Quand Choisir Boucle Ouverte (Hamming) vs Protocoles Rétroaction (ARQ)
Les protocoles à rétroaction (ARQ — Automatic Repeat reQuest) dominent communications modernes (TCP, WiFi, LTE) par fiabilité élevée. Cependant, **la Correction d'Erreur en Avant (FEC) boucle ouverte** comme codes Hamming, Reed-Solomon, ou LDPC est strictement supérieure dans scénarios où boucle retour est cassée, lente, ou trop coûteuse.
1. Liaisons Unidirectionnelles / Simplex (Pas Chemin Retour)
- Diffusion : TV (ATSC/DVB), Radio (DAB), Satellite descendant, Alertes urgence. Récepteurs ne peuvent répondre.
- Espace Profond : Voyager, Rovers Mars (délai 4–24 min). Temps aller-retour (RTT) rend ARQ impraticable temps réel.
- Étiquettes RFID / NFC : Tags passifs sans puissance émetteur pour ACKs.
2. Latence Extrême / Contraintes Temps Réel
- Streaming Live / VoIP / Gaming : Retransmission ajoute gigue et délai. FEC (ou PLC — Dissimulation Perte Paquets) masque pertes instantanément.
- Trading Haute Fréquence : Déterminisme microseconde requis. Pas temps pour NACK/ACK.
- Contrôle Industriel (Bus Terrain) : Temps cycle déterministes (ex. PROFIsafe, EtherCAT) utilisent FEC trames sécurité.
3. Multidiffusion / Diffusion Vers Nombreux Récepteurs
- Un émetteur, millions récepteurs (vidéo OTA, mise à jour firmware OTA). Implosion ARQ : émetteur inondé NACKs. FEC échelle parfaitement.
- FEC Couche Application (codes Raptor, codes Fontaine) permet « téléchargement depuis n'importe quel sous-ensemble paquets ».
4. Terminaux Ressources Contraintes
- Capteurs IoT (LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT) : Liaison montante seulement, minuscule batterie, débit faible. Transmettre ACKs coûte énergie/temps air précieux.
- Médical Implantable : Télémétrie montante seule ; liaison descendante réveille dispositif rarement.
5. Canaux Taux Erreur Élevé Où Débit ARQ S'effondre
Si Taux Erreur Binaire (BER) > 10-3, ARQ passe temps retransmettre. **Débit = (1 - BER) / (1 + RTT × Débit)**. Débit FEC dégrade gracieusement. Utilisé en :
- Communications acoustiques sous-marines.
- Radio HF ionosphérique.
- Codes QR / Data Matrix (dommage physique = erreurs rafale).
6. Exigence Couche 1 / Couche Physique
FEC *doit* se produire au PHY (modem/DSP) pour corriger erreurs symboles avant paquetisation. ARQ opère Couche 2+. On ne peut ARQ préambule corrompu.
ARQ Hybride (HARQ) — Standard Moderne
LTE/5G/WiFi 6 utilisent **HARQ** : FEC (LDPC/Polaire) + Combinaison Chase / Redondance Incrémentale + ACK/NACK Rapide (1-2 ms). Capture meilleur des deux : FEC gère bruit ; ARQ gère erreurs résiduelles.
Matrice Décision Résumée
| Scénario | Préféré | Raison |
|---|---|---|
| Simplex / Diffusion | FEC (Boucle Ouverte) | Pas canal retour |
| RTT > Budget Latence Appli | FEC | Délai intolérable |
| Multidiffusion (1:N) | FEC (Fontaine/LDPC) | Implosion ACK |
| Ultra-Faible Puissance Tx Seulement | FEC | Coût énergie Rx/ACK |
| Lien Fiable, Faible Latence | ARQ / HARQ | Débit max, simple |