Lorsqu’Internet et les réseaux téléphoniques deviennent indisponibles, les radioamateurs savent encore transmettre un message. Winlink constitue aujourd’hui l’un des outils les plus connus pour acheminer courriels, formulaires et petits fichiers par radio. À l’autre extrémité, AREDN permet de construire de véritables réseaux IP radio à haut débit.

Mais entre ces deux mondes, il reste une place intéressante : transmettre plusieurs kilobits par seconde avec la largeur de bande d’un simple canal SSB. C’est précisément ce que permettent de nouvelles expérimentations autour de l’OFDM.

L’OFDM : plusieurs porteuses plutôt qu’une seule

OFDM signifie Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Au lieu de faire transporter toutes les données par une seule porteuse, le signal est réparti entre de nombreuses sous-porteuses orthogonales.

Cette technique est largement utilisée dans les télécommunications modernes. Elle permet notamment d’obtenir une bonne efficacité spectrale et de mieux gérer certaines dégradations du canal.

Pour le radioamateur, son autre intérêt est la possibilité d’adapter la transmission aux conditions rencontrées : BPSK ou QPSK lorsque le signal est difficile, QAM lorsque le rapport signal/bruit permet de rechercher davantage de débit.

Jusqu’à 14,2 kbit/s dans seulement 2,4 kHz !

Un projet récent illustre particulièrement bien ce potentiel : MODEM73, modem logiciel open source utilisable en HF, VHF et UHF avec un émetteur-récepteur disposant de seulement 2 400 Hz de bande passante.

Son modem OFDM propose des modulations allant de BPSK jusqu’à QAM4096 et plusieurs taux de codage correcteur.

Les débits annoncés sont impressionnants : selon la modulation, le codage et la taille des trames, on passe de quelques centaines de bit/s jusqu’à 14 200 bit/s en QAM4096 5/6, toujours dans 2,4 kHz. À un taux de codage 1/2, par exemple, MODEM73 annonce environ 700 bit/s en BPSK, 2,1 kbit/s en QAM16, 4,3 kbit/s en QAM64, 7,5 kbit/s en QAM1024 et 8,6 kbit/s en QAM4096.

Attention toutefois : 14,2 kbit/s est un débit de modem, pas la promesse de transférer réellement un fichier à 14,2 kbit/s sur n’importe quelle liaison. Plus on monte en QAM, meilleur doit être le rapport signal/bruit. MODEM73 recommande d’ailleurs de rester sous 8PSK sur les liaisons HF SSB stables.

Entre Winlink et AREDN

C’est là que l’OFDM devient intéressant pour les communications d’urgence.

Winlink privilégie avant tout l’acheminement fiable des messages. À titre d’ordre de grandeur, sa documentation estime qu’un message compressé de 4 ko nécessite environ 2 minutes en packet 1200, 1 minute en packet 9600 et seulement 20 secondes avec VARA FM, dans des conditions idéales.

AREDN se situe beaucoup plus haut : son objectif est de constituer un véritable réseau IP radio large bande capable de transporter fichiers, téléphonie, services Web et même vidéo.

L’OFDM étroit pourrait donc occuper l’espace intermédiaire : quelques kbit/s avec des radios HF/VHF/UHF classiques, sans nécessiter plusieurs mégahertz de spectre.

Que pourrait-on transmettre en situation d’urgence ?

Avec 5 à 10 kbit/s réellement exploitables, inutile d’imaginer de la vidéo HD. Mais formulaires, positions GPS, listes de matériel, bulletins météo, télémétrie, petits fichiers ou images fortement compressées deviennent parfaitement envisageables.

MODEM73 possède en plus une interface KISS sur TCP, permettant son utilisation avec des applications APRS, des BBS packet, Reticulum ou des logiciels développés spécifiquement. Il propose également des modes ROBUST, descendant de 1 150 à 149 bit/s lorsque les conditions HF deviennent difficiles.

On pourrait ainsi imaginer une station d’urgence passant automatiquement d’un mode rapide à un mode robuste suivant l’état de la liaison.

Un troisième outil dans la boîte ?

L’OFDM ne remplacera probablement ni Winlink ni AREDN. Il pourrait plutôt compléter les deux :

Winlink pour faire passer le message lorsque la liaison est difficile, OFDM étroit pour transporter rapidement davantage de données lorsque le canal le permet, et AREDN lorsqu’une infrastructure large bande peut être déployée.

Entre le message radio qui passe presque partout et le réseau IP à plusieurs Mbit/s, il restait peut-être une case vide.

L’OFDM à bande étroite pourrait bien être en train de la remplir.

Pour aller plus loin

• MODEM73 – site officiel — La référence principale : fonctionnement, tableaux des modes OFDM, modulations, codages et débits jusqu’à 14,2 kbit/s dans 2,4 kHz.
• MODEM73 – guide de démarrage — Installation et configuration pratique du modem avec une station HF/VHF/UHF.
• MODEM73 – code source GitHub — Pour ceux qui souhaitent étudier, compiler ou modifier le modem open source.
• Winlink Global Radio Email — Le réseau mondial de messagerie radio utilisé notamment pour les communications d’urgence.
• Guide de démarrage Winlink et VARA FM — Une bonne introduction aux liaisons Winlink utilisant VARA HF, VARA FM et le packet.
• FreeDV — Projet open source incontournable pour comprendre les développements modernes des modems numériques HF.
• Reticulum Network Stack — Une piste particulièrement intéressante pour construire des réseaux indépendants et multi-supports. Reticulum peut notamment fonctionner avec des modems disposant d’une interface KISS.
• Documentation des interfaces Reticulum — Pour aller plus loin dans la construction de réseaux mélangeant différentes liaisons radio.