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Technique dโaccรจs par rรฉservation de paquets
Le but de ces mรฉthodes est de permettre aux stations qui en ont vraiment besoin, de transmettre leurs donnรฉes.
o Rรฉservation par une file dโattente fictive
Le temps est dรฉcoupรฉ en tranches. Les tranches sont regroupรฉes en trame dont la durรฉe est supรฉrieure au temps de propagation aller-retour de telle sorte que toutes les stations de dรฉbut dโune tranche sont au courant de ce qui sโest passรฉ dans la mรชme tranche prรฉcรฉdente.
La premiรจre tranche de chaque trame est elle-mรชme dรฉcoupรฉe en (n-1) mini-tranches. n รฉtant le nombre de stations susceptibles de vouloir รฉmettre ou recevoir des messages.
Lโaccรจs ร ces mini-tranches se fait selon la mรฉthode alรฉatoire ALOHA. On obtient donc une file dโattente fictive qui dรฉtermine lโordre dโรฉmission des stations et de type FIFO.
o Rรฉservation ordonnรฉe
Chaque trame est dรฉcoupรฉe en (n+1) tranches de temps. La premiรจre tranche est dรฉcoupรฉe en n mini-tranches. Dans chaque trame, une tranche de temps est dรฉdiรฉe ร chaque station. La mini-tranche non utilisรฉe par la station correspondante peut รชtre accรฉder par les autres stations par rรฉservations alรฉatoires de la technique ALOHA.
Figure 1.08 : Illustration de la technique de rรฉservation ordonnรฉe [1]
Techniques dโaccรจs par rรฉservation dynamique
Elles regroupent les techniques dโallocation des ressources en fonction de la demande des utilisateurs. Des prioritรฉs peuvent รชtre attribuรฉes aux utilisateurs, ainsi une qualitรฉ de service peut รชtre implantรฉe. Les quatre techniques les plus importantes sont les suivantes. [1]
o DAMA (Demand Allocation Multiple Access)
Elle consiste ร rรฉserver prรฉalablement une tranche horaire pour organiser la division et repartir la bande passante.
o FAMA (Fixe Assignement Multiple Access)
On utilise la technique FAMA pour gรฉrer la qualitรฉ de service des clients privilรฉgiรฉs.
o RRR (Round Robin Reservation)
Il requiert un nombre de stations infรฉrieur au nombre de tranches nรฉcessaires ร la discipline TDMA. Chaque station possรจde une tranche dรฉdiรฉe. Les tranches restantes sont accรฉdรฉes selon une politique ALOHA.
o IFFO (Interleaved Frame Flush Out) La trame est divisรฉe en trois parties:
–ย ย Une partie de contrรดle des rรฉservations
– Des tranches rรฉservรฉes par chaque station – Une partie pour un accรจs alรฉatoire
Transpondeur
Un transpondeur est un relais รฉlectronique ร bord d’un satellite, il permet de transposer des signaux reรงu depuis la Terre vers une autre frรฉquence pour la redescente vers l’utilisateur (uplink et downlink) une sorte de miroir รฉlectronique avec rรฉ-amplification et dรฉcalage de frรฉquence.
Les transpondeurs ont une certaine largeur de bande en gรฉnรฉral 36 Mhz qui permettent de transporter un gros multiplex (Symbol Rate ou taux de symbole รฉlevรฉ) mais parfois un mรชme transpondeur peut transporter plusieurs petits multiplex ou carrรฉment de nombreux programmes individuels (Symbol Rate ou taux de symbole faible).
Un rรฉfรฉrencement par transpondeur peut รชtre dรฉcrit tel que :
โข Nom du satellite
โข Frรฉquence (downlink)
โข Polarisation (Horizontale ou verticale)
โข Taux de symbole
Exemple de transpondeur: [4]
Nom du satellite : Intelsat 18
Frรฉquence descendante : 03980
Taux de symbole : 27500
Polaritรฉ : H
Un transpondeur satellite est capable de transmettre au moins 5 bouquets. Or, les opรฉrateurs satellites tentent de transmettre un nombre supรฉrieur de bouquets pour leur profit commercial.
