Expérimentations NPR70 au radio-club

Pour faire suite à l’atelier NPR70 du 11 mars 2022 (https://blog.f6krk.org/atelier-npr70-au-radio-club/), Guillaume F4HDK a donné la possibilité au radio-club d’effectuer des essais pendant quelques semaines avec son matériel.
Avec ce matériel, nous (Florent F4HZO, Sébastien F4HVQ et Frédéric F4DWD) avons effectué plusieurs expérimentations afin de se familiariser avec ce matériel et apprécier les possibilités offertes.

Expérimentations sur table : Familiarisation et réglages

Pour ce premier essai, nous avons utilisé deux modems espacés de quelques mètres. L’un configuré en mode « Master », connecté au réseau HAMNET et l’autre en « Client » connecté à un ordinateur portable.
Afin de vérifier la configuration des modems, nous nous y sommes connectés avec le protocole Telnet via l’adresse IP du serveur DHCP. Cette adresse peut-être vérifiée via la commande ipconfig /all (sous Windows).

npr_dhcp
Résultat de la commande ipconfig /all. L’adresse IP du serveur DHCP est encadré

 

La modulation utilisée durant tous nos essais est la n°21. Cette modulation en 4GFSK occupe environ une bande fréquentielle de 200 kHz de large pour un débit utile théorique de 16 ko/s (130 kbits/s).

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Tableau comparatif des modulations NPR70

 

Cette modulation n’a pas été choisie au hasard. C’est le paramétrage recommandé par Guillaume F4HDK et qui semble représenter un bon compromis entre débit et occupation spectrale.

Premières applications testées

Au travers de cette liaison NPR70 de quelques mètres, nous avons testé différentes applications.
En premier lieu, après l’envoi traditionnel de quelques commandes PING, nous avons visualisé la page HAMNET du site de F6KRK (http://www.f6krk.ampr.org/), ce qui était déjà rassurant !
Ensuite, l’utilisation du logiciel HexChat (un client IRC) nous a permis d’échanger quelques messages instantanés au format texte puis des fichiers de quelques centaines de kilos octets comme des images.

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Utilisation de HexChat sur le serveur HAMNET de F6KRK via NPR70

 

Enfin, ces premiers tests de connexion ayant été concluants, nous souhaitions aussi tester la VoIP (Voix sur IP) avec l’application Mumble.
Une fois le logiciel Mumble installé sur le PC portable « client » et les paramètres de qualité initialement configurés sur « Normal », nous nous sommes aperçus de l’apparition de « coupures » dans la communication (pertes de paquets). Selon notre analyse, il semblait nécessaire de limiter le débit de données transmises pour améliorer la fluidité et limiter les décrochages ; nous avons donc modifié la qualité sur le préréglage « Bas ».

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Choix des « Paramètres de qualité » de Mumble

 

Dans le but de simplifier ce petit QSO audio instauré dans nos locaux entre un « Client » et le « Master », nous avons aussi fait le choix d’utiliser le mode PTT de Mumble : l’activation du micro par l’appui d’une touche.
Après tous ces réglages, la communication est claire et sans trop de latence. Ça fonctionne bien 🙂

Essais en conditions réelles

Les essais effectués précédemment, dans des conditions quasi-idéales, sont satisfaisants et nous encouragent à continuer l’expérimentation. Nous avons donc essayé la liaison NPR70 dans des conditions réelles, en espace libre, dans les environs du radio-club F6KRK.
Pour cela, nous avons rassemblé dans un sac à dos un kit NPR70 (modem et l’amplificateur : VR-P25D / Vero-Telecom) et l’avons transporté au sommet de la colline d’Élancourt (78).

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Configuration du client sur la colline d’Élancourt (Client A)

 

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Distance de F6KRK à la colline d’Élancourt (4,1 km) / Source : Géoportail © IGN 2022

 

Le « Master » et son amplificateur sont connectés sur l’antenne directive UHF de la station satellite
du radio-club F6KRK.

npr_schema_installation_master
Configuration « Master » sur la station satellite défilant chez F6KRK (Master)

 

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Profil altimétrique de F6KRK à la colline d’Élancourt / Source : Géoportail © IGN 2022

 

Enfin, un client (B) était disposé à quelques centaines de mètre de la station « Master », opéré par Frédéric F4DWD avec une antenne fouet 144/432 reliée directement au modem NPR70 (sans amplificateur) avec 1 m de câble coaxial RG58. Par un heureux hasard, cette seconde station était dans l’axe du lobe arrière de l’antenne directive du Master.

