Airbus Defence and Space

Télécommunications Actualités

Savez-vous comment fonctionne un satellite de télécommunication ?

Comment voyagent les signaux ? Quelle bande de fréquence utiliser ? Quelles sont les particularités de l’orbite géostationnaire ? Comment s’effectue la régulation des positions des satellites en orbite ?

Un satellite de télécommunication fonctionne comme un relais : ses antennes de réception reçoivent les signaux émis depuis les stations au sol, ces signaux sont filtrés, transposés en fréquence et amplifiés, puis retransmis par les antennes de transmission vers la Terre. Dans certains cas, le signal est traité à bord par des processeurs numériques de signal, comme c’est le cas pour des missions très particulières comme celles d’Inmarsat-4 ou de Skynet 5. Toutefois la plupart des satellites sont « transparents » et retransmettent le signal sans le modifier : ils ne font que le transporter exactement où il le faut, et c’est là l’essentiel.

Comment voyagent les signaux ?

Les signaux sont véhiculés par des ondes porteuses qui sont modulés (en fréquence, en amplitude, ...). Chaque signal est caractérisé par une fréquence et par une largeur de bande. La largeur de bande est d’autant plus grande que le débit d’informations, c’est-à-dire le contenu informatif du signal, est important.

Quelle bande de fréquence utiliser ?

La retransmission d’un signal au contenu informatif important (voix + son + image) impose l’utilisation d’une large plage de fréquence. Les plages de télécommunication se situent principalement dans six bandes de fréquence désignées par des lettres.Des signaux et des fréquences

La largeur de bande utilisable pour moduler un signal commande directement le débit d’informations transmises (bande passante), indépendamment de la fréquence de la porteuse. Les fréquences très élevées telles que celles de la bande Ka peuvent s’accommoder plus facilement de larges bandes passantes que les fréquences plus basses comme celles de la bande L où la bande passante disponible est plus étroite et très disputée entre utilisateurs.

Le choix des fréquences tient compte de la nature des applications et des besoins en largeur de bande, des conditions de propagation, ainsi que des infrastructures existantes et des équipements nécessaires au sol.

Plus la fréquence est élevée, plus les faisceaux générés peuvent être directifs pour une taille d’antenne donnée : l’énergie est mieux concentrée et le même spectre peut être réutilisé plusieurs fois sur des zones (« cellules ») non adjacentes.

 

Bande

Fréquence

Applications

L

de 1 à 2 GHz

Téléphonie mobile et transmission de données

S

de 2 à 3 GHz

Téléphonie mobile et transmission de données

C

de 3,4 à 7 GHz

Services fixes de téléphonie et services de radiodiffusion, réseaux d’entreprise

X

de 7 à 8,4 GHz

Communications gouvernementales et militaires protégées et cryptées

Ku

de 10,7 à 18,1 GHz

Transmission de données haut débit, télévision, vidéoconférence, réseaux d’entreprise

Ka

de 18,1 à 31 GHz

Transmission de données haut débit, télévision, vidéoconférence, réseaux d’entreprise

 

Des plages précises à l’intérieur des bandes sont allouées à chaque système utilisateur. L’attribution des bandes de fréquence montantes et descendantes se fait de façon normalisée par l’UIT (Union Internationale des Télécommunications), en fonction du type de service proposé, et doit être coordonnée entre les opérateurs pour éviter les interférences entre satellites.

Au même rythme que la Terre : l’orbite géostationnaire

Les satellites de télécommunication, pour la plupart, se trouvent en orbite géostationnaire.

L’orbite géostationnaire est une orbite circulaire, située dans le plan équatorial. Sur cette orbite, un satellite tourne à la même vitesse et dans le même sens que la Terre, et reste ainsi stationnaire, fixe au dessus du même point au sol. Cette orbite est à une altitude de près de 36 000 km (35 784 km exactement), soit environ 6 fois le rayon de la Terre, et a une période orbitale de 23h 56 m.L’orbite géostationnaire

Pourquoi 23h56 et pas 24h ? A cause de la différence entre le temps que met la Terre pour tourner sur elle-même et la durée du jour. En effet, la durée du jour est un peu plus longue que le temps que met la Terre pour tourner sur elle-même puisqu’il faut tenir compte de la rotation de la Terre autour du soleil. Il y a 365 jours dans une année et la Terre tourne 366 fois sur elle-même. Il y a donc environ 4 min de décalage entre le jour sidéral et le jour solaire.

L’orbite géostationnaire est particulièrement bien adaptée pour les applications de communication car les antennes au sol, qui doivent impérativement être pointées vers le satellite, peuvent fonctionner efficacement sans devoir être équipées d’un système de poursuite des mouvements du satellite. L’exemple le plus connu est celui de la parabole utilisée pour recevoir les signaux de télévision par satellite, qui doit toujours être précisément pointée vers l’endroit du ciel où se situe le satellite.

Le satellite de télécommunication géostationnaire est utilisé tel un relais fixe pour la retransmission d’informations (voix, images, données), avec une couverture très étendue qui atteint 40 % de la planète pour un seul satellite.

 

 

Pour en savoir plus: Voir le dossier spécial (articles, animations, vidéos …) sur les satellites de télécommunications.

OrbiteSatelliteTélécommunications