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Un ricevitore SDR collegato a un computer permette di esplorare una quantità enorme di spettro radio.

Ma cosa succederebbe se quello stesso ricevitore potesse essere utilizzato:

• dal PC dello shack;
• dal portatile;
• dallo smartphone;
• dall’ufficio;
• durante un viaggio;
• contemporaneamente da più radioamatori;

semplicemente aprendo un browser?

È esattamente questa l’idea alla base di OpenWebRX+.

OpenWebRX+ permette di trasformare un ricevitore SDR e un piccolo server Linux in un vero ricevitore SDR remoto accessibile via web, completo di waterfall, spettro, demodulazione e numerosi decoder digitali.

Non è necessario installare SDR# o altri programmi sul computer remoto.

L’elaborazione avviene sul server.

L’utente apre semplicemente una pagina web.

Ed è proprio questa semplicità che rende OpenWebRX+ estremamente interessante per il radioamatore.

Che cos’è OpenWebRX+?

OpenWebRX+ è una versione evoluta del progetto OpenWebRX, software nato con l’obiettivo di creare un ricevitore SDR multiutente controllabile attraverso una normale interfaccia web.

L’architettura è relativamente semplice:

ANTENNA → SDR → SERVER OPENWEBRX+ → INTERNET/LAN → BROWSER

Il dispositivo SDR riceve una porzione dello spettro.

Il server:

• acquisisce i campioni IQ;
• genera waterfall e spettro;
• effettua le demodulazioni;
• gestisce i decoder;
• distribuisce audio e dati agli utenti.

Il browser dell’utente diventa quindi la vera console operativa.

OpenWebRX+ aggiunge al progetto originale una lunga serie di decoder e funzioni, fra cui supporto integrato per AIS, SSTV, FAX, POCSAG, HFDL, VDL2, ADS-B, ACARS, RDS, RTTY e CW, oltre a scanner, registrazione audio, chat fra utenti e altre funzioni.

Perché realizzare un WebSDR personale?

La prima risposta è:

per ascoltare la propria antenna quando non siamo a casa.

Ma le possibilità sono molte di più.

Controllare la propagazione

Supponiamo di essere fuori casa e voler sapere se i 20 metri sono aperti.

Possiamo collegarci al nostro OpenWebRX+ e osservare immediatamente il waterfall.

Verificare la propria trasmissione

Con opportuni accorgimenti e naturalmente evitando feedback RF, possiamo ascoltare la nostra emissione tramite un ricevitore remoto.

Ancora più interessante è utilizzare un OpenWebRX collocato in una seconda località.

Condividere la ricezione

Una sezione radioamatoriale potrebbe installare un WebSDR e metterlo a disposizione dei soci.

Ogni utente potrebbe ascoltare da casa utilizzando il browser.

Monitorare bande specifiche

Possiamo dedicare un SDR a:

• HF;
• 50 MHz;
• VHF;
• UHF;
• banda aeronautica;
• ADS-B;
• APRS;
• satelliti;
• beacon;
• utility.

Il sistema può rimanere acceso permanentemente.

WebSDR non significa necessariamente “pubblico”

Questo è importante.

Possiamo configurare OpenWebRX+ per utilizzo:

• esclusivamente locale;
• attraverso VPN;
• privato tramite Internet;
• pubblico.

Non siamo obbligati a pubblicare il nostro ricevitore.

Anzi, per iniziare consiglio decisamente di utilizzarlo soltanto nella rete LAN.

Prima facciamo funzionare tutto localmente.

Successivamente penseremo all’accesso remoto.

Cosa serve?

Per realizzare una stazione OpenWebRX+ abbiamo essenzialmente bisogno di quattro elementi.

1. Antenna

L’antenna dipende naturalmente dalle frequenze che vogliamo ricevere.

Per HF potremmo utilizzare:

• dipolo;
• loop;
• verticale;
• long wire con sistema di adattamento;
• antenna attiva.

Per VHF/UHF:

• discone;
• ground plane;
• verticale;
• direttiva.

