Les Réseaux satellitesLes Réseaux satelliteset leur utilisationet leur utilisation

Plan de la Bibliographie Plan de la Bibliographie

• IntroductionIntroduction

• Architecture d’un Architecture d’un système de système de communication communication par satellite par satellite

• Les orbitesLes orbites

• Les différents types Les différents types de services de services

• Les modes de Les modes de transmission du transmission du signalsignal

• Internet par Internet par satellitesatellite

• Les évolutionsLes évolutions

• Avantages et Avantages et inconvénientsinconvénients

• ConclusionConclusion

La Map MondeLa Map Monde

HistoriqueHistorique

• 1945 : Arthur C. Clarke 1945 : Arthur C. Clarke introduit le concept de introduit le concept de communication par communication par satellite.satellite.

• 1957 : Spoutnik 1957 : Spoutnik (émetteur)(émetteur)

• 1962 : les américains 1962 : les américains lancent le premier lancent le premier système actif : système actif : Telstar1 (émission - Telstar1 (émission - réception)réception)

Architecture Architecture

Secteur Spatial Secteur Spatial

• Charge utile• Plateforme

Secteur TerrienSecteur Terrien

Orbites des SatellitesOrbites des Satellites

• Orbite Orbite GéostationnaireGéostationnaire

• Orbites BassesOrbites Basses

Orbite GéostationnaireOrbite Géostationnaire

• 36.000 Kms d’altitude36.000 Kms d’altitude

• Fixe dans le cielFixe dans le ciel

• Débit : 155MbpsDébit : 155Mbps

• Délai : 250msDélai : 250ms

Orbites BassesOrbites Basses

• Les MEO (Middle Earth Orbit)Les MEO (Middle Earth Orbit)– 10.000 Kms,10.000 Kms,– Data bas débit,voix,Data bas débit,voix,– Débit : 300bps à 38.4 kbps,Débit : 300bps à 38.4 kbps,– Délai : 80ms.Délai : 80ms.

• L’orbite LEO (Low Eath Orbit)L’orbite LEO (Low Eath Orbit)– 500 à 2.000 Kms500 à 2.000 Kms

• Les « Petits LEO »Les « Petits LEO »• Les « Gros LEO »Les « Gros LEO »• Les « Méga LEO »Les « Méga LEO »

– Débit 2.4 kbps 155 Mbps,Débit 2.4 kbps 155 Mbps,– Voix, data haut et bas débit,Voix, data haut et bas débit,– Délai : 6 à 21ms.Délai : 6 à 21ms.– Exemple de constellation :

Globalstar, Iridium

Constellation de satellite :

-Suppression effets d’écho,

-Demande une faible puissance à l’émission et à la réception (Ex : Tel. Portable).

Les types de services Les types de services

• Services de « PUSH »Services de « PUSH »

• Services InteractifsServices Interactifs

Services de « PUSH »Services de « PUSH »

Service de push sans voie de retour

Services InteractifsServices Interactifsavec retour par réseau avec retour par réseau

terrestreterrestre

Service interactif avec voie de retour par réseau terrestre

Services InteractifsServices Interactifsavec retour par satelliteavec retour par satellite

Service interactif avec retour par satellite

Transmission du SignalTransmission du Signal

• Les bandes de fréquencesLes bandes de fréquences

• Les modes de transmissionsLes modes de transmissions

• Réutilisation de fréquenceRéutilisation de fréquence

• Liaisons inter satellitesLiaisons inter satellites

Les Bandes de FréquencesLes Bandes de Fréquences

• PolarisationsPolarisations– Les ondes électromagnétiques sont polarisées Les ondes électromagnétiques sont polarisées

verticalement ou horizontalement -> elles oscillent verticalement ou horizontalement -> elles oscillent dans un plan vertical ou horizontal.dans un plan vertical ou horizontal.

– Permet de densifier l’utilisation de la bande Permet de densifier l’utilisation de la bande passantepassante

Les Bandes de FréquencesLes Bandes de Fréquences

• Bande C : bande la + basse

• Bande KU : bande de + en + saturé

• Bande L : bande orbite basse

• Bande KA : bande nouvellement utilisée (double hub).

