МГц |
| Модем | Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 | ST-Micro STM32Fxxx | ST-Micro STM32Fxxx | ST-Micro STM32Fxxx | ST-Micro STM32Fxxx |
| Тип модему в Pi-Star | STM32-DVM/MMDVM_HS RPI HAT (GPIO) | STM32-DVM/MMDVM_HS RPI HAT (GPIO) | STM32-DVM/MMDVM_HS RPI HAT (GPIO) | STM32-DVM/MMDVM_HS RPI HAT (GPIO) | MMDVM_HS_Dual_Hat (DB9MAT, DF2ET & DO7EN) for Pi (GPIO) |
| Режим роботи | Simplex, Duplex | Duplex | Simplex | Duplex | Duplex |
| Антена | --- | --- | 1 x SMA | 2 x SMA | 2 x SMA |
| Робоча частота | --- | --- | VHF, UHF | VHF, UHF | VHF, UHF |
| Вихідна потужність | --- | --- | 20 мВт | 20 мВт | 20 мВт |
| Підтримувані дисплеї | --- | --- | OLED, Nextion | OLED, Nextion | OLED, Nextion |
| Розмір плати | 101,52 × 53,3 × 20 мм | 65 × 65 × 10 мм | 65 × 30 × 20 мм | 65 × 56 × 20 мм | 65 × 30 × 20 мм |
| Сумісність | Pi3, Pi4 | Pi3, Pi4 | Pi3, Pi4, Pi0W | Pi3, Pi4 | Pi3, Pi4, Pi0W |
| Ціна | $20 | $30 | $25 | $35 | $100 |


Як видно з таблиці, готові плати модемів/радіомодулів зібрані на китайських радіомодулях RF7021SE (ADF7021) та модемах на STM32Fxxx.
Радіомодуль RF7021SE (ADF7021) має такі характеристики:
- Діапазон частот 80–650 МГц;
- Вихідна потужність до +13 дБм (20 мВт);
- Чутливість −115 дБм (0,4 мкВ);
- Напруга живлення 2,2–3,6 В;
- Споживаний струм 26–30 мА.
RF7021SE (ADF7021) не вирізняється чутливістю, вибірковістю, стійкістю до забиття, придушенням позасмугових випромінювань чи динамічним діапазоном. Тож у складній завадовій обстановці він працюватиме на відстані до 1 км, а в прямій видимості за містом дальність може сягати 10 км. Для стабільної роботи модему потрібен високостабільний TCXO з параметрами не гірше 2 ppm — рекомендую FOX924B-14.7456. На готових пристроях такий TCXO вже є, а для Arduino Due його треба доставити, бо внутрішній не має потрібної стабільності.
Плати узгодження рівнів
Назва плати говорить сама за себе: вона узгоджує рівні модему та приймально-передавального вузла (радіостанції). Здебільшого кола узгодження вже розпаяні на готових модемах і приймачах-передавачах. Один із небагатьох випадків, коли потрібна окрема плата узгодження, — Arduino Due в ролі модему. Плату можна купити готову або зробити самому. З готових рекомендую варіант SP8NTH v 6.2. Для самостійного виготовлення рекомендую схему з NTH-розведенням контактів і стабілізацією зміщення. Нижче — варіант, який використовував я:

Радіостанція або малопотужний приймач-передавач
Тут усе просто. Для хотспота використовують готову плату радіомодему з малопотужним приймачем-передавачем. Для ретранслятора потрібна пара радіостанцій, для вузла достатньо однієї. Класичний приклад — Motorola GM340, але на практиці підійде будь-яка радіостанція з режимом 9600 бод. Обираючи радіостанцію, зверніть увагу на статистику використання на сайті BrandMeister. Врахуйте, що оптимальна смуга приймального тракту залежить від режиму: ширину ПЧ треба встановити 25 кГц для DMR/C4FM і 12,5 кГц для D-STAR.
Інформаційне табло
Інформаційне табло на хотспоті/вузлі/ретрансляторі не обов'язкове, але суттєво полегшує життя, особливо для пристроїв без дашборда. Сьогодні як табло зазвичай використовують:
- OLED 0,96 або 1,3 (залежно від плати радіомодему та конструкції корпусу);
- Nextion усіх версій і модифікацій.