Per un ricevitore multibanda è importante ricordare che nessuna antenna è realmente ideale da poche centinaia di kHz fino a GHz.

2. Ricevitore SDR

OpenWebRX/OpenWebRX+ supporta un’ampia gamma di hardware SDR e permette anche l’utilizzo di più dispositivi contemporaneamente.

La scelta dipende soprattutto da:

• gamma di frequenza;
• dinamica;
• larghezza di banda;
• budget;
• utilizzo previsto.

Per iniziare può essere sufficiente anche un SDR relativamente economico.

Per una stazione HF seria, tuttavia, conviene considerare ricevitori con migliore dinamica e front-end RF.

3. Computer o Raspberry Pi

OpenWebRX+ può essere installato su sistemi Linux.

Il progetto mette attualmente a disposizione diverse possibilità di installazione:

• immagini pronte per Raspberry Pi;
• repository Debian;
• installazioni Ubuntu;
• container Docker;
• installazione manuale.

Questo rende particolarmente interessante un Raspberry Pi dedicato.

Il dispositivo può essere collocato direttamente vicino all’SDR e lasciato acceso 24 ore su 24.

4. Connessione di rete

Per uso locale basta Ethernet o una rete opportunamente configurata.

Per utilizzo attraverso Internet dobbiamo invece considerare:

• banda disponibile;
• indirizzamento;
• sicurezza;
• firewall;
• eventuale VPN;
• HTTPS;
• gestione degli utenti.

OpenWebRX+ supporta anche HTTPS quando viene configurato con un certificato appropriato.

Raspberry Pi: probabilmente la soluzione più pratica

Una configurazione molto interessante è:

ANTENNA → SDR USB → RASPBERRY PI → ROUTER

Il Raspberry può funzionare senza:

• monitor;
• tastiera;
• mouse.

Una volta configurato diventa un server completamente headless.

L’amministrazione viene effettuata tramite:

• browser;
• SSH;
• pannello OpenWebRX+.

Il consumo elettrico rimane ridotto e possiamo lasciarlo acceso permanentemente.

Il vantaggio dell’immagine pronta

Per chi non vuole perdere tempo con dipendenze Linux e compilazioni, le immagini Raspberry Pi già predisposte sono probabilmente la strada più semplice.

La filosofia è simile a quella di molte distribuzioni dedicate:

1. scarichiamo l’immagine;
2. scriviamo la scheda microSD;
3. avviamo il Raspberry;
4. completiamo la configurazione;
5. colleghiamo l’SDR.

Il repository OpenWebRX+ mantiene proprio immagini Raspberry Pi e pacchetti di installazione dedicati.

L’interfaccia web

Una volta avviato il server, l’utente apre il browser.

Il file di configurazione standard di OpenWebRX utilizza normalmente la porta 8073, anche se naturalmente la configurazione può essere modificata.

Nella rete locale potremmo quindi raggiungere il ricevitore tramite qualcosa del tipo:

indirizzo-del-server:8073

L’interfaccia mostra tipicamente:

• waterfall;
• spettro;
• frequenza;
• modalità;
• filtro;
• livello audio;
• bookmark;
• pannelli dei decoder.

L’esperienza è molto simile a quella di un normale programma SDR desktop, ma avviene interamente attraverso il browser.

Waterfall e spettro

Il waterfall è probabilmente la componente più importante dell’interfaccia.

Permette di vedere:

• segnali continui;
• trasmissioni intermittenti;
• pile-up;
• emissioni digitali;
• segnali broadcast;
• interferenze.

È possibile effettuare zoom e spostarsi lungo lo spettro.

La larghezza visibile dipende naturalmente dal sample rate e dall’hardware SDR utilizzato.

AM, FM, SSB e CW

Come qualsiasi buon ricevitore SDR, OpenWebRX permette di utilizzare le principali modalità analogiche.

Possiamo ascoltare:

• AM;
• FM;
• NFM;
• USB;
• LSB;
• CW.

