THEME: TELECOMUNICATION PAR

SATELLITES ET LA TECHNOLOGIE VSAT

Présenté par:

Joseph KAPOU

• Le besoin croissant de communication entre individus nous a

conduit à un développement des artères filaires. Cependant

certaines barrières ont favorisé l’évolution de nouvelles

technologies et nous ont amené aux satellites.

• Dans le cadre de notre formation réseau nous nous intéressons

essentiellement aux réseaux câblés et bien souvent nous avons

tendance à oublier qu’il existe d’autres alternatives

technologiques notamment les technologies satellites.

• Cet exposé a donc pour vocation de présenter les concepts et

les éléments clés dans l’appréhension des technologies satellites

et plus particulièrement la technologie VSAT.

I- PRESENTATION

Pour résumer on peut dire qu’un satellite est un élément spatial qui a pour rôle de produire ou relayer des données vers différents récepteurs terrestres. L’avantage évident présenté par les solutions satellites est que les stations terrestres ne dépendent plus des infrastructures terrestres existantes à travers le monde et donc peuvent être mobiles.

• Les communications par satellite utilisent ceux-ci comme relais

hertziens : comme tout corps céleste, les satellites obéissent aux lois

de Kepler et l’on distingue 3 types d’orbites, selon l’altitude.

• Low Earth Orbit (LEO) : orbite basse, jusqu’à 1 500 km

• Medium Earth Orbit (MEO) : orbite allant de 5 000 à 15 000 km et

au-delà de 20 000 km (les ceintures de Van Allen, entre 1 500 et

5 000 km puis entre 15 000 et 20 000 km, rendent ces altitudes

inexploitables)

• Geostationary Earth Orbit (GEO) : orbite à 35 786 km au-dessus de

l’équateur.

• La durée d’une révolution est fonction de l’altitude et varie de 100

minutes à basse altitude pour atteindre 24 heures à 35 786 km.

• Le schéma ci-dessus résume les principaux éléments

d'architecture d'un satellite:

La plateforme comporte un module de service et un module de

propulsion.

Ces deux modules regroupent tout ce qui est nécessaire à:

- l'autonomie énergétique du satellite,

- sa bonne orientation dans l'Espace,

- aux corrections éventuelles de trajectoire,

- sa communication avec les stations au sol. Cette plateforme

peut être d'un modèle unique pour des satellites dédiés à des

missions différentes.

• 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 de bord.

• Cette architecture permet de régler des contraintes

particulières au milieu spatial, il faut souligner :

- les contraintes d'autonomie énergétique

- les contraintes thermiques (-160° C à l'ombre de la Terre ; +

150°C en plein soleil)

- les contraintes mécaniques (accélérations et vibrations lors du

lancement)

- les contraintes de masse : le satellite doit être "léger" pour le

lanceur.

On distingue:

- les stations a grandes echelles( 30m de diamètre)

-les petites stations( les VSAT 1m de diamètre)

• Une antenne d’émission chargée de transformer la puissance

electromagnétique guidée en une puissance rayonnée

• Une antenne de reception qui fait le travail inverse

• L’angle de site ϴ aussi appelé hauteur, peut être calculé par :

• Avec :

r = rayon de la terre (6378 km)

d0 = altitude du satellite (35786 km si géostationnaire)

r+d0 = distance centre de la terre - satellite (42164 km si géostationnaire)

D = distance station-satellite calculé par la formule :

= + 2 r (r + ) (1 - cos α cos λ)

• Composante active, il est chargé :

- d’amplifier le signal afin qu’il soit exploitable

- De convertir la fréquence du signal en une fréquence

intermédaire(1GHz)

• LNB universel: capte tous les signaux dans la totalité de la

bande Ku

• Fonction: reçoit des signaux modulés en hautes fréquences et les

transforme en information basse fréquence

• Permet l’obtention des signaux audios, videos, données véhiculés

par une onde porteuse

• Temps du signal entre station terrestre-satellite-station terrestre:

270ms

• Compte tenue du traitement du signal par le matériel et la

bande de base ce délais peut atteindre 320ms

BANDE SENS

MONTANT/DESCENDANT

BANDE PASSANTE

L 1.6GHZ/1,5GHZ 15MHZ

S 2.2GHZ/1.9GHZ 70MHZ

C 6GHZ/4GHZ 500MHZ

Ku 14GHZ/11GHZ 500MHZ

Ka 30GHZ/20GHZ 3500MHZ

• Consiste a faire une modulation-démodulation du signal pour

l’adapter au support de transmission

• Multiplexage des signaux pour pouvoir les vehiculer sur un

meme canal

• NB : La diffusion de données par satellite s’appuie sur un mode

de transmission monodirectionnel. Cette particularité offre

l’avantage de constituer une véritable barrière contre les virus

et les intrusions.

I- DETAILS DU PROTOCOLE

• Cette norme décrit comment le trafic bidirectionnel des

données devrait être transmis via satellite.

• La technologie de transmission utilise la technique de

traitement de signal MF-TDMA (Multi-Frequency Time

Division Multiple Access), ce qui permet de partager la

capacité du lien entre différents sites clients. Les

données transportées peuvent aussi être « encapsulées

» dans des cellules ATM (Asynchronous Transfert Mode)

ou dans du MPEG-2.

• La norme spécifie que les liaisons montantes et

descendantes doivent utiliser des fréquences différentes

mais est indépendante des bandes de fréquences

utilisées (Ku, Ka, L, S...)

Il existe 2 types:

• Transparent: amplifie le signal et modifie la fréquence des

porteuses

• Regénérateur:

• Un satellite peut avoir une vingtaine de transpondeurs

• Les systèmes de traitement à bord manipule le format de la

porteuse

• Ces architectures sophistiquées présentent une meilleure qualité

d’émission et la possibilité d’utiliser au sol des terminaux

d’usagers compacts et bon marchés

• Les protocoles d’accès à la bande

• Principe de fonctionnement

• Organisation du système

• Gestion de la bande

• Application

• Connecter 10000 points au réseau simultanément

• Evolutivité

• Permet également d'installer une station sur une unité mobile

• Gérer et superviser l'ensemble du réseau d'un seul et même

point(le HUB).

• Large couverture(une hémisphère avec un satellite GEO)

• Prix de l’élément central: le hub

• La couverture d'un satellite géostationnaire à quelques

exceptions près est fixe

• Si le hub tombe en panne tout le réseau est paralysé

• Les satellites présentent un intérêt certain pour les

télécommunications mobiles. Si les liaisons terrestres par fibre

optique ne sont d’aucune utilité dans certain cas, des liaisons

par satellites peuvent être utilisées. Une autre alternative serait

de combiner la technologie radio cellulaire et la fibre optique

ce qui satisferait la plupart des utilisateurs.