Rôle du faisceau hertzien dans un réseau GSM

Présentation du groupe TELMA

Télécom Malagasy S.A (TELMA), privatisé en 2004, est l’unique opérateur téléphonique convergeant à Madagascar à pouvoir offrir à ses abonnés : la téléphonie fixe, la téléphonie mobile, l’internet et le mobile money.

Telma occupe aujourd’hui une place prépondérante sur le marché des télécommunications à Madagascar : celle d’opérateur de référence par son historique très riche, mais également par la grande confiance qui la lie depuis plusieurs années aux entreprises et citoyens Malgaches .

Depuis sa privatisation en 2004, TELMA a toujours su apporter sa contribution au développement du pays en le dotant des infrastructures et des outils de télécommunications nécessaires à son essor économique, sa révolution technologique et son épanouissement social. Avec plus de 1,8M de clients mobiles (30% de part de marché), plus de 70% du marché entreprises, le 1èreréseau 3G+ (HSPA) de Madagascar, ses infrastructures nationales (Backbone national et Réseau Métropolitain d’Antananarivo MAN) et internationales performantes (EASSy), ses solutions innovantes (BlackBerry,IPhone), le 1ère développement du service de Mobile Money à Madagascar : MVola, Telma reste en 2011 le 1er opérateur des télécommunications à Madagascar. Opérateur des opérateurs, TELMA met à la disposition des autres opérateurs nationaux les autoroutes de l’information de demain, le Backbone national sécurisé par plusieurs boucles nationales dans le pays, et une liaison internationale redondée via le câble sous marin EASSy.

Ces réseaux bénéficient aussi bien sûr aux entreprises à la recherche de qualité de service et de sécurité pour leurs réseaux Data et solutions de téléphonie. En tant que précurseur des grands changements technologiques, TELMA ne cesse d’innover pour l’avenir de Madagascar. Le lancement de MVola, le 1erservice de mobile money de Madagascar effectué en Avril 2010, s’inscrit dans cette logique. MVola, c’est le transfert d’argent national, mais bien plus encore, c’est aussi le paiement des factures utilitaires (eaux et électricité…) mais aussi l’assurance prévoyance avec ARO et Ny HAVANA, les 1ers assureurs de Madagascar, les paiements des cotisations salariales avec la CNAPS et le paiement facilité des factures et des commerçants, en attendant le e-commerce et depuis début 2012 c’est aussi la réception de transfert international directement sur son mobile Telma, grâce au partenariat entre MVola et Western Union.

Enfin Mvola, c’est aussi le paiement des salaires et des frais de missions adopté par de plus en plus d’entreprises, pour des raisons de sécurité et praticité évidentes. Grâce à ces projets, TELMA répond aux besoins des malgaches en termes de gestion d’argent facile, sécurisé et économique dans tout le pays. Telma est plus qu’un opérateur à Madagascar. La Fondation Telma a été créée pour contribuer au développement durable de Madagascar dans les domaines de l’aide à l’Enfance et de la Jeunesse, de l’Environnement mais aussi la Santé.

Rôle du faisceau hertzien dans un réseau GSM

Les signaux émis par le portable sont captés par l’antenne-relais est sont « traités» par les équipements électroniques de la BTS (« Base Transmission System »). Chaque antenne-relais couvre une zone dont la taille dépend de la densité de trafic; en zone urbaine, le rayon peut être de quelques centaines de mètres (et même moins pour les microcellules), en zone peu peuplée, il est de quelques kilomètres.

L’ensemble des BTS d’une certaine zone géographique sont connectées à une « Base Station Controler » qui lui-même relié à un commutateur appelé MSC (« Mobile Switching Center »), lequel est connecté au réseau téléphonique, ainsi qu’aux réseaux de téléphonie mobile des opérateurs concurrents. La connexion entre la BTS et le BSC peut être réalisée différentes manières suivant le support de transmission utilisé :
• Soit par un câble, comme en fibre optique,
• Soit sans câbles, comme en VSAT/DOMSAT.
• Soit par un faisceau hertzien consistant en une transmission par onde radio dépendant de de la distance et la fréquence utilisée, ainsi selon la recommandation de l’ARTEC.

Une transmission par câble représente un coût de location relativement important et nécessite la pose d’un câble, ce qui peut, dans certaines situations, impliquer un délai assez long. [1] [4] Nous nous intéressons sur le faisceau hertzien dont le coût d’utilisation est inférieur à celui de la fibre optique et celui du VSAT/DOMSAT. Il faut toutefois signaler, qu’aux fréquences supérieures à quelques GHz, l’atténuation des obstacles est très importante (même le feuillage d’un arbre est suffisant pour perturber la transmission).

Par conséquent, une liaison par faisceau hertzien ne peut être utilisée que si ses extrémités sont en vue directe l’une de l’autre; comme ceci n’est que très rarement le cas pour les BTS éloignées du BSC, la connexion peut être réalisée en plusieurs « sauts » .

