Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en CI

Ministère de l'Enseignement Supérieur République de COTE D'IVOIRE

et de la recherche scientifique Union-Discipline-Travail

Agence pour la Sécurité de la Navigation

Institut de Technologies Et Spécialités Aérienne en Afrique et à Madagascar

Année Académique : 2006-2007

MEMOIRE DE FIN DE CYCLE

pour l'obtention du diplôme d'Ingénieur des Techniques

Option : Télécommunications

Sujet :

EXTENSION DE LA COUVERTURE VHF PAR

DEPORT VSAT DE L'ESPACE AERIEN DE

L'ASECNA EN COTE D'IVOIRE

Présenté par :
NANGUY Salomon Xavier Magloire
Promotion 2005-2006

Directeur de mémoire : Directeur de stage:

M. KOUASSI Paulin M. TOURE Lakoun

Enseignant à ITES Expert VSAT

Période du 22 août au 30 octobre 2006

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS"""""""""""""""""".."""""""""""""""""...iii LISTE DES FIGURES"""""""""""""""""...""""""""""""""...".."iv LISTE DES TABLEAUX""""""."""""""""".""""""""""""""""""v AVANT-PROPOS"""""""""""""""""""."""""""""""""""""....1 INTRODUCTION""""""""""""""""""".""""""""""""""..""""2

Première Partie : GENERALITES

CHAPITRE I. PRESENTATION DE L'ASECNA""""""""""""""""""""""....4

1. HISTORIQUE ET MISSION""""""""""""""""""""""""""""....4

2. STRUCTURE ORGANISATIONNELLE"""""""""""""""""""""""".5

3. SERVICE IRE""""""""""""""""""""""""""""""""""".8 CHAPITRE II. CAHIER DE CHARGES""""""""""""""""""""""...""""12

1. DESCRIPTION DU CAHIER DE CHARGES"""""""""""""""""""""..12

2. ANALYSE DU CAHIER DE CHARGES"""""""""""""""""""""""..13

Deuxième Partie : ETUDE DU PROJET

CHAPITRE I. GENERALITES""""""""""""""""""""""""""."""".15

1. ASPECTS GENERAUX""""""""""""""""""""""""""".."""15

2. DISPOSITIFS DE RADIOCOMMUNICATION""""""""""""""""""""".16

3. MODULATIONS UTILISEES""""""""""""""""""""""""""..""17 CHAPITRE II. TELECOMMUNICATIONS PAR SATELLITE"""""""""""""""".."19

1. LIAISON SATELLITAIRE""""""""""""""".""""""""""""""...19

2. STATION TERRIENNE"""""""""""""""""""""""""""""."..22

3. LES TECHNIQUES UTILISEES"""""""""""""""""""""""".""...24 CHAPITRE III. PRESENTATION DU PROJET"""""""""""""""...""""""""29

1. ETUDE DE L'EXISTANT""""""""""""""""""""""..""""""."..29

2. SOLUTIONS POSSIBLES.."""""""""""""""""""""""""""""33

3. SOLUTION RETENUE 33

Troisième Partie : REALISATION DU PROJET

CHAPITRE I. PRESENTATION DE LA SOLUTION PAR VSAT""""""""""""""" 35

1. AU NIVEAU D'ABIDJAN"""""""""""""""""""""""."""""""35

2. AU NIVEAU DU SITE DISTANT 36
CHAPITRE II. ETUDE DES EQUIPEMENTS""""""""""""""....""".""""""38

1. LIAISON RADIO VHF"""""""""""""""""""""""""".""""".38

2. LIAISON SATELLITE""""""""""""""""..""""""".."""""".".43

CHAPITRE III. INSTALLATION ET CONFIGURATION DES EQUIPEMENTS 47

1. HUB D'ABIDJAN""""""""""""""""""""""""""""""""" 47

2. SITE DISTANT"""".""""""""""""""""""""""""""""""48

3. ARCHITECTURE GLOBALE DES ANTENNES AVANCEES".""""""""""""."62

CHAPITRE IV. BILAN DE LIAISON"""""""""""""""""""""""""""" 63

1. BILAN DE LIAISON"""""""""""""""""""""""""""""""" 63

2. QUANTIFICATION"""""""""""""""""""""""""""""""..."66

3. VALORISATION""""""""""""""""""""""""""""""""..."68

CHAPITRE V. EXPLOITATION ET SUPERVISION""""""""""""""""""""" 69

1. EXPLOITATION""""""""""""""""""""""""""""""""" 69

2. SUPERVISION"""""""""""""""""""""""".""""""""""70

CONCLUSION 78

ANNEXES 79

BIBLIOGRAPHIE 84

GLOSSAIRE 85

TABLE DES MATIERES"""""""""""""""""""""""""""""".."" 93

REMERCIEMENTS

L'élaboration de ce document a été possible grâce à un certain nombre de personnes que nous tenons à remercier ; ce sont :

n la famille NANGUY ;

n M. AKA Ahizi Samuel, sans qui ce stage aurait été possible.

n Tout le personnel de L'ASECNA-CI, en particulier celui du Service Infrastructures Radioélectriques (SIRE), dont :

- M. SOUMAHORO Yaya, Chef SIRE

- M. TOURE Lakoun, mon maître de stage

- M. KOUASSI Paulin, Chef bureau méthodes

- M. LALIER Magloire, technicien RADAR

Nous adressons également nos remerciements à tous les professeurs de L'ITES et à tous ceux qui ont contribué de loin ou de près à notre formation.

Enfin, nous disons merci à toutes les personnes qui nous ont accordé leur aide de près ou de loin et dont les noms ne figurent pas dans ce document.

LISTE DES FIGURES

Liste des figures Pages

Figure 1: Organisation d'une représentation 7

Figure 2: Organigramme du service IRE 8

Figure 3: Principe d'une liaison hertzienne 15

Figure 4 : Schéma simplifié d'une radiocommunication 16

Figure 5: Schéma synoptique de la liaison au niveau d'Abidjan 35

Figure 6 : Schéma synoptique de la liaison au niveau du site distant 36

Figure 7: Présentation de la baie radio 53

Figure 8 : Synoptique de la baie radio 54

Figure 9: Dégagement antenne parabolique 58

Figure 10 : Vue de la balise du satellite 10-02 59

Figure 11: Réglages des écrous d'azimut et d'élévation 60

Figure 12: Présentation du logiciel Smwik3.zip 61

Figure 13 : Architecture globale des antennes avancées 62

Figure 14 : Vue d'accueil 75

Figure 15 : Configuration modem en lecture et écriture 75

Figure 16: Configuration SCC en lecture et écriture 76

Figure 17 : Configuration RF en lecture et écriture 76

LISTE DES TABLEAUX

Liste des tableaux Pages

Tableau 1: Attribution des bandes de fréquences 16

Tableau 2: Paramètres de configuration pour modem DATUM 48

Tableau 3: Paramètres de configuration pour modem COMSTREAM 55

Tableau 4: Paramètre de configuration de la carte SCC 55

Tableau 5: Paramètre de configuration de l'ensemble RF pour VSAT 56

Tableau 6: Paramètres de configuration pour EM 9000 et RE 9000 à partir du PGM 9000 56

