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Initiation à D-STAR


Cinq applications du système D-STAR

Avez vous déjà pensé pouvoir accéder à Internet à partir du poste d'un radioamateur, communiquer avec un ami dans une autre ville ou pays au moyen d'une simple radio d'amateur, envoyer un court message texte, connaître les lettres d'appel de celui qui est  présentement en ondes ?

Le système de D-Star, magique, vous en offre la possibilité sans recourir à un équipement complexe ou difficile à manipuler.

 

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Initiation à D-STAR

Je fais partie de la confrérie des radioamateurs depuis peu de temps. J’en découvre chaque jour les diverses facettes et mon intérêt s’accroît. Les personnes que je suis appelé à côtoyer dans la préparation de mes textes, parfois sous des dehors modestes, se révèlent d’une qualité surprenante. J’ai plaisir à converser avec eux. Et, il y a aussi ce côté technologique et électronique qui littéralement me fascine. J’avoue que j’éprouve un plaisir intense, quasiment coupable, à retrouver mes vieux livres d’électronique et de communication qui meublèrent mes heures d’études et de loisir alors que j’étudiais à l’Institut Teccart.

Mon présent défi en matière de communication est de mieux connaître D-Star et de partager mes connaissances nouvellement acquises avec les membres de mon groupe. Je veux connaître l’histoire et la technologie du D-STAR, comprendre à fond le  fonctionnement de chacune de ses configurations et, éventuellement, pouvoir utiliser pleinement D-STAR avec assurance et plaisir. Pour moi,  il est toujours intéressant de se mettre à la recherche des divers éléments d’une technologie nouvelle.

Introduction

D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio), une technologie numérique de communication, convenant aussi bien à la transmission de la parole que des données, a été conçu spécifiquement par des radioamateurs pour des radioamateurs. Elle fut mise au point par la Ligue radio amateur du Japon (JARL)  qui en élabora le protocole d’utilisation. Auparavent, les radioamateurs pouvaient compter sur d’autres technologies de type semblable pour laisser libre cours à la pratique de leur loisir, mais celles-ci étaient conçues à des fins d’utilisation générale. D-Star est propre au radioamateurisme.

D’autres modes de transmission non digitales sont utilisées depuis la première moitié du XXe siècle, telles la modulation d’amplitude (AM), la modulation de fréquence (FM) et le BLU (SSB). D-STAR a l’avantage d’offrir des signaux plus clairs et d’utiliser  une bande passante moins large que leurs homologues non-numériques. Aussi longtemps que la force du signal est maintenu au-delà d’un seuil minimal et qu’aucun autre signal ne vienne interférer, la qualité de la réception est supérieure à celle provenant d’un émetteur analogique de même force.

D-STAR peut être utilisé sur les ondes VHF, UHF et sur les bandes micro-ondes propres à la  radio amateur. En plus de la communication régulière par la voie des ondes, D-Star autorise, selon certaines conditions,  la connection à  Internet ou à d'autres réseaux,  en plus de rendre possible, par l’intermédiaire des indicatifs radioamateurs,  le routage des flux de données vocales ou par paquets.

Histoire du D-STAR

En 1999, une recherche est entreprise visant à trouver une façon de mettre la technologie numérique au service du radioamateurisme. La recherche est financée par le gouvernement japonais et conduite par le Ligue radio amateur du Japon (JARL). Le résultat est publié quelques années plus tard en 2001. D-Star naissait. La firme Icom, disposant des composantes nécessaires à l’application de la  nouvelle technologie numérique, entreprend la construction du premier appareil. Ce n’est qu’en septembre 2003  qu’Icom lance son programme D-STAR aux États-Unis.

C’est en avril 2004 qu’Icom commence la distribution commerciale du nouvel émetteur/récepteur D-Star : une unité mobile de 2 mètres, le IC-2200H. Dès l’année suivante le manufacturier propose au public un émetteur portable de 2 m et de 70 cm  mais sans la carte T-118  nécessaire au fonctionnement en mode D-Star. Subséquemment la carte est intégrée aux nouveaux émetteurs/récepteurs, notamment au IC-V82. Vers la fin de 2004, JARL  annonce des changements importants à la norme D-STAR existante, et la suspention des ventes des nouveaux appareils jusqu’à la fin des tests de la nouvelle norme. À la même période, l'Icom ID-1 à 1,2 GHz mobile arrive sur le marché. Il est le premier appareil radio D-Star, dont le fonctionnement convient pleinement aux données numériques (DD).