Rรฉutilisation de frรฉquence
Pour gรฉrer et รฉconomiser la bande allouรฉe, la rรฉutilisation de frรฉquence est la meilleure technique.
Il en existe deux mรฉthodes :
o Par diversitรฉ de polarisation
o Par diversitรฉ de spatiale
Figure 1.09 : Techniques de rรฉutilisation de frรฉquence [1]
Dรฉbit et dรฉlai de la transmission
On peut รฉvaluer globalement le dรฉbit et le dรฉlai de la transmission selon la position orbitale du satellite.
Absorption atmosphรฉrique [9]
Lโaffaiblissement dรป ร lโabsorption atmosphรฉrique varie entre 1,5dB pour 99% du mois le plus dรฉfavorable et 4,5dB pendant 0,1% du mois le plus dรฉfavorable.
Lโaffaiblissement total est compris entre 207,5dB et 210,5dB.
Gain ร lโentrรฉe du rรฉcepteur
โข Le gain dโantenne est donnรฉ par la formule suivante :
โข Perte de couplage entre lโantenne et la tรชte SHF : environ 0,5dB [9]
โข Perte due ร un pointage imprรฉcis de lโantenne : environ 1dB [9]
Le gain net ร lโentrรฉe du rรฉcepteur est รฉgal ร :
Rapport SNR (Signal Noise Ratio) [10]
Les bruits permettent de caractรฉriser la qualitรฉ du canal de transmission sans tenir compte des caractรฉristiques des filtres de rรฉception.
La puissance de bruit N fait intervenir la bande B dans laquelle le bruit est considรฉrรฉ. =ย รย ร (1.07)
Avec
K=1,38.10-23, la constante de Boltzmann
T : tempรฉrature de bruit
B : bande de frรฉquence dans laquelle le bruit est considรฉrรฉ
La densitรฉ spectrale du bruit est :
0=(1.08)
Le rapport SNR est le rapport de la puissance du signal reรงu du rรฉcepteur et de la puissance du bruit. [ ]=( [ ]+ [ ])โ(ย [ ]+ย [ย ย ])
Avec :
PIRE : puissance isotrope de rayonnement รฉquivalente
G : reprรฉsente le gain net ร la rรฉception
A : attรฉnuation globale
N : puissance du bruit dans la bande de frรฉquence du rรฉcepteur
Facteur de qualitรฉ G/T de la station [9]
Cette valeur permet de choisir lโantenne qui convient en fonction du SNR. On a :
[ ] = [ ] โย ย ย ย ย [ย ย ] +ย ย [ย ย ] + 10log(ย ย )
Alors, on peut รฉcrire la formule (1.09) comme
[ ] = [ ] + [ ] โย [ ] โ 10log(ย ย )
Bilan de liaison globale [10] [11]
Les mรชmes paramรจtres sont applicables ร la liaison montante comme ร la liaison descendante: puissance isotrope rayonnรฉe รฉquivalente (PIRE), affaiblissement en espace libre, affaiblissement dรป ร lโabsorption atmosphรฉrique, gain en entrรฉe du rรฉcepteur, rapport SNR.
Liaison montante
Soit (SNR) m le rapport signal sur bruit au niveau du satellite. On a :
Avec
PIRE sol : PIRE de la station terrienne รฉmettrice
(G/T) sat : facteur de mรฉrite du satellite
Lm : paramรจtre de transmission entre la distance Dm de la station du sol รฉmettrice et le satellite 13
K : constante de Boltzmann ; K=1,38.10-23W/Hz/K B : bande passante รฉquivalente du bruit
Exprimรฉ en dB, nous avons :
Liaison descendante
Soit (SNR) d le rapport signal sur bruit au niveau de la station de rรฉception sol.
