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Sommaire |
Définition
D-STAR (Digital Smart Technologies for Amateur Radio), désigne l'ensemble du protocole de transmission de la voix et des données par radio. D-STAR n'est pas une marque. C'est le résultat des recherches effectuées par la JARL (Japan Amateur Radio League), alors qu'ils recherchaient une solution innovante pour la transmission numérique de la voix par radio. D-STAR est principalement destiné aux radioamateurs et est un des premiers systèmes de cette sorte dans cet environnement.
Histoire
1999 : La JARL recherche une solution pour transmettre la voie et les données numérique sur les bandes de fréquences du service amateur. Plusieurs vocodeurs sont essayés dont VSELP. La JARL retient le vocodeur AMBE produit par DVSI, qui offre les meilleurs résultats compte tenu de la faible bande passante disponible (2400 bit/s).
2001 : Publicaton des spécifications de D-STAR.
2002 : ICOM commence la production d'un terminal et de plusieurs éléments d'infrastructure.
2002 : Production de l'ID-1 et de la gamme de répéteur ID-RP1.
2005 : ICOM produit les équipements 10GHz (ATM / 10Mb/s) (Aujourd'hui, les équipements 10 GHz ID-RPL2 sont très peut utilisés du fait de leur prix - 3000€ l'unité - Les liens WIFI avec la passerelle semble être un compromis bien plus économique) et les terminaux monobandes portatifs et mobiles (ID-800). ICOM produit en outre le logiciel de la passerelle utilisant Linux.
2007 : ICOM produit un mobile bibande VHF/UHF IC2820 et un portatif bibande IC91. Les module UT123 et UT118 permettent de transformer ces terminaux en D-STAR Le mobile monobande IC2200 peut aussi recevoir le module UT118. Dans le même temps ICOM produit les équipements d'infrastructure ID_RP2 en SHF/UHF et VHF (ID-RP2C / ID-RP2D / ID-RP2V / ID_RP4000V / ID-RP2000V), pour les données et la voix.
2008 : ICOM produit l'IC92D et la passerelle GW V2
Courant 2007, l'équipe K5TIT organise le réseau mondial. Les répéteurs Européens jusque la isolés, rejoignent ce réseau.
Description
==> Kenwood à annoncé la mise sur le marché d'un terminal D-STAR bibande VHF & UHF TMW-706
Le Protocole D-STAR et la réglementation en France
Situation actuelle
Mise à jour, suite à la parution de la nouvelle réglementation du 6 octobre 2008 au Journal Officiel.
La réglementation actuelle ne permet pas l'usage de la classe d'émission F7W, mais seulement la classe F1D pour D-STAR Ce qui correspond à la transmission des mini messages, du positionnement DPRS, et la transmission de données en mode DV et DD. Mais l'expérimentation est toujours possible pour le service amateur. C'est dans ce cadre, que les essais sont réalisés actuellement en France.
En juin 2008, un groupe d'experts animés par F2MM avait été nommé par le Président du REF-Union, pour amender la proposition de l'ARCEP sur une mise à jour de la réglementation. Cette équipe s'était formée, après la présentation du système D-STAR au radio-club F6KRK. Le groupe ainsi constitué ne s'était pas cantonné à D-STAR, mais à tous les autres modes numériques utilisés par de nombreux radioamateurs Français et qui n'avaient jusqu'ici pas encore été intégrés dans la réglementation. C'était le cas des modes digitaux en HF et en VHF, et la DATV. Après cette étude, il avait été remarqué que le mode DD (128kb/s en 1,2 GHz) était utilisable en l'état, puisque la limite d'excursion au dessus de 30 MHz ne concernait que les modes F2A et F3E.
La nouvelle réglementation permet aujourd'hui l'utilisation de classes d'émissions à large spectre comme le G1F, F3F, A3F (Télévision analogique et numérique avec 6,5 MHz d'occupation spectrale) et donc de la même manière le F1D pour le mode DD de D-STAR (150kHz d'occupation spectrale).