À la fin de 2009 on compte environ10800 radioamateurs utilisant un répéteur D-STAR liés à Internet via une passerelle. Pour connaître le nombre réel d’utilisateurs D-STAR, il va de soi qu’il faut compter aussi ceux qui ne peuvent atteindre un répéteur D-STAR ou qui ne sont pas connectés à Internet. Aujourd’hui (2009), le nombre de répéteurs actifs liés à une passerelle D-STAR atteint 550.

Le lancement du premier satellite D-Star est prévu pour Octobre 2010. Sous la désignation OUFTI-1 (Orbital Utility For Telecommunication Innovation), il est construit par des étudiants belges de l’Université de Liège et de l’École supérieure de la province de Liège. Ce petit satellite expérimental d’à peine un kilo assurera une liaison VHF et UHF dans les deux sens.

Quelques détails techniques

Aujourd'hui,  le système peut établir le lien entre répéteurs  au niveau local et utiliser les lettres d’appel pour le routage sur Internet. Les serveurs sont reliés entre eux par TCP/IP (Protocole de transmission de données sur Internet) en utilisant un logiciel-passerelle (gateway)  disponible chez ICOM. Ceci permet à l’utilisateur de pouvoir parler à un autre amateur situé dans un environnement gateway.

D-STAR peut transporter à la fois la voix et les données par codage numérique sur 2m (VHF), 70 cm (UHF), et sur 23 cm (1,2 GHz) en utilisant les bandes réservées aux radioamateurs. Le lien entre les systèmes locaux est possible grâce à un système fonctionnant sur 10 GHz.

Selon les normes numériques D-Star DV (Digital Voice)), la voix est encodée à la vitesse de  3600 bit/s à l'aide du système codec (codage/décodage de signaux numériques) de AMBE (Advanced Multi-Band Excitation), tout comme le sont, simultanément à la voix si nécessaire, les données (datas) à 1200bit/s pour un total de 4800 bit/s  sur les bandes 2m, 70 cm et 23 cm.

La norme DV  n’est pas la seule à être utilisée pour envoyer des données. Il y a maintenant la norme DD (Digital Datas) grande vitesse, fonctionnant à 128 kbit/s mais utilisable seulement sur la bande de 23 cm. Les données sont transmises au format Ethernet selon les protocoles TCP/IP ce qui rend très simple l’interface entre un radio D-Star et un réseau informatique local ou Internet. La largeur de bande requise pour les données à 128 kbit/s est de 150 kHz.

Et toujours dans le domaine du transfert rapide des signaux numériques, le lien de site à site est assuré à la fréquence de 10 GHz (3cm),  fonctionnant selon la norme ATM (Asynchronus Transfert Mode).

Configurations possibles d’un répéteur D-STAR

Les configurations d’un répéteur D-STAR sont au nombre de trois (3). (La communication simplex (radio/radio) tout à fait possible en D-STAR ne requiert pas de répéteur).

En premier lieu, on retrouve la configuration dite « locale ». Elle est la plus simple et très semblable à celle des répéteurs traditionnels. Elle n'offre pas de capacité d'intercommunication avec d'autres réseaux ou avec Internet. Elle est principalement utilisée pour les données à basse vitesse et pour la voix en numérique (DV) sur courte distance. Le crossbanding-relais (réception sur une bande de fréquences et retransmission sur une autre), devenu nécessaire en cas de distance trop grande ou de la présence  d’objets bloquants entre un radiode faible puissance et un répéteur fonctionnant sur une bande précise, peut faire partie de cette configuration.

Puis en second lieu, vient celle qu’on nomme « locale avec accès Internet ». C’est en utilisant un lien Internet inscrit au site du répéteur, qu’il est possible aux utilisateurs d'un radio (par exemple Icom ID-1) d'accéder directement à Internet.  L'accès se fait sur la bande de 1.2 GHz et permet une vitesse de transfert de 128 kbit/s. Le « crossbanding » entre les bandes de fréquences 144, 440 et 1200 MHz est possible.

