D-STAR

Digital Smart Technologies for Amateur Radio — norme japonaise de communication numérique et de transmission de données avec relais des indicatifs d’appel via un réseau mondial de relais.

Au début des années 90, des radioamateurs japonais ont développé la norme de radiocommunication numérique D-STAR. Celle-ci est spécialement adaptée aux besoins du service des radioamateurs : Les relais D-STAR forment un réseau mondial de radiocommunication numérique avec transfert automatique des indicatifs d’appel — les liaisons entre deux ou plusieurs radioamateurs sont établies via des relais D-STAR, sans que ceux-ci aient besoin de savoir sur quel relais se trouvent leurs interlocuteurs à ce moment-là.

Principes de base

Le réseau D-STAR se compose d’un ensemble mondial de stations relais pouvant être interconnectées de multiples façons. Il transmet des signaux vocaux numériques (DV — digital voice) ainsi que d’autres données numériques (DD — digital data). Outre les communications vocales, le D-STAR permet donc également la transmission de données de localisation ou de fichiers. Pour des raisons pratiques, la commutation entre les relais s’effectue généralement via Internet ; toutefois, avec le développement du HAMNET, de plus en plus d’opérateurs de relais misent sur la transmission de données via le HAMNET.

Contrairement à ce qui est souvent affirmé, D-STAR n’est pas un développement commercial d’Icom, mais une invention originale des radioamateurs japonais. La norme a été adoptée entre 1999 et 2001 par la Japan Amateur Radio League (JARL). À la demande de la JARL, seule la société Icom s’est déclarée disposée à fabriquer des émetteurs-récepteurs radio conformes à la norme D-STAR — il existe par ailleurs de nombreux kits et projets de montage permettant de moderniser des émetteurs-récepteurs radio existants.

Caractéristiques techniques

Le flux de données numériques est modulé sur la porteuse, selon la fréquence et le mode, soit par modulation de fréquence (GMSK ou 4-FSK), soit par modulation de phase (QPSK). Il existe deux modes :

• Voix numérique (DV) — largeur de bande de 6 kHz, semi-duplex, débit de données de 4 800 bits/s (2 400 bits/s pour l’audio + 1 200 bits/s pour la correction d’erreurs (FEC) + 1 200 bits/s pour les messages courts). Signal vocal compressé à l’aide du codec propriétaire AMBE-2020.
• Données numériques (DD) — largeur de bande de 150 kHz, simplex, débit de données de 128 kbit/s via le protocole Internet. En raison de la largeur de bande requise, ce mode n’est utilisable que dans la bande des 23 cm et au-delà.
• Mode DV Fast Data (depuis 2015) — 3 480 bits/s dans la largeur de bande d’un signal DV, sans canal audio.

Le codec 2, une alternative ouverte

Le codec AMBE, propriétaire et protégé par des brevets, est également utilisé dans le secteur commercial (APCO P25, DMR, téléphones par satellite). Il a été choisi pour D-STAR car, dans les années 90, c’était le seul codec utilisable offrant un débit de données suffisamment faible. Le radioamateur australien David Rowe (VK5DGR) a créé une alternative ouverte avec le Codec 2 open source — celui-ci n’est pas compatible avec AMBE, mais ouvre de nouvelles perspectives pour les projets de construction amateur.

Réflecteurs et mise en réseau

Un relais D-STAR se compose de plusieurs modules : un module pour chaque paire de fréquences d’entrée et de sortie, généralement distingués par une lettre de suffixe (A = 23 cm, B = 70 cm, C = 2 m). Plusieurs modules situés sur un même site sont interconnectés via un contrôleur pour former une zone. Les zones peuvent être reliées entre elles par des liaisons radio ; différentes zones communiquent via des passerelles, qui sont elles-mêmes connectées au HAMNET ou à Internet.

Via le réseau ircDDB, les passerelles échangent des informations sur les indicatifs d’appel actifs sur un relais — ce qui constitue la base du transfert automatique des indicatifs d’appel. Le système DCS permet en outre de relier plusieurs relais D-STAR entre eux pour former un réseau, à l’instar d’une conférence téléphonique. Aucun enregistrement n’est nécessaire pour un fonctionnement purement local via un seul relais ; certains relais (principalement nord-américains) nécessitent toutefois encore l’ancien système US-TRUST, qui exige un enregistrement préalable.

