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I. LES TRANSMISSIONS PAR SATELLITE 1. Introduction Le but d’une transmission pa

I. LES TRANSMISSIONS PAR SATELLITE 1. Introduction Le but d’une transmission par satellite est d’assurer une liaison radiofréquence Intercontinentale pour permettre la transmission de l’information. Le concept de télécommunication par satellite a été décrit pour la première fois par Arthur C. Clarke en 1845 dans la revue Wireless World. Le premier satellite fut lancé en 1957, il s’agit d’un satellite Russe (ex URSS) nommé SPOUTNIK1. Il existe de nombreux systèmes de télécommunications par satellite dont le plus grand Intelsat regroupe une centaine d’Etats avec une constellation de 24 satellites à travers 6 séries différentes (Intelsat1, Intelsat2, …, Intelsat6). L’expansion de la technologie satellitaire a favorisé de nombreux progrès dans des domaines divers et variés tels que la météorologie, la téléphonie mobile, la télévision par satellite, le transfert de données, le guidage par satellite(GPS), l’Internet et bien d’autres encore. C’est dans ce cadre que nous nous pencherons sur les différents aspects de cette technologie, notamment l’architecture d’un système satellitaire, son principe de fonctionnement ainsi que les différentes techniques utilisées à bord afin de mieux cerner ses exigences par rapport à son application au sein du réseau de la BEAC. 2. Architecture d’un système de transmission par satellite Un système de transmission par satellite est composé :  d’un segment spatial  d’un segment terrien Fig : Composantes d’un système de télécommunications par satellite 2.1 Le segment spatial CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE SUR LES RESEAUX SATELLITAIRES Le segment spatial est constitué du satellite et de l’ensemble des moyens de contrôles situés au sol, notamment l’ensemble des stations de poursuite, de télémesure et de télécommande(TT&C) ainsi que le centre de contrôle du satellite, où sont décidées toutes les opérations liées au maintien à poste et vérifiées les fonctions vitales du satellite. Les moyens de contrôle au sol sont en charge de la mise et du maintien en orbite du satellite, de la programmation de la mission ainsi que de la fourniture des données et des services aux responsables de ces systèmes de communications satellitaires. Tout satellite comporte une charge utile, constituée par les instruments liés aux objectifs de la mission et une plateforme de service comportant tout ce qui est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement des instruments pendant la durée de la mission. Parmi les contraintes particulières au milieu spatial, on peut citer :  Les contraintes d’autonomie énergétique  Les contraintes thermiques  Les contraintes mécaniques  Les contraintes de masse La charge utile comprend d’une part les instruments spécifiques, et d’autre part une case à équipements qui contient les enregistreurs de données et l’informatique à bord. La plateforme comporte un module de service et un module de propulsion. Ces deux modules regroupent ce qui est nécessaire à l’autonomie énergétique du satellite, à sa bonne orientation dans l’espace, aux corrections éventuelles de trajectoires, à sa communication avec les stations au sol. La plateforme héberge en outre les sous-systèmes permettant le fonctionnement de la charge utile, notamment :  La structure  L’alimentation électrique  Le contrôle thermique  Les équipements de propulsion  Les équipements de poursuite, de télémesure et de télécommande (TT&C) Pour assurer un service avec une disponibilité donnée, un système de télécommunication par satellite doit disposer de plusieurs satellites afin d’assurer une redondance. Une panne à bord peut mettre le satellite hors d’usage ou il peut arriver en fin de vie, il faudrait pour cela trouver un moyen d’assurer la continuité de service. C’est pourquoi il est important de faire la différence entre la disponibilité et la durée de vie d’un satellite : La fiabilité est une mesure de la probabilité de panne et dépend de la fiabilité des équipements et des schémas de redondance ; La durée de vie est liée uniquement à la possibilité pour le satellite d’être maintenu à poste dans une attitude nominale, c’est-à-dire à la quantité de carburant disponible pour le sous- système de propulsion et de contrôle d’attitude et d’orbite. On prévoit en général, pour un système, un satellite opérationnel, un satellite de secours en orbite et un satellite de secours au sol. La fiabilité du système fait intervenir la fiabilité de chacun des satellites mais aussi la fiabilité du lancement. 