L’histoire du Packet Radio
Aujourd’hui, envoyer quelques lignes de texte à l’autre bout du monde ne prend qu’une fraction de seconde. Internet, Wi-Fi et téléphones mobiles ont rendu les réseaux numériques tellement ordinaires que nous avons presque oublié à quel point l’idée était révolutionnaire.
Pourtant, bien avant l’arrivée d’Internet dans les foyers, des radioamateurs avaient déjà trouvé le moyen de relier leurs ordinateurs par radio, de transmettre des messages numériques, de les faire passer automatiquement par des relais et même de créer de véritables boîtes aux lettres électroniques accessibles par les ondes.
Une nouvelle époque commençait.
Nos radios n’allaient plus seulement transporter de la voix, de la télégraphie ou du RTTY.
Elles allaient se mettre en réseau.
Des ordinateurs qui commencent à parler aux radios
À la fin des années 1970, l’informatique change rapidement.
Les microprocesseurs deviennent accessibles, les premiers micro-ordinateurs arrivent chez les particuliers et les radioamateurs commencent naturellement à se demander comment associer ces nouvelles machines à leurs transceivers.
La transmission de données par radio n’est évidemment pas nouvelle. Le RTTY permet depuis longtemps de transmettre du texte.
Mais le Packet introduit une idée différente.
Au lieu d’envoyer continuellement une succession de caractères, les informations sont regroupées dans des paquets de données.
Chaque paquet contient non seulement le message, mais également différentes informations permettant notamment d’identifier son origine et sa destination et de vérifier son intégrité.
Le principe ressemble déjà beaucoup à celui des réseaux informatiques.
1978-1979 : l’aventure commence au Canada
L’une des grandes étapes de l’histoire du Packet Radio se déroule au Canada.
En septembre 1978, les autorités canadiennes autorisent les radioamateurs à expérimenter des transmissions numériques autres que le traditionnel Baudot.
Les expérimentations commencent rapidement.
En janvier 1979, le Vancouver Amateur Digital Communications Group, plus connu sous l’acronyme VADCG, est constitué.
Ses membres développent du matériel et un protocole permettant aux ordinateurs de communiquer par radio sous forme de paquets.
Durant l’été 1979, d’autres expérimentations apparaissent notamment à Ottawa et Montréal.
À cette époque, le nombre d’utilisateurs de ces nouvelles transmissions numériques en Amérique du Nord se compte encore seulement par dizaines.
Mais la machine est lancée.
1980 : le Packet traverse la frontière
En mars 1980, les transmissions ASCII deviennent accessibles aux expérimentations radioamateurs américaines.
Les réalisations canadiennes commencent alors à circuler aux États-Unis.
En décembre de la même année, un premier digipeater américain utilisant une technologie dérivée des travaux du VADCG entre en service à San Francisco.
Le concept est fondamental.
Une station n’est désormais plus obligée de communiquer directement avec sa destination.
Une station intermédiaire peut recevoir le paquet puis le retransmettre.
La radio commence réellement à devenir un réseau.
Le TNC : la petite boîte qui change tout
Au début des années 1980 apparaît un appareil qui deviendra indissociable du Packet Radio : le TNC — Terminal Node Controller.
Son rôle peut être résumé ainsi : Ordinateur → TNC → Transceiver → Antenne
Le TNC faisait le lien entre l’ordinateur et le transceiver pour communiquer en Packet Radio.
Et, naturellement, dans l’autre sens à la réception.
Le TNC constitue en quelque sorte l’interface intelligente entre l’ordinateur et la radio.
Il transforme les données provenant du terminal en trames pouvant être transmises par radio. À la réception, il effectue l’opération inverse et fournit les informations reçues à l’ordinateur.
Pour l’utilisateur, cela simplifie considérablement l’exploitation.
On branche son ordinateur au TNC, le TNC au transceiver et l’on peut commencer à communiquer avec d’autres stations numériques.
1982 : TAPR entre en scène
Aux États-Unis, un autre groupe va jouer un rôle déterminant : le Tucson Amateur Packet Radio, ou TAPR.
En 1982, le développement d’un TNC accessible aux radioamateurs s’accélère.
L’un des grands objectifs est alors de mettre fin à la multiplication de solutions incompatibles.
Car un réseau n’a réellement d’intérêt que si les machines parlent le même langage.
Des travaux associant notamment AMSAT, AMRAD et les expérimentateurs du Packet conduisent à l’adoption d’un protocole qui deviendra emblématique du Packet Radio : AX.25.
En 1983, TAPR commence à produire ses premiers TNC et AX.25 se diffuse rapidement.
AX.25 : quand l’indicatif devient une adresse
AX.25 signifie Amateur X.25.