Tableau 7: Paramètres de configuration du MOL2P d'Abidjan 57

Tableau 8: Paramètres de configuration du MOL2P du site distant 57

Tableau 9: Paramètres de dégradation du signal 64

Tableau 10: Liste d'équipements pour la station d'Abidjan 66

Tableau 11: Liste d'équipements pour la station VHF déportée 67

Tableau 12: Estimation financière du projet 68

Tableau 13 : Test pour l'établissement du lien satellite 69

Tableau 14 : Test pour la connexion inter MOL2P 70

Tableau 15: Test pour le déport VHF 70

Mémoire de fin d'étude Extension de la couverture VHF par déport VSAT

de l'espace aérien de L'ASECNA en Côte d'Ivoire

AVANT-PROPOS

Dans le cadre de la formation technique et professionnelle, il a été fondé en 1989 l'Institut de Technologies et Spécialités (ITES). Cette grande école s'est fixée comme objectif la formation des cadres moyens et supérieurs, notamment le cycle des techniciens au Brevet de Technicien Supérieur (BTS) et le cycle ingénieur. Les domaines de formation par cycle sont les suivants:

Cycle BTS

- Electronique

- Télécommunications

- Nouvelles technologies de l'information et de la communication (NTIC) - Maintenance Automatisme Industrielle

- Electrotechnique

- Informatique Industrielle et maintenance

Cycle Ingénieur

- Electronique - Informatique - Télécommunications

Après avoir suivi la formation d'Ingénieur, option Télécommunications à l'ITES, nous nous retrouvons en fin de cycle avec comme objectif la validation de notre diplôme par la présentation d'un mémoire. La préparation de ce mémoire se fait pendant ou après un stage dit stage de fin de cycle dans une entreprise.

C'est dans le cadre de notre stage de fin de cycle ingénieur, qui s'est déroulé du 22 août au 30 octobre 2006 que nous avons été reçu à l'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA).

Le présent document, notre mémoire de fin de cycle, est une étude théorique qui explicite un nouveau système de communication sol-air utilisé pour bien mener la mission de la sécurité de la navigation aérienne.

A l'instar de tout document scientifique, celui-ci pourrait souffrir de quelques insuffisances que nous voudrions corriger avec votre contribution.

INTRODUCTION

L'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA) est l'entreprise qui nous a accueilli pendant notre stage de fin de cycle. Sa mission principale est d'assurer la sécurité de la navigation aérienne, à savoir le contrôle des vols et le guidage des aéronefs d'un aéroport à un autre. Durant ce stage, il nous a été soumis le thème « Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en Côte d'Ivoire ».

Il faut noter que, la notion d'extension de couverture VHF fait allusion à l'agrandissement d'un périmètre de communication VHF. La VHF étant elle-même une technique qui sert de support aux échanges entre contrôleurs et pilotes en vol. Le terme déport VSAT renvoie à un déplacement ou transport à l'aide d'une technologie satellitaire qui est la VSAT. L'espace aérien de l'ASECNA en Côte d'Ivoire constitue, quant à lui, la zone gérée par l'agence pour le déplacement des avions sur le territoire national.

Par ailleurs, l'intérêt visé est le suivi permanent du contrôle de la circulation pour un guidage parfait des pilotes. De même, l'objectif est de fournir une couverture aérienne de qualité découlant d'une parfaite communication entre pilote et contrôleur au sol en tous points des routes aériennes.

Pour remplir sa mission du contrôle de la navigation aérienne, l'agence a scindé son espace aérien en deux. Un premier appelé espace aérien contrôlé desservi par la VHF et un second appelé espace aérien non contrôlé desservi par la HF. La HF et VHF étant des techniques qui servent de support aux communications entre pilotes et contrôleurs.

Par souci de sécurité de la navigation aérienne, l'ASECNA a jugé opportun de trouver une solution avantageuse qui permettra de porter plus loin avec un meilleur rapport qualité prix la VHF sur son espace aérien non contrôlé. Puisque, cette dernière présente beaucoup plus d'atouts par rapport à la HF.

Pour notre étude, nous avons bénéficié d'une documentation interne conséquente et des conseils de techniciens experts dans le domaine de la navigation aérienne.

Pour mener à bien ce projet, il serait utile d'abord de présenter l'ASECNA et ses équipements existants. Ensuite, viendra l'étude des spécificités du cahier de charges. Enfin, nous allons déduire des solutions pour la mise en place de la VHF avancée après avoir fait une étude assez succincte des différentes parties qui la constituent.

Dans cette partie, nous présenterons la structure qui nous a accueilli pour notre stage, en l'occurrence l'ASECNA et nous fournirons les explications détaillées concernant le cahier de charges. Pour cela, elle se repartie sur deux chapitres:

· Présentation de l'ASECNA

· Cahier de charges

CHAPITRE I. PRESENTATION DE L'ASECNA

1. HISTORIQUE ET MISSION

1.1. Historique

Le 12 décembre 1959 à Saint Louis au Sénégal a vu naître l'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA). L'agence est un établissement public à caractère multinational. Et, cela au moment où les pays représentés par les dignitaires décidèrent d'aller en ordre dispersé à l'indépendance. Partager, administrer un bien aussi imperceptible qu' insaisissable est une tâche assurément considérable, mais possible. Il fallait mettre en oeuvre les moyens très modestes des pays membres en les regroupant autour de ce projet communautaire, pour réduire les efforts d'inventions et permettre aux innovations d'être à l'actif de tous. Il fallait s'appuyer sur le socle technologique et financier du partenaire le plus puissant, la France, pour unifier les concepts et standardiser les méthodes de réalisation de gestion d'exploitation.

Après avoir été longtemps un modèle de coopération nord / sud entre la France et 17 pays africains, l'ASECNA est devenue progressivement un organisme de coopération interafricaine, (l'organe de l'unité africaine par excellence dans le domaine de l'aviation civile). Cette transformation s'est traduite dans les faits : d'abord par le transfert du siège de Paris à Dakar et, ensuite par l'africanisation du poste du Directeur Général.

1.2. Mission

L'ASECNA a une mission essentielle: la sécurité de la navigation aérienne. Comme défini par certains articles de la convention de Dakar du 25 octobre 1974, cette mission consiste à:

· Assurer des services qui garantissent la sécurité des vols dans un espace aérien de 16.1 millions Km² ainsi que la sécurité d'approche et d'atterrissage sur les aéroports des états membres (article 2).

· Gérer ou entretenir toute exploitation d'utilité aéronautique ou météorologique à la demande des états membres et en vertu de contrat particulier (article 10).

· Passer des contrats avec les états non membres qui seraient désireux d'utiliser ses services.

Ces différentes activités nécessitent la présence d'un personnel hautement qualifié et formé. C'est ainsi que l'agence dispose de trois (03) établissements qui bénéficient du soutien des établissements français homologues. Nous avons:

· L'Ecole Africaine de la Météorologie et de l'Aviation Civile (EAMAC) à Niamey qui forme des ingénieurs et des techniciens supérieurs dans les domaines de l'aviation..