L'amendement à la proposition de nouvelle réglementation du service amateur proposée par l'ARCEP, avait été déposée par l'actuelle Présidente du REF-UNION, courant Juillet 2008. La nouvelle réglementation a autorisé une grande partie des classes d'émissions proposées par le groupe, mais n'a pas pris en compte les modes G1E, F1E et F7W. Il est donc nécessaire que chacun des utilisateurs D-STAR, fasse une demande d'expérimentation personnelle pour le mode F7W. Les répéteurs pourront eux, être déclarés avec le mode F1D.
Démonstration
Pour cette explication du protocole D-STAR par rapport à la réglementation, nous prendrons en référence les documents suivants :
- Décision n° 2008-0841 du 24 juillet 2008 fixant les conditions d'utilisation des fréquences dans les bandes du service amateur et les conditions d'utilisation des installations de radioamateurs.
- Spécifications techniques du protocole DStar (document de la JARL).
Cas général
La décision n° 2008-0841 du 24 juillet 2008 dit :
Art. 4. - L'utilisateur d'une installation de radioamateur doit : d) Effectuer toutes ses transmissions en langage clair ou dans un code reconnu par l'Union internationale des télécommunications; les émissions qui nécessitent des installations dédiées sont interdites
Le codage de la voix dans D-STAR passe par plusieurs étapes, pour permettre son acheminement d'un terminal à un autre, en gardant une bonne qualité audio numérique (MOS - Mean Opinion Score) = 3,4 @ 2400b/s). Cette correction d'erreur incluse dans le codage des paquets de données, évite leur retransmission et permet donc un flux de données rythmés à 20 ms. Ce codage binaire de la voix contient donc un ensemble de dispositifs permettant corriger les erreurs lors de la transmission. Ces différents dispositifs sont les suivants :
Spécifications DStar :
- Les paquets D-STAR sont émis toutes les 20 ms. Ces paquets contiennent les données propres à la voix et aux accessoires comme le DPRS, les mini messages et la transmission de données en DV ou DD, et une trame au format Ethernet (CCITT 802.3) pour le mode DD 128 kb/s sur 1230 MHz.
- Les bits de synchronisation sont au format GMSK (Pattern 1010), propre à ce type de modulation et reconnu de l'ITU.
- le contrôle d'erreur est P-FCS (CRC-CCITT) et FCS pour Ethernet (CRC-32 bits), norme de codage reconnu de l'ITU.
- La correction d'erreur propre au DV est un ensemble de codage (scrambling, Viterbi convolution, entrelacement) appelé FEC (Forward Error Correction) reconnu de l'ITU sous la recommandation G.975.
- AMBE (Advanced MultiBand Excitation):
Le vocodeur utilisé par D-STAR est une version améliorée du premier vocodeur IMBE élaboré par DVSI. Le premier vocodeur G.722 de l'ITU a été développé pour les lignes téléphoniques afin de répondre aux contraintes de qualité et de débit. Le débit était alors de 32 kb/s, améliorant le débit initial de 64 kb/s d'un codage ADPCM pour une bande de fréquence BF de 300 à 3400 Hz. Le vocodeur AMBE est maintenant comparable aux vocodeurs G.726 et G.729 et est bien plus performant que le G.722 pour un MOS équivalent et un débit huit fois moins important. En outre, le vocodeur AMBE a été approuvé par l'ITU-R dans les systèmes de téléphonie par satellite Inmarsat et Iridium et les communications d'urgences APCO25 (ITU-R M2014-1). Le vocodeur AMBE est maintenant retenu pour la norme DMR Européenne, validée par l'ETSI.
=> Le vocodeur AMBE, le codage des paquets, et les dispositifs de correction d'erreurs sont donc un code reconnu de l'ITU.