Le protocole reprend des principes provenant du monde des réseaux informatiques et les adapte aux contraintes particulières des communications radioamateurs.
L’une de ses caractéristiques les plus intéressantes est que l’adresse d’une station peut être directement basée sur son indicatif radioamateur.
Notre radio-club pourrait ainsi apparaître dans une trame sous la forme : F5KEE
Il est également possible d’ajouter un numéro appelé SSID, permettant de distinguer plusieurs équipements ou services utilisant le même indicatif :
F5KEE-1
F5KEE-2
F5KEE-7
L’indicatif radioamateur devient donc littéralement une adresse dans le réseau.
Une trame AX.25 contient également des informations de contrôle et un mécanisme de vérification permettant de détecter une transmission corrompue.
Nous sommes désormais très loin d’un simple texte envoyé aveuglément par radio.
Le fameux Packet à 1200 bauds
Sur les bandes VHF et UHF, le Packet Radio va être largement associé à une vitesse devenue presque mythique :
1200 bit/s.
Cela semble aujourd’hui ridiculement lent.
Une connexion Internet moderne transporte en une seconde ce qu’une station Packet aurait mis des heures, voire beaucoup plus, à transmettre !
Mais il faut replacer ces performances dans leur époque.
À 1200 bit/s, il était parfaitement possible d’envoyer des messages, des bulletins, des informations techniques ou de petites quantités de données.
Le système classique utilise notamment une modulation AFSK, directement compatible avec l’entrée audio de nombreux transceivers FM.
Les deux tonalités couramment associées au système Bell 202 sont : 1200 Hz et 2200 Hz.
Quiconque a déjà écouté une transmission Packet ou APRS reconnaît immédiatement cette succession caractéristique de tonalités.
Des paquets qui sautent de relais en relais
L’une des grandes forces du Packet est le digipeater.
Le mot vient de digital repeater.
Contrairement à un relais vocal qui retransmet immédiatement le signal reçu, le digipeater reçoit une trame numérique, l’identifie puis la retransmet.
On peut alors imaginer : F5KEE → DIGI1 → DIGI2 → F4XXX
Grâce aux digipeaters, les trames AX.25 peuvent voyager de relais en relais jusqu’à leur destinataire.
La station F5KEE n’a pas besoin d’être directement entendue par F4XXX.
Les paquets peuvent être acheminés à travers plusieurs stations intermédiaires.
Progressivement, des digipeaters apparaissent sur des points hauts et commencent à constituer de véritables infrastructures numériques régionales.
Les radios viennent réellement de se mettre en réseau.
Les années 1980 : l’explosion du Packet
Le développement devient extrêmement rapide.
En 1983, TAPR produit ses premiers TNC en série. Les constructeurs commerciaux comprennent rapidement l’intérêt de ce nouveau marché.
Des marques comme Kantronics, AEA, Pac-Comm et d’autres proposent leurs propres TNC.
Au milieu des années 1980, le phénomène explose.
Quelques centaines de TNC seulement existaient en Amérique du Nord au début des années 1980. Les estimations publiées à l’époque évoquent environ 650 appareils en 1983, 2 500 en 1984 et près de 10 000 envisagés pour la fin de 1985.
Le Packet Radio devient l’une des grandes nouveautés du monde radioamateur.
Bienvenue sur les BBS !
Mais que faire une fois connecté ?
C’est ici qu’interviennent les BBS — Bulletin Board Systems.
On pourrait grossièrement les comparer à des serveurs de messagerie et d’informations accessibles par radio.
Le radioamateur se connecte à une BBS Packet.
Il peut consulter les messages disponibles, lire des bulletins, déposer un message destiné à un autre radioamateur ou récupérer ceux qui lui sont adressés.
Et surtout, certaines BBS peuvent échanger automatiquement des messages entre elles.
Votre correspondant n’a donc pas nécessairement besoin d’être présent devant son ordinateur lorsque vous envoyez votre message.
Nous sommes dans les années 1980.
Le Web n’existe pas encore.
Pourtant, les radioamateurs disposent déjà de boîtes aux lettres électroniques accessibles par les ondes.
Un véritable réseau radioamateur
Durant les années 1980 et 1990, les infrastructures deviennent progressivement plus complexes.
Aux simples digipeaters viennent s’ajouter des nodes, capables d’assurer des fonctions de routage plus élaborées.
Une station peut entrer sur le réseau par un point d’accès local puis progresser de node en node.
Certaines liaisons entre nœuds utilisent des bandes et des vitesses différentes de celles employées par les utilisateurs.
Des réseaux régionaux, nationaux puis internationaux se développent.
Des expérimentateurs vont même travailler sur TCP/IP par radio. Dès 1985, Phil Karn, KA9Q, propose l’utilisation de TCP/IP pour les niveaux supérieurs des réseaux Packet radioamateurs.