Exprimรฉ en dB, nous avons :
Rรฉpartition frรฉquentielle des services offerts par le rรฉseau satellitaires
Pour gรฉrer les frรฉquences de transmission, les organismes internationaux ainsi que lโUIT (Union International des Tรฉlรฉcommunications) ont planifiรฉ une attribution de frรฉquences selon le service. Le tableau suivant rรฉsume la rรฉpartition des services selon la bande de frรฉquence utilisรฉe dans le mode de transmission par satellite:
Avantages et inconvรฉnients de la tรฉlรฉcommunication par satellite
Avantages
Le plus grand avantage de la tรฉlรฉcommunication satellite est son taux de couverture maximal assurรฉ.
Ce qui permet ร une communication permanente et en ligne directe entre deux stations.
Le satellite est particuliรจrement bien adaptรฉ aux villages รฉloignรฉs des grandes voies de communication รฉlectronique ou bien pour connecter des entreprises isolรฉes.
Lโaccรจs par satellite permet une connexion haut dรฉbit forfaitaire et permanente dans les zones privรฉes dโรฉquipements des autres technologies dโaccรจs (ADSL, cรขble, BLR,โฆ).
L’association avec une autre technologie de boucle locale permet de mutualiser la liaison satellite et ainsi les coรปts. Comme exemple, le schรฉma Satellite-Wi-Fi dans lequel l’accรจs ร Internet est assurรฉ par une liaison satellite mutualisรฉe (rรฉseau de collecte) et la capillaritรฉ est assurรฉe ร moindre coรปt par la technologie Wifi (rรฉseau d’accรจs). [1]
Inconvรฉnients
Les caractรฉristiques du canal satellitaire favorisent des affaiblissements importants qui peuvent altรฉrer le signal, ce qui prouve la fragilitรฉ de ce rรฉseau.
De plus les temps de latence peut รชtre gรชnant pour certain service comme la tรฉlรฉphonie et surtout rend impossible certaines applications nรฉcessitant une synchronisation serrรฉe comme le jeu en ligne. Sachant que de la construction des satellites ร sa mise en orbite nรฉcessite des millions dโeuros, les coรปts de la communication sont รฉgalement plus รฉlevรฉs aussi bien que pour lโรฉquipement de base.
De plus, aujourdโhui, des millions de dรฉbris de satellites en fin de vie restent en orbite autour de la Terre, ce qui produit la pollution spatiale. [1]
Conclusion
Ainsi, on a pu introduire ce qui est de gรฉnรฉralitรฉ sur techniques de la transmission par satellites.
Leur progression amรฉliore effectivement le bilan de la transmission dans ce rรฉseau.
Malgrรฉ quelques dรฉfauts, ses prestations permettent de dire que la tรฉlรฉcommunication par satellites joue un rรดle important dans le dรฉveloppement des rรฉseaux de tรฉlรฉcommunication, surmontant quelques-unes des limites des solutions terrestres.
Pour la suite, nous allons continuer par des รฉtudes qui nous mรจneront vers notre objectif.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION GENERALE ET PROBLEMATIQUE
CHAPITRE 1 PRESENTATION TECHNIQUE DE LA TELECOMMUNICATION PAR SATELLITE
1.1 Introduction
1.2 Historique