· L'Ecole Régionale de la Navigation Aérienne et du Management (ERNAM) à Dakar qui assure la formation continue en sécurisation, gestion des aéroports, maintenance des infrastructures du génie civil et management.

· L'Ecole Régionale de Sécurité et Incendie (ERSI) à Douala pour la formation des techniciens de sécurité et de sauvetage.

2. STRUCTURE ORGANISATIONNELLE

L'agence est un regroupement de dix-huit (18) pays dont dix-sept (17) états d'Afrique. qui sont: Côte d'Ivoire, Bénin, Burkina Faso, Cameroun, Centrafrique, Comores, Congo, Gabon, Guinée Equatoriale, Guinée Bissau, Madagascar, Mali Mauritanie, Niger, Sénégal, Tchad, Togo et la France. Pour la nécessité d'assurer une gestion commune, il importe pour eux de se doter d'une organisation bien structurée. Pour cela, il existe au sein de l'ASECNA des structures statutaires et les services extérieurs au siège.

2.1. Structures statutaires

Les structures statutaires sont le point de départ de toute prise de décisions importantes. On distingue donc:

· Le comité des ministres de tutelle

Il définit la politique de l'agence et se réunit au moins une fois par an en session extraordinaire. La présidence est tournante à un rythme annuel.

· Le conseil d'administration

Il élabore les dispositions nécessaires au fonctionnement de l'ASECNA, notamment l'arrêt des comptes financiers, les budgets de fonctionnement et d'équipements. Il se réunit au moins deux (02) fois par an.

· L'Agent Comptable

Il est nommé par le Conseil d'Administration après agrément du Comité des Ministres. Il tient la comptabilité générale et la comptabilité analytique d'exploitation. Il prépare le compte financier qui est présenté au Conseil d'administration après avoir été soumis au contrôle de la Commission de vérification des Comptes.

· Le Contrôleur Financier

Il est nommé par le Conseil d'administration après agrément du Comité des Ministres. Il a une mission générale de contrôle de la gestion de l'établissement et de surveillance de toutes les opérations susceptibles d'avoir directement ou indirectement une répercussion économique et financière.

· La Commission de Vérification des Comptes

Elle est composée de trois membres désignés par le Conseil d'administration. Elle établit, pour le Conseil d'Administration et pour chaque Ministre de tutelle, un rapport sur la régularité de la gestion comptable de l'Agence et formule des propositions motivées sur le quitus à donner à l'Agent Comptable.

· La Direction Générale

Le Directeur Général assure la gestion de l'agence en exécutant les décisions prises par les deux instances statutaires précitées. Il nomme les directeurs, les représentants de chaque pays dont il est le responsable. Il réside au siège à Dakar.

2.2. Les services extérieurs au siège

L'ASECNA dispose de deux services extérieures au siège qui sont: les Délégations et les Représentations.

2.2.1. Délégations

L'agence dispose de deux délégations:

> La délégation de Paris

Elle assure essentiellement les missions suivantes pour le compte de la Direction Générale:

- Liaison avec les administrations aéronautiques et météorologiques, les organisations internationales, les compagnies aériennes

- Recouvrement des redevances de route

- Edition des informations aéronautiques

- Achat et acheminement des fournitures et matériels pour la Direction Générale et les Représentations.

> La délégation permanente à Montréal

Elle est rattachée auprès de l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI). Elle représente l'agence lors de travaux de groupe d'experts de la navigation aérienne au siège de l'OACI.

2.2.2. Les représentations

L'ASECNA est représentée dans chaque état membre par une représentation dirigée par un représentant nommé par le Directeur Général et se tient à la disposition de ce dernier pour lui fournir toutes les informations sur sa représentation. Celle de l'état de Côte d'Ivoire est la représentation qui nous a accueilli durant notre stage. Elle est située à l'aéroport Félix HOUPHOUET BOIGNY d' Abidjan et est dirigée par M. Koffi BALE.

Toutes les Représentations sont organisées selon un même schéma qui est le suivant:

REPRESENTANT

SERVICE EXPLOITATION DE LA NAVIGATION AERIENNE (SENA)

SERVICE EXPLOITATION DE LA METEOROLOGIE (SEM)

SERVICE INFRASTRUCTURES RADIOELECTRIQUES (SIRE)

SERVICE INFRASTRUCTURES GENIE CIVIL (IGC)

SERVICE ADMINISTRATIF ET FINANCIER (SAF)

SERVICE DE PAIERIE (PA)

Figure 1: Organisation d'une représentation

Seul le service IRE (SIRE) fera l'objet d'une description car c'est le service dans lequel nous avons séjourner durant le stage.

3. SERVICE IRE (SIRE)

Le service IRE (Infrastructures Radioélectriques) s'occupe essentiellement de la maintenance des équipements au sol servant à la navigation aérienne et à la prévision météorologique. Il est composé de cinq (05) bureaux de maintenance (voir schéma ci-dessous).

CHEF SIRE

Méthodes &
Réseaux et	Energie et	Radar et Radio	Gestion de	CELICA-MHE
Systèmes	Balisage (ELB)	(RAD)	Stocks et Transit
Informatiques			(GST)
(RSI)

Figure 2 : Organigramme du service IRE

Pendant notre séjour, nous avons visité toutes ces unités de maintenance. Cela nous a permis de comprendre le fonctionnement général des équipements servant à la sécurité de la navigation aérienne.

3.1. Méthodes et CELICA Maintenance

Ce bureau est composé de deux cellules:

· Le bureau méthodes chargé de mettre en place des méthodes de travail afin de suivre tous les équipements soumis aux contrôles techniques.

· La CELICA maintenance est la Cellule d'Instruction des Centres ASECNA. Elle assure la formation continue des techniciens de l'agence sur les outils et les notions de base pour leur permettre de travailler et de maintenir leurs équipements.

3.2. Energie et Balisage

Compte tenu des coupures imprévisibles dans la fourniture de l'électricité publique, l'ASECNA pour remplir sa mission première s'est dotée d'une centrale énergie qui assure la permanence du courant électrique. Il s'occupe aussi du maintien des balises lumineuses aux abords de la piste d'atterrissage et des zones de parcages des aéronefs, cela est appelé le balisage.

3.3. Gestion des Stocks et Transit

Ce bureau n'est pas une véritable unité de maintenance compte tenu du fait que c'est le magasin. Il assure le suivi permanent et minutieux des entrées et sorties des matériels en fonction du besoin de chaque service. Il effectue les commandes de matériels auprès de la Direction Générale et peut importer (resp. exporter) du matériel venant (resp. vers) d'autres représentations.

3.4. Réseaux et Systèmes Informatiques

Ce bureau constitue la fusion des maintenances Météo et Centre Automatique de Transit (CAT).

3.4.1. Maintenance Météo

Elle a pour fonction d'assurer le bon état de fonctionnement des équipements météorologiques. Car la navigation aérienne exige une bonne maîtrise des paramètres atmosphériques tels que le vent, l'humidité, les précipitations, la hauteur des bases de nuages.