Finalement la troisième configuration s’appelle « Passerelle Internet (Gateway).Cette configuration est la plus intéressante car elle offre aux usagers la possibilité de rejoindre une autre station D-STAR n’importe où dans le monde, simplement en inscrivant son indicatif au système et en appuyant sur le PTT, en autant que la station appelée se trouve elle aussi dans la zone de couverture radio d’un répéteur configuré avec une passerelle Internet. Les usagers désirant utiliser la passerelle Internet doivent être autorisés sur le serveur. Une passerelle consiste en un dispositif permettant de relier deux réseaux hétérogènes, comme par exemple un réseau local et Internet. Elle agit à la manière d’un routeur mais est capable d’effectuer des traitements plus évolués. La passerelle travaille entre les « couches de signaux », facteur important pour l’interconnexion de réseaux de nature différente.

Les principales composantes du système D-STAR

Il y a une composante qui est commune à toutes les installations D-STAR : le contrôleur. Une rapide coup d’œil à  l’infrastructure D-STAR ci-dessous permet de constater le rôle central du contrôleur dans le système D-STAR. Il assure la connection vers le serveur Gateway  de même que vers l’infrastructure de liaison  micro-ondes (IC-RP2L) de 10GHz.

La structure ci-dessous comprend 5 modules numériques. Le premier, le contrôleur, est habituellement désigné sous le numéro ID-RP2C et est présent dans tous les systèmes D-STAR. Trois des quatre suivants sont des répéteurs vocaux : ID-RP2000 (144MHz), ID-RP4000 (440MHz), ID-RP2V (1.2 GHz). Ils sont munis chacun d’un récepteur et d’un émetteur et fonctionnent en mode duplex. Le dernier module ID-RP2D  n’est pas véritablement un répéteur puisqu’il est dédié à la transmission de données seulement.  À l’exclusion du contrôleur, les autres modules sont optionnels.

 

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Duplexeur et triplexeur. Si vous deviez utiliser une antenne individuelle pour chaque fonction de chaque module, vous auriez besoin de sept (7) antennes : deux (2) pour chaque répéteur et une (1) pour le module des données à haute vitesse. Mais si vous avez recours à l’utilisation de « filtre-cavité »,  la configuration la plus usuelle se retrouve chez les duplexeurs pour 144 MHz et 440 MHz et chez le triplexeur (consistant en un duplexeur et un filtre d’antenne) pour les deux modules dont la fréquence est de 1.2 GHz. Seulement trois (3) antennes seront alors nécessaires dont une sera du type 1.2GHz « collinear » (AH-108).

Ce n’est qu’un début…

Il reste encore beaucoup à dire sur D-STAR, son fonctionnement et ses possibilités. Mais voilà qui suffit pour un premier jet rédactionnel. J’y reviendrai lors de prochains écrits. Il y aura alors plus d’explications d’ordre technique et opérationel. De façon progressive, élément par élément, on étudiera le serveur passerelle (RS-RP2C) travaillant en conjoncture avec Linux 9.0 Fedora, le contrôleur (ID-RP2C), le module des données (ID-RP2D), les répéteurs (ID-RP2000V, ID-RP4000V, ID-RP2V), ainsi que le ID-RP2L consacré au lien opérant sur10GHz. Il sera aussi question du logiciel Add-on, des antennes paraboliques (AH-106 et AH-107), des services d’urgence D-RATS, des critiques à propos de l’utilisation du logiciel codec de AMBE. On dira aussi quelques mots à propos d’un nouveau répéteur D-STAR (autre qu’Icom) disponible depuis septembre 2009, des équipements existants et de divers programmes compatibles au D-STAR. Voilà un plan de travail bon pour quelques mois !

À la prochaine…

Claude Lalande VE2LCF

 

Sources :

http://www.dstarinfo.com/repeaters/Builders/Pieces.html
http://enterprise.teqsys.net/ham/D-Star/G1-Lessons/Lesson%25208.pdf
http://www.keldenich.org/pages/gdv_press_2008_2.pdf
http://fr.wikipedia.org/wiki/Passerelle_(informatique)
http://www.dstarmontreal.com/
http://www.iapc.ch/AG/AG2007/d-star_IAPC07.pdf
http://www.cvarc.org/tech/crossband.html
http://www.icomcanada.com/dstar/dstar2.htm
http://www.tapr.org/pdf/DStar_brochure.pdf


Date de création : 21/09/2011 @ 01:37
Dernière modification : 23/09/2011 @ 21:45
Catégorie : - Cour D-STAR
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