BandesFréquenc

es (en GHz)

Lien montant

(en GHz)

Lien descendant

(en GHz)

Service

C 6/45,725 à

6,7253,4 à 4,5 SFS

Ku 12/11   11,7 à 12,2 SRS

  18/11 12,75 à 18,1 10,7 à 12,7 SFS

Ka 20/30 27,5 à 30,5 17,7 à 21,7 SFS

L 1,5/1,6 1,62 à 1,65 1,52 à 1,55 SMS

  1,9/2,9 2,95 à 2,99 1,97 à 2,01SFS/

SMS

Les modes de transmissionsLes modes de transmissions

• Traitement à bord, multiplexage :Traitement à bord, multiplexage :Charge utile transparente, amplification, transposition en Charge utile transparente, amplification, transposition en fréquence -> passage aux transmissions numériques.fréquence -> passage aux transmissions numériques.La généralisation des transmissions numériques -> le La généralisation des transmissions numériques -> le traitement à bord (multiplexage et commutation de traitement à bord (multiplexage et commutation de paquets).paquets).

• Les modulations :Les modulations :Modulation de phase 4 états (similaire au GSM).Modulation de phase 4 états (similaire au GSM).

• Politiques d’accès aux canaux satellites.Politiques d’accès aux canaux satellites.

Les politiques d’accès aux Les politiques d’accès aux canaux satellitecanaux satellite

• Les politiques de Les politiques de réservationréservation– L’accès multiple à L’accès multiple à

répartition en fréquence répartition en fréquence ( AMRF ou FDMA )( AMRF ou FDMA )

– L’accès multiple à L’accès multiple à répartition dans le répartition dans le temps ( AMRT ou temps ( AMRT ou TDMA )TDMA )

– L’accès Multiple à L’accès Multiple à répartition par code répartition par code ( AMRC ou CDMA )( AMRC ou CDMA )

Les politiques d’accès Les politiques d’accès aléatoires aléatoires

L'accès aléatoire consiste, pour les stations terrestres, à émettre dès qu'elles ont un paquet de données en leur possession, la la

technique ALOHAtechnique ALOHA . Chaque station reçoit l’ensemble des paquets et en prélève ceux qui lui sont destiné (similaire à Ethernet).

Les politiques de réservation Les politiques de réservation par paquetspar paquets

Les techniques de réservation par paquet consistent essentiellement à réserver à l'avance des tranches de temps pour les stations qui ont

des paquets à émettre.

Réutilisation de fréquenceRéutilisation de fréquence

• Par diversité de Par diversité de polarisationpolarisation

• Par diversité spatialePar diversité spatiale

Liaisons inter satellitesLiaisons inter satellites

• Liaisons entre deux Liaisons entre deux satellites :satellites :– Permet de relier les Permet de relier les

stations seules à des stations seules à des distances supérieures distances supérieures sans double bon avec sans double bon avec retour au sol retour au sol intermédiaire intermédiaire • Ex : TELEDESIC, Ex : TELEDESIC,

IRIDIUM, GLOBALSTAR, IRIDIUM, GLOBALSTAR, SKYBRIDGE. SKYBRIDGE.

Liaisons inter satellitesLiaisons inter satellites

• Exemple Globalstar :Exemple Globalstar :- 48 + 8 satellites / 100 stations terriennes (RTC).- 48 + 8 satellites / 100 stations terriennes (RTC).- Petit satellite (1.50 m), grappe de satellites.- Petit satellite (1.50 m), grappe de satellites.- 7 par orbite.- 7 par orbite.- Débit 9.6 kb/s (identique au GSM).- Débit 9.6 kb/s (identique au GSM).- Racheté par fond d’investissement THERMO.- Racheté par fond d’investissement THERMO.- Lancement prévu de 8 satellites de remplacement.- Lancement prévu de 8 satellites de remplacement.- Fin 2004 essai avec Airbus liaison mobile entre avion et satellite.- Fin 2004 essai avec Airbus liaison mobile entre avion et satellite.- 0.15 € et 1€ / minute mais abonnement cher.- 0.15 € et 1€ / minute mais abonnement cher.

Les technologies d’accès a Les technologies d’accès a Internet par satellite Internet par satellite

• VSAT(Very Small aperture terminal)VSAT(Very Small aperture terminal)

• DVB-S( Digital Video Broadcast Satellite )DVB-S( Digital Video Broadcast Satellite )

• DVB-RCS (Digital Video Broadcast – return DVB-RCS (Digital Video Broadcast – return Channel via Satellite )Channel via Satellite )

• UDLR ( Unidirectional Link Routing )UDLR ( Unidirectional Link Routing )

Les technologies d’accès a Les technologies d’accès a Internet par satellite (suite 1) Internet par satellite (suite 1)

