W zawodach telegraficznych RBN stanowi potężne narzędzie, które w ostatnich latach znacznie zmieniło sposób pracy w zawodach. Temat RBN i technologii CW Skimmer pojawił się już w poprzednim rozdziale. Warto trochę rozszerzyć te wiadomości.

Zaczęło się w 2008 roku od programu CW Skimmer czyli oprogramowania współpracującego z odbiornikiem i dekodującego jednocześnie wiele sygnałów CW, a kolejnym krokiem było umożliwienie automatycznego wysyłania zdekodowanych znaków jako spotów.

Od dawna znamy technologię beacon’ów, a więc automatycznych nadajników, które z określonych miejsc na świecie, na określonych częstotliwościach nadają krótkie komunikaty. Obserwacja sygnałów beacon’ów pozwala bardzo dobrze zorientować się, jaka jest propagacja na poszczególnych pasmach, z jakich kierunków słychać stacje. CW Skimmer i RBN sprawiły, że każda stacja, posiadająca odpowiednie oprogramowanie może być beaconem, ale działającym jakby w drugą stronę: automatycznie raportującym znaki zdekodowane z sygnałów telegraficznych. Stąd nazwa „Reversed Beacon” (odwrócony beacon czy też beacon o odwróconym działaniu).

Zanim nieco szerzej zajmiemy się tematyką RBN, warto zapoznać się z artykułem opublikowanym na stronie internetowej http://www.reversebeacon.net/pages/A+Short+History+29. Autor tekstu, Peter N4ZR, jest jednym z twórców RBN. Poniżej pełne tłumaczenie artykułu, który choć napisany w 2012 roku, jest nadal bardzo ciekawy i wiele mówi o rozwoju krótkofalarstwa w XXI wieku.

Krótka historia Reverse Beacon Network

W ciągu zaledwie sześciu lat Reverse Beacon Network stało się stała częścią świata contestingu. Żadna poważna stacja assisted czy multiop nie może sobie pozwolić na to, aby nie wykorzystywać spotów RBN, które w tej chwili są rozsyłane przez ponad 100 węzłów DX Cluster na całym świecie.

Początki

Program „CW Skimmer”, umożliwiający jednoczesne dekodowanie wielu sygnałów CW, pojawił się na początku 2008 roku. W tamtym czasie autor programu, Alex VE3NEA, postrzegał go jako narzędzie przeznaczone głównie do DXowania, pozwalające na efektywne monitorowanie pile-up’ów. Nie może zaskakiwać fakt, że bardzo szybko contestmani dostrzegli, w jaki sposób używać tego narzędzia, aby poprawiać swoje wyniki i bardzo szybko pojawiły się kontrowersje, czy regulaminy zawodów powinny dopuszczać wykorzystywanie skimmerów. Kiedy Alex dodał do programu obsługę protokołu telnet, potencjalnie dając lokalnemu skimmerowi możliwość wysyłania spotów bezpośrednio do programu contestowego, przez listę dyskusyjną CQ-Contest przetoczyła się intensywna debata. Czy taka pomoc, jest tym samym co DX Cluster? Czy wykorzystanie tych możliwości powinno w ogóle być dozwolone?

W międzyczasie narodził się pomysł utworzenia Reverse Beacon Network jako wynik dyskusji mailowej pomiędzy PY1NB a mną, toczonej w marcu 2008. Felipe wtedy prowadził od kilku lat wyjątkową stronę DX, DXWatch.com. Strona posiadała opcje filtrowania spotów DX i mapowała spoty na mapie świata. Ja sam współpracowałem od końca 2007 roku z VE3NEA, aby testować, rozwijać i poprawiać CW Skimmer. Felipe dostrzegł sposób na to, aby wykorzystać mechanizmy serwisu DXWatch wyświetlania spotów ze skimmerów.

