Imprimer
Catégorie : DATV
Affichages : 4508

Réception DATV sur QO-100 pour les « nuls »

Préambule

Cette expression « Pour les nuls » (For Dummies en anglais) est passée dans le langage courant en perdant son caractère désobligeant. Elle s’applique plutôt maintenant aux curieux qui veulent approfondir un domaine particulier.

Les nuls dont il est question dans ce titre provocateur, ce sont bien sûr tous les OM qui nous disent « ce n'est pas pour moi car je ne maîtrise pas les hyperfréquences ni les satellites, c’est trop technique, je ne connais rien en modes numériques ni en vidéo. »

Nous voulons par là leur démontrer au contraire qu'ils ont toutes les compétences et qualités requises pour aborder ce domaine à partir du moment où ils savent ce qu'est un fer à souder, une clef à molette et un tournevis cruciforme, et qu'ils savent quand même surfer sur un ordinateur. Et bien sûr qu'ils ont toujours la fibre radioamateur, celle qui nous pousse à toujours nous intéresser à des techniques nouvelles de communication.

Voilà pour les prérequis.

On nous fait parfois le reproche de ne pas publier des articles pour les débutants. Alors, n'en déplaise aux amateurs de Veroboard et autres nostalgiques des montages arachnéens sur plaques de bakélite abondamment percées et pastillées, cet article est bien destiné à des débutants en DATV. En effet, pourquoi ne réserver à des radioamateurs, au prétexte qu’ils sont débutants, que des montages du siècle passé, alors qu'ils pourraient eux aussi avoir accès à ces modes innovants et très intéressants ?

Que de progrès dans le domaine des modes numériques depuis leur libéralisation par décision de l'ARCEP en 2012 ! À ce moment, nous avions trouvé auprès des responsables de la Haute Autorité une écoute attentive et ouverte à nos arguments. Avant cette date, ces modes, qui par définition obéissent à un codage, n'étaient pas autorisés. Le REF avait obtenu une dérogation temporaire en 2003 pour des expérimentations Wi-Fi dans notre bande 2400 MHz, mais celle-ci n'avait pas été reconduite. Aujourd'hui, ces modes ont droit de cité au même titre que les modes traditionnels et on trouve de plus en plus d'OM équipés.

Evidemment, la télévision n'a pas échappé à cette évolution numérique et, même si la télévision analogique telle que nous la connaissions avec sa bande vidéo largement étalée sur 5 MHz est encore utilisée en liaison terrestre par quelques « aficionados », il faut bien reconnaître que la télévision digitale ou « DATV » (pour Digital Amateur TeleVision) apporte une sobriété spectrale exceptionnelle, pouvant aller jusqu'à cent fois moins d'espace occupé qu'en analogique, pour la diffusion des mêmes images animées, d'autant que cette numérisation permet d'intégrer le son dans le flux transmis sur la bande amateur de son choix. Des transmissions de qualité dans un gabarit de 35 kHz sont expérimentées en ce moment, avec un certain succès.

Le but de ce billet n'est pas de vous expliquer toutes les théories sur la constitution d'un flux de transport, un TS ou « transport stream » comme disent les spécialistes, mais de vous montrer le côté simple utilisateur, la façon de mettre en œuvre une station de réception DATV sur le satellite QO‑100, puisque celui-ci est équipé d'un transpondeur qui rediffuse les émissions d'images en provenance, potentiellement, du tiers de la planète. Aujourd'hui, de très nombreuses stations françaises y sont présentes, mais aussi de toute l'Europe et même d'Afrique et d'Asie, sans contraintes de distance ou de propagation.

Pour constituer une station d'émission, bien sûr, c'est un peu plus compliqué et cela nécessite d'appréhender justement un certain nombre de notions sur les différents systèmes de compression et d'encodage des données, sur les modulations en QPSK, 8PSK, 16APSK voire 32APSK, de disposer d'amplificateurs de puissance appropriés et parfaitement linéaires, de sources et d'antennes adaptées, etc.

Donc pour vous familiariser avec cette technique, nous n’allons pas aborder tous ces aspects théoriques et nous allons nous contenter de la description d'une chaîne de réception DATV du satellite QO-100. La réception de liaisons terrestres est aussi possible dans les mêmes conditions, mais le satellite nous permet de disposer d'émissions présentes 24 heures sur 24. Une balise télévision y est activée en permanence.

Si vous avez déjà installé chez vous un décodeur satellite de télévision commerciale, vous savez déjà presque tout de la technique employée.

