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HAMNET

Après avoir expérimenté dernièrement l’envoi / la réception d’e-mails par radio HF (https://blog.f6krk.org/e-mail-par-radio-hf/), me voici en train de redécouvrir les liaisons 5,7 GHz, grâce au réseau HAMNET.
Il y a plusieurs années maintenant, le radio-club F6KRK, s’était doté d’une installation permettant d’accéder au réseau et par la même occasion de mettre en place quelques services :

Par la suite en 2018, l’installation avait été complétée par l’ajout d’une antenne omnidirectionnelle pour permettre la création d’éventuelles nouvelles liaisons avec des OM aux alentours du radio-club.
A cette époque, je n’ai pas eu l’occasion de tester personnellement cette activité.
C’est chose faite aujourd’hui !

Pour rappel, qu’est-ce que HAMNET ?

HAMNET (High Speed Amateuradio Multimédia NETwork / HAM NETwork) est un réseau IP privé mis en place et utilisé par les radioamateurs. Ce réseau dispose d’adresses IP dans la plage 44.xxx.xxx.xxx attribuées en exclusivité au niveau mondial aux radioamateurs, sous la supervision de la structure américaine ampr.org.
Dans chaque pays, des gestionnaires de réseau attribuent les adresses IP. En France la plage attribuée est 44.168.xxx.xxx.
Par le passé, la plage 44.151.xxx.xxx était utilisée en France pour des stations packet radio.

Aujourd’hui, les Allemands sont leaders en Europe pour ce qui concerne le développement du réseau HAMNET. Leur expérience de plus de 10 ans a permis de créer un réseau relativement dense sur leur territoire comme en témoigne la base de données de gestion des stations HAMNET européennes : https://hamnetdb.net/.

Pour faire simple, comme pour Internet, HAMNET est un réseau IP qui peut être décomposé en 2 grandes parties :

  • l’infrastructure : la mise en place des liaisons radio avec installation d’antennes sur différents sites
  • les services, grâce aux différents équipements additionnels mis à disposition par les OM : Serveur Web, Caméra IP, VoIp, des moteurs de recherches, … pour les plus connus. Grâce à ce type de réseau (IP), il est aussi possible de faire transiter le réseau RRF, WebSDR, stations AIS / ADSB / … Tout ce qui est possible de faire sur Internet !
hamnet_simplifie
Exemple simplifié d’interconnexions HAMNET

Expérimentations

Les essais que j’ai effectués dernièrement, relatés ci-après, sont uniquement focalisés sur l’élaboration de liaisons radio, la partie infrastructure citée précédemment.

Matériel

Pour se connecter au réseau HAMNET, plusieurs solutions sont possibles. La plus simple est l’utilisation d’équipements de marque Ubiquiti. C’est ce que j’ai pu expérimenter grâce à Pierre-Louis F5NED, qui a bien voulu me prêter une parabole M5-400 (https://store.ui.com/collections/operator-airmax-devices/products/powerbeam-m5-400) inutilisée en sa possession.

Études des liaisons possibles

Pour se connecter au réseau HAMNET, il est nécessaire d’avoir une liaison en vue directe vers les points d’accès (nœuds / AP), pour le 2,4 GHz mais surtout en 5.7 GHz.
C’est pourquoi avant même de s’équiper et de vouloir se connecter au réseau pour la première fois, il est fortement conseillé de vérifier l’existence d’AP et d’étudier les liaisons possibles.
Cette analyse est rendue possible et est facilitée par l’utilisation des outils intégrés au site (https://hamnetdb.net/map.cgi). Entre autre les outils :

  • de génération de « carte de visibilité » : (RF)-Visibility
  • de génération d’ ellipsoïdes de Fresnel : Link-Profile

Dans mon cas, l’analyse de la localisation des sites au alentour du QRA a révélé la présence de 2 AP : F5ZEQ (Sartrouville) et F1ZPQ (La Défense).
Après une première prise en main des paramétrages de la parabole, il est venu le temps d’établir les premières liaisons vers les AP identifiés.

Grâce à l’aide et aux conseils de Rémi F6CNB, le gestionnaire du réseau sur la partie « Ile de France », j’ai pu obtenir les informations de paramétrage pour pouvoir se connecter à ces deux AP. En effet, chaque AP possède des paramétrages spécifiques en fonction du matériel utilisé. C’est pourquoi une parabole configurée pour se connecter à un AP ne fonctionnera pas forcément avec un autre AP.