Także w marcu 2008 Felipe napisał pierwszy program agregujący, przeznaczony do odbioru spotów z serwerów telnet i wyświetlania ich na stronie internetowej. Początkowo strona internetowe była jedynym sposobem wyświetlania spotów ze skimmerów i w pierwszej fazie myśleliśmy o tym przede wszystkim jako o narzędziu, umożliwiającym weryfikowanie i analizowanie propagacji. Pod koniec marca zaczęliśmy proponować niektórym contestmanom i DXmanom, aby ich stacje stanowiły reverse beacon’y, i tak narodził się RBN.

Wiosną i latem 2008 w społeczności contestowej toczyły się burzliwe dyskusje, czy operatorzy non‑assisted mogą wykorzystywać zalety nowej technologii. Przed jesiennym sezonem contestowym wypracowano stanowisko, że wykorzystanie CW Skimmer i RBN powinno jest tym samym co korzystanie z tradycyjnego DX Cluster’a, a zatem ogranicza wykorzystanie tych technologii do kategorii assisted i multiop.

Przez pozostały okres 2008 roku i cały 2009 rok, prace nad RBN skupiały się na rozwoju sieci stacji rozmieszczonych na całym świecie. W 2010 roku do zespołu RBN dołączył Nick F5VIH/SV3SJ. Jego wiedza komputerowa była niezwykle cennym nabytkiem i w marcu uruchomił narzędzie Signal Analysis Tool, umożliwiające graficzne porównanie sygnałów wielu stacji na wielu pasmach, według odczytów wybranego skimmera z dowolnego miejsca na świecie.

Kolejny wzrost

Kilka elementów związanych z rozwojem oprogramowania i sprzętu nadało rozpędu rozwojowi RBN. Odbiornik SDR-IQ oferowany przez firmę RFSpace (www.rfspace.com), szczególnie używany z programem „SkimScan” autorstwa W3OA, po raz pierwszy umożliwił wysyłanie spotów na wielu pasmach z wykorzystaniem jednego odbiornika. Następnie Phil N8VB udostępnił odbiornik SDR QS1R, z ogromnymi możliwościami programowania. Latem 2009 VE3NEA udostępnił „Skimmer Server”, oprogramowanie, które może jednocześnie dekodować sygnały z pasma o szerokości 192kHz na maksymalnie siedmiu pasmach, wykorzystując QS1R. To był i nadal takim pozostaje, ogromny jakościowy skok (w oryginale: „tour de force”).

Ponieważ pojawiało sie coraz więcej tego typu odbiorników, rosła także ilość stacji RBN, a ten rozwój sprawił, że ilość spotów wzrosła w stosunku wykładniczym. Wiosną 2010 sieć RBN zaczęła odczuwać poważne problemy związane z tym wzrostem. Podczas zawodów ARRL International DX CW w luty tego roku serwer bazy danych nie był w stanie obsłużyć ogromnej ilości spotów i wielokrotnie ulegał uszkodzeniu z powodu przeciążenia.

Dodanie obsługi protokołu telnet

Mniej więcej w tym samym czasie, dziś nikt nie pamięta tego dokładnie, doszliśmy do wniosku, że korzystne będzie udostępnienie społeczności DX i contestmanów spotów z sieci RBN za pośrednictwem serwera telnet, z wykorzystaniem oprogramowania RBN. Początkowo mieliśmy wątpliwości, czy ogromna ilość spotów z sieci RBN nie spowoduje dramatycznego przyrostu ruchu w tradycyjnej sieci DX Cluster, powodując ogólnoświatową reakcję, ale zdecydowaliśmy, że – koniec końców – jeśli zdarzy się najgorsze, zawsze możemy wyłączyć nasz serwer.

