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UNION INTERNATIONALE DES TÉLÉCOMMUNICATIONS MANUEL FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQU

UNION INTERNATIONALE DES TÉLÉCOMMUNICATIONS MANUEL FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES BUREAU DES RADIOCOMMUNICATIONS Genève, 1996 SECTEUR DES RADIOCOMMUNICATIONS DE L’UIT Le rôle du Secteur des radiocommunications est d’assurer l’utilisation rationnelle, équitable, efficace et économique du spectre radioélectrique par tous les services de radiocommunication, y compris les services par satellite et de procéder à des études pour toutes les gammes de fréquences, à partir desquelles les Recommandations seront élaborées et adoptées. Les fonctions réglementaires et politiques du Secteur des radiocommunications sont remplies par les Conférences mondiales et régionales des radiocommunications et par les Assemblées des radiocommunications assistées par les Commissions d’études. Pour tout renseignement sur les questions de radiocommunication contacter: U I T Bureau des radiocommunications Place des Nations CH -1211 Genève 20 Suisse Téléphone +41 22 730 5800 Fax +41 22 730 5785 Internet brmail@itu.int X.400 S=brmail; P=itu; A=400net; C=ch Pour commander les publications de l’UIT contacter: U I T Service des ventes et marketing Place des Nations CH -1211 Genève 20 Suisse Téléphone +41 22 730 6141 Anglais Téléphone +41 22 730 6142 Français Téléphone +41 22 730 6143 Espagnol Fax +41 22 730 5194 Télex 421 000 uit ch Télégramme ITU GENEVE Internet sales@itu.int X.400 S=sales; P=itu; A=400net; C=ch © UIT 1996 Tous droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'UIT. - iii - SOMMAIRE Page CHAPITRE 1 – INTRODUCTION .................................................................................. 1 1.1 OBJET DU MANUEL ............................................................................................... 1 1.2 ÉVOLUTION DES FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES ........................... 2 1.3 LES FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES EN TANT QU'ÉLÉMENTS DES RÉSEAUX À TRANSMISSION NUMÉRIQUE..................................................... 4 1.4 APERÇU GÉNÉRAL DU MANUEL........................................................................ 5 1.5 PLAN GÉNÉRAL DU MANUEL ............................................................................. 6 CHAPITRE 2 – PRINCIPES DE BASE......................................................................... 9 2.1 SIGNAUX NUMÉRIQUES, CODAGE DE LA SOURCE, HIÉRARCHIES NUMÉRIQUES ET MULTIPLEXAGE .................................................................... 9 2.1.1 Numérisation (conversion analogique/numérique) des signaux vocaux analogiques................................................................................................................. 9 2.1.2 Numérisation des signaux vidéo................................................................................. 10 2.1.3 Services non téléphoniques, RNIS et signaux de données......................................... 10 2.1.4 Multiplexage des voies à 64 kbit/s ............................................................................. 10 2.1.5 Multiplexeurs d'ordre plus élevé, hiérarchie numérique plésiochrone (PDH)........... 11 2.1.6 Autres multiplexeurs .................................................................................................. 11 2.1.7 Multiplexage synchrone, hiérarchie numérique synchrone (SDH)............................ 14 2.1.7.1 Principes généraux...................................................................................................... 14 2.1.7.2 Plan de multiplexage synchrone................................................................................. 15 2.1.7.3 Fonctions des préfixes................................................................................................ 18 2.1.7.4 Le format de signal sous-STM-1................................................................................ 19 2.1.7.5 Transport ATM à l'intérieur du transport SDH et transport SDH par signaux PDH......................................................................................................... 21 2.1.8 Interconnexion en bande de base et caractéristiques des interfaces physiques.......... 21 2.1.9 Gigue et dérapage, rythme et synchronisation ........................................................... 22 2.2 NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES (FHN) DANS LES SERVICES DE TERRE .................................. 23 2.2.1 Architecture des faisceaux hertziens numériques ...................................................... 24 2.2.1.1 Émetteur numérique ................................................................................................... 25 - iv - Page 2.2.1.2 Récepteur numérique.................................................................................................. 27 2.2.1.3 Émetteur et récepteur radioélectriques....................................................................... 29 2.2.1.4 Combinaison des canaux et considérations sur les antennes...................................... 31 2.2.1.5 Section de commutation en radiofréquences.............................................................. 32 Références des Chapitres 1 et 2............................................................................................... 35 CHAPITRE 3 – CONCEPTION DES LIAISONS ........................................................ 37 3.1 APPLICATIONS DES FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES...................... 37 3.1.1 Généralités.................................................................................................................. 37 3.1.2 Bandes de fréquences disponibles.............................................................................. 38 3.1.3 Coexistence des faisceaux hertziens analogiques et numériques............................... 42 3.1.4 Capacité en canaux numériques ................................................................................. 42 3.1.5 Réseaux numériques................................................................................................... 45 3.1.5.1 Faisceaux hertziens numériques à grande distance .................................................... 45 3.1.5.2 Faisceaux hertziens numériques à courte distance..................................................... 45 3.1.5.3 Réseaux d'accès aux radiocommunications numériques............................................ 46 3.1.6 Réseaux locaux hertziens (RLAN)............................................................................. 46 3.1.6.1 Généralités.................................................................................................................. 46 3.1.6.2 Bandes de fréquences ................................................................................................. 47 3.1.6.3 Accès multiple et modulation..................................................................................... 48 3.1.6.4 Configuration des systèmes........................................................................................ 48 3.1.6.5 Exemples de RLAN.................................................................................................... 49 3.2 OBJECTIFS DE QUALITÉ DE FONCTIONNEMENT ET DE DISPONIBILITÉ . 