• VSATVSAT– propriétairepropriétaire– Premier standard d’accès par satellitePremier standard d’accès par satellite– Satellites en orbite géostationnaire + antennes de 0.9 à 1.8 Satellites en orbite géostationnaire + antennes de 0.9 à 1.8

mètresmètres– Download 8Mbps , Upload 512 KbpsDownload 8Mbps , Upload 512 Kbps

• UDLRUDLR– le protocole UDLR permet de masquer l'unidirectionnalité d'une le protocole UDLR permet de masquer l'unidirectionnalité d'une

liaison satellitaire en utilisant une voie de retour terrestre. Ce liaison satellitaire en utilisant une voie de retour terrestre. Ce protocole, transparent pour le niveau IP, émule une connectivité protocole, transparent pour le niveau IP, émule une connectivité bidirectionnelle et broadcast sur un lien unidirectionnel.  bidirectionnelle et broadcast sur un lien unidirectionnel. 

– Mise au point par L’INRIAMise au point par L’INRIA– Peut être utilisée avec n’importe quel voie de retour (ADSL, RTC, Peut être utilisée avec n’importe quel voie de retour (ADSL, RTC,

GSM …)GSM …)– Quasi-absence de modifications des infrastructures existantes Quasi-absence de modifications des infrastructures existantes

((satellites géostationnaires )satellites géostationnaires )

Les technologies d’accès a Les technologies d’accès a Internet par satellite (suite 2) Internet par satellite (suite 2)

• DVB-S (déclinaison satellite du DVB ) DVB-S (déclinaison satellite du DVB ) – Définition de transmissions des signaux MPEG-2Définition de transmissions des signaux MPEG-2– Capable d’acheminer des données TCP/IP à grande vitesseCapable d’acheminer des données TCP/IP à grande vitesse– Diffusion unidirectionnelleDiffusion unidirectionnelle– Ce standard ne prévoit pas de voie retourCe standard ne prévoit pas de voie retour

• DVB-RCSDVB-RCS– Récemment validé (fin 2000)Récemment validé (fin 2000)– Déclinaison des standards DVB avec un retour par satellite (2 kbps)Déclinaison des standards DVB avec un retour par satellite (2 kbps)– Permet le transport du protocole IP, de nombreux protocoles des Permet le transport du protocole IP, de nombreux protocoles des

routage et de transportroutage et de transport– Petites antennes (75 cm à 1 m) Petites antennes (75 cm à 1 m) – Download 60 Mbps , Upload 1.2 MbpsDownload 60 Mbps , Upload 1.2 Mbps

Les prochaines évolutions des Les prochaines évolutions des réseaux satellitesréseaux satellites

• La couverture multi pinceauxLa couverture multi pinceaux

• Traitement et routage a bord du satelliteTraitement et routage a bord du satellite

• L’ ipv6 par satelliteL’ ipv6 par satellite

• L’évolution du matériel d’accèsL’évolution du matériel d’accès

Les prochaines évolutions des Les prochaines évolutions des réseaux satellites (suite 1)réseaux satellites (suite 1)

• La couverture multi pinceauxLa couverture multi pinceaux– Plusieurs spots à faible ouverturePlusieurs spots à faible ouverture– Multiplication par 10 le trafic total en utilisant plusieurs Multiplication par 10 le trafic total en utilisant plusieurs

fois la même bande passantefois la même bande passante– Possibilité d’utiliser des antennes plus petitesPossibilité d’utiliser des antennes plus petites

• Traitement et routage a bord du satelliteTraitement et routage a bord du satellite– Mise en place de système de correction d’erreurs entre Mise en place de système de correction d’erreurs entre

les systèmes de réception et de re-émissions(on board les systèmes de réception et de re-émissions(on board processing)processing)

– Combinée avec la couverture multi pinceaux, cela Combinée avec la couverture multi pinceaux, cela permettrait l’intégration de routage a bord du satellite.permettrait l’intégration de routage a bord du satellite.

Les prochaines évolutions des Les prochaines évolutions des réseaux satellites (suite 2)réseaux satellites (suite 2)

• L’ ipv6 par satelliteL’ ipv6 par satellite– Le fait que les satellites actuels ne disposent Le fait que les satellites actuels ne disposent

pas encore de moyens de routage, les pas encore de moyens de routage, les opérateurs satellites ont une chance à saisir opérateurs satellites ont une chance à saisir pour offrir très rapidement de l’IPv6 à grande pour offrir très rapidement de l’IPv6 à grande échelle.échelle.