 

npr_schema_interaction_master_clients
Schéma de liaison pour les essais en espace libre

 

Cette configuration n’était pas optimale, car la polarisation de l’antenne du master est circulaire droite alors que celle des stations NPR70 portables étaient verticales (atténuation de 3 dB et risque accru de réflexions multiples). Néanmoins, au vu du dégagement offert par l’altitude de la colline d’Élancourt, cela devait avoir une influence relativement négligeable.La connexion depuis le sommet de la colline avec le « Master » est immédiate. La messagerie IRC fonctionne sans difficultés et le transfert de fichiers est également fluide du client A vers le client B.

npr_qualite_liaison
Statut du modem client A au sommet de la colline

 

On remarque d’ailleurs la précision du « Timing Advance » qui indique la distance entre le « Master » et le client. Ici le TA indique 4,2 km pour une distance de 4,1 km estimés avec Géoportail.
Nous avons également essayé de réaliser un QSO en phonie via Mumble entre clients NPR70. Le client A entendait relativement bien le client B, mais la liaison inverse n’était pas aussi bonne.
Il semble que la configuration PTT du client B avait été configurée en mode « Signal/Bruit » (ordinateur différent) donc non optimale pour les attendus de l’expérimentation que nous souhaitions établir en full duplex. Ce paramétrage est donc vraiment important pour l’utilisation de Mumble. Néanmoins, cette configuration a aussi permis la consultation de pages Web sur le réseau HAMNET sans difficultés en espace libre. La durée de leurs chargements dépend très largement de la taille des images et de la construction du site, qu’il est donc important d’optimiser.

Vue globale des applications utilisées pour le test du système NPR70

Conclusion

Même si les logiciels utilisés pour ces expérimentations sont d’une ancienne génération, ces tests ont permis de constater que le système NPR70 est facile à mettre en œuvre ; les commandes Telnet sont simples et la configuration des paramètres des modems est aisée. De plus, la synchronisation entre le Master et les Clients est rapide (quelques secondes).
La consultation de sites Web, la messagerie instantanée et le transfert de fichiers sont possibles. Les essais de VoIP sur Mumble ont posé quelques problèmes en conditions réelles. Peut-être devrions-nous passer à une modulation NPR70 différente ?

Enfin, ces essais NPR70 n’ont été réalisés qu’avec un Master et deux clients. Il conviendrait de vérifier, même au niveau théorique, qu’un potentiel déploiement de multiples réseaux de ce type sur des bandes fréquentielles proches permette un partage raisonné du spectre radioamateur UHF en 70cm tout en respectant les recommandations de l’IARU. Ce système est toutefois très prometteur pour assurer la connexion de stations assez éloignées via le réseau HAMNET, sans dépendre d’Internet.

De futurs essais le détermineront sans doute…

 

Plus d’informations sur le site de Guillaume F4HDK le concepteur du NPR70 : https://hackaday.io/project/164092

 

Maj du 30/04/2022

Dans la continuité des expérimentations NPR70, un nouveau test a été effectué au radio-club vendredi 29 avril 2022 en soirée.

Ayant eu connaissance de l’existence d’un serveur Matrix hébergé par le radio-club F6KGL (ou f6kgl.ampr.org), nous avons installé et paramétré un client sur notre PC portable.

En l’occurrence, c’est le logiciel “Element” qui a été utilisé pour s’y connecter.

 

Ce service permet de correspondre par messages texte instantanés, dans des salons, de façon bien plus simple et conviviale qu’avec IRC.

Esthétiquement cela ressemble beaucoup à ce qui est possible de faire avec Discord.

F6KGL a publié un article sur la mise en place de ce service au sein de leur radio-club (https://f6kgl-f5kff.fr/2021/05/21/st-4/)

 

Comme nous nous y attendions, nous avons réussi sans problème particulier à se connecter et effectuer un “QSO” avec Maxime F4IQN.

 

Florent F4HZO, Sébastien F4HVQ et Frédéric F4DWD

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