50 3.2.1 Connexion, conduit et section fictifs numériques ...................................................... 50 3.2.2 Paramètres et objectifs de caractéristiques d'erreurs.................................................. 51 3.2.2.1 Paramètres et objectifs de caractéristiques d'erreurs par référence à la Recommandation UIT-T G.821........................................................................... 51 3.2.2.2 Paramètres et objectifs de caractéristiques d'erreurs par référence à la Recommandation UIT-T G.826........................................................................... 53 3.2.3 Paramètres et objectifs de disponibilité...................................................................... 59 3.2.4 Mise en service et maintenance.................................................................................. 62 3.2.4.1 Relations entre les limites et les objectifs de qualité de fonctionnement................... 63 3.2.4.2 Limites de qualité de fonctionnement pour la mise en service .................................. 65 - v - Page 3.3 AMÉLIORATIONS OBTENUES GRÂCE AU PASSAGE DES FAISCEAUX HERTZIENS ANALOGIQUES AUX FAISCEAUX HERTZIENS NUMÉRIQUES 65 3.3.1 Avantages d'un nouveau système numérique hyperfréquence................................... 66 3.3.2 Caractéristiques des systèmes hyperfréquence analogiques existants ....................... 67 3.3.3 Trajets hyperfréquence numériques posant des problèmes........................................ 68 3.3.4 Illuminateurs d'antennes............................................................................................. 68 3.3.5 Systèmes hyperfréquence numériques de recouvrement............................................ 69 3.3.6 Configurations de couplage RF entre systèmes analogiques et systèmes numériques ................................................................................................................. 69 3.3.7 Liaisons secondaires analogiques............................................................................... 70 3.3.8 Conversion d'un circuit analogique en un circuit numérique..................................... 70 3.3.9 Conversion du circuit ................................................................................................. 70 3.4 DISPOSITION DES CANAUX RADIOÉLECTRIQUES ........................................ 71 3.4.1 Introduction ................................................................................................................ 71 3.4.2 Paramètres liés au spectre........................................................................................... 71 3.4.3 Types de dispositions des canaux............................................................................... 73 3.4.4 Structures homogènes et subdivision des canaux....................................................... 76 3.4.5 Critères de brouillage à l'intérieur d'un système et entre systèmes ............................ 77 3.5 PARTAGE DES BANDES DE FRÉQUENCES AVEC D'AUTRES SERVICES ... 79 3.5.1 Évaluation des brouillages causés par d'autres services............................................. 80 3.5.1.1 Généralités.................................................................................................................. 80 3.5.1.2 Dégradation de la qualité de fonctionnement en matière d'erreur et de la disponibilité ................................................................................................... 81 3.5.1.3 Évaluation des effets globaux des brouillages causés par diverses sources............... 83 3.5.2 Paramètres fondamentaux pour le partage des bandes de fréquences........................ 86 3.5.2.1 Côté récepteur............................................................................................................. 86 3.5.2.2 Côté émetteur.............................................................................................................. 88 3.5.3 État d'avancement des travaux de la Commission d'études 9 des radiocommunications sur le partage des fréquences .................................................. 90 Références du Chapitre 3 ....................................................................................................... 91 - vi - Page CHAPITRE 4 – PARAMÈTRES DE CONCEPTION.................................................. 95 4.1 CONDITIONS DE PROPAGATION ........................................................................ 95 4.1.1 Notion d'affaiblissement en espace libre.................................................................... 95 4.1.2 Visibilité ..................................................................................................................... 96 4.1.2.1 Réfraction ................................................................................................................... 96 4.1.2.2 Profils des trajets, dégagement et obstacles ............................................................... 100 4.1.2.3 Diffraction .................................................................................................................. 102 4.1.3 Réflexion en surface................................................................................................... 108 4.1.3.1 Introduction ................................................................................................................ 108 4.1.3.2 Réflexion spéculaire sur une surface terrestre plane................................................ 108 4.1.3.3 Réflexion spéculaire sur une surface terrestre sphérique régulière.......................... 108 4.1.3.4 Méthode pratique pour déterminer les réflexions spéculaires au sol ......................... 112 4.1.4 Propagation par trajets multiples dans l'atmosphère .................................................. 113 4.1.4.1 Introduction ................................................................................................................ 113 4.1.4.2 Évanouissements dus à la propagation par trajets multiples et à des mécanismes connexes................................................................................................. 114 4.1.4.3 Modélisation des voies dans la propagation par trajets multiples dans l'atmosphère........................................................................................................ 120 4.1.4.4 Méthodes de calcul des interruptions ......................................................................... 127 4.1.5 Affaiblissement dû aux précipitations........................................................................ 131 4.1.6 Diffusion..................................................................................................................... 135 4.1.6.1 Diffusion par la pluie.................................................................................................. 135 4.1.6.2 Diffusion par le terrain ............................................................................................... 135 4.1.7 Polarisation................................................................................................................. 135 4.1.7.1 Considérations générales............................................................................................ 135 4.1.7.2 Explication des mécanismes de dégradation de XPD ................................................ 