Potencjalne korzyści, wynikające z wysłania spotów w formacie zrozumiałym dla każdego programu contestowego były zbyt zachęcające, aby nie spróbować, a więc Nick napisał program, który połączył serwer bazy danych RBN z serwerem telnet. W kwietniu 2010 zadebiutował węzeł telnet RBN, wykorzystując serwer, który zapewnił Nick K4TD. Prawie natychmiast projekt stał się tak popularny, że serwer szybko osiągnął granice swoich możliwości. Podczas zawodów ARRL November Sweepstakes CW w 2010 roku, serwer uległ awaryjnemu wyłączeniu z powodu przeciążenia i w efekcie wiele spotów nie zostało nigdy rozesłanych.

To by się nie udało. Jako prowizoryczne rozwiązanie dodaliśmy drugi, tymczasowy serwer, wykorzystujący oprogramowanie AR Cluster i uruchomiony na laptopie w moim ham shacku. W listopadzie 2010, akurat przed CQ World Wide CW, do zespołu RBN dołączyli Dave KM3T i George K5TR, którzy jako swój wkład dostarczyli dodatkowy serwer. Nick wykonał istotne zmiany w infrastrukturze serwera i bazy danych, a Dave, Nick i Felipe wykonali wiele ciężkiej pracy, aby zyskać pewność, że serwery RBN nie zawiodą w czasie zawodów. Udało się i w ciągu 48 godzin zawodów serwery telnet dostarczyły ponad 1,7 miliona spotów, pochodzących z 60 – 70 skimmerów i to wszystko bez żadnej poważnej awarii.

Jednakże tym, co naprawdę uratowało nasze głowy, była decyzja twórców oprogramowania dla węzłów DX Cluster, aby wprowadzić tryby pracy „skimmer” oraz „non-skimmer”, dzięki czemu spoty RBN mogły być rozsyłane przez wiele węzłów zamiast rozsyłania bezpośrednio przez RBN. We wrześniu 2010 VE7CC i VE1DX rozpoczęli rozsyłanie spotów RBN poprzez ich serwery. Wkrótce potem pojawiła się wersja 6 beta oprogramowania AR Cluster, posiadająca podobne możliwości oraz zaawansowane funkcje filtrowania. W marcu 2011 do struktury RBN został dodany serwer telnet, wykorzystujący wersję 6 oprogramowania AR Cluster, ufundowany przez Jamie’go W2QO. Serwer umożliwił rozłożenie obciążenia i pozwolił na bezproblemową dystrybucję spotów do klastrów typu AR Cluster wersja 6 na całym świecie.

Dzień dzisiejszy

We wrześniu 2011 do zespołu dołączył Dick, W3OA i uruchomił pierwszy agregator pracujący w systemie Windows. Pierwsza wersja beta była ogromnym sukcesem, a w kolejnych miesiącach Dick uruchamiał coraz bardziej rozbudowane wersje oprogramowania, które obecnie jest dostępne w wersji 2.6, z wersją 3 w fazie beta. Serwery RBN dostarczyły blisko 100 milionów spotów w 2013 roku. Inny istotny znak – liczba czynnych Skimmerów online w zwykły, nie-contestowy dzień sporadycznie spada poniżej 100, a podczas zawodów CQWW CW w sieci było czynnych ponad 150 różnych Skimmerów.

Co dalej?

Jeśli chodzi o sprzęt, jesteśmy w okresie uważnego obserwowania obecnego stanu rzeczy. W którymś momencie serwer bazy danych osiągnie swoje maksymalne możliwości. Wtedy prawdopodobnie konieczne będzie oddzielnie go od serwera Web, ale wydaje się, że na razie jeszcze mamy trochę czasu.

Po CQWW 2013 wymieniliśmy oryginalny serwer DXSpider Telnet na kolejną instancję AR Cluster V6, ponieważ starsze, jednowątkowe oprogramowanie nie było w stanie dłużej obsługiwać tej ilości danych. Felipe pracuje nad nowym interfejsem użytkownika dla strony internetowej, aby umożliwić wygodniejsze wyszukiwanie i poprawić ogólną wydajność.