Voici les équipements de cette maintenance:

· La SIOMA: elle donne la vitesse et la direction du vent, la température, l'humidité et la pression

· Le SADIS: ce satellite transmet des informations nécessaires à l'établissement des plans de vol.

· Le WEDIS : il donne les photographies satellitaires de divers endroits du monde

· Le DIGICORA, pour les mesures de pression, température et humidité en altitude.

· Le RADAR météo permet de détecter la présence de gros nuages et de pluie.

3.4.2. Maintenance CAT (Centre de Transit Automatique)

Elle est chargée de la gestion des lignes téléphoniques, du traitement et de la diffusion des messages aéronautiques. Elle assure aussi le bon fonctionnement des équipements du réseau interne de l'agence (réseau de commandement, de sécurité, X25, RSFTA). De même, elle assure la maintenance des équipements de téléphonie (autocommutateur, poste téléphonique) et des télétypes (TTY) qui fournit la disponibilité des téléimprimeurs (émetteurs-récepteurs TX35, récepteurs simples RIS 3000).

3.5. Radio et Radar (RAD)

La RAD est divisée en deux maintenances: La maintenance RADAR et la maintenance radio. 3.5.1. La maintenance RADAR

Elle assure l'entretien du RADAR (RAdio Detection And Ranging) de navigation. Le RADAR est un équipement qui détecte les avions naviguant dans son espace. Il est muni d'une antenne tournant à la vitesse de 7 tr/min. Lorsque l'antenne tourne, elle émet un signal à la fréquence de 1030 MHz sur une distance de 180 Nm. A bord de l'avion se trouve un appareil appelé transpondeur qui capte le signal émis en renvoyant un autre signal à la fréquence de 1090 MHz. Le RADAR à son tour capte le signal reçu et à travers un calculateur qui lui est associé. Il détermine diverses caractéristiques permettant l'identification de l'avion. Notons que le RADAR utilisé par l'ASECNA est de type secondaire.

3.5.2. La maintenance Radio

Elle assure le bon fonctionnement des équipements de la radionavigation et de la radio communication.

Les équipements de la radionavigation sont constitués des aides à la navigation et à l'atterrissage. Les aides à la navigation se composent d'équipements permettant à l'avion de naviguer correctement vers son aéroport de destination. Ce sont:

· Le DME (Distance Measuring Equipement) est un équipement de navigation grande portée qui donne la distance à tout instant entre l'avion et son point de destination après le décollage.

· Le VOR (VHF Omnidirectionnal Range) permet à un aéronef de se déplacer dans l'espace tout en connaissant les différentes routes (radiales dirigées vers divers pays) à suivre. Il va

donc réguler la navigation à l'aide d'un équipement à bord qui aurait sélectionné la fréquence du VOR de cette station. Alors, il est dirigé vers une radiale bien précise.

Les aides à l'atterrissage fournissent des renseignements pour le bon atterrissage des aéronefs. Nous avons:

· Le GLIDE DME qui précise le plan virtuel d'atterrissage et la distance restante pour atteindre la piste (le sol).

· l'ILS (Instrument Landing System) qui est un ensemble de trois (3) équipements. Ce sont: - Le MARKER indique au pilote la distance pour atteindre la piste d'atterrissage. - Le LOCALIZER (radioalignement de piste) donne l'axe d'atterrissage au pilote. - Le GLIDE Path fournit au pilote la pente de descente de l'avion.

Tous ces équipements sont pour la plupart placés en bout de piste et doivent être maintenus en état. C'est-à-dire qu'ils ne doivent pas cohabiter avec les parasites (Herbes par exemple). Les différentes antennes de ces équipements sont taillées en fonction de fréquences respectives. (Voir annexe 1) page 80.

Les équipements de la radiocommunication se composent des équipements VHF, HF et les moyens satellitaires. Ils constituent plus ou moins la grande partie de notre mémoire. Ils seront donc abordés le plus largement par la suite.

CHAPITRE II. CAHIER DE CHARGES

1. DESCRIPTION DU CAHIER DES CHARGES

Thème: Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en Côte d'Ivoire.

1.1. Objectifs

L'ASECNA, en nous accueillant comme stagiaire nous a fait part de la nécessité pour eux de sécuriser leur espace aérien, en étendant leur couverture VHF. Ainsi, les objectifs suivants nous ont été spécifiés. Il s'agit de:

· Permettre aux contrôleurs depuis Abidjan de communiquer avec un avion survolant l'espace aérien de la Côte d'Ivoire à n'importe quel endroit.

· Etendre la couverture VHF grâce à l'implantation d'antennes de relais radio afin d'avoir un système de communication ouvert et fédérateur.

1.2. Résultats

Les spécifications du cahier de charges doivent aboutir aux résultats suivants:

· Mise en oeuvre de stations VHF déportées pour combler les zones de contrôles jusqu'à présent non desservies en VHF.

· Le relais VHF comporte, en plus de la VSAT, un ensemble émetteur/récepteur VHF associé à un pylône supportant l'antenne.

· Chaque hub assurera la télésurveillance et la supervision de son réseau.

· Plus de plainte pour les pilotes.

· Confort d'écoute pour une prise en charge à plus 1000 Km en latitude et 15 Km en altitude.

· Utilisation d'une seule fréquence.

2. ANALYSE DU CAHIER DE CHARGES

Les contraintes du cahier de charges ont pour finalité une maîtrise parfaite des communications VHF entre contrôleur et pilote dans le but d'assurer la sécurité de la navigation aérienne. En effet, l'ASECNA-CI pour ses communications avec les aéronefs utilise les communications de type HF et VHF. L'espace aérien dont l'agence a la responsabilité couvre une superficie de 16,12 millions de Km² environ. Cet espace aérien est divisé en deux catégories:

? Espace aérien contrôlé (Utilisation de la VHF)

Ce sous espace comprend des routes ATS et les TMA au voisinage d'aéroports. L'Agence y assure un service de contrôle, d'Information et d'alerte. La part de l'espace aérien contrôlé est estimée à 37 % de l'espace total soit un sous-espace de 6 millions de Km² environ.

? Espace aérien non contrôlé (Utilisation de la HF)

Ce sous espace comprend des routes ATS non contrôlées et le reste de l'espace aérien non contrôlé, divisé en six régions d'information en vol (Flight Information Région - FIR). L'espace aérien de l'Agence, dans sa grande majorité, est situé au dessus de régions désertiques ou de forêt (FIR terrestres). De ce fait, la mise en oeuvre de moyens de télécommunications pour le contrôle s'est avérée jusqu'à présent difficile et seul le service d'information est fourni pour ce qui concerne une grande partie de l'espace supérieur. La technique jusque là utilisée est la HF dont les performances sont sujettes aux aléas de propagation, technique donc peu fiable et ne permettant pas d'assurer une disponibilité et une continuité de service efficientes. De plus les moyens HF nécessitent des équipements fortement consommateurs en énergie et une maintenance coûteuse.

Comment couvrir l'espace aérien non couvert?

