Le monde des satellites de télécommunications


img

En quelques années, le trafic Internet mondial passera de un milliard de gigaoctets en 2016, à 2 ou 3 000 milliards de gigaoctets en 2020.

S’ouvre une nouvelle bataille de l'espace : celle des constellations de satellites de télécommunications en orbite basse ou moyenne.

img

Les satellites de télécommunications sont habituellement en orbite géostationnaire à 36 000 km d’altitude. Ils sont fixes au-dessus de la Terre.

img

Représentation des principales orbites de satellites (CNES)

• SSO: orbite polaire basse

• LEO: orbite terrestre basse

• MEO: orbite terrestre moyenne

• GEO: orbite géostationnaire (géosynchrone)

• GTO: orbite intermédiaire qui permet de placer des satellites en orbite géostationnaire

Libération: évacuation de l’orbite
Avec l’orbite géostationnaire, le signal entre le satellite et le sol met environ 240 millisecondes (ms) aller-retour, durée dite de latence. Depuis une orbite moyenne, le décalage du signal est réduit à moins 50 ms. Réduire le temps de latence est un enjeu commercial pour les fournisseurs de jeux en temps réel, les systèmes de visioconférences, les transactions financières, …
De plus en plus de satellites de télécommunications rejoignent une orbite basse LEO ou moyenne MEO.

img Les satellites en LEO ne se trouvant qu’à quelques centaines de kilomètres au-dessus de la Terre, cela permet aussi d’utiliser de petits terminaux portables (ex: téléphones portables) équipés d’antennes omnidirectionnelles, et non de grandes antennes pour recevoir un signal affaibli par la distance parcourue.

L’inconvénient des satellites LEO est qu’ils ne sont pas stationnaires par rapport à la Terre et tournent autour avec une durée orbitale de 70 à 100 minutes à une altitude entre 640 à 1120 km et ont une couverture d’environ 5600 km de diamètre



img

Pour assurer un service continu, il faut pouvoir transférer l’appel d’un satellite à un autre. Selon les positions du satellite et du terminal, le temps utilisable par un satellite LEO est entre 4 et 15 minutes; ainsi, une constellation de satellites est nécessaire pour maintenir la couverture. On doit donc voir plusieurs satellites à la fois depuis le sol.

On dit "constellation de satellites" quand les satellites travaillent de concert pour une mission donnée.

Pour des services d’Internet à haut débit, il faut désormais faire appel à des centaines de satellites pour éviter l’interruption de service, le cauchemar des opérateurs de télécommunications.

img

Schéma de principe des liens de communications sol-satellites ou inter-satellites.

L’intérêt commercial est de concurrencer le réseau de fibres optiques.  La lumière voyage environ trois fois plus vite dans l’espace que dans la fibre. Le temps de latence actuel de la fibre pour une liaison Londres-Singapour dépasse 180 ms, contre moins de 50 ms avec une constellation LEO.

Une constellation de satellites en orbite basse pouvant se transmettre l’information de satellites en satellites via des liaisons optiques, pourrait réduire ce temps d’accès à l’information.

Pour cela, il faut fabriquer des satellites en grand nombre et les lancer en grappe avec mise en service rapide. Les satellites sont généralement plus petits. Leur durée de vie pourrait n’être que de 5 à 7 ans, contre 15/20 ans pour les satellites GEO. On ne sait pas encore quelle est leur fiabilité comparée à celle des satellites GEO. Ces derniers sont testés au sol pour éviter des anomalies en vol, contrairement à des satellites construits en séries et dont les opérateurs autoriseraient davantage d’anomalies, masquées par  l’effet de groupe.

Certains opérateurs ont toutefois choisi une orbite moyenne MEO couramment utilisée pour le positionnement des satellites de navigation tels que GPS, ... Les satellites de navigation ont une altitude d’environ 22 000 km, avec une période orbitale de 12 heures. Une constellation de satellites en orbite MEO nécessite moins de satellites, mais un lanceur plus puissant que pour une orbite LEO. En effet, les satellites MEO sont plus gros et plus puissants pour transmettre un signal utilisable. Le temps de latence des communications est aussi plus élevé.
En fait, aucune solution n’est parfaite. Selon les besoins des opérateurs de télécommunications et les impératifs financiers, le coût des lancements en étant un majeur, des compromis sont faits lors de la conception d’une constellation : le nombre de satellites, leur taille, leur performance, leur modularité, etc…

A suivre...

Contact

mail@landes-le-gaulois.net

© 2015 Ambixo. © 2020 Pêle-Mêle. All rights reserved. HTML5-CSS3 Template by Martina Sepi