La frontière entre informatique et radio devient de plus en plus mince.
9600 bit/s : il faut aller plus vite !
1200 bit/s devient rapidement limité.
De nouvelles techniques sont donc expérimentées.
L’une des plus célèbres est associée à l’indicatif britannique G3RUH, avec une transmission Packet à 9600 bit/s.
Cette fois, il ne suffit généralement plus d’injecter simplement deux tonalités audio dans l’entrée microphone d’un transceiver quelconque.
La chaîne radio doit présenter des caractéristiques adaptées à la transmission des données.
Mais le gain est considérable : huit fois le débit du Packet 1200.
Le 9600 bit/s connaîtra notamment un grand succès dans le domaine des communications numériques par satellite.
Le Packet prend de l’altitude
Les radioamateurs vont naturellement essayer leurs réseaux numériques dans l’espace.
Différents satellites amateurs emportent des systèmes Packet permettant de transmettre des messages ou de la télémétrie.
Le principe est particulièrement intéressant : un satellite peut recevoir des données provenant d’une station terrestre et les retransmettre vers d’autres stations situées dans sa zone de couverture.
Plus tard, des satellites universitaires et de nombreux CubeSats utiliseront encore des trames AX.25, notamment pour transmettre leur télémétrie.
Même la Station spatiale internationale a accueilli et utilisé des fonctions Packet radioamateur.
Le réseau imaginé quelques décennies auparavant avait quitté la Terre !
APRS : l’héritier que nous entendons encore
Le Packet traditionnel a aujourd’hui largement disparu de nombreuses régions, mais l’une de ses descendances est toujours très présente : l’APRS — Automatic Packet Reporting System.
Développé autour des travaux de Bob Bruninga, WB4APR, l’APRS reprend notamment les trames AX.25 pour transporter différentes informations :
- position géographique ;
- messages courts ;
- télémétrie ;
- informations météorologiques ;
- données provenant de stations mobiles.
En Europe, il suffit encore aujourd’hui d’écouter 144,800 MHz pour entendre les fameuses rafales numériques de l’APRS à 1200 bit/s.
Le son caractéristique du Packet des années 1980 est donc toujours présent sur nos bandes.
Internet arrive et change la donne
À partir des années 1990, puis surtout avec la démocratisation d’Internet, le Packet Radio perd progressivement une grande partie de son intérêt comme moyen d’échange de messages.
Pourquoi attendre qu’un message transite lentement à 1200 bit/s par plusieurs nodes lorsqu’un modem téléphonique puis l’ADSL permettent de communiquer instantanément avec le monde entier ?
Les BBS Packet ferment progressivement.
Les réseaux de nodes deviennent moins nombreux.
De nombreux TNC finissent dans les cartons ou sur les étagères des shacks.
Le Packet Radio semble appartenir au passé.
Mais seulement en apparence.
Le Packet est-il vraiment mort ?
Pas tout à fait.
AX.25 est toujours bien vivant.
On le retrouve dans l’APRS, dans certaines communications par satellites radioamateurs, dans la télémétrie de nombreux petits satellites et dans diverses expérimentations numériques.
Le matériel, lui, a beaucoup évolué.
Là où il fallait autrefois acheter ou construire un TNC rempli de composants, un ordinateur moderne peut aujourd’hui effectuer une grande partie du travail par logiciel grâce à sa carte son ou à une interface radio numérique.
Le TNC physique est parfois devenu un TNC logiciel.
Mais les principes inventés il y a plus de quarante ans sont toujours là.
Une révolution un peu oubliée
Le Packet Radio paraît aujourd’hui extraordinairement lent.
1200 bit/s !
De quoi faire sourire à l’époque de la fibre optique, de la 5G et des connexions mesurées en gigabits.
Mais juger le Packet uniquement sur son débit serait passer à côté de ce qu’il représentait.
Pour la première fois, des radioamateurs pouvaient connecter leurs ordinateurs par radio, adresser automatiquement leurs correspondants, détecter les erreurs de transmission, utiliser des relais numériques, déposer des messages dans des BBS et construire des réseaux couvrant progressivement des régions entières.
Ils expérimentaient même TCP/IP par radio alors qu’Internet était encore totalement inconnu du grand public.
Le Packet Radio n’était pas Internet.
Il n’avait d’ailleurs jamais eu vocation à le devenir.
Mais il démontrait déjà quelque chose d’extraordinairement moderne : une information numérique pouvait trouver son chemin à travers un réseau de stations radio.
Après avoir appris à transporter la télégraphie, la voix, le texte et les images, la radio venait de franchir une nouvelle étape.
Cette fois, les radios s’étaient mises en réseau !