Test liaison QRA F4HVQ – F5ZEQ / F1ZPQ

Depuis le QRA, la liaison vers F5ZEQ, fait environ 5,0 km (azimut ~ 312°) avec une vue presque totalement dégagée, mis à part quelques toits de maisons environnant.

f4hvq_f5zeq
Test liaison HAMNET F4HVQ QRA -> F5ZEQ
architecture_test_qra
Architecture installation matérielle pour les tests depuis le QRA

Pour les tests depuis le QRA, je me suis donc placé le plus haut possible et j’ai installé la parabole sur un trépied d’appareil photo devant l’ouverture d’une fenêtre.
L’installation a consisté à alimenter la parabole via l’injecteur PoE et de la connecter au PC grâce au ports réseaux RJ45.
Avec l’aide d’une boussole, l’antenne à été orientée vers l’AP, pour faciliter la connexion. On verra par la suite que cette méthode n’est pas suffisamment précise.

Après quelques essais infructueux, dûs principalement à des souvenirs lointains des notions de base des réseaux IP, la parabole est enfin correctement configurée. Quelques instants plus tard la parabole se connecte enfin au réseau.
Après plusieurs tentatives, pour bien prendre en main l’interface de configuration de la parabole et ses outils, la qualité de la liaison a été grandement améliorée.

En passant :

  • d’une puissance de signal de : -85 dBm à -68 dBm
  • d’un débit (tx/rx) : 3.25 Mbps / 9.75 Mbps à 29.25 Mbps / 13 Mbps

orientation initiale de la parabole (à la boussole) est nécessaire pour établir la première connexion et confirmer que la liaison est effectivement possible. Mais n’est pas suffisamment précise. C’est pourquoi il est nécessaire d’utiliser l’outil « Orienter l’antenne », pour optimiser. La pratique a montré que le lobe de cette antenne pour ces fréquences est très étroit que la précision de l’orientation est primordiale pour établir une liaison de bonne qualité.
La qualité de cette dernière tentative est largement suffisante pour établir une liaison fiable et naviguer sur le réseau HAMNET.

navigation_hamnet
Navigation sur HAMNET (site F6KRK.ampr.org)

De la même façon, la liaison vers l’AP F1ZPQ, vers la Défense, a aussi été effectuée.
Cependant pour pour celle-ci, la connexion était de moins bonne qualité (de l’ordre de -85 dBm), dû à un arbre proche du QRA sur la trajectoire de la liaison.

Test liaison F4HVQ/M – F5ZEQ

Suite à ces premières connexions, l’idée est venue d’établir la liaison avec une installation mobile.
Cependant, il ne faut pas espérer pouvoir établir de liaisons depuis n’importe quel points. L’outil « (RF)-Visibility » est très utile pour vérifier cela. A la vue des résultats, j’ai décidé d’établir une liaison à partir du bord d’un champ de la Plaine de Montesson.

Pour cet essai, dont j’avais prévu une durée de 30 minutes maximum, j’ai donc réfléchi aux différentes solutions pour alimenter l’installation. Étant donné la durée très courte de ce test, je me suis donc orienté vers
une solution à base de batterie +12 V DC et d’un convertisseur 12 V → 230 V AC, pour alimenter la parabole. Quant au PC, sa batterie serait suffisante.
Lors de la recherche de ce type de convertisseur, plusieurs OM m’ont fait remarqué, à juste titre, que cette solution ne serait pas la plus efficace. Dans l’idéal il est préférable d’éviter les conversions multiples : + 12 V
DC → 220 VAC → +24 V DC.

architecture_test_mobile
Architecture installation matérielle pour les tests en mobile (non optimisé)

Pour une installation mobile, il aurait fallu utiliser par exemple des convertisseurs DC / DC aussi bien pour l’alimentation de la parabole que pour le PC.

architecture_test_mobile_dcdc
Architecture installation matérielle pour les tests en mobile (rendement optimisé)

Quelques jours plus tard, le temps de récupérer le convertisseur et d’avoir une fenêtre météo convenable, la voiture fut chargée de tout le matériel. Quelques minutes de voiture pour arriver sur zone et après 5 minutes de câblage, l’installation était opérationnelle pour ce nouveau test.
Comme pour les précédents tests, la parabole a été orientée correctement avec l’outil logiciel en à peine quelques minutes.

Le résultat était prévisible étant donné la localisation et la vue complètement dégagée sur le site du test.

  • Puissance du signal : -60dBm
  • Débit (tx / rx) : 32,5 Mbps / 32,5 Mbps

Je tenais à partager mes quelques expérimentations HAMNET sur  5.7 GHz pour démontrer la facilité d’accès à ce réseau radioamateur.

Pour ceux qui en auraient la possibilité, n’hésitez pas à contribuer à son développement !

Amicales 73

Sébastien F4HVQ

Published in hamnet informatique Tutoriel

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