Il passband può essere modificato direttamente dall’interfaccia.

Per la SSB questo è estremamente utile quando vogliamo ridurre:

• QRM laterale;
• rumore;
• interferenze.

OpenWebRX+ va molto oltre l’audio

La caratteristica che rende particolarmente interessante la versione Plus è l’integrazione di numerosi decoder.

Invece di ascoltare semplicemente un segnale, il server può interpretarlo.

Il progetto elenca decoder integrati per molti sistemi analogici e digitali.

Vediamone alcuni.

FT8, FT4, WSPR e altri modi WSJT-X

OpenWebRX integra demodulatori basati sulla famiglia WSJT-X per diversi modi weak-signal, fra cui:

• FT8;
• FT4;
• WSPR;
• JT65;
• JT9;
• FST4;
• FST4W.

Questa funzione permette di utilizzare il ricevitore quasi come una stazione automatica di monitoraggio.

Potremmo, per esempio, lasciare il sistema sui 20 metri e osservare quali stazioni FT8 vengono ricevute durante la giornata.

APRS

OpenWebRX può utilizzare Dire Wolf per la decodifica APRS.

Con un SDR sulla frequenza APRS possiamo quindi visualizzare:

• beacon;
• stazioni;
• digipeater;
• informazioni ricevute.

Questa funzione è particolarmente interessante per una stazione VHF permanente.

DMR, D-Star, YSF e NXDN

La piattaforma include inoltre supporto per demodulazione di diversi sistemi digital voice quali:

• DMR;
• YSF;
• D-Star;
• NXDN.

Per chi sperimenta con i modi digitali, un ricevitore remoto di questo tipo può diventare un ottimo strumento di monitoraggio.

M17

È presente anche il supporto M17 tramite il relativo demodulatore software.

Questo permette di integrare in una piattaforma unica anche uno dei modi digital voice open-source più interessanti degli ultimi anni.

SSTV

Una delle funzioni più divertenti è sicuramente la decodifica SSTV.

OpenWebRX+ può effettuare anche decodifica SSTV in background e mantenere un archivio delle immagini ricevute.

Possiamo immaginare un ricevitore dedicato permanentemente alla SSTV.

Quando qualcuno trasmette un’immagine, il server può riceverla e archiviarla.

FAX

Lo stesso principio può essere utilizzato per la ricezione FAX.

Per gli appassionati di utility e meteorologia è particolarmente interessante.

Potremmo lasciare il ricevitore operativo mentre siamo fuori casa e consultare successivamente le immagini ricevute.

RTTY e CW

OpenWebRX+ integra anche decodifica:

• RTTY;
• CW;
• SITOR-B.

Naturalmente nessun decoder CW automatico è perfetto.

La qualità dipende da:

• rapporto segnale/rumore;
• stabilità del segnale;
• velocità;
• spaziatura;
• QRM.

Ma può rappresentare un interessante strumento aggiuntivo.

ADS-B, ACARS, VDL2 e HFDL

Per chi è interessato anche al mondo aeronautico, OpenWebRX+ offre funzioni particolarmente interessanti.

Fra i decoder dichiarati troviamo:

• ADS-B;
• ACARS;
• VDL2;
• HFDL.

La mappa può inoltre mostrare aeromobili ricevuti tramite ADS-B, VDL2 e HFDL.

Questo significa che un singolo server può diventare un vero laboratorio radio multibanda.

Scanner integrato

Una funzione molto pratica è lo scanner dei bookmark.

Possiamo memorizzare, per esempio:

• 145.600 MHz;
• 145.625 MHz;
• 145.650 MHz;
• 145.675 MHz;

e lasciare che il sistema controlli le frequenze configurate.

È concettualmente simile a uno scanner tradizionale, ma completamente software.

Registrazione audio

OpenWebRX+ possiede inoltre un registratore audio integrato.

Questo può essere utile per:

• registrare beacon;
• documentare interferenze;
• archiviare trasmissioni;
• analizzare successivamente un segnale.

