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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.

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Télécommunication par satellite et la technologie vsat

  • 1. THEME: TELECOMUNICATION PAR SATELLITES ET LA TECHNOLOGIE VSAT Présenté par: Joseph KAPOU
  • 2. • 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.
  • 4. 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.
  • 5. • 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.
  • 6.
  • 7.
  • 8. • 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.
  • 9. • 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.
  • 10. • 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.
  • 11. On distingue: - les stations a grandes echelles( 30m de diamètre) -les petites stations( les VSAT 1m de diamètre)
  • 12. • Une antenne d’émission chargée de transformer la puissance electromagnétique guidée en une puissance rayonnée • Une antenne de reception qui fait le travail inverse
  • 13. • 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)
  • 14. • 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
  • 15. • 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
  • 16. • 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
  • 17. 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
  • 18. • 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.
  • 19. I- DETAILS DU PROTOCOLE
  • 20. • 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...)
  • 21. Il existe 2 types: • Transparent: amplifie le signal et modifie la fréquence des porteuses • Regénérateur: • Un satellite peut avoir une vingtaine de transpondeurs
  • 22. • 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
  • 23.
  • 24. • Principe de fonctionnement • Organisation du système • Gestion de la bande • Application
  • 25.
  • 26. • 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)
  • 27. • 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
  • 28. • 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.