Podczas gdy liczba skimmerów rośnie w zadawalającym tempie, w niektórych obszarach potrzebujemy większych mocy. Rok 2013 przyniósł uruchomienie trzech nowych węzłów 2013 w Chinach, w tym jednego w Urumchi, blisko najbardziej odległego od nas miejsca na ziemi.

Także w 2013 roku Fundacja Yasme sfinansowała uruchomienie węzła o pełnej zdolności funkcjonalnej w Bangalore, w Indiach. Obecnie współpracujemy z IARU Region 1, aby uruchomić kilka dodatkowych węzłów w krajach Afryki Równikowej.

Wyciągnięte wnioski

Prawdopodobnie najważniejszą dla nas wszystkich lekcją było uświadomienie sobie, że przełom technologiczny może przynosić zupełnie niespodziewane konsekwencje oraz, że raz uwolnionego Dżina nie można ponownie zamknąć w butelce. Nikt nie zdawała sobie sprawy, że CW Skimmer wymyślony przez Alexa VE3NEA będzie miał tak wielkie znaczenie. Moja wymiana maili z Alexem z tamtego czasu to ciekawa lektura, która pokazuje chociażby to, jak byliśmy nieświadomi tego, gdzie może zaprowadzić nas ta technologia. Każdy kolejny krok w wykorzystaniu CW Skimmer i RBN wynikał z chęci wszystkich osób zaangażowanych w to, aby zmierzać w tym kierunku.

Pomoc wolontariuszy to klucz do sukcesu RBN. Każda instalacja skimmera reprezentuje indywidualną pomoc dla projektu, a każdy z serwerów został podarowany, poza serwerem DXWatch należącym do Felipe. Otrzymaliśmy także setki dolarów wsparcia od użytkowników z całego świata za pośrednictwem płatności PayPal. Wszystkie zostały wykorzystane do rozwoju projektu.

Bez Internetu, a szczególnie bez technologii wiadomości Skype, nie byłaby możliwa koordynacja projektu pomiędzy uczestnikami z Francji, Brazylii i różnych części Stanów Zjednoczonych. Kiedy spoglądam na to, jak daleko zaszliśmy w ciągu ostatnich 20 lat, jestem zdumiony. Taki projekt nie mógłby sie udać dwie dekady lat temu. Sprzęt, oprogramowanie, Internet oraz w szczególności wolontariusze – to wszystko sprawiło, że udało się.

Dokąd zmierzamy teraz? Obserwujcie nas!

RBN. Wykorzystanie w zawodach i po zawodach

RBN jako DX Cluster

W zawodach telegraficznych, przy pracy assisted oraz podczas startów z wieloma operatorami wykorzystanie RBN jest obowiązkowe. Nie ma innej drogi. RBN wykorzystujemy w zawodach tak, jak każdy DX Cluster – tylko, że ilość spotów otrzymywanych z RBN jest wielokrotnie większa niż z tradycyjnego narzędzia.

Kolejną zaletą RBN jest fakt, że spoty trafiają do sieci niemalże w czasie rzeczywistym, tworząc tym samym obraz aktywności stacji oraz informując o tym, jak układa się propagacja.

Należy natomiast zwrócić uwagę na to, że – jak pokazuje życie – niektóre odbiorniki wykorzystywane w instalacjach CW Skimmerów mają tendencje do generowania błędów, szczególnie w sytuacji, kiedy pasmo jest zatłoczone i bardzo blisko siebie pracuje wiele stacji. W takich sytuacjach należy wykorzystać możliwości filtrowania, które zostały opisane we wcześniejszych rozdziałach, aby jak najlepiej odseparować się od błędnych danych.

Weryfikacja sygnału stacji i propagacji

Poza serwerem telnet, powszechne wykorzystanie w contestingu znajdują narzędzia dostępne na stronie internetowej RBN pod adresem http://www.reversebeacon.net/. Podstawowe wykorzystanie to weryfikacja sygnału naszej własnej stacji.