Ricevitore multiutente

Un WebSDR non deve necessariamente avere un solo ascoltatore.

OpenWebRX nasce proprio come piattaforma multi-user.

Questo significa che più persone possono collegarsi allo stesso server.

Bisogna però capire un limite fondamentale.

L’SDR possiede una determinata larghezza di banda istantanea.

Gli utenti possono muoversi all’interno dello spettro che il server sta effettivamente acquisendo.

Non significa automaticamente che dieci utenti possano ascoltare contemporaneamente dieci bande totalmente differenti con un singolo RTL-SDR.

Per ampliare le possibilità è possibile utilizzare più ricevitori SDR e più profili.

Profili di ricezione

Uno dei concetti importanti nella configurazione è il profilo.

Possiamo avere, per esempio:

Profilo 1 — 40 metri

centro SDR intorno alla banda dei 7 MHz.

Profilo 2 — 20 metri

centro intorno ai 14 MHz.

Profilo 3 — VHF

centro intorno ai 145 MHz.

Il passaggio tra profili riconfigura opportunamente il ricevitore.

Con più SDR possiamo mantenere contemporaneamente diverse bande disponibili.

Più SDR sullo stesso server

OpenWebRX supporta più dispositivi contemporaneamente.

Questo apre possibilità molto interessanti.

Per esempio:

SDR 1

HF.

SDR 2

VHF/UHF.

SDR 3

1090 MHz ADS-B.

SDR 4

banda aeronautica.

Tutto controllabile attraverso la stessa piattaforma.

CPU: attenzione ai decoder

La potenza richiesta al server dipende molto da ciò che gli chiediamo di fare.

Un semplice ricevitore AM/FM richiede relativamente poche risorse.

Se iniziamo contemporaneamente a:

• generare waterfall;
• servire molti utenti;
• decodificare FT8;
• decodificare SSTV;
• elaborare ADS-B;
• registrare audio;

il carico aumenta.

Per una stazione seria è quindi opportuno non scegliere il computer soltanto sulla base del minimo indispensabile.

Anche la larghezza di banda di rete conta

Quando un utente remoto si collega, il server deve trasmettere:

• dati waterfall;
• audio;
• informazioni dell’interfaccia.

Con numerosi utenti contemporanei il traffico può crescere.

Per un WebSDR pubblico bisogna quindi considerare anche la velocità di upload della connessione Internet.

Accesso remoto: evitare il port forwarding selvaggio

Una volta fatto funzionare OpenWebRX in casa nasce immediatamente la tentazione:

“apro la porta 8073 sul router”.

Tecnicamente può funzionare.

Dal punto di vista della sicurezza, però, esporre servizi direttamente su Internet richiede attenzione.

Le possibilità più ragionevoli comprendono:

• HTTPS;
• reverse proxy correttamente configurato;
• autenticazione;
• firewall;
• VPN.

Per un WebSDR strettamente personale, una VPN è spesso una soluzione particolarmente elegante.

Entriamo nella rete di casa e utilizziamo il server come se fossimo collegati localmente.

HTTPS

La versione Plus prevede supporto HTTPS quando vengono forniti i certificati necessari.

Se il servizio viene reso pubblico, la cifratura del traffico rappresenta ormai una scelta consigliabile.

Il problema della RF generata dal server

Qui arriviamo a un aspetto pratico spesso trascurato.

Stiamo mettendo vicino a un ricevitore radio:

• Raspberry Pi;
• switching power supply;
• Ethernet;
• USB;
• router;
• eventualmente monitor.

Tutti dispositivi potenzialmente rumorosi.

Un’installazione mal progettata può produrre un WebSDR che ascolta principalmente… se stesso.

Alcuni accorgimenti

È opportuno utilizzare:

• alimentatori di buona qualità;
• ferriti sui cavi;
• Ethernet ben gestita;
• SDR schermato;
• cavi USB corti;
• antenna lontana dall’elettronica digitale.

