DEMONSTRATION DE TRANSMISSION RADIO NUMERIQUE
PAR PAQUET A 76800 b/s sur 1,2 GHz

PAQUET RADIO 76,8 Kb/s DEMONSTRATION REUSSIE !

Le Samedi 27 Mars 1999 ont eu lieu à Muret (sous préfecture de la Haute
Garonne) à l'occasion du salon radioamateur SARATECH, des essais de
transmission de paquet radio à haut débit en vraie grandeur.

Pour la première fois en France F1BIU et F6FBB ont réussi à transmettre
des informations numériques entre deux stations par paquet radio à 76800
bauds sur 1,2 GHz. Le succès n'était pas garanti dans la mesure où la
mise au point de la partie radio et de la partie logicielle informatique avaient été menées  par Victor F1BIU et Jean-Paul F6FBB, chacun de leur côté.

Brièvement, la configuration était la suivante :

Jean-Paul F6FBB avait préparé deux ordinateurs Pentium 100 MHz avec 16 Mo de mémoire RAM, disque 200 MB, équipés de cartes HDLC SCC4 ATEPRA et de modems FSK modèle G3RUH avec l'adjonction d'une carte d'adaptation par F1TE. Jean-Paul a déja diffusé sur la liste frpacket-sys les modifications nécessaires de la carte SCC4 (pour l'utilisation de modems fournissant les horloges RX et TX).

Le système d'exploitation était Linux 2.0.36 (SuSE 6.0) sur chaque PC
(mémoire 16 Mb) avec les modules AX25, ROSE et FPAC. Les paramètres
EAX25 étaient MAXFRAME 63 et paclen 256. Les paquets étaient de 16128
octets.

Pour la partie radio, Victor F1BIU avait assemblé deux jeux de ses kits TRX 1,2GHz. En fait, Victor en avait câble quatre partiellement. On peut en effet câbler sur son circuit imprimé le TX et le RX ou seulement l'un des deux. Si les deux sont câblés, on ne peut faire que des liaisons en alternat (half duplex) par commutation émission et réception. En revanche, si le TX et le RX sont sur des cartes séparées, cela permet de fonctionner en full duplex avec le libre choix de l'écart de fréquence (variable selon les pays).

Deux antennes hélices apportées par F6BVP dans ses bagages ont contribué à la liaison qui n'était que de quelques mètres entre les deux stations. Les antennes de réceptions étaient des quart d'ondes 144 MHz. Un oscilloscope affichait d'une part l'horloge RX d'un des modems récepteurs et le diagramme de l'oeil.

Les premiers essais ont été faits en half duplex. Cela a permis de valider le fonctionnement de la liaison paquet avec transmission de trames test en TCP/IP. La vitesse de défilement des trames a l'écran était impressionnante.

Pour illustrer de manière un peu plus vivante la transmission haut débit, il a été décidé d'installer sur une des stations un navigateur NETSCAPE et sur l'autre station un serveur de pages WEB avec les images du site internet de F6FBB. Mais un problème a surgit. Un seul des PC était équipé de lecteur de CD/ROM. Qu'à cela ne tienne, l'installation du serveur Apache (httpd) s'est faite à travers la liaison à haut débit qui a permis de transférer en quelques minutes le répertoire du CD d'installation puis le logiciel lui même !

Une fois l'installation effectuée, il a été possible de consulter le serveur de F6FBB à partir de la station distante par liaison HF. Netscape ayant la bonne habitude  d'afficher le débit des données pendant le chargement des images on a pu constater des vitesses de 5500 caractères par secondes.

Pour terminer, la configuration des cartes SCC4 en full duplex (par changement dynamique d'un seul paramètre avec sccparam), a accéléré le débit jusqu'à des pointes de 6500 caractères par secondes. Le texte et les images JPG s'affichaient alors plus rapidement sur l'écran. Plus rapidement que lors d'une liaison modem par internet. On devrait pouvoir obtenir des taux de transfert encore plus rapides en optimisant les paramètres du TCP/IP. Dans ses essais préalables Jean-Paul avait en effet obtenu selon la puissance du processeur du PC des vitesses de 7000 à 7500
caractères par seconde (bouclage analogique du modem sur lui même).

Il faut noter que le système Linux s'est très bien comporté puisque la coupure de plusieurs secondes du lien HF ne perturbe en rien le déroulement de la session, qui reprend lorsque le lien est rétabli. D'autre part, la conception de la carte SCC4 entraîne la génération d'une interruption par caractère, soit jusqu'à 7500 interruptions logicielles par secondes, ce qui constitue une charge importante pour le
système d'exploitation.

