Concept de base de la transmission par satellite

 Généralités

Un satellite de télécommunication est un relai hertzien placé dans l’espace. Son rôle est de régénérer le signal qu’il a reçu et de le retransmettre amplifié en fréquence à la station réceptrice. De nos jours, l’utilisation des satellites devient de plus en plus importante et présente plusieurs avantages grâce à leur zone de couverture géographique étendue outre leur capacité de servir un grand nombre d’utilisateurs en même temps. D’où une rentabilité, en particulier dans les régions à faible ou à moyenne densité de population, ne possédant pas d’infrastructure terrestre ou encore dans les pays en voie de développement. En effet les satellites permettent une desserte géographique très étendue notamment pour les utilisateurs mobiles. Les systèmes satellites ont une grande capacité de diffusion, un déploiement rapide et une reconfiguration possible et efficace. Ils offrent un accès multiple pour un grand nombre de stations terrestres et jouent un rôle primordial en cas de catastrophes naturelles. Les systèmes satellites offrent des services de téléphonie vocale et de transmission de données (fax, courrier électronique, transfert de fichiers, etc…) à destination d’équipements terminaux mobiles (de poche ou montés sur véhicule) ou fixes, ils offrent aussi de nouvelles fonctions tels que le multicast et le broadcast. Etant donné la place importante que connaissent la communication et les multimédias de nos jours, avoir un service continu sans contraintes, n’importe où et n’importe quand à une échelle globale est devenu une nécessité. D’où l’intérêt des systèmes de communications par satellites. Dans ce chapitre, plusieurs aspects des réseaux satellites seront présentés. A savoir les différentes catégories de satellites, en fonction de leur altitude. Des techniques d’accès au canal satellite seront décrites. Ainsi que la configuration d’un scenario de réseaux satellitaires avec les différents services et la configuration de la station terrestre. 

Les Orbites

Il existe différentes catégories de satellites en fonction de leur orbite. Une orbite, représente le chemin parcouru par un satellite qui tourne autour de la terre. Les orbites permettent de définir à tout moment les caractéristiques du satellite pour établir des transmissions (figure1). On distingue les orbites basses (LEO), les orbites moyennes MEO) et les orbites géostationnaires (GEO). Nous allons voir dans cette partie comment les orbites fixent certaines limites ou contraintes dans les transmissions ou les équipements. 

Satellite GEO (Geo-Stationnary Earth Orbit)

Les satellites géostationnaires se situent à une altitude de 36.000km par rapport à la terre, ce qui explique leur délai de propagation ou RTD (Round Trip dealy) très élevé de l’ordre de 250ms. Ce qui n’est pas pratique pour le trafic à fortes contraintes temporelles, telle que la voix. La grande distance, par rapport à la terre, impose l’utilisation de terminaux ayant une grande puissance et une grande capacité, entraînant une augmentation de leur coût. Par ailleurs le satellite GEO présente plusieurs avantages, dont une zone de couverture très importante. Le satellite GEO parait relativement fixe par rapport aux utilisateurs. En conséquence les techniques de hand-off ne sont pas prises en compte dans ce type de satellite,   ce qui présente un grand avantage dans leur utilisation. En plus des caractéristiques citées cidessus, le satellite GEO présente une facilité de déploiement et une grande durée de vie. Ces satellites sont les mieux adaptés pour les communications maritimes.

Satellite MEO (Medium Earth Orbit)

Le satellite MEO se situe entre 5000 – 10000 km. Il présente un intermédiaire entre l’orbite basse et le géostationnaire. Les satellites MEO décrivent des orbites circulaires ayant une période orbitale d’environ 6 heures. Un système de transmission globale utilisant ce type d’orbite nécessite un nombre de satellites moins élevés que dans le cas des satellites à basses orbites. La gestion du « handover » dans ce type de constellation n’est souvent pas nécessaire, 2 à 3 plans orbitaux sont suffisants pour atteindre une couverture globale de la terre.

Satellite LEO (Low Earth Orbit)

Le satellite LEO ou encore satellite à basse orbite (plusieurs centaines de Km) offre le grand avantage d’un délai de propagation réduit (10ms), il présente un bon candidat pour les systèmes temps réels. Les terminaux utilisés pour ce genre de satellite sont de petite taille et de faible poids. L’inconvénient majeur des satellites LEO est leur mouvement continu autour de la terre en plus de leur surface de couverture réduite. D’où la nécessité de développer des techniques de Hand-off assez complexes afin d’assurer la continuité du service.