? Solution technique (Extension de la VHF à l'espace aérien non contrôlé)

Il est envisagé d'étendre la couverture VHF par la mise en oeuvre d'une technologie qui présente actuellement un meilleur rapport qualité/prix. L'extension de la couverture VHF permettra l'extension des espaces contrôlés. Aussi, il conviendra de déterminer un support fiable pour le déport du signal VHF avec à l'arrivée des antennes VHF dites avancées. Ainsi, une étude sur les radiocommunications s'impose afin de mieux appréhender les concepts.

Dans cette partie, nous aborderons les généralités sur les radiocommunications et la notion de télécommunications par satellite. Aussi, nous décrirons les équipements existants pour aboutir sur des analyses et critiques de fonctionnement. Enfin, à partir des critiques, nous proposerons des solutions et déduirons celle qui nous est la plus favorable.

CHAPITRE I. GENERALITES

1. ASPECTS GENERAUX

Le domaine des radiocommunications a connu un développement remarquable ces dernières années avec notamment l'apparition des systèmes de téléphone sans fil (GSM) et de radiocommunications spatiales (télécommunications par satellite). Les nouveaux services de radiocommunication utilisent presque exclusivement des formats de modulation numérique plutôt que les modulations analogiques qui sont progressivement abandonnées.

1.1. Normalisation

L'ensemble des normes, réglementations, définition des services, etc. est assuré par L'U.I.T (Union International des Télécommunications). Il est organisé en différents secteurs dont celui concernant les radiocommunications est l'UIT-R. Ce secteur définit les radiocommunications comme étant toutes télécommunications réalisées à l'aide des ondes radioélectriques ou ondes hertziennes se propageant dans l'espace sans guide artificiel (câble, fibre optique etc.).

1.2. Principe d'une liaison hertzienne

Un conducteur rectiligne alimenté en courant haute fréquence ou radiofréquence peut être assimilé à un circuit oscillant ouvert. Un tel circuit ou antenne d'émission rayonne une énergie (onde électromagnétique). Cette énergie recueillie par un autre conducteur distant ou antenne de réception est transformée en un autre courant électrique similaire à celui d'excitation de l'antenne d'émission.

Voir figure ci-dessous

Figure 3: Principe d'une liaison hertzienne

Les ondes électromagnétiques (OEM) se propagent dans le vide à la vitesse de la lumière. On appelle longueur d'onde (ë) la distance parcourue pendant une période du phénomène vibratoire.

1.3. Attribution des bandes de fréquences

Le spectre de fréquences radioélectriques au plan international est subdivisé comme suit:

Type	Abréviation	Bande de fréquence		Longueur d'onde	Very Low Frequency
VLF	3 à 30 kHz	100 à 10km		LowFrequency
LF	30à300 kHz	10à1 km		MediumFrequency
MF	300à3000 KHz	1000à100m		HighFrequency
HF	3à30 MHz	100à 10m		Very High Frequency
VHF	30 à 300 MHz	10 à 1 m		Ultra High frequency
UHF	300 à 3000 MHz	100 à 10 cm		Super High Frequency
SHF	3 à 30 GHz	10 à 1 cm		Extremely High Frequency
EHF	30 à 300 GHz	10 à1 mm

Tableau 1: Attribution des bandes de fréquences

NB: Il existe dans chaque pays une structure chargée de gérer ces bandes de fréquences. En Côte d'Ivoire, il s'agit de l'Agence des Télécommunications de Côte d'Ivoire (ATCI).

2. DISPOSITIFS DE RADIOCOMMUNICATION

Récepteur

Emetteur

Antennes

Emetteur

Récepteur

Figure 4 : Schéma simplifié d'une radiocommunication

Pour qu'une communication radio soit établie, il faut la présence d'un émetteur, deux antennes et d'un récepteur voir figure ci-dessous.

2.1. L'émetteur

Pour envoyer dans l'espace une onde radioélectrique contenant une information, on a besoin d'un dispositif appelé Emetteur qui a pour rôle de transmettre à forte puissance un signal Haute Fréquence (HF) modulé par un signal d'information basse fréquence (BF).

Nous déduisons, de cette définition, que ses fonctions principales sont:

· La modulation;

· L'amplification HF de puissance.

2.2. L'antenne

L'antenne est un sous multiple de la longueur d'onde. Elle transforme l'énergie électrique issue de l'émetteur en énergie électromagnétique et envoie ce signal définitif dans l'espace. Dans le sens inverse, elle reçoit l'onde électromagnétique qu'elle met à la disposition du récepteur.

2.3. Le récepteur

Pour recevoir un signal radioélectrique issu d'un correspondant via ce qu'on a appelé émetteur (signal qui est généralement une porteuse modulée par l'information), il faut avoir un dispositif appelé récepteur. C'est un équipement ayant pour but de:

· Amplifier et isoler le signal HF désiré;

· Détecter sa modulation (celle compatible avec l'émetteur);

· Amplifier les signaux BF pour les rendre utilisables.

3. MODULATION

La modulation consiste à transformer une porteuse HF au rythme d'un signal BF. Son but est de réduire la taille des antennes et de donner au signal une énergie supplémentaire pour une plus longue transmission.

L'équipement chargé de la modulation est le modulateur. Et à l'inverse, il s'agit du démodulateur pour la démodulation. Il est important de noter que la démodulation se présente comme une modulation pour retrouver le signal d'origine. Nous distinguons deux familles de modulations:

· Les modulations analogiques;

· Les modulations numériques.

3.1. Les modulations analogiques

Elle consiste à influer sur une porteuse avec un signal d'information. Les paramètres sur lesquels l'on agit sont l'amplitude, la fréquence ou la phase. Les modulations analogiques consistent à modifier chacun des paramètres au rythme d'un signal BF de manière à obtenir respectivement une modulation d'amplitude, de fréquence ou de phase.

3.2. Les modulations numériques

Il s'agit tout simplement de modulation analogique de signaux numériques. Les signaux numériques modulent une porteuse sinusoïdale afin de présenter, soit des caractéristiques compatibles avec le canal de transmission utilisé, soit pour transmettre plusieurs signaux simultanément.

3.3. Classification selon le type de modulation

Les émissions sont classées d'après leurs caractéristiques fondamentales. Cette classification est représentée par trois symboles:

· Le premier indique le type de modulation

· Le second indique la nature des signaux modulants

· Et le troisième le type d'information à transmettre.

Aussi, deux (2) autres symboles peuvent être ajoutés. Ce qui reviendrait à classifier les émissions par cinq symboles:

· Un quatrième symbole utilisé pour définir plus précisément les signaux

· Un cinquième symbole utilisé pour définir la nature du multiplexage.

Exemple:

- Modulation de fréquence stéréo: F8E

- Radiocommunication aviation civile : A3E - Radar secondaire mode C: M1 D

(Voir annexe 2 page 81 pour plus de compréhension).

CHAPITRE II. TELECOMMUNICATIONS PAR SATELLITE

Nous pouvons dire que de nos jours, les Télécommunications par satellite sont de plus en plus présentes. Elle utilise des technologies en perpétuelle évolution. Cette évolution n'est pas prête d'être achevée.

Tout d'abord, nous allons nous intéresser à la structure d'un satellite, ainsi qu'aux techniques utilisées pour réaliser les différentes liaisons. Ensuite, nous nous attarderons sur les notions de station terrienne et de VSAT.

