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D-STAR Pierre Cornélis, ON7PC 14 septembre 2012 1 Qu’est ce que D-STAR? • D-STAR signifie Digital Smart Technology for Amateur Radio • D-STAR est un système proposé en 1999 par la JARL – JARL = Japanese Amateur Radio League – D-STAR est complètement décrit dans un document de la JARL – D-STAR n’est pas un produit de fabricants ! • Le but – faire avancer le hobby – passer au “numérique” (le digital c’est avec les doigts ...) – experimenter simultanément la transmission de la voix et des données – utiliser le spectre de façon plus efficace • Un seul fabricant s’est engagé à commercialiser D-STAR c’est ICOM • Par contre le gateway G2 est un produit de ICOM – le gateway G2 n’est pas du domaine public, ce n’est pas Open Source – il ne peut pas être copié ou redistribué 2 Pourquoi D-STAR est-il interresant? • Efficacité spectrale • Possibilité de transmettre simultanément de la voix et des données sur 2 m , 70 cm ou 23 cm • Possibilité de transmettre des données à haute vitesse (128 kb/s) sur 23 cm • Possibilité d’interconnexion Internet 3 Passer au numérique ? • téléphonie (professionnelle) : 300 Hz à 3500 Hz → BP = 4 kHz • numérique ancien (1980) : il faut 16 bits pour avoir une dynamique (S/B) de 40 dB • numérique ancien : théor. Nyquist → il faut échantillonner à 8 kHz • conclusion : il faut transmettre 16 bits x 8000 échant./s = 128 kb/s • c’est beaucoup trop → compression selon loi A, on a 64 kb/s • c’est encore trop … il faut penser à des codages plus efficaces ! • diviser la bande à transmettre en bandes de fréquences et la“triturer” par exemple selon un procédé appelé Advanced MultiBand Excitation → le chip AMBE 2020 de la firme Digital Voice Systems, Inc • facteur de compression : 64 kb/s à 2400 b/s → 26,6 fois 4 Le spectre D-STAR • Qui dit spectre, dit modulation : GMSK – SK : Shift Keying cf FSK – M : minimum c-à-d ∆f/F = 0,5 – G : filtrage Gaussien • et débit : soit 4800 bits/sec en DV – 3600 bits/sec pour la voix (2400 + 1200 de FEC) – 1200 bits/se pour données (GPS et messages) • faible débit → nécessité de compression : – téléphonie compressée A-law (segments) : 64 kb/s – la JARL a choisi le codec AMBE (Advanced Multi-Band Excitation) → 2,4 kb/s 5 Le spectre D-STAR • Efficacité spectrale – Largeur de bande 6,25 kHz - 10 dB 4,8 kHz - 20 dB 6,6 kHz - 30 dB 8,8 kHz - 40 dB 9,2 kHz – Possibilité de canaux à 10 ou 12,5 kHz – Quand le niveau RF est bon le S/B, c’est meilleur qu’en FM – Quand le niveau RF est mauvais alors R2D2, puis la catastrophe ! 6 Le codec AMBE 2020, un produit breveté de la firme Digital Voice Systems, Inc chip vocodeur AMBE-2020 16 bits (mode linéaire) ou loi A ou loi µ data clock strobe data clock strobe codage AMBE décodage AMBE data clock strobe codage AMBE data clock strobe ces données vont être encapsulées dans des trames D-Star (voir plus loin) décodage AMBE 16 bits (mode linéaire) ou loi A ou loi µ données compressées 2000 à 9600 bit/s pour D-star : 4800 bit/s Basé sur • une analyse multi bande • des échantillons de 20 ms qui produisent 6 octets (48 bits) Méthodes d’évaluation de la qualité : • analogique : bande passante, signal/bruit, distorsion, … • numérique : Mean Opinion Score de 1 à 5 avec AMBE 2020 on obtient 3,6. 