Il faut en effet :

Vous voyez, c'est très simple.

La bande à recevoir se situe entre 10 490 et 10 499.5 MHz, soit un peu en dessous des fréquences commerciales de la bande Ku qui couvre, elle, de 10 700 à 12 750 MHz.

Le matériel commercial est donc tout à fait adapté, les têtes utilisées couvrent parfaitement notre bande. Aucune modification de la tête LNB ne sera nécessaire pour notre réception DATV.

Le budget

Nous allons nous fixer un budget maximum de 200 € pour les équipements à acquérir, cette somme ne comprenant pas l’ordinateur qu'aujourd'hui tout bon radioamateur possède déjà, ne serait-ce que pour télécharger chaque mois notre revue.

La parabole.

Une 80 centimètres est un bon choix pour débuter mais, bien sûr, le gain est proportionnel à la taille et le pointage n'en sera alors que plus précis. Si vous le pouvez, préférez une 100 ou 120 cm. Vous trouverez un très large choix sur Internet autour de 50 à 100 €. Attention au transport si vous vous la faites livrer, vérifiez bien le colis avant de l’accepter, les modèles en tôle mal emballés dans du carton sont facilement déformés. Ne choisissez pas les premiers prix, la forme parabolique n'est peut-être pas parfaite, ni le positionnement de la source au foyer. Elles suffisent pour des satellites commerciaux mais risquent de décevoir dans notre cas. Ne pas oublier le marché de l’occasion, on trouve sur beaucoup de sites marchands spécialisés de nombreuses paraboles à vendre près de chez vous. Il faut simplement vérifier l’intégrité de la forme parabolique.

 

Figure 1 Parabole DATV

 

Vous connaissez ce genre d'article. Il s'agit d'un modèle « offset » qui est en fait un morceau d'un paraboloïde. Ceci permet d'avoir une source décalée, sans ombre portée comme avec une parabole complète de type « prime-focus ».

Figure 2 : Offset versus prime focus

 

La différence visible sur ce schéma est que la source ou LNB d’une parabole offset doit être beaucoup plus directive que pour une prime-focus. C’est le rôle des anneaux de concentration ou rings que l’on trouve en cornet à l’extrémité des LNB. Prévus pour les paraboles offset, ils ne conviennent pas pour une prime focus, au risque de perdre alors une partie de la surface de celle-ci. C'est de ce type de parabole offset qui est largement utilisé en télévision satellite commerciale dont nous allons nous servir ici.

Figure 3 Parabole offset du commerce

 

 

Figure 4 réglage élévation

 

Notez la bride de fixation et son alidade de réglage en élévation sur lequel nous reviendrons.

La tête 10 GHz ou LNB

LNB pour Low Noise Block-converter en anglais.

On trouve souvent dans les offres « premier prix », un LNB compris avec la parabole. Il fonctionnera.

Pour notre part, nous vous conseillons une tête à double sortie car elle vous ménagera l'avenir si vous souhaitez étendre la réception du satellite au transpondeur bande étroite pour les modes comme la SSB et la CW.

Vous trouverez facilement des offres de têtes doubles équipées PLL pour moins de 20 €, toutes prévues pour des paraboles de type offset.

 

Figure 5 LNB double

 

Le LNB standard est un convertisseur équipé d'un oscillateur local, dans notre cas calé sur 9750 MHz, et qui va transposer notre bande 10 GHz sur une fréquence intermédiaire entre 740 et 750 MHz. C’est cette bande intermédiaire qui sera transportée par un câble coaxial vers le décodeur. Compte tenu du gain de conversion du LNB, les pertes dans ce coaxial sont sans importance pour les longueurs habituellement utilisées.

Nous ne vous ferons pas l'affront de vous conseiller pour l'achat d'un câble coaxial spécial télévision satellite 75 ohms ni pour le montage des fiches F aux deux extrémités, vous trouverez sûrement des tutos sur le WEB. De plus, vous trouverez chez Brico-trucs des rallonges de longueur appropriée avec les fiches toutes montées.

Le décodeur

Depuis des années Jean-Pierre F6DZP a conceptualisé un décodeur pour la DATV basé sur la norme DVB-S utilisée pour la télévision numérique par satellite. La pièce principale est le tuner DVB-S ou « NIM » pour Network Interface Module. Après bien des versions, le choix du NIM s'est porté sur le modèle FT-4334L fabriqué par SERIT.