1. LIAISON SATELLITAIRE

Un système de télécommunication par satellite est décomposé en deux principaux secteurs:

· Le secteur spatial

· Le secteur terrien.

1.1. Le secteur spatial

Le secteur spatial est constitué par:

- le satellite lui-même;

- l'ensemble des stations de contrôle au sol, c'est à dire les stations télémesure et de télécommande appelées TT&C (Tracking, Telemetry and Command);

- le centre de contrôle du satellite, où sont décidées toutes les opérations liées au maintien opérationnel, et où sont vérifiées les fonctions vitales du satellite.

1.1.1. Les satellites

Un satellite de télécommunication peut être considéré comme une sorte de relais hertzien. En effet, il ne s'occupe pas de la compréhension des données: ce n'est qu'un simple miroir. Son rôle est de régénérer le signal qu'il a reçu et de le retransmettre amplifié en fréquence à la station réceptrice. Le satellite offre également une capacité de diffusion. C'est-à-dire qu'il peut retransmettre les signaux captés depuis la terre vers plusieurs stations. La démarche inverse peut également être effectuée. Le satellite peut récolter des informations venant de plusieurs stations différentes et les retransmettre vers une station particulière. Les fréquences porteuses sont situées dans le domaine des micro-ondes ou bande SHF (3-30 GHz).

Le satellite est constitué de 2 sous-systèmes principaux:

· La charge utile qui exécute les fonctions définies par la mission

· La plateforme qui permet à la charge utile de remplir sa mission.

Les satellites utilisent la force gravitationnelle de notre planète afin de se maintenir à une position et à une distance déterminées de la terre. Il est ainsi possible de définir à tout moment quelles sont les caractéristiques du satellite pour établir des transmissions. Le satellite évolue sur une trajectoire appelée orbite. Il peut être sur une orbite basse, géosynchrone ou géostationnaire.

Le signal est reçu par l'antenne. Puis il est amplifié et converti à la fréquence descendante par le récepteur. Il traverse les commutateurs, atténuateurs et multiplexeurs, avant d'être amplifié et rayonné vers la terre. La grande partie de l'énergie transmise est perdue lors de la propagation du signal dans l'espace. La performance d'un satellite de télécommunications est essentiellement évaluée grâce au bilan de liaison.

1.1.2. Les bandes de fréquences

La plupart des fréquences utilisées pour les télécommunications par satellite se situent dans les bandes SHF et VHF du spectre de fréquences radioélectriques. Nous avons:

· La bande L (1 à 2 GHz), de 80 GHz de largeur, réservée aux communications mobiles.

· La bande C (4 à 6 GHz), d'une largeur de 500 MHz, très employée par les centaines de satellites actifs aujourd'hui en orbite.

· La bande X (7 à 8 GHz) réservée aux applications militaires.

· La bande Ku (12 à 14 GHz) beaucoup utilisée par de grandes stations terrestres fixes

· La bande Ka (20 à 30 GHz) qui demeure la seule encore libre.

1.1.3. Les systèmes internationaux

Ce sont des organisations chargées de gérer les satellites dans le but d'offrir des services. Nous en avons trois principaux qui sont:

· INMARSAT (International MARitime SATellite organization)

· EUTELSAT (EUropean TELecommunications SATellite organization)

· INTELSAT que nous présenterons par la suite.

1.1.3.1. Présentation INTELSAT

International TELecommunications SATellite organization (INTELSAT) est une coopérative à but non lucratif comprenant 136 pays. Tous les pays du monde ne sont pas reliés par des fibres optiques. Mais la plupart sont reliés aux satellites d'INTELSAT. Cette organisation gère les satellites internationaux qui fonctionnent dans la bande de radiofréquences réservée aux « satellites fixes ». Les satellites d'INTELSAT transmettent simultanément plusieurs dizaines de milliers de conversations téléphoniques. A bord des satellites INTELSAT, l'énergie fournie par des panneaux solaires et par de petits réacteurs utilisant un carburant embarqué (comme l'hydrazine) maintient les antennes en direction de la Terre, en rectifiant la position du satellite. L'ASECNA est liée à INTELSAT par un contrat de location de bande de fréquences sur le satellite 10-02 appelée IS 10-02.

1.1.3.2. Satellite 10-02

IS 10-02 @359°E a été conçu et fabriqué en Europe par EADS Astrium pour le compte de l'opérateur international INTELSAT. Il est l'un des plus gros satellites de communication jamais construits et le plus puissant d'INTELSAT. Il offre une couverture, de premier ordre, de l'Europe, de l'Afrique et du Moyen-Orient. Et une couverture complète s'étendant à l'est depuis l'Asie (Inde) jusqu'à l'ouest (Amérique du Sud et l'Amérique du Nord). Tous les pays membres de l'ASECNA sont reliés par ce satellite.

Paramètres principaux en bande C

· Transpondeurs Totaux: Jusqu'à 70 espacés de 36 MHz

· Polarisation: RHCP et LHCP

· p.i.r.e: Faisceau Global : 32.0 jusqu'à 36.0 dBW

Faisceau de Hémisphérique: 37.0 jusqu'à 44.1 dBW Faisceau De Zone : 37.0 jusqu'à 46.4 dBW

· Fréquence montante: 5850 à 6425 MHz

· Fréquence descendante: 3625 à 4200 MHz

· Chaîne de G/T: Faisceau Global : -10.7 jusqu'à -7.7 dB/K Faisceau de Hémisphérique : -6.5 jusqu'à +2.4 dB/K Faisceau De Zone : -4.6 jusqu'à +3.0 dB/K

Caractéristiques techniques d'Intelsat 1 0-02

· Masse : 5 600 kg

· Envergure de 45 m après déploiement en orbite

· Fréquence centrale 6280 MHz

· Polarisation dépendant du type de station au sol

· Largeur de bande passante 36 MHz

· Orbite Géostationnaire

1.2. Le secteur terrien

Le secteur terrien est constitué de l'ensemble des stations terriennes. Elles sont le plus souvent raccordées aux terminaux des usagers par un réseau terrestre. La liaison est directe, dans le cas de petites stations (VSAT :Very Small Aperture Terminal) et de stations mobiles. Cette partie sera largement abordée dans le point suivant.

2. STATION TERRIENNE 2.1. Présentation générale

Une station terrienne constitue le terminal d'émission et de réception d'une liaison de télécommunications par satellite.

2.1.1. Fonctionnement en émission

Les signaux utiles à transmettre attaquent la station terrienne en bande de base au travers d'équipements de multiplexage et de numérisation pour leur mise en trame. Ces équipements sont présentés sous forme de carte. Les signaux traversent les étapes suivantes:

· La modulation

Ces signaux numériques mis en trame vont moduler une fréquence porteuse dite Fréquence Intermédiaire (FI) de 70 MHz ou 140 MHz selon le cas.

· La transposition de fréquence en émission

La FI est ensuite transposée par un convertisseur de fréquence, Up Converter, dans la bande SHF sur une fréquence définie sur le trajet Station / Satellite par l'exploitant du satellite.