Heureusement que Victor était venu avec suffisamment de circuits imprimés, de PICs et de composants, sinon de nombreux visiteurs seraient repartis très frustrés après avoir vu fonctionner la démonstration.

Les conclusions de ces essais sont donc très encourageantes. Des liens points à points devraient rapidement voir le jour ici et là sur des distances d'une vingtaine de km. Pour assurer un excellent fonctionnement des TX, Victor F1BIU estime qu'il faudra probablement monter le circuit hybride PA (10 mW-2W) dans un boîtier séparé. Les modems G3RUH (valeurs de quelques condensateurs modifiées pour le 76800 b/s) fonctionnent très bien avec les TRX. On peut cependant réaliser des modem  Manchester pour un prix très modique (estime par Victor à 100 F de composants, plus le prix du cuivre imprimé). Dans ce cas l'émission occupe une bande passante deux fois plus large, mais les canaux duplex réservés pour les liaisons à haut débit en bas et en haut de la bande 1,2 GHz ont été prévus suffisamment larges à cette fin (250 KHz). Victor, signale qu'un avantage du Manchester, en dehors de son faible prix, c'est que l'on peut transmettre a n'importe quelle vitesse entre 1200 b/s et 76,8 Kb/s.

Parallèlement à ces essais, Frédéric F1OAT faisait la démonstration de son récepteur VHF (presque) entièrement numérique programme autour d'un module d'évaluation du DSP Sharck d'Analog Device. F1OAT l'a utilisé récemment lors du concours EME sur 1,2 GHz.

Tous les essais ont été filmés en vidéo 8 mm PAL par F6BVP.

Pour informations vous pouvez consulter les pages WEB suivantes :

serveur de F6FBB:     http://www.f6fbb.org
pages de F1OAT:       http://www.teaser.fr/~frible/
 

Adaptation du modem G3RUH à la carte SCC4 de l'ATEPRA avec le circuit de Lucien F1TE qui fait :

db9 modem connecteur 2x10br
1   7
2   15
3   13
4   *
5   2,4,6,8,10,12,14,16,18,20
6   19
7   9
8   11
9   17

* si le modem est alimente par le PC, la broche 4 de la db9 (+12v) va aux
broches 1 et 3 du modem a travers un 7805 +radiateur.

Vous trouverez le circuit sur :
ftp://www.citb.bull.net/pub/f1te
Par ailleurs voici l'adresse du site de F1TE :
http://www.citb.bull.net/bdxgrp/f1te.html

Enfin, F6FBB indique que le modems type FSK-9600 G3RUH connecté sur le port 0 de la carte SCC4 était modifié pour le 76800 Bauds. Avec les valeurs spécifiées par le constructeur le filtre passe-bas d'émission (LM324) entre en oscillation. Il l'avait pour l'instant simplement monté en suiveur.

Modifications de la carte SCC4 de l'ATEPRA décrite par F6FBB pour l'utilisation de modems fournissant les horloges TX et RX.

1 - Enlever le 4024 U6 (diviseur par 64)

Horloge Réception (x1)
2 - Connecter la DB37 pin 37 a U3 (244) pin 15
3 - Connecter U3 (244) pin 5 a U6 pin 5

Horloge Emission (x1)
4 - Connecter la DB37 pin 34 a U3 (244) pin 17
5 - Connecter U3 (244) pin 3 a U6 pin 1
 

EAX25 est inclus en standard dans LINUX et permet de passer d'un paquet AX25 de 200ms (paclen 256, maxframe 7 = 1,8KOctets) peu efficace en simplex à un paquet EAX25 inférieur à 2 secondes (paclen 256, maxframe 63 = 16KOctets).
D'autre-part, EAX25 permet de ré-utiliser les paquets dejà reçus correctement mais rejetés.
L'extension EAX25 du standard AX25 est décrit sur ce site de PE1CHL:
http://www.pe1chl.demon.nl/
Les spécifications sont disponible dans le fichier : ftp://ftp.funet.fi/pub/ham/packet/tcpip/pe1chl/extseq.lzh

La programmation du z8530 dans le fichier de configuration du driver :
- l'horloge du port 0 n'est plus "divider" mais "external"
- le nombre de buffers est augmente a txbuff=128 rxbuff=64