Haifuraiya : le futur QO-100 pourrait-il devenir un routeur numérique dans l’espace ?
QO-100 a profondément changé la pratique des satellites radioamateurs : pour la première fois, un transpondeur amateur géostationnaire permet de réaliser des contacts à toute heure, sans attendre le passage d’un satellite. Mais son éventuel successeur pourrait aller beaucoup plus loin. Avec Haifuraiya, l’Open Research Institute (ORI) propose de remplacer le traditionnel répéteur analogique par une véritable plateforme numérique régénérative dans l’espace.
Et une évolution technique annoncée le 24 août 2026 rend le projet encore plus concret : son architecture prévoit désormais 64 canaux numériques simultanés dans une bande de seulement 10 MHz.
QO-100 : un remarquable « tuyau » radio
Le principe de QO-100 reste relativement classique. Le satellite reçoit les signaux envoyés depuis le sol sur 2,4 GHz, les transpose et les retransmet sur 10 GHz.
C’est ce que les ingénieurs appellent un transpondeur « bent pipe », littéralement un tuyau coudé.
Le satellite ne cherche pas réellement à comprendre ce qu’il reçoit. Une station trop puissante, mal réglée ou occupant trop de bande passante est donc retransmise telle quelle.
Haifuraiya change complètement cette philosophie.
L’Open Research Institute décrit Haifuraiya — « High Flyer » — comme un projet open source destiné aux orbites HEO/GEO. Pour futureGEO, ORI propose cette architecture comme base possible d’une future charge utile amateur géostationnaire régénérative.
Cette fois, le satellite décode les signaux
Avec Haifuraiya, les stations au sol transmettraient individuellement des signaux numériques utilisant le protocole Opulent Voice (OPV).
Le satellite les reçoit, mais au lieu de simplement les retransmettre, il les sépare, démodule et décode à bord.
Les données provenant des différentes stations sont ensuite regroupées dans un flux numérique commun avant d’être réémises vers la Terre en DVB-S2/S2X.
Le fonctionnement peut se résumer ainsi :
Stations radioamateurs → canaux OPV → satellite → décodage → multiplexage → DVB-S2/S2X → Terre
Autrement dit, Haifuraiya serait beaucoup plus proche d’un routeur numérique placé à près de 36 000 km d’altitude que d’un répéteur radio traditionnel.
QO-100 et Haifuraiya : deux philosophies différentes. QO-100 fonctionne comme un transpondeur « bent pipe » qui transpose et retransmet les signaux reçus. Haifuraiya introduit un transpondeur régénératif : les canaux numériques OPV sont séparés et décodés à bord, puis regroupés avant d’être retransmis vers la Terre en DVB-S2/S2X.
64 radioamateurs simultanément dans 10 MHz
C’est précisément sur ce point qu’une évolution importante vient d’être publiée.
L’uplink actuellement étudié se situe sur 5,6 GHz, avec une largeur totale de 10 MHz. Chaque utilisateur émettrait dans son propre canal FDMA en Opulent Voice.
ORI avait initialement envisagé 96 canaux, mais les essais et simulations ont montré que cette solution devenait trop contraignante.
Le signal OPV occupe environ 81 kHz entre ses premiers zéros. Avec 96 canaux dans 10 MHz, chaque canal ne disposerait que de 104,17 kHz, laissant seulement environ 11,5 kHz de garde de chaque côté.
Le nouveau choix de 64 canaux donne au contraire :
- largeur par canal : 156,25 kHz ;
- signal utile : environ 81 kHz ;
- bande de garde : environ 37,5 kHz de chaque côté ;
- modulation : MSK ;
- débit symbole : 54,2 kbauds.
Cette marge supplémentaire facilite énormément le filtrage et améliore la tolérance aux erreurs de fréquence, aux oscillateurs imparfaits et au Doppler.
Le chiffre 64 présente aussi un avantage informatique : 64 = 2⁶. Une FFT de 64 points est beaucoup plus naturelle à réaliser dans un FPGA qu’une FFT de 96 points. Le prototype utilise ainsi un channelizer polyphasé à 64 voies dont l’implémentation a déjà été synthétisée et vérifiée sur une plateforme AMD/Xilinx Zynq UltraScale+ ZCU102.
Architecture du transpondeur numérique Haifuraiya. Jusqu’à 64 utilisateurs disposent chacun d’un canal OPV/MSK sur l’uplink 5,6 GHz. À bord, un channelizer FPGA sépare les canaux avant leur démodulation et leur décodage. Les données utiles peuvent ensuite être identifiées, contrôlées et regroupées pour constituer un flux descendant unique en DVB-S2/S2X.