Figure 6 Tuner ou NIM

 

Il couvre sans trou de 144 à 2450 MHz, ce qui lui permet des réceptions directes sur quatre de nos bandes amateur. Dans les conditions d'utilisation en réception QO-100, c'est donc sur la fréquence intermédiaire 740-750 MHz du LNB que le NIM sera calé.

Le flux TS décodé sera ensuite traité par le reste de la logique du décodeur de façon à fournir sur une connexion USB toutes les informations vidéo et audio nécessaires au logiciel d'affichage.

Figure 7 Le décodeur en fonction, Image en 125 Ks

 

Le décodeur complet a été conçu, fabriqué et distribué par le REF, en relation avec le concepteur initial F6DZP, de façon à proposer au plus grand nombre un kit facile à monter. En effet, seules les technologies de circuits imprimés à base de composants à montage de surface permettent d’obtenir les fonctions nécessaires et les performances désirées ainsi qu’une baisse des coûts. Mais ces technologies de composants ultra miniaturisés ne sont pas à la portée de tous. Donc c'est un choix technique assumé qui a conduit à la production par le REF du « Minitiouner », francisation phonétique du mot anglais « tuner ». Aujourd'hui, le récepteur proposé en kit sera le modèle « Minitiouner-S », dans une version simple récepteur.

Ce décodeur a fait l'objet d'une description dans le Radio-REF de septembre 2020 publiée également sur le WEB : http://urls.r-e-f.org/nm931za

Le kit est composé d'une carte électronique montée, d'un NIM version à montage horizontal, d'un boîtier avec ses faces avant et arrière pré-percées et sérigraphiées laser, de 4 diodes LED de 3 mm.

 

Figure 8 : composition du KIT

 

Le boîtier en aluminium anodisé mesure 80 x 110 x 38 mm.

La première chose à faire pour l'assemblage est de fixer le NIM sur le connecteur 40 points situé sur la face opposée aux composants. Bien vérifier qu'il n'y a pas de décalage de pin sur ce connecteur.

Ensuite, une fois le NIM fixé bien parallèle au circuit imprimé, immobilisez les picots de masse du NIM par quatre points de soudures côté composants. Puis monter la face avant sur le NIM en l'immobilisant par les deux rondelles et écrous des fiches F.

Couder et raccourcir ensuite les diodes LED en respectant le sens, la cathode est repérée sur le circuit imprimé et correspond à la branche la plus courte. Les positionner sur les trous du circuit imprimé, en correspondance avec les trous de la face avant comme sur la photo figure 8 et les souder avec un fer à pointe fine par le côté composants. Visser ensuite les capots pour terminer l'assemblage.

    
 

Figure 9 Mise en coffret                                

Figure 10 Mise en coffret

 

Le décodeur est ensuite prêt à l'emploi avec une petite alimentation 12 V 500 mA minimum et un cordon micro-USB semblable à ceux que vous utilisez pour votre téléphone.

       

Figure 11 Bloc alimentation 12V 1A          

Figure 12 Câble Micro-USB

Le récepteur

Comme nous l’avons déjà dit, le récepteur pour la visualisation des images utilise un ordinateur de type PC sous Windows.

Ce sont en effet des logiciels de traitement du flux « TS » qui seront mis en œuvre pour décoder les flux numérique (normes H264 ou H265) transmis sur la connexion USB et afficher les images reçues.

Ces logiciels sont entièrement conçus par Jean-Pierre F6DZP et ils sont en constante évolution. Ils reconnaissent le type de Minitiouner raccordé sur le PC et gèrent en conséquence les tensions à envoyer sur le câble coaxial pour alimenter le LNB dans la polarisation et la bande appropriée.

Ils sont maintenant universellement adoptés de par le monde pour la réception DATV.

Il existe deux types de logiciels.

Le premier s'appelle « Minitioune » et le second Scan&tioune, car il intègre un mode scanner de la bande QO-100 pour repérer les stations actives et se caler automatiquement avec les bons paramètres.

Ces logiciels sont aussi des outils de mesure et d'analyse des flux vidéo reçus et décodés. Ils sont gratuits et peuvent être téléchargés librement à partir du site VIVADATV géré par F6DZP, après inscription préalable.

Une rubrique dédiée de ce forum « Téléchargement/Download » permet de télécharger les dernières versions stables des logiciels. Mais le forum est ouvert à tous, et c'est une mine de renseignements pour la DATV.