Na stronie RBN w sekcji [dx spots] jest dostępna opcja [spot search]. Tutaj wpisujemy swój znak, podajemy kilka razy CQ i weryfikujemy, które odbiorniki zdekodowały nasz sygnał i jaką siłą signału. Na stacji SO4M praktycznie praktycznie w czasie każdych zawodów jest na komputerze włączone okno RBN, pokazujące odczyty sygnału stacji. To pokazuje, jak układa się propagacja, czy nie zmienia się, czy nie otwiera się „Wschód”, pozwala zweryfikować, czy odczyty obrotów antenowych są poprawne itd. RBN może być także doskonałym narzędziem do weryfikacji działania systemów antenowych. Jeśli mamy kilka anten na to samo pasmo, RBN może pomóc nam ocenić, która antena lepiej promieniuje i w jakich kierunkach; która antena jest lepsza do łączności lokalnych, a która do DXowania.

Porównania z innymi stacjami

Na RBN podglądamy także znaki stacji, które są naszą konkurencją albo takie, które – naszym zdaniem – warto obserwować. Na stacji SO4M w ostatnich latach, zarówno podczas startów single-op jak i multi-op, zawsze podglądamy, jak wygląda praca SN7Q czy SN8B, na jakich pasmach są te stacje, jakie mają sygnały itd.

Na stronie RBN w sekcji [dx spots] jest dostępna opcja [spots analysis tool] – czyli narzędzie do analizy spotów. Możemy tutaj dla wskazanego dnia i dla wybranego odbiornika wskazać znaki stacji, które chcemy porównać. Poniżej porównanie sygnałów stacji SN8B i SO4M dla 15 lutego 2019 (zawody ARRL DX CW Contest), dla pasma 20 metrów, według odczytów z odbiornika K3LR znajdującego się w stanie Pensylwania.

Ten wykres pokazuje, że generalnie w paśmie 20m stacje pracowały w podobnych godzinach, poza środkiem dnia. Stacja SN8B pojawiła się na chwilę przed 10 UTC, a potem dopiero o po 12UTC. Stacja SO4M od około 1o:30UTC była cały czas na 20m. Po najechaniu myszką na obszar wykresu i zaznaczeniu wybranego obszaru następuje automatyczne powiększenie wybranego obszaru. Taki powiększony obszar pokazuje kolejna ilustracja.

Tutaj, przy powiększeniu widać, że stacja SN8B przez krótką chwilę (nieco po godzinie 17UTC) nie była w ogóle spotowana przez K3LR w paśmie 20 metrów.

Te same stacje można także porównać na innych pasmach oraz przede wszystkim, wskazując inne odbiorniki (punkty odniesienia). Jeśli popatrzymy na odbiornik WA7LNW, znajdujący się w stanie Utah (a więc już zachodnia część USA), pasmo 20m wygląda następująco:

Sygnał SO4M wygląda tutaj lepiej i widać, że obydwie stacje były spotowane przez WA7LNW w tym samym czasie. Natomiast jeśli spojrzymy na pasmo 40m, zobaczymy następujący stan rzeczy:

Na 40m sygnał SN8B wygląda lepiej. Stacja SO4M była w Utah spotowana przez bardzo krótki okres czasu. Czyżby przeoczone otwarcie? A może dobry rate na innym paśmie?

Takie szybkie analizy wykonuje się zarówno podczas zawodów, jak też i po zawodach. Wtedy najlepiej jest wymienić się dziennikiem ze stacją, z którą się porównujemy (albo wykorzystać ogólną dostępność logów) i wykonać porównawcze analizy, jednocześnie uważnie sprawdzając, jaki w tym czasie był rate na obydwu stacjach, jakie mnożniki wpadły do logu itd. Bo przecież sam fakt, że jakaś stacja na jakimś paśmie miała lepszy sygnał w jakimś miejscu na świecie nie musi jeszcze oznaczać, że to było najbardziej optymalne pasmo do pracy.