7 2 types de trames D-STAR 2 protocoles DV (Digital Voice) et DD (Digital Data): radio header data ID bit sync frame sync flag 1 flag 2 flag 3 64 bits 15 bits 1 octet 1 octet 1 octet destination repeater callsign departure repeater callsign companion callsign own callsign 1 own callsign 2 P_FCS 8 octets 8 octets 8 octets 8 octets 4 octets 2 octets 72 octets voice data voice 24 octets 72 octets data voice 24 octets 72 octets data 24 octets 41 octets soit 328 bits 328 bits + 2 zéros + convolution = 660 bits radio header data ID bit sync frame sync flag 1 flag 2 flag 3 64 bits 15 bits 1 octet 1 octet 1 octet MAC header destination repeater callsign departure repeater callsign companion callsign own callsign 1 own callsign 2 P_FCS E_LEN 8 octets 8 octets 8 octets 8 octets 4 octets 2 octets 2 octets 6 octets 6 octets 2 octets identique à la trame de données FCS SA DA type data frame CRC 46 - 1500 octets 4 octets 8 3 types d’utilisation • en simplex • via un relais • en passant par le gateway (“passerelle”) → nécessité d’un enregistrement : table de relation entre un indicatif et une adresse IP ( utilisé par le Trust Server). mais attention : UN seul enregistrement sinon problèmes ! 9 4 indicatifs Les 4 indicatifs sont imposés par la trame (le protocole) radio header data ID synchro et flags destination repeater callsign departure repeater callsign companion callsign own callsign 1 own callsign 2 8 octets 8 octets 8 octets 8 octets 4 octets RPT2 RPT1 UR MY RPT callsign memory UR callsign memory MY callsign memory M01 - M06 R01 - R60 U01 - U60 Ces 4 indicatifs vont devoir être introduits dans le transceiver – choix dans plusieurs listes de mémoires – 7 caractères – le 8ème caractère est spécial : le module du relais ou commande ( U , I , E , L …) 10 Quels sont les équipements ? « end user » caractéristiques prix (env.) IC-E92 Portable 2m et 70 cm - 5 W 500 € IC-E80 Idem mais une seule bande à la fois 385 € ID-31E Portable 70 cm uniquement - 5 W Avec GPS ID-51E NOUVEAU , idem mais 2m et 70 cm ID-880 Mobile 2m et 70 cm - 50 W Une seule bande 325 € (290 €) ?? 490 € (300 €) IC-E2820 + UT-123 Mobile 2m et 70 cm - 50 W Vrai bi-bande (mais 1 seul D-STAR) 515 + 275 IC-9100 + UT-121 HF + VHF + UHF All mode + Satellite + D-STAR 3300 + 175 Tous sonf FM et DV (D-STAR) Prix du jour, possibilité de négocier … 11 Quels sont les équipements ? DV-Access Point Internet DV-Dongle Il n’y a pas de radio ? Internet C’est comme Skype alors ? mais avec le codec AMBE 2020 ! micro-casque 12 Quels sont les équipements ? « home made » et semi-commerciaux Utilisation de tcvr avec entrée « DATA » (Packet 9600 bd) et interface DV-Adapter , Funkamateur 2009 Satoschi 7M3TJZ DVRPTR UP4DAR CONCLUSION: ICOM n’a pas l’exclusivité !! 