Mise en place du matériel

Dans un premier temps, nous vous invitons à consulter notre manuel en ligne spécial QO-100.

https://publications.r-e-f.org/QO-100/

Les pages 3 à 6 vous donneront de précieuses indications sur le satellite et sur son pointage car si ce satellite est géostationnaire sur le plan équatorial, l'orientation de la parabole dépendra de la position de la station au sol.

Pour la métropole, l'azimut est compris entre 146° et 157° en fonction de votre longitude, l'élévation quant à elle dépendra de votre latitude et sera comprise, toujours pour la métropole entre 27° pour les stations les plus au nord et 37° pour celles les plus au sud. Plus on descend vers le sud, plus il faut « lever la tête », à l'équateur l'élévation sera de 90°. Pour affiner le pointage, le logiciel Minitioune apporte une aide auditive avec sa fonction BEEP.

Fixer la parabole sur un mât aussi stable que possible en faisant ces préréglages de position sur l'alidade arrière de la parabole. Monter le LNB sur son support et orienter la tête de quelques 15° dans le sens horaire pour compenser le SKEW, ce réglage sera à affiner avec les aides auditives du logiciel.

Raccorder le câble coaxial entre la tête et l'entrée repérée « A » du Minitiouner-S, celle de droite.

Raccorder le cordon USB au PC et mettre sous tension le Minitiouner.

Un signal sonore de Windows indique la prise en charge correcte du nouveau périphérique.

Mise en route du logiciel Minitioune

En premier lieu, vous devez vous inscrire sur la plate-forme Vivadatv : http://www.vivadatv.org/

Une fois enregistré, vous aurez accès au téléchargement du logiciel sous la forme d'un fichier ZIP à décompresser dans un répertoire de votre disque dur.

Conjointement à l'exécutable, vous trouverez un fichier .INI qui vous permettra de configurer le logiciel.

Dans un premier temps, nous vous conseillons de ne changer que votre indicatif, votre Locator et votre ville ainsi qu'éventuellement le mot de passe que vous aurez donné pour vous connecter à la plate-forme VIVADATV. Pour toucher aux autres paramètres, attendez d'être familiarisé avec le logiciel.

 

[WebMonitoring]

;=====================================================================

; station Identificateur : mettre un nombre de 1 à N suivant le nombre de stations Tutioune que vous avez - pour les distinguer

;Station Idendificator: write a number 1 to N suiting number of Tutioune Station you have - for distinguish them

Station_ID=1

; OM_ID:give only your OM you call sign, maximum 7 letters accepted

; this call sign must be the same you have used for regsitering to vivadatv.org     

; OM_ID:mettez uniquement votre indicatif Radio amateur, maximum 7 lettres sont acceptées

; cet indicatif doit être celui avec lequel vous vous êtes enregistré sur vivadatv.org             

; use same password as you use for vivadatv forum/ utilisez le même mot de passe que pour le forum vivadatv

OM_ID=F1TE

ForumPassword =xxxxxxxx

Locator=IN94QS

Ville=Bordeaux

DirectionAntenne=East

; Gain ->écrire 2 chiffres /  write 2 digits

GainAntennedB=12

GainPreamplidB=2

 

Une fois ces modifications faites à l’aide du bloc-notes de Windows, vous pouvez lancer l’exécutable Minitioune-xxxx.EXE.

Au bout de quelques secondes un écran apparaît. Ne soyez pas surpris devant la quantité d’informations présentes sur cet écran, nous sommes en mode « expert » et comme indiqué précédemment, le logiciel est aussi un outil de mesure et ceci va nous servir pour pointer la parabole.

D’autres informations apparaissent sur ce tableau de bord version Airbus A380. Elles concernent le verrouillage du tuner sur le signal. Vous remarquerez le cartouche situé en haut à gauche qui permet de déterminer le SR ou Serial-Rate, c'est-à-dire le débit binaire de la transmission. C’est à connaître pour pouvoir décoder une émission. Puis des touches de préréglage permettent de caler la fréquence de réception du tuner. Ici le tableau est configuré pour les préréglages de QO-100, la première colonne de 1 à 9 indique le digit des mégahertz, celle de droite les kilohertz.

Au lancement, par défaut, c’est la fréquence et le SR de la balise qui sont préprogrammés.

Le mode ici est DVB-S2, l’entrée A du NIM est sélectionnée et une tension de 18 V est fournie au LNB pour le positionner en polarisation horizontale.