Opulent Voice : pas seulement de la voix
Malgré son nom, Opulent Voice ne se limite pas aux communications vocales.
Le protocole a été conçu pour transporter dans une même architecture voix, texte, fichiers, télémétrie, commandes et données de type IoT.
Pour la voix, OPV utilise notamment le codec Opus, avec un débit à partir de 16 kbit/s, très différent des vocodeurs à faible débit traditionnellement employés par certains systèmes de voix numérique radioamateur.
Les paramètres publiés indiquent notamment une modulation MSK à 54 200 bauds, des trames de 40 ms, une correction d’erreurs convolutionnelle de taux 1/2 et une identification de la station intégrée dans chaque trame.
Une communication pourrait donc évoluer de la voix vers du texte ou des données sans devoir changer complètement de système radio.
Pourquoi redescendre en DVB-S2/S2X ?
C’est l’une des idées les plus astucieuses du projet.
Le satellite reçoit de nombreux petits canaux numériques indépendants, mais il n’est pas nécessaire de les retransmettre individuellement.
Après décodage, les informations utiles sont multiplexées dans un flux descendant DVB-S2/S2X unique.
Ce choix est particulièrement intéressant pour les radioamateurs : DVB-S2 est déjà largement connu dans le monde de la DATV et bénéficie d’un important écosystème matériel et logiciel.
Le principe devient donc :
64 petits uplinks individuels → traitement numérique à bord → un downlink numérique multiplexé.
Le satellite pourrait même gérer les utilisateurs
Le traitement régénératif apporte une autre possibilité inexistante avec un simple transpondeur analogique.
Les trames OPV comportent notamment l’identification de la station et un jeton d’authentification. Haifuraiya peut donc déterminer quelles trames doivent être acceptées et retransmises. ORI décrit pour cela une architecture baptisée AAAAA : Access, Authentication, Authorization, Accounting, Auditing.
Un signal incorrect ou perturbateur pourrait ainsi être rejeté avant même d’atteindre le downlink.
Cette possibilité risque évidemment d’alimenter quelques discussions entre radioamateurs : jusqu’où doit aller le contrôle d’accès à un satellite amateur ?
Techniquement, en revanche, les possibilités deviennent considérables.
Ce n’est plus seulement une idée sur le papier
Un autre aspect rend Haifuraiya particulièrement intéressant : plusieurs briques technologiques fonctionnent déjà.
ORI a présenté en 2026 des implémentations opérationnelles du modem Opulent Voice, de la chaîne logicielle utilisateur et de l’émetteur DVB-S2 sur FPGA. L’organisation indique également travailler sur une version terrestre du répéteur ainsi que sur un prototype de carte de communication qualifiable pour le spatial.
Le channelizer 64 voies publié en août constitue une nouvelle étape : son implémentation FPGA fonctionne à 100 MHz et a été vérifiée par comparaison avec un modèle Python de référence.
L’ensemble du projet reste dans la philosophie radioamateur : architecture documentée et développements matériels et logiciels open source.
Haifuraiya sera-t-il réellement le successeur de QO-100 ?
Pas encore.
C’est une distinction importante.
Le programme futureGEO, conduit autour d’AMSAT-DL avec le soutien de l’ESA dans le cadre d’ARTES Future Preparation 1A.126, travaille à la définition des besoins et des concepts d’une future charge utile amateur géostationnaire.
Plusieurs philosophies ont été étudiées : un successeur amélioré mais relativement classique de QO-100, une plateforme numérique SDR régénérative baptisée Digital Innovation Lab, et un concept exploratoire utilisant des fréquences millimétriques.
Haifuraiya constitue la proposition d’ORI pour montrer ce que pourrait être la solution régénérative. ORI indique participer à la phase 2 de futureGEO.
Il serait donc prématuré d’affirmer que « Haifuraiya remplacera QO-100 ».
Mais le projet permet déjà d’entrevoir ce que pourrait devenir la prochaine génération de satellites radioamateurs géostationnaires.
Du répéteur spatial au réseau numérique spatial
QO-100 a démontré que la radio d’amateur géostationnaire était possible et extrêmement attractive.
Haifuraiya pose maintenant une autre question :
et si le prochain satellite ne se contentait plus de répéter nos signaux ?
Avec 64 canaux numériques, du traitement FPGA à bord, Opulent Voice pour transporter voix et données et DVB-S2/S2X pour les redescendre vers la Terre, le satellite deviendrait une véritable infrastructure de communications numériques dans l’espace.
Le passage du transpondeur « bent pipe » au transpondeur régénératif serait alors probablement aussi important que l’arrivée de QO-100 elle-même.