2.2 Le segment terrestre Le segment terrestre comporte l’ensemble des stations terriennes au sol ainsi qu’une partie contrôle qui assure la collecte et le traitement des données, puis la diffusion des services aux usagers. Les stations se distinguent par leur taille qui varie en fonction du volume de trafic à acheminer sur la liaison spatiale ainsi que du type de trafic offert (voix, données, téléphonie, etc). Le positionnement des antennes au sol est déterminé par deux paramètres essentiels :  L’angle du site  L’azimut L’angle de site est calculé par la relation suivante : √ L’azimut de l’antenne est l’angle qu’elle doit faire avec le sud, il est donné par la relation suivante : ( ) √ Avec : Rayon de la terre (6378km) Altitude du satellite (35786 pour un satellite géostationnaire) : Distance centre terre – satellite (42164 km pour un satellite géostationnaire) Distance Station – Satellite calculée par la formule suivante : ( )( ) 2.3 Les orbites des satellites Tous les satellites quel que soit leur utilité (d’observation ou de télécommunications) ont une orbite, c’est-à-dire des trajectoires spécifiques qui décrivent leur mouvement périodique lié à leur utilisation. On distingue trois types d’orbites : les orbites elliptiques, les orbites circulaires et l’orbite géostationnaire. Chaque orbite est caractérisée par sa vitesse et la distance qui la sépare de la terre.  Les Orbites elliptiques Un satellite placé en orbite elliptique décrit une trajectoire en forme d’ellipse autour de la terre. Pour placer un satellite dans cette orbite, il faudrait que sa vitesse de lancement soit supérieure à 7900m/s (théories sur la gravitation de Newton). A cette orbite, les satellites subissent une grande variation de leur vitesse v qui dépend de leur masse m, la constante de gravitation G, de leur altitude ainsi que du demi grand axe de l’orbite a. ( ) Fig : orbite elliptique L’inconvénient de ce genre d’altitude est la position du satellite qui n’est pas fixe pour un observateur terrestre. Cela implique de doter les antennes au sol de systèmes de poursuite automatique afin de rester synchronisées avec le satellite. Les orbites elliptiques sont bien adaptées pour la couverture des zones éloignées de l’Equateur.  Les orbites circulaires Plusieurs types d’orbites circulaires existent dont chacune correspondent à une inclinaison par rapport au plan orbital. On distingue deux principales orbites circulaires : l’orbite circulaire polaire et l’orbite circulaire inclinée : Fig : orbite circulaire inclinée et polaire L’orbite circulaire polaire est une orbite circulaire qui passe au-dessus des deux pôles de la terre et peuvent au bout d’un certain temps couvrir toute la surface terrestre. Ces satellites sont essentiellement utilisés pour l’observation ou la communication différée. Les satellites en orbite circulaire inclinée ne permettent pas de couvrir la surface du globe, puisque la plus haute latitude desservie correspond à l’inclinaison du plan orbital. Par contre, cette orbite possède un avantage est qu’il est possible de cibler les zones du globe, c’est-à-dire que l’on peut desservir les parties intéressantes d’un point de vue économique, militaire, etc.  L’orbite géostationnaire Un satellite en orbite géostationnaire se déplace à la même vitesse que la terre, le fait le tour de la terre en 24 heures et paraît immobile pour un observateur terrestre. Dans cette orbite le satellite est placé à une distance de 35786 Km d’altitude et peut couvrir une grande zone géographique. Fig : orbite circulaire inclinée et polaire Les satellites en orbite géostationnaire utilisent des antennes fixes au sol, ils présentent l’inconvénient d’être bas sur l’horizon lorsqu’ils couvrent des zones éloignées se rapprochant des pôles. Les signaux à transmettre parcourant une grande distance, subissent des atténuations plus importantes, et mettent plus de temps pour arriver sur terre. Ce genre de satellite est mieux adapté pour des applications en mode connecté qui nécessitent une connexion instantanée. Dans le cas de la BEAC, l’utilisation d’un satellite géostationnaire permet d’avoir des stations VSAT fixent au sol sans système de poursuite. Les services dans les transmissions par satellite Les trois principaux systèmes de transmission par satellite sont :  Le service fixe par satellite (SFS): c’est un service de radiocommunication entre stations terrestres situées en des points fixes déterminés ;  Le service mobile par satellite (SMS: c’est un service de radiocommunication entre des stations mobiles et d’autres mobiles ou des stations du service fixe. On distingue trois classes des services mobiles par satellite, notamment le service avec station mobile terrestre, le service maritime avec des stations à bord et le service aéronautique avec des stations à bord ;  Le service de radiocommunication par satellite(SRS) : c’est un service de radiocommunication dans lequel des signaux retransmis par satellite sont destinés à être reçus par des antennes de faibles diamètres généralement installées chez l’utilisateur final. 3. Les bandes de fréquences utilisées En fonction de leur mission, les antennes des satellites sont conçues afin de couvrir des zones précises de la uploads/Geographie/ transmission-par-satellite.pdf