 

Figure 13 Ecran du récepteur en mode expert

 

Figure 14 Mode normal

 

Après une lecture attentive du fichier « lisez moi » qui fait partie du lot téléchargé, vous pourrez alors donner plus de sens à toutes les autres informations présentes sur cette interface. Que veut dire par exemple un signal noté D6 ? Il vous est indiqué qu’en fonction des paramètres d’encodage, le signal minimum pour le décodage doit être en théorie de 4,7 dB. Comme ici le signal reçu est de 10.9 dB, nous avons donc une marge positive de 6 dB, d’où le rapport de D6.

 

Orientation fine de la parabole et réglage

Figure 15 Réglage du skew

 

Mise en route du logiciel Scan&Tioune

Ce second paquet doit lui aussi être téléchargé à partir de la plate-forme VIVADATV, section « Téléchargement/Download ».

Comme pour le programme Minitioune.exe, vous devrez personnaliser le fichier .INI, puis lancer l’exécutable. Ce programme peut lui aussi servir d’aide au pointage de la parabole, avec son scanner qui explore la bande du transpondeur.

L’interface visuelle est un peu différente : ce qui attire de suite l’attention, c’est le petit analyseur de spectre intégré au logiciel qui scanne la bande satellite, repère les stations et les identifie. Si vous souhaitez vous attarder sur l’une d’elle, il vous suffit de cliquer sur l’indicatif dans le scan, ou sur les boutons d’identification des stations à droite. L’avantage de Scan&Tioune est qu’il n’a pas besoin de connexion Internet pour repérer les stations présentes sur la bande.

 

 

Figure 16 Connexion VLC

 

 

Couplé avec le logiciel VLC par une liaison UDP indiquée dans le cartouche situé dans le coin supérieur droit, vous pouvez passer la diffusion en plein écran sur votre PC ou sur un autre en réseau.

 

 

Figure 17 Scan&Tioune

 

Scan&Tioune est un remarquable programme qui facilite grandement la prise en main de cette réception satellite par les débutants que nous avons tous été un jour. Cliquer sur l’image pour change le format comme sur la figure 18.

Figure 18 Scan&Tioune

 

Dans la même position astrale, se trouve le satellite commercial et vous pouvez recevoir France 24. Pour cela, dans la zone de saisie des fréquences de Scan&Tioune, vous paramétrez comme indiqué sur cette capture.

Fréquence du tuner : 11 996 000 kHz

SR : 27500 en DVBS

Pour le scanner, passez la largeur du scan à 60 MHz pour visualiser le transpondeur commercial.

Figure 19 Réception France 24

 

Bien sûr, il y aurait beaucoup de choses à dire autour de ces logiciels et volontairement, nous ne parlerons ici que de la mise en œuvre minimale afin de ne pas brouiller le message qui est le suivant :

Pour recevoir la télévision d’amateur sur le satellite QO-100, il n’est besoin que de très peu de matériel, et un simple programme comme Scan&Tioune va vous permettre de démarrer.

Il sera temps ensuite de chercher à affiner les réglages et à améliorer votre connaissance de la DATV.

Conclusion

En dehors de la réception des transmissions individuelles, nous disposons avec ce satellite d’un relais pour la diffusion d’émissions programmées lors de manifestations ou de conférences internationales. Depuis son lancement début 2019, nous avons ainsi pu suivre des conférences organisées lors du salon de Friedrichshafen, lors de la rencontre annuelle de l’Amsat à l’Electrolab de Nanterre ou à l’occasion du salon Hamexpo 2019.

La communauté radioamateur possède donc ses propres canaux de télévision par satellite. Vous aurez accès à partir de maintenant, pour une somme raisonnable, à un outil mis à la disposition de tous les radioamateurs et il serait dommage de s’en passer.

En résumé, qu'avons-nous à monter et mettre en œuvre pour la réception des émissions DATV sur QO-100 ?

Nous sommes donc dans le budget prévu, et le montage de tout ce matériel entre dans les compétences pré-requises citées au début.

Nous espérons que la lecture de cet article de vulgarisation aura atteint son objectif, qui est de vous démontrer que la télévision d'amateur n'est pas réservée à une élite dont vous ne feriez pas partie.

Bibliographie

Forum VIVADATV : http://www.vivadatv.org/

Site Publications du REF : https://publications.r-e-f.org/

WEB-SDR du BATC : https://eshail.batc.org.uk/wb/

Minitiouner-S https://boutique.r-e-f.org/kits-et-composants/281-minitiouner-s.html