Système satellitaire

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Services offerts par satellite

Divers acteurs ont bouleversé le marché des télécommunications satellitaires ces dernières années : la demande importante de besoins, les services multicast, c'est-à-dire d'une source vers un groupe déterminé d'utilisateurs et apparue.
La carte de répartition des services entre réseaux satellites et réseaux terrestres est donc en train de changer radicalement. D'une manière synthétique, les avantages des satellites sont:

  • Le recouvrement de grandes zones géographiques
  • La possibilité d'avoir des accès et des destinations multiples pour une même communication
  • La possibilité de déploiement rapide des services
  • L'adaptation à des régions sans infrastructure de télécommunications.

Services entre points fixes

Cette catégorie de services désignée par FSS (Fixed Satellite Services) détient la plus grande part du marché des communications satellitaires aujourd'hui et devant la conserver au moins pendant quelques années encore.
Les bandes de fréquences utilisées par FSS sont la bande C et la bande KU: il y'a des débuts d'utilisation de la bande Ka. Ces bandes sont plus sensibles à l'atténuation par la pluie que les bandes L et S qui sont attribuées aux services mobiles par satellite; mais les applications FSS peuvent facilement utiliser des antennes plus puissantes qui peuvent pallier ce problème. En revanche, les FSS ont beaucoup plus de bande passante disponibles que les services mobiles par satellite, ce qui est particulièrement important pour les communications haut débit.
Les principaux services FSS aujourd’hui sont la transmission directe de télévision et ceux offert par les VSAT (Very Small Terminal networks); transmission de la voix ; transfert de données ; programme radiophoniques.

Services entre terminaux mobiles

Les services mobiles répondent à un besoin de communiquer n'importe où, n'importe quand avec n'importe qui. Graduellement, les technologies par satellite permettent de satisfaire ce désir. Les services offerts par des réseaux satellitaires sont connus sous le sigle MSS (Mobile Satellite Service) et sont classifiés selon les trois suivantes:

  • Première génération : les services mobiles maritimes. Ils sont apparus dans les années 70 par exemple MMSS (Maritime Mobile Satellite Services) par USA, MARECS (Maritime European Community Satellite), INMARSAT.
  • Deuxième génération : les services mobiles terrestres, LMSS (Land Mobile Satellite Services)
  • Troisième génération.

 


Les orbites des satellites

On distingue quatre régions de mise en orbite des satellites:

  • La zone LEO (Low Earth Orbit), entre la fin de l'atmosphère et la première ceinture de Van Allen, de 4000Km à 1500Km d'altitude.
  • Zone MEO (Medium Earth Orbit), entre les deux ceintures de Van Allen, de 5000Km à 13000Km d'altitude.
  • La zone HEO (Higu Earth Orbit) dont l'apogée est au-delà des ceintures de Van Allen, mais qui dans le cadre des orbites elliptiques, embrasse une ou plusieurs zones précédentes (le single HEO est parfois aussi rendu par Hihly Elliptical Orbit)
  • La zone GEO (Geostationary Earth Orbit), qui pourrait se voir comme un cas particulier de HEO, pour les satellites géostationnaires, à une altitude de 35786Km. L'orbite géostationnaire porte aussi le nom de "couronne de Clarke", du nom de l'auteur de science-fiction Américain Arthur Clarke, qui avait imaginé l'utilisation de cette orbite dès 1945

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Classification des différents types d'orbites exploitables.

Trajectoires orbitales

Nous avons vu comment un satellite étudié indépendamment du reste du monde peut assurer un certain service de communication avec la Terre. Nous avons pu constater certaines limitations en terme de couverture de fréquence de transfert inter satellite de délai, tout cela d'un point de vue géométrique. Ces critères ne peuvent donner un point de vue satisfaisant car ils restent locaux. Or une chose est d'avoir, dans une fenêtre limitée, l'établissement d'une communication; une autre est d'assurer un service permanent donc l'étendue englobe la planète entière. Les contraintes spécifiques de lien avec la terre, de mise en réseau et même de cohabitation avec des systèmes concurrents sont autant d'éléments tout aussi importants à prendre en considération. Nous commençons par une description relativement qualitative pour mettre en évidence le caractère stratégique de tel ou tel choix. Nous pouvons prendre en compte:

  • Le synchronisme des trajectoires des satellites avec la rotation de la terre sur elle-même: il est en effet souhaitable que le satellite se maintienne à la même position pour un observateur terrestre (C'est le cas des satellites géostationnaires), ou qu'il se retrouve périodiquement à la même place dans la journée. Les orbites géosynchrones seront donc des candidates particulièrement appréciées.
  • délai de transmission terre satellite, il conditionne la latence du réseau (la durée de transmission de bout en bout), donc par exemple le caractère de réaction du système en cas d'erreur de transmission (typiquement pour les retransmissions de données). Le délai de transmission que nous considérons ici comprend le temps moyen de propagation pour une position nordique plus un temps de traitement d'environ 10ms.
  • L'angle de pénétration de l'atmosphère terrestre, qui correspond à l'angle d'élévation décrit précédemment.
  • La taille des cellules de couvertures, plus les cellules sont petites plus la réutilisation des fréquences radio est importante et plus le nombre maximum d'utilisateur du système augmente.
  • L'aire totale de couverture d'un satellite (qui peut contenir plusieurs cellules), ce qui affecte la fréquence des transferts inter satellitaires ainsi que le nombre de satellites nécessaires à couvrir une zone donnée.
  • Le nombre de satellite nécessaire en particulier pour assurer la couverture planétaire pour un service.
  • La puissance de transmission requise, la puissance pouvant être utilisée pour augmenter la quantité d'information transmise, ou encore pour améliorer la portabilité des antennes de réception (téléphone mobile).

Examinons plus en détail les caractères de chacun des systèmes.