Principe d’une liaison hertzienne 

Une liaison hertzienne est composée de plusieurs entités:
-Emetteur : Il est caractérisé par sa puissance émise PE. Ici, PE sera exprimé en dBm ou dBW. Ordre de grandeur : de quelques mW (0dBm) à plusieurs kW (> 30dBW).
-Liaison émetteur- antenne émission : elle est généralement réalisée en câble coaxial. A plus haute fréquence (> quelques GHz), elle peut être réalisé en guide d’onde (voir cours de physique). Elle est caractérisée par son atténuation LE, exprimée en dB. Dans les petits systèmes, où tout est intégré (WiFi, téléphone mobile, etc..) cette liaison n’existe pas (LE = 0dB)
-Antenne émission : Elle est caractérisée par son Gain d’antenne GE, exprimé en dBi.
-Distance d : c’est la distance entre l’émetteur et le récepteur.
-Liaison antenne réception- récepteur : comme la liaison émetteur-antenne émission, la liaison antenne réception-récepteur est caractérisée par l’atténuation LR, exprimée en dB.
-Antenne réception : Elle est caractérisée par son gain d’antenne GR, exprimé en dBi.
-Récepteur : Le paramètre qui nous intéresse ici est PR, puissance reçue par le récepteur. Elle est généralement exprimée en dBm.
-Plan de fréquence (ou bande de fréquence) : est une plage de fréquence des ondes radios qui ont des propriétés similaire.
-Bond : est le découpage des tronçons du trajet entre l’émetteur et le récepteur.
-Ellipsoïde de Fresnel : c’est la zone ou l’essentiel de l’énergie est concentrée, l’étendue de cette zone varie proportionnellement avec la longueur d’onde et la longueur de la liaison. On veille donc au dégagement de ce volume.

Le signal à transmettre est transposé en fréquence par modulation. L’opération de modulation transforme le signal d’origine en bande de base, par un signal modulé dit « à bande étroite », dont le spectre se situe à l’intérieur de la bande passante du canal.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 PRESENTATION GENERALE DE LA TRANSMISSION HERTZIENNE
1.1 Présentation du groupe TELMA
1.2 Rôle du faisceau hertzien dans un réseau GSM
1.3 Principe d’une liaison hertzienne
1.4 Facteurs influençant la propagation
1.4.1 Rayonnement en espace libre
1.4.2 Variations aléatoires des conditions climatologiques
1.4.2.1 Phénomènes de guidage
1.4.2.2 Atténuations dues aux hydrométéores
1.4.2.3 Réflexion, trajets multiple
1.5 Bilan de liaison
1.5.1 PIRE/EIRP
1.5.2 Expression de la puissance reçue
1.5.3 Pertes en espace libre
1.5.4 Pertes globales (total des pertes)
1.5.5 Seuil de réception
1.5.6 Sensibilité d’un récepteur
1.5.6.1 Définition
1.5.6.2 Signification
1.5.7 Puissance d’émission
1.5.8 Pertes de branchement
1.5.9 Gain d’antenne
1.5.10 Condition de bon fonctionnement
1.5.10.1 La marge au seuil
1.5.10.2 La marge sélective
1.6 Dispositifs de contre mesure
1.6.1 Protection hot stand-by
1.6.2 Diversité d’espace
1.6.3 Diversité de fréquence
1.6.4 Diversité mixtes et hybrides
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 PRESENTATION DES LOGICIELS ET ETUDES DESPARAMETRES A OPTIMISER
2.1 Le logiciel : « Mentum Ellipse »
2.1.1 Présentation
2.1.2 Analyse des paramètres nécessaires pour l’optimisation
2.1.2.1 Modèles de propagation
2.1.2.2 Modèle de trajet multiple
2.1.2.3 Méthodes de calcul de pertes dues aux gaz
2.1.2.4 Méthodes de calcul des pertes dues aux diffractions
2.1.3 La signification des autres paramètres
2.1.3.1 Le Radius factor K
2.1.3.2 Le paramètre de réfractivité dN
2.1.3.3 La fréquence utilisée
2.1.3.4 La polarisation
2.1.3.5 La méthode de masquage de l’antenne
2.1.3.6 Les paramètres atmosphériques
2.1.3.7 Paramètre de réflexion
2.1.4 Calcul de la marge
2.2 Le logiciel de calcul standard de budget de lien : « Link budget calculator»
2.2.1 Présentation
2.2.2 Analyse des paramètres nécessaires pour l’optimisation
2.2.2.1 La signification des valeurs en décibel
2.2.2.2 Budget de Lien
2.2.2.3 Lien de traçage
2.2.2.4 Multi-trajet de Terre
2.2.2.5 Pertes dues aux câbles
2.3 Conclusion
CHAPITRE 3 SIMULATIONS ET EVALUATION DE DISPONIBILITE DE LA LIAISON F.H
3.1 Simulation suivant Mentum Ellipse
3.1.2 Analyse des configurations initiales du réseau FH de Telma
3.1.2.1 Modèle de propagation
3.1.2.2 Modèle de multi-trajet ou fading
3.1.2.3 Résultats de disponibilité
3.1.3 Configurations apportées d’optimisation et évaluation des résultats de disponibilité
3.1.3.1 Pour une région Urbaine
3.1.3.2 Pour une région Suburbaine
3.1.3.3 Sur une région rurale et pour les liaisons traversant les Lacs et les mers
3.2 Simulation suivant « Link budget Calculator »
3.2.1 Panneau de « Budget de lien »
3.2.2 Lien de traçage
3.2.3 Multi-trajet de Terre
3.2.4 Synthèse de simulation avec « Link budget Calculator »
3.2.5 Conclusion
CONCLUSION GENERALE

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