· Amplification de puissance

Cette fréquence radio en bande SHF va être amplifiée au niveau des amplificateurs de puissance SSPA pour être ensuite rayonnée au niveau de l'antenne et envoyée vers le satellite.

2.1.2. Fonctionnement en réception

Le système d'antenne reçoit les signaux émis par le satellite sur lequel il est pointé et sur les fréquences appariées aux fréquences d'émission. Les signaux captés suivent les étapes suivantes:

· Amplification à faible bruit Les signaux reçus étant très faibles, ils sont amplifiés avec un minimum de bruit électronique.

· Transposition de fréquence en réception

Ces signaux sont ensuite abaissés en fréquence par un convertisseur, Down Converter, pour fournir des signaux exploitables en bande de fréquence intermédiaire (FI) à 70 ou 140 MHZ.

· Démodulation

Les fréquences intermédiaires utilisées sont filtrées (passe bande selon le critère de Nyquist) avant d'être démodulées (reconstituées) pour fournir les signaux en bande de base.

· Restitution utilisateur en bande de base

Les circuits de démultiplexage et de conversion assurent alors la restitution des trains numériques aux différents utilisateurs.

La taille des antennes paraboliques permet de distinguer deux catégories principales de station terrienne:

· Les stations de grandes tailles dont le diamètre varie entre 4 et 32 m (station de type IBS).

· Les stations de petites tailles dont le diamètre est inférieur à 4 m (station VSAT).

2.2. Station de type VSAT

Le VSAT est un système qui repose sur le principe d'un site principal (le hub) et d'une multitude de points distants (les stations VSAT). Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de ressources au réseau. Dans la mesure où tout est géré par le hub, les points distants ne prennent aucune décision sur le réseau. Ce qui a permis de réaliser des matériels relativement petits et surtout peu coûteux. Une station VSAT n'est donc pas un investissement important et l'implantation d'un nouveau point dans le réseau ne demande quasiment aucune modification du réseau existant.

Elle comprend deux modules:

· Une unité extérieure constituée d'une antenne et d'émetteur-récepteur (RF).

· Une unité intérieure comportant le modem interfaçant avec les terminaux.

Ainsi, une nouvelle station peut être implantée en quelques heures et ne nécessite pas de gros moyens.

3. LES TECHNIQUES UTILISEES

La mission de télécommunication d'un système à satellite consiste à prendre en charge les informations générées à partir d'une station terrienne, et à les acheminer grâce à un support radioélectrique (ondes porteuses) vers une ou plusieurs stations réceptrices, en utilisant le satellite comme relais radioélectrique. En ce qui concerne les échanges (transmissions et réceptions), il faut distinguer plusieurs techniques, associées entre elles, qui sont utilisées pour les télécommunications par satellite.

3.1. Les modes de liaison

Il y a essentiellement deux types de liaison pour les télécommunications par satellites:

· Les liaisons fixes (de type point à point):

Il s'agit des liaisons montantes vers un satellite. Dans ce cas, le point d'émission et le point de réception sont parfaitement connus géographiquement, et le trajet de l'information est parfaitement défini.

· Les liaisons en diffusion hertzienne (de type point à multipoint):

Le point émetteur est parfaitement connu. Mais la réception se fait sur une zone généralement large dans laquelle les récepteurs sont fixes ou mobiles. Il s'agit, notamment, des émissions de radio ou de télévision reçues par voie hertzienne à partir d'un satellite.

3.2. La transmission des signaux radioélectriques en bande de base

Les signaux en bande de base représentent les signaux générés par les terminaux des usagers. Ils sont fournis aux stations terriennes de transmission soit sous forme analogique, soit sous forme numérique.

Pour être transmis par satellite, ces signaux délivrés à la station terrienne modulent une porteuse radioélectrique. Cette porteuse est reçue par le satellite lors d'une liaison ascendante. Et ensuite la station terrienne destinatrice reçoit également à son tour la porteuse lors de la liaison descendante. Pour caractériser la qualité d'une liaison radioélectrique, on considère le rapport C/No entre la puissance C (en W) de la porteuse et la densité spectrale No (en W/Hz) du bruit.

3.3. Le multiplexage

Les signaux délivrés à la station terrienne peuvent être transmis individuellement sur une porteuse radioélectrique ou bien multiplexés. Dans le premier cas, on parle de transmission d'une voie par porteuse SCPC (Single Channel Per Carrier). Dans le second cas, on parle de transmission multivoies par porteuse MCPC (Multi-Channel Per Carrier).

Le multiplexage peut être fréquentiel : c'est le FDM (Frequency Division Multiplex). Ou bien, il peut être temporel : c'est le TDM (Time Division Multiplex).

· Le FDM permet de partager la bande de fréquence disponible sur la voie haute vitesse en une série de canaux de plusieurs largeurs afin de faire circuler en permanence sur la voie haute vitesse les affluents provenant des différentes voies basses vitesses.

· Le TDM permet d'échantillonner les signaux des différentes voies basses vitesses et de les transmettre successivement sur une voie haute vitesse en leur allouant la totalité de la bande passante.

De plus, les multiplexages TDM et FDM sont complétés respectivement par des systèmes d'interfaçage comme le TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) et le CDMA (Coded Division Multiple Access) qui représenterons les techniques d'accès.

3.3.1. Le TDMA

Le TDMA permet de travailler à plusieurs émetteurs sur une même fréquence. Chaque émetteur émet successivement son signal et nécessite une bonne gestion des périodes d'émission.

3.3.2. Le FDMA

Le FDMA sépare la bande en canaux juxtaposés. Chaque ensemble émetteur-récepteur utilise un canal et donc une fréquence de porteuses différentes. L'émetteur émet une porteuse modulée qui reste à l'intérieur du canal et le récepteur est muni d'un filtre sélectif dont la bande passante correspond à la largeur du canal. Ainsi, le récepteur peut isoler le signal de l'émetteur correspondant et supprimer les signaux des émetteurs adjacents. Deux variantes existent:

· PAMA (Pre Assigned Multiple Access): On alloue préalablement des fréquences de transmission aux stations terriennes. La liaison est donc permanente et il n'y a pas de délai d'initialisation d'appel.

· DAMA (Demand Assigned Multiple Access): les fréquences de transmissions sont allouées dynamiquement aux stations terriennes. La liaison est donc temporaire et il y a un délai dû à l'initialisation de l'appel.

C'est historiquement la première technique de multiplexage utilisée. Et elle l'est encore bien aujourd'hui car c'est cette technique que nous utiliserons mais en mode PAMA. En effet, le domaine de la sécurité de la navigation aérienne étant très délicat. Alors, il est préconisé de rendre prioritaire tous les échanges vocaux.

3.3.3. Le CDMA

Le CDMA permet à plusieurs utilisateurs de travailler simultanément sur la même fréquence. La bande disponible est divisée en canaux assez larges. A l'intérieur de chaque canal, plusieurs utilisateurs peuvent travailler simultanément. Le signal à transmettre est mélangé à un code binaire au débit beaucoup plus rapide ce qui donne une émission à spectre relativement large. A chaque émission est associé un code différent ce qui permet à la réception de récupérer le signal à condition de connaître le code utilisé à l'émission. Cela peut provoquer un étalement de spectre.