Enfin, le protocole et le codage D-STAR ne nécessite par d'installation dédiée pour fonctionner, car il est possible d'utiliser à tout instant, une fréquence du service amateur, pour effectuer des transmissions en DV ou DD, d'un terminal à un autre, comme pour toute autre station radioamateur.
g) Identifier, par son indicatif personnel, le début et la fin de toutes périodes d'émissions de son installation
Comme nous l'avons vu codé dans chaque paquet D-STAR, l'indicatif de l'appelant et de l'appelé sont inscrit dans une série d'octets spécifiques de ce paquet (portion appelé "ID" de 4X8+4=36 octets). Ces indicatifs sont donc transmis tout au long de la transmission : "Own Callsign" (appelant), "Companion Callsign" (appelé).
=> L'identification des utilisateurs D-STAR est donc bien conforme à la réglementation.
Cas des installations répétitrices
La décision n° 2008-0841 du 24 juillet 2008 dit :
j) Ne pas installer une station répétitrice, ou utiliser une classe d'émission, pour un usage personnel ou pour un groupe restreint
Ce point a été évoqué lors de la réunion de présentation D-STAR à F6KRK le 15 février 2008, et la réponse a été donnée : Elle correspond à l'usage normal des terminaux D-STAR : Il n'y a pas de filtre sur indicatif. Toutes les communications sont émises en clair et il n'est pas possible de restreindre l'accès à un réseau ou a un groupe. Les répéteurs D-STAR répondent évidemment aussi au même comportement que les terminaux entre eux. Il n'est pas possible de restreindre l'accès à un utilisateur, sauf dans le cas de l'usage de la passerelle avec Internet. Sur ce dernier point, l'usage de cette passerelle en France est interdite, et l'inscription est simplement prévue pour certifier l'identité de la personne opérateur avec licence valide.
Extrait du CR de la présentation du 15 septembre 2008 à F6KRK :
Il restait une question dont je vous devais réponse : "l'appel spécifique d'un utilisateur D-STAR est interdit, car seul l'appelant et l'appelé peuvent entendre la conversation. Ceci constituerait un réseau privé" => D-STAR ne créé pas de réseau privé. La fonction d'appel spécifique est entendue de tous. Elle sert simplement à déterminer le chemin ou "routage" pour l'établissement de la communication. Il existe par contre un dispositif qui permet de filtrer au niveau du récepteur, seulement les appels lui étant destinés. C'est le "Digital Call Sign Squelch". Ce point peut être aisément vérifiable avec un terminal D-STAR
L'annexe III de ce même document dit :
Les transmissions se font uniquement dans les classes d'émissions autorisées par la présente décision. Le routage des messages doit faire apparaître les indicatifs à toutes les étapes de la transmission. Les stations répétitrices doivent transmettre leur indicatif en début et fin de transmission. Les dispositions des protocoles ou logiciels informatiques utilisés doivent être conformes à la présente décision.
Comme vu plus haut, chaque paquet de données D-STAR, comporte un groupe de 36 octets "ID" contenant l'appelant, l'appelé mais aussi "Destination Callsign Repeater" (Répéteur de destination) et "Departure Repeater Callsign" (Répéteur origine). Enfin, chaque répéteur possède son adresse IP et il existe un tunnel direct entre deux répéteurs, géré par le contrôleur local de chaque répéteur (une zone peut être constituée de plusieurs répéteurs). Ainsi, il n'existe pas d'intermédiaire entre un répéteur et un autre. La liaison est directe par commutation de paquets. Le routage des messages fera donc bien apparaitre toutes les étapes de la transmission.
En outre, le répéteur D-STAR utilise la classe d'émission F1D. Le micro logiciel embarqué dans le répéteur permet de répondre à l'ensemble des points relatifs à cette réglementation.
=> Une station répétitrice D-STAR est donc bien conforme à la réglementation (avec classe d'émission F1D).
Conclusion
Il ne reste donc plus que l'ajout du mode F7W à la réglementation, pour sortir du mode expérimental et permettre à toute la communauté de profiter pleinement de D-STAR, sans avoir recours à une demande d'autorisation personnelle.
