前言
本文主要闡述美國 Broadband-Hamnet 的設立與使用。並探討本地使用的可行性。
高速業餘無線電網絡 Broadband-Hamnet，是本 blog 今年的重點。不過現實一點，七月都嚟緊，所以正確嚟講係從今年開始的重點。以我的龜速進度，夠玩三年，起碼。
Broadband-Hamnet 前稱 HSMM-Mesh (High Speed Multi-Media Mesh)，高速多媒體網絡。當時的應用主要用於業餘無線電的影像，視頻的傳送。
而 Broadband-Hamnet 這個project，於去年2013年獲國際救難管理人協會頒發獎狀，以表揚其貢獻。從該會網頁照片所見，香港的代表應是消防處。
Why Broadband-Hamnet
HSMM-Mesh 我不陌生，以前久不久就會在外國雜誌見到。硬件主要以 Linksys WRT54系列的BB router，更新其firmware 後而成。雖這系列的 router 屬舊 model，但官網最近查証了仍有一型號在生產中。新品也可在 Amazon 等網站見到。至於其他品牌的 WiFi 設備，本地較少見，這裡省略不談。
近年，他們也開發在3.4G (美國是Ham band，香港這條band又被食了) 運作的硬件。
操作頻率方面，主要是在WiFi 和 2.4G Amateur Band 重疊區 (WiFi Ch1-6)中。美國的 WiFi 頻段依 FCC Part15 規劃。而 2.4G Amateur Band 則跟據 FCC Part 97 執行。由於業餘無線電的容許操作最大功率比 WiFi 高，所以 Ham 可合法地在 BB router 後級加置放大器、指向天線後，就可形成一個ad hoc小區 Mesh 網絡。
網上資料顯示，WRT54G 最高 Tx功率是 79mW。
Courtesy of HSMM presentation.pdf
WRT54系列的router 最高速度是54M，所以，這就是一個最高速可達 54M 的業餘無線Mesh網絡了。
有了這個速度，傳輸內容不論是聲畫，ad-hoc webpage，ftp 伺服器，以至 iGate 出街，只要合乎 FCC Part 97 規定用於業餘無線電用途即可。
身份辦認方面，主要是在SSID 一欄設中前綴設為自己的callsign。
通訊保安方面，業餘無線電通訊不能加密。只能靠一些簡單的 IT 方法去防止第三方進入系統，如 MAC 地址過濾等。
而網上的參考資料也非常豐富。
講到咁 high，咁香港又如何
這涉及到本地進入業餘數碼通訊年代的困境。
Courtesy of http://www.atv-projects.com/DATV_In_Simple_Terms_2.html
先參考上圖，雖是解釋數碼影像傳輸，但道理是一樣的。數碼通訊的其一好處，是可在誤碼和干擾不太嚴重的情況下復原訊息。這能提升通訊效率，講到尾一個字”快”。而傳訊速度和頻率又有關。這解釋了在 HF 玩 aprs 就要將速率需下調至 300bps 的原因。
D-Star，盡管 ICOM 沒有本地代理，但也沒限制入口。我們可輕易從外地網購。其產品系列成熟，但致命的是高速通訊模式需在 1.2G 運作。本地沒有 1.2G 業餘頻道。在VU頻段行其低速，價格功能比又明顯不吸引。再者，D-Star高速也不過是 128kbps 吧了。和 BB hamnet 比較的情況下就是貴而無當了。這裡 concern 的是速率，實際應用兩者是有分別的。
各種業餘通訊制式的速率 (Courtesy of Hsmm-MESH-Web.pdf )
對 D-Star在香港實行的可行性， 只用其行數碼語音，成本貴，普及性低。在1.2G兼行高速又不準許。剩下的理由只是為用D-star而D-star了。陳舊的法例與規劃，扼殺了新事物。
ICOM 最新的 ID-5100A 可配免費的 Android app， 可透過平板電腦或電話控制，傳輸數碼影像。起用了幾乎人皆有之的平板設備，主機就無需配備彩屏。用家開心，廠家慳水，一舉兩得。Yaesu 的 FTM-400D 起用彩屏的設計即被比下去。
1.2G 業餘頻道，我認為是非常重要的一個頻道。現在本地的業餘頻道，GHz 劃到不少是我們可用的，但器材多需自製，且調校器材少不得。而 1.2G 是 GHz 的入門頻道。少了 1.2G 的經驗，很難在更高的頻段有所作為。能寄望的是近年外國不小 kick starter project 是 SDR，如 Hack RF可運行高至 6GHz 。
Hack RF 官網照片
OK，講回 Broadband-Hamnet本地化問題，主要不外幾點:
- 法律事務
- 硬件來源