13 Quels sont les équipements ? « home made » et « de chez nous » Le node Adapter de ON8JL Pas de PC, améliorations du protocole et adaptations aux nouveaux réflecteurs 14 Node Adapter ON8JL TX - RX : 432,975 MHz TX : 439,425 MHz - RX : 431,825 MHz TX 192.168.1.6 DATA Interface DATA 192.168.1.6 Interface Internet RX Internet DATA si on souhaite réaliser un relais, il faut un duplexeur (“cavités”) 15 Node Adapter ON8JL PTT STR912FW44 6 5 4 TXDATA TXout MICROCONTROLLER 3 2 TXCLK 1 STE100P CMX589A mini DIN 6 br GMSK mod/dem _ RXin 10/100 ETHERNET TRANSCEIVER RXCLK ARM9 processor @ 96MHz _ RXDATA + + • Gateway G2 96KB RAM, 512KB ROM RJ45 PC2004A LCD 20x4 • DPLUS • DExtra • REF + XRF + DCS • ircDDB • DPRS • et autres dans le futur • standalone : pas de PC • hotspot ou relais • configuration à distance 16 Schéma bloc d’un transceiver la différence NBFM → D-STAR c’est un module à ajouter (cas du IC-E2820) audio trame AMBE 16 bits trame D-Star IF P.A. ADC codage AMBE codage de canal D-star modulateur GMSK O.L synthétiseur 1200 bits/s DAC décodage AMBE décodage de canal D-star démod. GMSK ampli F.I. étage d'entrée 17 QSO simplex MHz 433.450 u o 5 7 145.3 IC-E2820 ID-E880 MY O N 7 P C UR C Q C Q C Q RPT1 RPT2 MY O N 4 M A X UR C Q C Q C Q RPT1 RPT2 18 QSO via UN relais TX : 439,425 MHz RX : 431,825 MHz ON0BT 70 cm contrôleur MY O N 7 P C UR C Q C Q C Q RPT1 O N 0 B T RPT2 B MY O N 5 P V UR C Q C Q C Q RPT1 O N 0 B T RPT2 B 19 Types de relais ON0ULG Bp-Br Bp-Br 2m 70 cm type Relais ICOM Relais avec Node adapter budget ID-RP4000V (tcvr 70 cm – 30 W) ID-RP2C : le contrôleur + alim + diplexeur + antenne 1350 € 925 € 2 x FT-7900 Node ON8JL + alim + diplexeur + antenne 2 x 320 € 300 € TX : 145,625 MHz RX : 145,025 MHz contrôleur Internet TX : 439,425 MHz - RX : 431,825 MHz TX DATA Hotspot 1 x FT-7900 Node ON8JL + alim + antenne TX : 439,525 MHz RX : 431,925 MHz 320 € 300 € Interface RX • il faut une connexion Internet ! • si ICOM il faut aussi un PC sous LINUX • sans opérateur (sans surveillance) → demande d’un indicatif ON0 • (presque) plus de place en 2m • surtout en 70 cm • un hotspot n’est pas un vrai relais !! 192.168.1.6 Internet DATA TX - RX : 432,975 MHz 192.168.1.6 DATA Interface Internet 20 Les relais ICOM 23 cm gateway +13,5V TX/RX émetteur-récepteur de données ID-RP 2D 2m duplexeur émetteur-récepteur 10 GHz ID-RP2L données TX émetteur-récepteur voix + données RX ID-RP 2000V contrôleur ID-RP2C 70 cm TX émetteur-récepteur voix + données RX ID-RP 4000V TX émetteur-récepteur voix + données 23 cm RX PC Internet ID-RP 2V 21 QSO via deux relais Dans son protocole G2, ICOM avait prévu le repeater node routing : on connaît l’indicatif d’un autre relais et on appelle (CQ) sur ce relais. Similaire à Echolink. ON0ULG ON0BT MY O N 7 P UR / O N 0 RPT1 O N 0 B RPT2 O N 0 B C U L G C T B T G 2m 70 cm 70 cm contrôleur contrôleur MY O N 7 B UR / O N 0 RPT1 O N 0 U RPT2 O N 0 U E B T L G L G B C G Internet 22 QSO via deux relais Dans son protocole G2, ICOM avait aussi prévu le callsign routing : on connaît l’indicatif du correspondant mais on ne sait pas sur quel relais. C’est le Trust Server qui va rechercher le relais de votre correspondant. Pour pouvoir répondre rapidement on a la touche RX>CS ON0ULG ON0BT MY UR RPT1 RPT2 O O O O N N N N 7 7 0 0 P B B B C E T T B G 2m 70 cm 70 cm contrôleur contrôleur MY UR RPT1 RPT2 O O O O N N N N 7 7 0 0 B P U U E C L G L G C G Internet 23 Les hotspots • solution pour combler un trou de couverture • pas reconnu par ICOM, il faut attendre DPLUS ou mieux encore … • pour couvrir jusqu’au