Un confronto antenna collegata / carico fittizio può essere molto utile per capire quanta parte del rumore provenga localmente.

Installare il server vicino all’antenna?

Può essere interessante.

Immaginiamo un’antenna VHF sul tetto.

Possiamo scegliere:

ANTENNA → 30 m coassiale → SDR nello shack

oppure:

ANTENNA → 2 m coassiale → SDR/server → Ethernet

La seconda soluzione riduce moltissimo le perdite RF.

Naturalmente bisogna risolvere:

• alimentazione;
• temperatura;
• impermeabilizzazione;
• protezione fulmini;
• manutenzione.

Ma dal punto di vista RF è estremamente interessante.

Ethernet può percorrere decine di metri praticamente senza il problema delle perdite RF tipiche di un coassiale UHF.

Un’applicazione ideale: ricevitore remoto in campagna

Supponiamo di possedere una seconda località con:

• basso rumore elettromagnetico;
• buona antenna HF;
• collegamento Internet.

Installiamo:

Antenna → SDR → Raspberry Pi → OpenWebRX+

Da casa possiamo utilizzare quella stazione come ricevitore remoto.

Questo può essere rivoluzionario per chi vive in città con:

• fotovoltaico;
• alimentatori switching;
• VDSL;
• LED;
• rumore industriale.

La componente più importante di un ricevitore remoto non è necessariamente l’SDR.

È spesso la località.

OpenWebRX+ come strumento didattico

Una sezione ARI o un’associazione radio potrebbe utilizzare un WebSDR anche per attività formative.

Durante una lezione possiamo mostrare contemporaneamente:

• AM;
• SSB;
• CW;
• FT8;
• RTTY;
• SSTV.

Gli studenti possono collegarsi con il proprio smartphone e sperimentare senza possedere un ricevitore.

OpenWebRX+ e attività di monitoring

Un’altra applicazione è il monitoraggio permanente.

Per esempio:

• beacon 50 MHz;
• beacon VHF;
• APRS;
• frequenze satellitari;
• WSPR;
• FT8;
• SSTV;
• utility.

Il server può diventare una sorta di “orecchio radio” permanentemente acceso.

OpenWebRX+ non sostituisce completamente un normale SDR desktop

È giusto sottolinearlo.

Programmi desktop dedicati possono offrire:

• maggiore libertà nella catena DSP;
• plugin specifici;
• integrazione con hardware particolare;
• funzioni avanzate di registrazione IQ;
• controllo estremamente dettagliato.

OpenWebRX+ punta soprattutto su:

accessibilità, condivisione e semplicità.

Non vuole necessariamente sostituire SDR Console, SDR++, SDR# o software analoghi.

Fa qualcosa di diverso.

Una possibile stazione IZ1XBB

Un progetto interessante potrebbe essere:

Antenna HF

↓

SDR

↓

Raspberry Pi

↓

OpenWebRX+

↓

LAN/VPN

A questo potremmo affiancare:

secondo SDR → VHF/UHF

e magari un terzo ricevitore dedicato ad ADS-B.

Il risultato sarebbe un’unica piattaforma web dalla quale controllare diversi ambienti radio.

Conclusioni

OpenWebRX+ trasforma il concetto di ricevitore SDR.

L’SDR non è più semplicemente una periferica USB collegata al nostro computer.

Diventa un servizio di rete.

Possiamo ascoltarlo:

• dallo shack;
• dal divano;
• dallo smartphone;
• da un altro continente.

Possiamo condividerlo.

Possiamo installarlo in una località radioelettricamente più silenziosa.

Possiamo utilizzarlo per decodificare automaticamente segnali digitali.

Possiamo lasciarlo acceso 24 ore su 24.

E soprattutto possiamo costruire tutto utilizzando hardware relativamente semplice e software open source.

Un Raspberry Pi, un SDR e un’antenna possono quindi diventare qualcosa di molto più interessante di un normale ricevitore.

Possono diventare il nostro personale:

WebSDR accessibile da qualsiasi parte del mondo.