- 地理環境
- 個人能力
法律事務，還看我們那張牌照內容。
2.4G 是業餘頻道，這是第一關，輕易過了。
Frequency allocation plan, OFCA, Hong Kong
2.4G 頻道部份和 WiFi 重疊，情況類似美國。WiFi 設備屬免牌照許可設備。而我們是持牌使用者，最大功率可達20dbW。
剩下的緊箍咒是purpose了：業餘衛星用途。如要爭拗這個point，隨時可以變為一個法律觀點。在 mesh network 上，輕則放幾份有關業餘衛星用途的pdf，重則set個 Sat Gate 收衛星訊號。
硬件來源
先參考官網的資料，部份新 version 的 model，操作系統和內置記憶體少了，是裝不到的。
Linksys WRT54系列的BB router，本地曾非常流行，我也用過。本地二手市場不時有放售，約 $50 – $80，非常抵玩。而於夜冷店如新高登內的，標價百多元起。
淘寶也有不少，但就不建議了。他們的二手往往是我們的殘舊。另也有翻新機(拆下機肉，裝到仿冒的新機殼)，也有消息指有A貨(機肉也是仿冒)的，電流消耗大和訊號不穩定。
本地二手購入時，需注意型號 WRT54GS，有一批經 PCCW 專門店發售的預裝是 PCCW 的 firmware，不能用內置的 update 功能更生 firmware。需先安裝 dd-wrt mini_generic，再倒入 BB Hamnet 操作系統才work。
WRT54GS 和 WRT54G 相比，前者功耗較少，較適合 mobile 電池供電使用。
而令我投入資源去研究 BB hamnet 的，當然不是 Linksys router。她雖可在二手 market 找到，但這是被動，沒保障的。踢著這個 Project，主因用 Raspberry Pi 的 HSMM-Pi 出現了。
她是 Scott Kidder 鑽研出來的。相比 bb router，功能是有不足，但貨源則穩定有保証。請參考下表:
| WRT-54 Series | HSMM-Pi | |
|---|---|---|
| 天線 | 兩條。可config為一收一發 | by WiFi Dongle |
| Wan Port | 1 | 1 |
| Lan Port | 4 | 同上，需功能上選擇Wan/Lan |
| Modules plugin | OK | ??? |
| Power consumption | 12V1A火牛 | ~5V800mA |
| GPS 支援 | 需改裝 | USB GPS |
| GPIO | No | Many |
最後一款的是 TP-Link TL-WR703N，美國有ham說成功植入，但未見放出package。我的睇法是 Linux 底的 Mesh network 是行 OLSR 通訊協議。
而 TL-WR703N己有 Mesh network 的 OLSR 實驗方案。一試無妨。Work 既她就是一個功耗少，迷你的 Mesh network device了。
地理環境
2.4G 小區 mesh 網絡需以點對點形式進行。有高位置很重要，這也是我和很多本地 HAM 缺乏的。指向天線可從淘寶入手。質量未知，但勝在夠平。
2.4G室外天線 (淘寶網照片)
個人能力
2.4G 的訊號理基本上由 router/RPi 負責，將 BB hamnet Mesh netwrok 應用得有效率，需一點 IT 知識與技巧。
設定
Linksys 系列
硬件篇
首先，是硬件改機考慮。DK5AH 示範了將 WRT54G router 內的晶振由 20M 改內為 19.6608MHz，那選擇頻道時可多些選擇 (e.g. ch7 or above)。這個我不建議，手工固然是問題，坊間購入的 crystal 的穩定性，溫差等 spec 和原廠用的必有出入；無謂和自己過唔去，trouble shoot 餐死。原裝的 WiFi 和 Ham Band 的重疊區是在 WiFi 低層頻道 CH1-6 裡，已很夠用了。
Courtesy of Summerfest 2010 HSMM.pdf
軟件篇
先跟從官網的 guideline 安裝BB Hamnet 的 firmware 到router，這裡不重覆。只講之後的設定。
這是起始頁。可按 Setup 進入設定各項細節。留意，如整個 Mesh network 沒有連上 Internet， system time 就從 2000年開始。
這是 Mesh Status。由於我同時踢著了一部已config 的 HSMM-Pi，所以應見互見對方。按住 HSMM-Pi 的網名更可進入她的 status 頁。