fond de son jardin alors 10 mW = OK • pour couvrir beaucoup plus loin , avec 5 W on peut aller jusqu’à 10 km • inconvénient : ce n’est pas un repeater (« répéteur») • mais intéressant en attendant mieux. TX - RX : 432,975 MHz HOTSPOT MY UR RPT1 RPT2 O C O O N Q T T 7 C 4 4 P C Q C Q C C B G DATA 192.168.1.6 Interface Internet MY O T 4 C UR RPT1 RPT2 zone de couverture du hotspot station C zone de couverture de la station A Hotspot station B station A 24 Récapitulation : le UR callsign • • • • à l’origine prévu pour l’indicatif du correspondant mais on peut aussi mettre CQCQCQ et permet aussi de faire passer des commandes ou des ???? déconnecter en faisant UR = • • • • • se connecter à un autre radioamateur ou callsign routing O N 7 B E se connecter à une autre station relais ou repeater routing / O N 0 D P demander des infos sur le relais • • • • • • • I faire un "écho" sur le relais • • • • • • • E • important, la 8ème position • • U B ↑ 25 Récapitulation : RPT1 et RPT2 calls • RPT1 : l’indicatif du relais sur lequel on accède suivit – de A si c’est 23 cm – de B si c’est 70 cm – de C si c’est 2 m • RPT2 : l’indicatif du relais de sortie – cross band repeater – ou pour le gateway, suivit de G ON0ULG ON0xxx 2m 70 cm contrôleur Internet 2m MY UR RPT1 O N 0 U L G RPT2 O N 0 U L G 70 cm B C contrôleur Internet MY UR RPT1 O N 0 x x x RPT2 O N 0 x x x B G 26 et le squelch ? • le squelch n’est plus nécessaire en DV, toutefois on a • le DSQL qui ouvre le squelch si votre callsign correspond • le CSQL qui ouvre le squelch si un code (00 à 99) est envoyé 27 QSO via réflecteur DPLUS : système qui permet de acheminer des indicatifs et d’établir des liens entre les relais D-STAR de ICOM et d’autres équipements (hotspots, DVdongle, …) DPLUS est un sorte de “parloir” … tous les relais, tous les hotspots, tous les équipements qui y sont connectés peuvent communiquer entre eux. ON0BT TX ON0CPS 70 cm RX contrôleur phase 1: MY O R UR RPT1 O RPT2 O N E N N 7 F 0 0 P 0 B B C 2 8 B L T B T G phase 2: MY O UR C RPT1 O RPT2 O N Q N N 7 C 0 0 P Q B B C C Q T T B G MY UR RPT1 RPT2 Node Adapter Internet REF028 B Internet O C O O N Q N N 4 C 0 0 B Q C C K C Q P S P S C G 28 Réflecteur • Un réflecteur s’identifie comme REFxxx, il possède jusqu’à 4 modules (A, B, C, D). • REF028A pour la Flandre et REF028B pour la Wallonie • pour se connecter à un réflecteur Se connecter à un réflecteur : dans le UR R E F 0 2 8 B L • avec la lettre ‘L’ en 8ème position ! ↑ • mais ces réflecteurs ont été suivi par une nouvelle génération les DCS , ils possèdent jusqu’à 26 modules (A à Z) • plus (+) de nouvelles fonctionnalités, entre autres possibilité de commutation avec le DTMF • DCS011 B : la Belgique , DCS011 C : la Flandre , DCS011 D : la Wallonie • et XRF est encore un autre type de réflecteur … 29 Réseau(x) • le réseau D-STAR : d’abord un serveur au Japon • le US-Trust Server (env. 850 relais ou gateways) • le X.net (« world wide ») • l’ ircDDB : env. 950 relais ou gateways, mais seulement 400 en commun avec le US-Trust Server US-Trust Server (= ICOM) irc DDB 400 950 relais 850 relais 30 Comment commencer ? • • • • • • • • • • choisir la fréquence, le shift et le mode DV