Warto jeszcze wiedzieć, że analiza może dotyczyć więcej niż dwóch stacji. Na kolejnej ilustracji do analizy w paśmie 20m na odbiorniku WA7LNW została dodana stacja SP1NY. Mirek SP1NY jest znakomitym operatorem i używa anten kierunkowych, ale nie są to zestawy typu stack. Natomiast na stacji SO4M i SN8B są rozbudowane anteny: 3x5el Yagi na SN8B, 2x6el Yagi na SO4M. Ten fakt i różnicę dobitnie widać na tym wykresie.

Jeszcze raz napiszę – nie chodzi o to, aby wykazać, że ktoś jest gorszy czy słabszy. Wybrałem do porównań stację SP1NY, bo zawsze po zawodach gratulujemy sobie wyników a ja sam, dysponując przecież lepszymi antenami na stacji SO4M, niejednokrotnie musiałem mocno się „sprężać”, aby uciekać z wynikiem przed Mirkiem SP1NY i niezwykle cenię jego kunszt operatorski. To mi zawsze pokazuje, że anteny i silna stacja to nie wszystko, i że cały czas trzeba podnosić swoje umiejętności na różnych płaszczyznach.

Zaprezentowane porównania dotyczyły zawodów ARRL DX CW. W tym przypadku sprawa jest prostsza, bo cały czas pracujemy w kierunku USA i Kanady. Zapewne znacznie ciekawsze – jeśli chodzi o decyzje operatorskie – będą porównania sygnałów stacji np. w zawodach CQWW, CQ WPX czy choćby Russian DX Contest. Dodać jeszcze należy, że funkcja analizowania spotów pozwala na porównanie siły sygnału (SNR = Signal To Noise Ratio) i takie porównania zostały zaprezentowane na poprzednich stronach, a drugą możliwością jest porównanie częstotliwości, na których pracowały analizowane stacje.

Jak być częściej spotowanym przez RBN

CW Skimmer rozpoznaje znak stacji na podstawie tego, że znak jest poprzedzony słowem „CQ” lub „TEST”. Można powiedzieć, że to są dwa terminy kluczowe dla rozpoznania znaku. Warto więc nadawać wywołanie w zawodach, poprzedzając swój znak takim kluczowym terminem i powtarzając swój znak dwa razy, np. CQ SO4M SO4M albo TEST SO4M SO4M albo CQ SO4M SO4M TEST. Tak zalecają twwórcy RBN, ale praktyczne doświadczenia pokazują, że nawet jeśli znak poadawany jest w wywołaniu tylko raz, jest bardzo dobrze dekodowany. W praktyce warto zmieniać sposób podawania CQ w przebiegu zawodów – w zależności od propagacji i tego, jaki mamy rate.

Aby odbiorniki skanujące pasmo miły szansę zdekodować nasz sygnał, dobrze jest – nawet przy dużym tempie, powtarzać swój znak co jakiś czas. Twórcy RBN mówią, że minimum co 10 minut, ale lepiej częściej.

Kolejna rzecz: należy nadawać płynnie. Przy wykorzystaniu CAT i nadawaniu z klawiatury z wykorzystaniem WinKey K1EL to proste zadanie. Warto jednak o tym pamiętać, aby przypadkiem nie skonstruować sobie takiego bufora pamięci, który będzie trudno czytelny dla CW Skimmerów.

I wreszcie pracując na CQ należy wybierać zakres częstotliwości obejmujący pierwsze 91 kHz zakresu CW każdego z pasm. To jest spowodowane faktem, że po pierwsze to jest „centrum walki”, a po drugie CW Skimmer najczęściej skanuje 48kHz w dół i w górę od tzw. częstotliwości centralnej. W rzeczywistości jest to nieco mniej niż 48kHz. Praca na CQ w pierwszych 91KHz pasma daje zatem pewność, że większość CW Skimmerów będzie miała „w zasięgu” nasz sygnał.