1.3 Techniques utilisรฉs en tรฉlรฉcommunication par satellite
1.3.1 Constellation des satellites
1.3.2 Bandes de frรฉquences utilisรฉes
1.3.3 Technique de modulation
1.3.3.1 Modulation analogique
1.3.3.2 Modulation numรฉrique
1.3.4 Polarisation de lโonde
1.3.5 Techniques dโaccรจs
1.3.5.1 Techniques dโaccรจs au canal satellitaire
1.3.5.2 Techniques dโaccรจs alรฉatoires
1.3.5.3 Technique dโaccรจs par rรฉservation de paquets
1.3.5.4 Techniques dโaccรจs par rรฉservation dynamique
1.3.5.5 Transpondeur
1.3.6 Rรฉutilisation de frรฉquence
1.4 Dรฉbit et dรฉlai de la transmission
1.5 Bilan de liaison de la transmission par satellite
1.5.1 Puissance isotrope rayonnรฉe รฉquivalente (PIRE)
1.5.2 Affaiblissement pendant le trajet
1.5.2.1 Affaiblissement en espace libre
1.5.2.2 Absorption atmosphรฉrique
1.5.3 Gain ร lโentrรฉe du rรฉcepteur
1.5.4 Rapport SNR (Signal Noise Ratio)
1.5.5 Facteur de qualitรฉ G/T de la station
1.5.6 Bilan de liaison globale
1.5.6.1 Liaison montante
1.5.6.2 Liaison descendante
1.5.6.3 Bilan de liaison global
1.6 Rรฉpartition frรฉquentielle des services offerts par le rรฉseau satellitaires
1.7 Avantages et inconvรฉnients de la tรฉlรฉcommunication par satellite
1.7.1 Avantages
1.7.2 Inconvรฉnients
1.8 Conclusion
CHAPITRE 2 ETUDE FONDAMENTAL DE LA NORME DVB-S
2.1 Introduction
2.2 Transition de la tรฉlรฉvision analogique ร la tรฉlรฉvision numรฉrique
2.3 Norme DVB
2.3.1 Tรฉlรฉvision numรฉrique terrestre ou TNT (DVB-T)
2.3.2 Tรฉlรฉvision numรฉrique par cรขble (DVB-C)
2.3.3 Tรฉlรฉvision numรฉrique par satellite (DVB-S)
2.3.4 Autres dรฉrivรฉs du DVB [15]
2.4 Prรฉsentation de la norme DVB-S
2.4.1 Vue gรฉnรฉrale
2.4.2 Modules de transmission
2.5 Techniques utilisรฉes en DVB-S
2.5.1 Codage MPEG 2
2.5.2 Dispersion dโรฉnergie (brassage)
2.5.3 Codage externe (Reed-Solomon)
2.5.4 Entrelacement
2.5.5 Codage interne (convolutif poinรงonnรฉ)
2.5.6 Filtrage et modulation
2.5.7 Bande de frรฉquence
2.6 Critรจres de performance du systรจme
2.7 Evolutions du DVB-S
2.7.1 DVB-S2
2.7.2 DVB-RCS
2.7.3 DVB-SH
2.8 Avantages et inconvรฉnients
2.8.1 Avantages
2.8.2 Inconvรฉnients
2.9 Conclusion
CHAPITRE 3 ANALYSE ET CONCEPTION DU SYSTEME DE RECEPTION DE LA TELEVISION NUMERIQUE PAR SATELLITE
3.1 Introduction
3.2 Source primaire au foyer
3.2.2 Principe
3.2.3 Diagramme de rayonnement et rapport F/D
3.3 Tรชte SHF ou LNB
3.3.1 Principe
3.3.2 Bande intermรฉdiaire Satellite (BIS)
3.3.3 Oscillateur local (OL)
3.3.4 Caractรฉristiques
3.3.4.1 Facteur de bruit
3.3.4.2 Gain de la tรชte de rรฉception
3.3.5 Convertisseur LNB universel
3.3.6 Intรฉgration au rรฉcepteur
3.4 Positionneur / DISEqC
3.5 Antenne parabolique
3.5.1 Prรฉsentation
3.5.2 Caractรฉristiques
3.5.2.1 Gain
3.5.2.2 Efficacitรฉ
3.5.2.3 Largeur et directivitรฉ du faisceau
3.5.3 Divers types dโantenne ร rรฉflecteur parabolique
3.5.3.1 Antenne classique ร foyer primaire ou centrรฉ (ยซ Prime focus ยป)
3.5.3.2 Antenne bifocale
3.5.3.3 Antenne ร foyer dรฉportรฉ (off-set)