compléter le MYcall, laisser URcall sur CQCQCQ allez-y progressivement car il y a beaucoup à apprendre faites un QSO simplex … choisissez un relais, faites un QSO via relais remplissez les listes, mais juste ce qu’il faut pour ‘le relais local’ utilisez des listes (UR et RPT) relativement courtes au début faites des QSO et encore des QSO habituez-vous au numérique et ensuite seulement pensez à faire des listes en mémoires, des listes de UR et des listes de relais plus complète, plus exhaustives. 31 Retour sur les 4 indicatifs au départ ICOM avait prévu … principe des commandes IC-E92D 2, 4, 6, 8 , 5 = rocker switch → ‘’navigation’’ BAND B, MENU, tourner le DIAL pour trouver CALLSIGN , puis ↵ , puis tourner le DIAL et sélectionner UR R1 R2 MY, puis ↵ , puis tourner le DIAL, … ou le bouton 9/CS pendant 1 s. ID-31E au départ il y a un rocker switch ! MENU, CALLSIGN, UR R1 R2 MY ou le bouton de droite CS pendant 1 s. ID-880 MENU, tourner le DIAL pour voir CALL-S, presser, tourner le DIAL pour voir UR, RPT1, RPT2 ou MY, presser , tourner pour trouver le call dans la liste ... Terminer par MENU. IC-E2820 F plusieurs fois jusqu’à voir CS puis choisir entre YOUR, RPT1, RPT2 et MY, puis appuyer sur BAND, puis choisir puis BAND … etc et terminer par BACK, (assez ≠ des autres) La fonction DR (D-STAR Repeater mode) simplifie les opérations (exemple ID-880 , ID31, …) Corollaires : a) il est intéressant d’avoir des tables UR, RPT, … bien complètes en fonction des besoins … b) mais c’est aussi dans les longues listes que le débutant se perd. 32 Retour sur les 4 indicatifs autre solution : utiliser des blocs de mémoires … exemple, le bloc ON0BT : CH Freq etc Name UR RPT1 RPT2 10 439.425 … BT CQCQCQ ON0BT B 11 439.425 BT-CQ CQCQCQ ON0BT B ON0BT G 12 439.425 BT-U •••••••U ON0BT B ON0BT G 13 439.425 BT-I •••••••I ON0BT B ON0BT G 14 439.425 BT-05B REF005BL ON0BT B ON0BT G 15 439.425 BT-28A REF028AL ON0BT B ON0BT G 16 439.425 BT-28B REF028BL ON0BT B ON0BT G 17 439.425 BT-11B DCS011BL ON0BT B ON0BT G 18 439.425 BT-11D DCS011DL ON0BT B ON0BT G 19 439.425 BT-E •••••••E ON0BT B ON0BT G 20 etc … 33 Comment savoir … ou quelques liens pour commencer à surfer … • • • • • • • • si une station est déjà enregistrée et sa dernière apparition (US-Trustserver) : http://query.ki4swy.org/index.php info et scripts pour G2 : http://dsyncg2.dstarusers.org/info/ qui est entendu sur le US-Trust Server ?: http://dstarusers.org/ activité sur DPLUS : http://ref028.dstargateway.org/ activité sur ircDDB – http://ircddb.net/live.htm – http://status.ircddb.net/cgi-bin/ircddb-gwst?BEL activité sur DCS011 : http://dcs011.xreflector.net/dcs_userstatus.htm informations générales : http://www.dstarinfo.com/home.aspx très belle vidéo de WB4QDX : http://www.youtube.com/watch?v=iqpgtq7ct8 Matériel : voir le site d’ ICOM et • le node adapter de ON8JL : http://www.on8jl.be/ON8JL/Home.html • le node adapter DVRPTR : http://shop.dvrptr.de/index.php?cPath=1 • le node adapter UP4DAR : http://www.up4dar.de/ 34 D – S T Amateur Radio • N’oublions pas que c’est « amateur» • et que c’est « radio », • et s’il n’y a pas de radio c’est pas amusant … D – STAR … une autre façon de faire de la radio … 35 FIN 36