137 4.1.7.3 Calcul de la dégradation de la polarisation croisée.................................................... 138 4.1.8 Affaiblissement dû aux gaz ........................................................................................ 140 4.2 ÉQUIPEMENTS ........................................................................................................ 143 4.2.1 Traitement en bande de base ...................................................................................... 143 4.2.1.1 Fonction générale de traitement en bande de base..................................................... 143 4.2.1.2 Fonctions spécifiques de traitement en radiofréquences pour les signaux en bande de base......................................................................................................... 146 - vii - Page 4.2.2 Modulation et démodulation....................................................................................... 148 4.2.2.1 Principes de base ........................................................................................................ 148 4.2.2.2 Méthodes de modulation linéaire ............................................................................... 149 4.2.2.3 Méthodes de modulation non linéaire ........................................................................ 151 4.2.2.4 Modulation avec codage............................................................................................. 152 4.2.2.5 Mise en forme du spectre ........................................................................................... 154 4.2.2.6 Probabilité d'erreur pour la voie transmettant un bruit blanc gaussien additif........... 160 4.2.2.7 Considérations sur le processus de démodulation...................................................... 164 4.2.2.8 Blocs fonctionnels d'un modem.................................................................................. 174 4.2.3 Émetteur ..................................................................................................................... 183 4.2.3.1 Oscillateur local (LO)................................................................................................. 184 4.2.3.2 Changement de fréquence dans le mélangeur ............................................................ 184 4.2.3.3 Puissance d'émission en fonction du facteur de crête et du format de modulation («recul de puissance»), avec et sans linéarisation................................ 185 4.2.3.4 Amplificateur de puissance ........................................................................................ 186 4.2.3.5 Rayonnements non essentiels (types et spécifications) (internes/externes)............... 190 4.2.3.6 Linéarisation (spécifications et techniques) ............................................................... 190 4.2.3.7 Filtrage (RF/FI) .......................................................................................................... 193 4.2.4 Récepteur.................................................................................................................... 193 4.2.4.1 Changement de fréquence .......................................................................................... 194 4.2.4.2 Filtrage........................................................................................................................ 194 4.2.4.3 Facteur de bruit........................................................................................................... 197 4.2.4.4 Largeur de bande requise............................................................................................ 198 4.2.4.5 Signature..................................................................................................................... 198 4.2.5 Commutation de secours en radiofréquences............................................................. 198 4.2.5.1 Généralités.................................................................................................................. 198 4.2.5.2 Types de dispositions de secours................................................................................ 199 4.2.5.3 Architecture de la commutation de secours en radiofréquences ................................ 199 4.2.5.4 Commutation de secours par système en réserve....................................................... 200 4.2.5.5 Commutation multiligne............................................................................................. 201 4.2.5.6 Facteurs dont dépend le choix des critères de commutation...................................... 202 4.2.5.7 Calcul de l'indisponibilité des liaisons ....................................................................... 203 4.2.6 Antennes et illuminateurs........................................................................................... 203 4.2.6.1 Notions fondamentales sur les antennes des faisceaux hertziens............................... 203 4.2.6.2 Antenne parabolique................................................................................................... 207 4.2.6.3 Antenne cornet à réflecteur ........................................................................................ 211 - viii - Page 4.2.6.4 Antenne à haute performance..................................................................................... 212 4.2.6.5 Notions fondamentales sur les illuminateurs.............................................................. 215 4.2.6.6 Filtre de multiplexage du système.............................................................................. 221 4.3 CONTRE-MESURES ................................................................................................ 223 4.3.1 Généralités.................................................................................................................. 223 4.3.1.1 But des contre-mesures............................................................................................... 223 4.3.1.2 Classification des contre-mesures .............................................................................. 224 4.3.1.3 Évaluation des contre-mesures................................................................................... 226 4.3.2 Égalisation adaptative................................................................................................. 227 4.3.2.1 Principes de base ........................................................................................................ 227 4.3.2.2 Structures d'égalisation............................................................................................... 228 4.3.2.3 Algorithmes d'adaptation............................................................................................ 229 4.3.3 Suppresseurs de brouillages ....................................................................................... 233 4.3.3.1 Principes de base ........................................................................................................ 233 4.3.3.2 Suppresseurs de brouillages causés par d'autres liaisons ........................................... 234 4.3.3.3 Suppresseurs de brouillages contrapolaires................................................................ 235 4.3.4 Commande adaptative de puissance de l'émetteur ..................................................... uploads/Management/ r-hdb-24-1996-pdf-f.pdf