3.5.4 Choix du diamรจtre
3.5.5 Support
3.5.5.1 Support azimut- รฉlรฉvation (Az-El)
3.5.5.2 Support รฉquatorial
3.6 Principe du dรฉcodeur satellite
3.6.1 Microprocesseur
3.6.2 Tuner
3.6.3 Opรฉrateurs de dรฉcodage
3.7 Sorties du dรฉcodeur
3.8 Accรจs aux services
3.9 Types dโinstallation
3.9.1 Tรชte monobloc ou ยซ double tรชte ยป
3.9.2 Installation pour un rรฉcepteur
3.9.3 Installation pour deux ร quatre rรฉcepteurs
3.9.4 Installation collective
3.9.5 Solution hybride
3.10 Conclusion
CHAPITRE 4 MODELISATION MATHEMATIQUE DU POINTAGE DE SATELLITE
4.1 Introduction
4.2 Localisation dans lโespace
4.2.1 Nord magnรฉtique et Nord gรฉographique
4.2.2 La latitude
4.2.3 La longitude
4.2.4 Angle dโAzimut
4.2.5 Angle dโรฉlรฉvation
4.3 Modรฉlisation mathรฉmatique du pointage de satellite
4.3.1 Notations et position du problรจme
4.3.2 Passage de la base (๐,๐,๐) ร la base (๐,๐,๐) et inversement
4.3.3 Dรฉtermination des angles ฮฆ et ฮจ
4.3.4 Commentaires
4.4 Calcul de la mesure dโorientation de lโantenne vers le satellite
4.4.1 Mรฉthode de calcul
4.4.1.1 Angle de site (ou angle dโรฉlรฉvation)
4.4.1.2 Azimut
4.4.2 Mรฉthode de dรฉtermination par abaque
4.4.3 Exemple
4.5 Interprรฉtations du modรจle sur les angles dโorientation de lโantenne satellite
4.5.1 Angle dโรฉlรฉvation ฮฆ
4.5.2 Angle dโAzimut ฮจ
4.5.3 Commentaires
4.6 Angle de contre-polarisation ฯ
4.7 Conclusion
CHAPITRE 5 REALISATION DโUNE RECEPTION DE TELEVISION NUMERIQUE PAR SATELLITE
5.1 Introduction
5.2 Etude et analyse des critรจres de la mise en place de lโantenne parabolique
5.3 Choix du satellite et du diamรจtre dโantenne
5.4 Equipements nรฉcessaires
5.4.1 Antenne parabolique et ses accessoires
5.4.2 Cรขble coaxial
5.4.3 Digital Satellite Finder
5.4.4 Autres outils nรฉcessaires
5.5 Google Earth
5.6 Dรฉveloppement dโune application JAVA : PointSat
5.6.1 Prรฉsentation et choix du langage JAVA
5.6.2 Objectif
5.6.3 Algorithme du programme
5.6.4 Prรฉsentation de lโapplication
5.6.4.1 Interface
5.6.4.2 Principe de fonctionnement
5.7 Installation de lโantenne
5.7.1 Etape 1 : Assemblage de lโantenne parabolique
5.7.2 Etape 2 : Pose du support
5.7.3 Etape 3 : Rรฉglage du pointage
5.8 Connectivitรฉ du systรจme de rรฉcepteur satellite
5.8.1 Antenne parabolique et dรฉcodeur satellite
5.8.2 Dรฉcodeur satellite et ses pรฉriphรฉries
5.9 Programmation de la rรฉception des chaรฎnes de tรฉlรฉvision numรฉrique par satellite
5.10 Astuce de chiffrage des chaines
5.11 Coรปt total de lโinstallation
5.12 Conclusion
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
ANNEXES
ANNEXE 1 : CONCEPT DU RESEAU SATELLITAIRE
ANNEXE 2 : PRINCIPE DE POSITIONNEMENT ORBITAL DES SATELLITES
ANNEXE 3 : CONSTRUCTION DE LโANTENNE PARABOLIQUE
ANNEXE 4 : DEMONSTRASTION DE P-1=tP POUR UN PASSAGE ENTRE BASE
ANNEXE 5 : PART DU CODE SOURCE DE LโAPPLICATION JAVA ยซ POINTSAT ยป
BIBLIOGRAPHIE
FICHE DE RENSEIGNEMENT
Tรฉlรฉcharger le rapport complet
Soutenance mรฉmoire