З OLED-дисплеєм усе просто. Підійдуть OLED з екраном 0,96 або 1,3. Усередині вони однакові й мають роздільність 128 × 64 px. Дисплей припаюють до плати радіомодему на відповідні контакти: 3V3, GND, SCL, SDA. Для його роботи потрібні налаштування в MMDVM Host. Інформації небагато: режим роботи, ID/позивний абонента, ім'я абонента, поточна розмовна група.
Табло Nextion інформативніше й функціональніше за OLED. Найпопулярніші моделі: NX3224K024_011R та NX4832K035_011R. Nextion підключають або до плати радіомодему на контакти 5V0, RXD, TXD, GND, або через перехідник USB-UART до USB-роз'єму Raspberry Pi (якщо на платі радіомодему потрібних контактів немає). Перед використанням табло Nextion треба прошити — або через той самий USB-UART програмою Nextion Editor, або через карту microSD.
Щодо прошивки: якщо табло Nextion має показувати мінімум інформації (2–3 рядки) без керування MMDVM-пристроєм, достатньо простої прошивки від G4KLX або ON7LDS і налаштувань у MMDVM Host. Якщо ж потрібне розширене багаторядкове виведення з керуванням MMDVM-пристроєм, встановіть у MMDVM Nextion Driver звідси або звідси. Прошивки для табло Nextion раджу брати звідси. Обираючи прошивку, зверніть увагу на модель табло та розмір екрана.
Програмна частина
Програмна частина хотспота/вузла/ретранслятора базується на відкритій платформі MMDVM (Open Source Multi-Mode Digital Voice Modem). У мережі багато прошивок (образів) для Raspberry Pi. Найпопулярніші — прошивки проєкту PI-STAR. Вони містять найповніший набір попередньо встановлених компонентів і графічну вебпанель для керування ними. Розглянемо ці компоненти:
| Компонент | Призначення |
|---|---|
| MMDVM Host | Частина платформи MMDVM. Підключає до мереж D-STAR, DMR, YSF, NXDN, P25. Спосіб підключення: Bridge. |
| DstarRepeater | Ретранслятор. Дає змогу використовувати пристрій як точку доступу/ретранслятор D-STAR. |
| ircDDBGateway | Шлюз. Підключає до мережі D-STAR. Спосіб підключення: Gateway. |
| TimeServer | Службова програма. Оголошує час у режимі D-STAR. |
| DMR Gateway | Шлюз. Підключає до мережі DMR. Спосіб підключення: Gateway. |
| YSF Gateway | Шлюз. Підключає до мережі YSF. Спосіб підключення: Gateway. |
| P25 Gateway | Шлюз. Підключає до мережі P25. Спосіб підключення: Gateway. |
| NXDN Gateway | Шлюз. Підключає до мережі NXDN. Спосіб підключення: Gateway. |
| DAPNET Gateway | Шлюз. Підключає до мережі DAPNET. Спосіб підключення: Gateway. |
| YSF2DMR | Програмний перекодувальник з YSF. Підключає до мережі DMR. Спосіб підключення: Gateway через YSF GW. |
| YSF2NXDN | Програмний перекодувальник з YSF. Підключає до мережі NXDN. Спосіб підключення: Gateway через YSF GW. |
| YSF2P25 | Програмний перекодувальник з YSF. Підключає до мережі P25. Спосіб підключення: Gateway через YSF GW. |
| DMR2YSF | Програмний перекодувальник з DMR. Підключає до мережі YSF. Спосіб підключення: Gateway через DMR GW. |
| DMR2NXDN | Програмний перекодувальник з DMR. Підключає до мережі NXDN. Спосіб підключення: Gateway через DMR GW. |
| NXDN2DMR | Програмний перекодувальник з NXDN. Підключає до мережі DMR. Спосіб підключення: Gateway через NXDN GW. Цього режиму в прошивці Pi-Star немає. |
| Pi-Star Remote | Службова програма. Керує режимами MMDVM через радіостанцію. |
| Dashboard | Програмна оболонка. Керує MMDVM через вебінтерфейс. |
Як сказано на початку статті, D-STAR використовує вокодер AMBE+, а DMR, C4FM, NXDN і P25 — AMBE+2. Тому перекодування між DMR, C4FM, NXDN, P25 програмне, а між D-STAR і DMR, C4FM, NXDN, P25 — програмно-апаратне, з транскодерами AMBE3000 / 3003 / 3006 / 3012. Апаратну частину транскодера можна зробити самому або купити готову. Постачальники готових рішень: DVSI's Hardware Solutions, NW Digital Radio та DVMEGA.
Детальний опис крос-режимних налаштувань наведено у цій статті. Як сказано вище, крос-режими з D-STAR без апаратного транскодера AMBE недоступні. А оскільки на готових платах модемів/приймачів-передавачів транскодера AMBE немає, то й крос-режимів з D-STAR у них немає. Єдиний відомий мені хотспот із чипом AMBE — OpenSpot3. На цій сторінці наведено його крос-режими.
Отже, збірка Pi-Star багатофункціональна й рекомендована для хотспотів. Завантажити готову збірку Pi-Star можна за посиланням. Встановлення й налаштування описано в цьому посібнику. Проблемні питання щодо збірки обговорюють на форумі.
Утім, для точок доступу й ретрансляторів краще брати менш перевантажені та стабільніші власні збірки. Яскравий приклад — збірка KAVKAZ, яку можна завантажити за посиланням. Можна також зробити власну збірку. Для цього знадобляться:
- Програма для запису образу операційної системи. Рекомендую: balenaEtcher або Win32 Disk Imager.
- Образ операційної системи краще взяти останній або з каталогу старих версій (ще один каталог).
- Програмне ядро можна взяти тут або тут.
- Крос-режимні програмні перекодувальники можна взяти тут.
- Ну і знання Linux.