這是 OLSR 的版面。可進階設定，加入不同的 module，plugin等。
這是 WiFi scan頁。可看到 cover 範圍的各 WiFi 設備的簡表。
這是SN Ratio的狀態。室內測試作用不大，有朝一日可設為一個小區mesh network就不同了。
這是setup page 首頁。留意左下欄可設定router兩支天線的分工 (e.g. : 一收一發) 。小區 mesh network 這個很重要。
暫時沒有任何服務，新增 webpage，ftp，IP phone 等等設備均在這裡確立。
管理版面。更新 firmware， package 皆在這裡。留意如在這裡一併 download 所需 package，mesh network 必需接上互聯網。
HSMM-Pi
這是 HSMM 的起始 status 頁。要進行各項設定，需在右上角登入。留意，可能是我的 IE 版本太舊，登入不到，最終要用 Chrome 才可登入。
登入後，按上方 Admin 就有一堆東西可 setup了。除非閣下建構純 HSMM-Pi 組成的 Mesh Network，否則我會建議先起 WRT-54 Router 做膽。
這是 Network setup 版面。所有由這台 raspberry pi 提供network 服務，皆在此設定。
這是 WiFi 設定頁。各項設定需配合 Mesh network 內其他成員的設定，否則就不能互見(即兩組獨立的mesh network了) 。
這是 Rapsberry Pi 的 Network Port 設定。由於 Rpi只得一Port，所以更見珍貴。我的經驗是，由WRT-54 處理各經network cord 的服務吧，反正4 + 1 port。Rpi 的備用，留給只可經 Rpi 提供的服務。另注意 RPi 的 Network 接口線路是 network to USB 的。如接上 traffic 流量大的服務會有USB stack overflow 問題，最壞情況是 hang 機。
這是 Mesh network 的設定。設定要點參考 WiFi 一欄。
這是外訪 Time server 設定。暫用預設的就 OK 了。要外訪time server，即 mesh network 需有外接Internet。這不是理所當然的。所以一個 mesh network ，需架起自己的 Time server，這是後話。咁沒有是否致命，No。但一些 service 如沒有 Time server 參考，有可能會傻。
這是 location 設定頁。作者起用較冷門的 Microsoft Map，Bing Maps。作用不太，暫且不理。
這是 WiFi scan頁。看到其他非 Mesh network 內的 WiFi 設備。
各設定完成後，reboot一下，不消一陣應可互見對方。請留意，如 mesh network 內任一設備接上了Internet，其他即可共享上網。這個可從 WRT54G 時鐘日曆更新可得知。
變身為 Mesh network 一員後，一般的 WiFi 掃描程式是認不到的。如這個screen cap，HSMM-Pi 會演釋成一個匿名站台。
What’s Next
BB Mesh network 起了。往後應何去何從。初步計劃是砌積木一步一步上。
Hsmm-Pi port 較少，只用期運算能力，充任一些 ad-hoc server。將其一化為 time server，並透過 GPS 訊號同步網絡時鐘，降低對 external time server 的依賴。
WRT54G Port 較多，主要作為 iGate，出入口介面的交匯。
TL-WR703n，實驗用，期望不大。
Courtesy of Meraka Institute
這是外國 HSMM 網站的設定例子。驟眼睇是複雜，詳細睇其實各 service 如砌積木般 plug 上去。我的信念是外國 ham 能做到的，我們受同樣的訓練，沒理由做不來。而這信念，是本 blog 維持下去的動力。
總結
行文至此，應會有人認為這是玩 IT 野，不是 Ham Radio 範疇。我的睇法是業餘無線電就是在相關頻段內以容許的方式溝通，實驗。如認為業餘無線電通訊就只是拿起部 walkie傾下計。Fine，我尊重你的玩法。但我已過了這個 stage 很耐很耐了。人要進步，技術更是。
今年是本人攞牌第二十年頭了。但本地 amateur radio 的速率則二十年來也似乎原地蹅步。一些會設立的 Digipeater 被裁撤了很久之後，才搭上眾多同好設立的 APRS iGate 後的尾班車而重生。
不能帶領潮流者，只能跟著潮流走。
今年，2014年。速度，要n倍奉還。