Aujourd’hui, l’interconnexion s’effectue principalement via des réflecteurs — des serveurs centraux auxquels se connectent les relais et les hotspots. Les systèmes REF (protocole DPlus), XRF (DExtra) et DCS sont largement répandus, tout comme le type multiprotocole XLX, qui combine les trois protocoles et ne nécessite pas d’enregistrement dans le système D-STAR Trust.

Enregistrement et protection des données

Les relais D-STAR peuvent être interconnectés à l’échelle mondiale. Certains services du réseau exigent que votre indicatif soit enregistré et activé. Aucun enregistrement n’est jamais nécessaire pour les communications purement locales via un seul relais D-STAR — le fonctionnement local s’effectue presque exactement de la même manière que via un relais FM analogique.

La majorité des relais D-STAR européens est connectée au réseau ircDDB, qui propose le transfert d’indicatif sans inscription. Il existe par ailleurs l’ancien système US-TRUST, principalement répandu en Amérique du Nord, qui exige une activation préalable. La transmission des indicatifs d’appel entre les relais ircDDB et US-TRUST est possible, mais elle ne fonctionne en direction d’US-TRUST que si votre propre indicatif y est enregistré. Avant de vous rendre dans un pays où l’utilisation d’US-TRUST est prédominante, il est donc tout à fait utile de vous enregistrer.

Lors de l’utilisation d’un relais D-STAR, votre indicatif est transmis via Internet — cela est techniquement nécessaire pour que le réseau ircDDB puisse assurer la transmission de l’indicatif.

Fabrication maison et hotspots

Seul Icom fabrique des appareils D-STAR en série — mais pour débuter, il n’est plus nécessaire depuis longtemps de disposer d’un émetteur-récepteur radio coûteux. Comme pour le DMR et le C4FM, la solution la plus simple consiste à utiliser un hotspot MMDVM avec le logiciel Pi-Star (ou son successeur, WPSD) : Une petite carte enfichable sur un Raspberry Pi devient un accès D-STAR personnel — ce même appareil prend généralement aussi en charge les normes DMR, C4FM, P25 et NXDN.

Il est possible de s’en passer complètement en utilisant un émetteur-récepteur radio AMBE (par exemple, le DVstick 30 ou le ThumbDV) sur votre ordinateur : comme le codec ouvert 2 n’est pas compatible avec AMBE, le dongle se charge du codage vocal au niveau matériel. Des logiciels tels que BlueDV ou DroidStar (également disponibles pour Android) permettent ainsi de se connecter directement aux répéteurs D-STAR (REF/XRF/DCS).

La réception seule est également possible à moindre coût : à l’aide d’une clé USB RTL-SDR ou DVB-T et d’un logiciel adapté, il est possible de décoder le signal D-STAR — D-STAR Headers lit les en-têtes de protocole, tandis que D-STAR Voice traite les données vocales. Des projets de construction ouverts, tels que la carte DVRPTR et l’UP4DAR, datent de l’époque des pionniers ; ils ont aujourd’hui été largement remplacés par l’écosystème MMDVM.

D-STAR en Suisse

En Suisse, des relais D-STAR sont disponibles sur les bandes de 2 m et 70 cm, ainsi que quelques stations sur la bande de 23 cm — par exemple chez HB9EAS (Bâle) ou HB9RF (Zoug). Les relais sont interconnectés via des réflecteurs :

• XLX229 — le réflecteur multiprotocole central suisse, exploité par la Swiss-ARTG ; de nombreux relais HB9 y sont connectés par défaut. Pour la Suisse alémanique, c’est le module XLX229 D qui est utilisé.
• REF098 — un autre réflecteur utilisé en Suisse (notamment HB9F sur 70 cm).

Si aucun relais ne se trouve à portée, vous pouvez — comme avec le DMR et le C4FM — accéder au réseau D-STAR via un hotspot Pi-Star et y sélectionner directement le réflecteur souhaité. Une liste actualisée des répéteurs D-STAR actifs dans le monde entier est publiée régulièrement — elle aide à choisir un emplacement lors de vos déplacements et montre la couverture du réseau dans la région.

Photo de couverture : Icom IC-705 — Photo Batchman99, CC BY-SA 4.0.