• L’évolution du matériel d’accèsL’évolution du matériel d’accès– grâce aux succès de la télévision par satellite, le grâce aux succès de la télévision par satellite, le

prix des antennes et des démodulateurs ne prix des antennes et des démodulateurs ne cessent de baissercessent de baisser

Avantages de l’accès par Avantages de l’accès par satellitesatellite

• permet, à un prix relativement abordable, une connexion permet, à un prix relativement abordable, une connexion haut débit forfaitaire et permanente là où il n’existe pas haut débit forfaitaire et permanente là où il n’existe pas d’équipement dans d’autres technologies d’accès (ADSL, d’équipement dans d’autres technologies d’accès (ADSL, câble, BLR…)câble, BLR…)

• Le satellite est particulièrement bien adapté aux villages Le satellite est particulièrement bien adapté aux villages éloignés des grandes voies de communication électronique éloignés des grandes voies de communication électronique ou bien pour connecter des entreprises isolées.ou bien pour connecter des entreprises isolées.

• L'association avec une autre technologie de boucle locale L'association avec une autre technologie de boucle locale permet de mutualiser la liaison satellite et ainsi les coûts. permet de mutualiser la liaison satellite et ainsi les coûts. On retombe alors sur le schéma Satellite Wi-Fi dans lequel On retombe alors sur le schéma Satellite Wi-Fi dans lequel l'accès à Internet est assuré par une liaison satellite l'accès à Internet est assuré par une liaison satellite mutualisée (réseau de collecte) et la capillarité est assurée mutualisée (réseau de collecte) et la capillarité est assurée à moindre coût par la technologie Wifi (réseau d'accès).à moindre coût par la technologie Wifi (réseau d'accès).

Inconvénients de l’accès par Inconvénients de l’accès par satellitesatellite

• Les coûts sont plus élevés aussi bien pour le forfait mensuel Les coûts sont plus élevés aussi bien pour le forfait mensuel (actuellement entre deux à trois fois le prix d’une (actuellement entre deux à trois fois le prix d’une connexion ADSL à débit équivalent) que pour l’équipement connexion ADSL à débit équivalent) que pour l’équipement de base (aujourd’hui autour des 1 500 €)de base (aujourd’hui autour des 1 500 €)

• Les temps de latence peut être gênant pour la téléphonie Les temps de latence peut être gênant pour la téléphonie sur IP ou de la visiophonie (on observe un délai comme sur IP ou de la visiophonie (on observe un délai comme lorsqu’on utilise une liaison téléphonique passant par lorsqu’on utilise une liaison téléphonique passant par satellite) et surtout rend impossible certaines applications satellite) et surtout rend impossible certaines applications nécessitant une synchronisation serrée comme le jeu en nécessitant une synchronisation serrée comme le jeu en ligne par exemple ligne par exemple

Les coûts des satellitesLes coûts des satellites

• Satellite : 6 000 000 € * 2 Satellite : 6 000 000 € * 2

• Lancement : 7 500 000 € Lancement : 7 500 000 €

• Fonctionnement : 10 000 000 € Fonctionnement : 10 000 000 €

• Total :Total : 30 000 000 € 30 000 000 €

• La capacité d’un satellite est d’environ La capacité d’un satellite est d’environ 18.000 lignes, soit 100 milliards de 18.000 lignes, soit 100 milliards de minutes disponibles sur 10 ans. Le coût minutes disponibles sur 10 ans. Le coût d’une minute revient donc à d’une minute revient donc à 0,002 €/min0,002 €/min..

ConclusionConclusion

• Les systèmes de télécommunications par satellites sont bien Les systèmes de télécommunications par satellites sont bien adaptés pour assurer, en complémentarité avec les réseaux adaptés pour assurer, en complémentarité avec les réseaux terrestres, des services de télécommunications à la fois terrestres, des services de télécommunications à la fois régionaux et mondiaux.régionaux et mondiaux.

• Les satellites offrent l’avantage d’une couverture étendue Les satellites offrent l’avantage d’une couverture étendue

favorisant les liaisons à longue distance, les liaisons entre sites favorisant les liaisons à longue distance, les liaisons entre sites multiples et la radiodiffusion.multiples et la radiodiffusion.

• L’immatérialité des ondes leur permet de s’affranchir des L’immatérialité des ondes leur permet de s’affranchir des obstacles géographiques et offre un accès aisé aux zones obstacles géographiques et offre un accès aisé aux zones déshéritées. déshéritées.

• Les progrès technologiques, la concurrence croissante entre Les progrès technologiques, la concurrence croissante entre opérateurs de satellite et opérateur terrestre, ont fait évoluer à opérateurs de satellite et opérateur terrestre, ont fait évoluer à la baisse les coûts d’accès. Cette tendance devrait se poursuivre.la baisse les coûts d’accès. Cette tendance devrait se poursuivre.

• Questions ? ? ?Questions ? ? ?