Grâce à ces systèmes d'interfaçage, les informations multiplexées peuvent être correctement démultiplexées et envoyées au bon destinataire sans risque de confusion.

3.4. La modulation

3.4.1. Modulation analogique

Pour les signaux analogiques, on utilise le plus souvent la modulation de fréquence. Le choix de la modulation de fréquence résulte de deux considérations:

- La robustesse vis à vis des non linéarités d'amplitude du canal satellitaire.

L'information modulante contenue dans la fréquence instantanée de la porteuse n'est pas affectée par les distorsions d'amplitude.

- La possibilité d'optimiser économiquement la liaison radioélectrique par un échange entre puissance et bande.

3.4.2. Modulation numérique

Pour des signaux numériques ou analogiques numérisés, on utilise, le plus souvent une Modulation par Déplacement de Phase (MDP) du type PSK (Phase Shift Keying). Les plus usuelles sont les modulations à deux et quatre états, du type BPSK (Binary Phase Shift Keying) ou MDP2, et QPSK (Quaternary Phase Shift Keying) ou MDP4. Le choix de modulations par déplacement de phase provient de deux caractéristiques:

- La première concerne la robustesse, pour les mêmes raisons évoquées pour le cas de signaux analogiques vue ci-dessus.

- La seconde caractéristique correspond à une meilleure efficacité spectrale comparée à celle des modulations par déplacement de fréquence du type FSK (Freqeuncy Shift Keying).

Le type de modulation QPSK est celui qui est le plus utilisé dans les télécommunications par satellite.

3.4.3. Autres types de modulation (DSSS)

Dans son principe, la modulation par étalement de spectre par séquence directe, DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), est une technique qui vise à réduire la densité spectrale de puissance du signal à émettre en l'étalant sur une bande de fréquence de très grande largeur. Ce procédé DSSS de modulation à étalement de spectre constitue une technique particulièrement souple. Elle permet, dans le cadre des télécommunications par satellites, de satisfaire les normes d'allocation de bandes comme

la liaison descendante des satellites où la densité spectrale de puissance ne doit pas dépasser un seuil fixé.

De plus, ce type de modulation peut être utilisé pour des applications militaires. En effet, les émissions d'informations, via les satellites, sont sensibles et peuvent être facilement interceptées si elles ne sont pas codées efficacement. L'étalement de spectre par évasion (ou saut) de fréquence FHSS permet de crypter ces informations afin que toute personne n'étant pas autorisée à accéder à ces informations ne puisse:

- pas les décoder;

- soit les brouiller volontairement pour les fausser ou les rendre inopérantes.

Cette méthode a donc un but de confidentialité. Ce procédé consiste à changer la valeur de la fréquence porteuse en fonction d'une convention secrète prédéterminée. La continuité de la phase est difficile à maintenir lorsque l'évasion couvre une très large bande. De ce fait, le récepteur opère de façon non cohérente.

CHAPITRE III. PRESENTATION DU PROJET 1. ETUDE DE L'EXISTANT

1.1. Présentation de l'existant

Au niveau du bureau RAD, se trouvent deux types de moyens différents qui sont:

· Les moyens satellitaires

· Les moyens radios

1.1.1. Moyens satellitaires (Station de type IBS d'Abidjan)

L'ASECNA dispose d'une station de type IBS (INTELSAT Business Services) à Abidjan. Ce modèle fait intervenir plus d'équipements donc des coûts excessifs avec des antennes casse grain de types F2 (7.3 m de diamètre). Elle se présente comme suit:

- A l'extérieur, nous avons l'antenne avec juste en dessous de la parabole les SSPA et Les LNA.

- A l'intérieur, c'est-à-dire dans un bâtiment, nous avons les autres équipements dans des baies ou armoires. Dans les différents étages des baies se situent:

· les équipements chargés de la transposition de fréquence (Telspace de ALCATEL)

· Les modems IBS (carte TIM, carte CoDec) et Datum

· Le combiner sur lequel débouchent les câbles venant des différents modems. Il regroupe toutes les différentes porteuse pour la transposition.

· Le MOL2P (Multiplexeur Optimisant la Liaison avec Priorité à la Parole) :C'est un multiplexeur de voix et de données utilisant un multiplexage dynamique avec priorité à la parole. Les MOL2P sont de type MARATHON de MICOM.

Caractéristiques de la station terrienne d'Abidjan · Diamètre antenne : 7.3 m · Azimut: 193°.4 Elévation : 73°8 · Fréquence montante: 6280.8775 MHz polarisation B (droite) ou RHCP · Fréquence descendante : 4050.8755 MHz polarisation A (gauche) ou LHCP · Service: Transmission de voix et données pour le service fixe aéronautique (pour les liaisons téléphoniques entre contrôleurs et liaisons de données entre centre voir annexe 3 page 82).

1.1.2. Equipements de radiocommunications

Les équipements radiocommunications servent à la communication par onde électromagnétique dans les environs immédiats et lointains de l'aéroport. Ces communications sont celles qui lient les contrôleurs aux pilotes, les pompiers et les techniciens. Elle utilise plusieurs fréquences dans les bandes HF et VHF.

- Opérateur VCSS;

- Périphériques radios;

- Emetteurs & récepteurs;

- Antennes (émission et réception).

1.1.2.1. Opérateur VCSS

La chaîne radio VCSS 1002 est un système de petite et moyenne capacité de gestion des voies radio principalement destiné aux tours de contrôle. La capacité maximale du système, entièrement analogique, est de huit (8) voies radio pouvant être gérées par huit (8) postes opérateurs (PO). Le nombre de PO n'est pas lié à celui des voies radio installées.

y' Présentation du MCNS 1002

Le module de commutation normal/secours MCNS 1002 est un élément de la chaîne radio VCSS 1002. Il est conçu pour permettre à l'opérateur de basculer indépendamment les émetteurs et les récepteurs de chaque fréquence normale en secours ou sur deux sites différents. Il est associé à un poste opérateur pour commander le basculement des émetteurs des voies 1 à 4.

Si la chaîne radio comprend entre 5 et 8 voies, un deuxième MCNS 1002 (associé à l'extension des postes opérateurs 1002) est utilisé.

y' Présentation PO 1002

Le poste opérateur PO 1002 est un des éléments de la chaîne radio VCSS 1002. Il est conçu pour permettre l'exploitation de 1 à 4 voies radio dans un système géré par une unité de sélection et de commutation SEL 1002A pouvant comporter jusqu'à quatre (4) postes opérateurs.

Une extension à huit (8) voies radio et huit (8) postes opérateurs est possible par l'adjonction d'un module EPO 1002 et de l'unité de sélection et de commutation SEL 1002B.

y' Matrice de commutation SEL 1002

Les matrices de commutation SEL 1002 sont des équipements qui, associés aux postes opérateurs PO 1002, permettent de gérer l'exploitation de plusieurs ressources radio.

1.1.2.2. Périphériques radios

y' Micro-casque

Il s'agit d'un ensemble micro casque léger avec écouteur de type ouvert et cellule de micro dynamique.

y' Microphone différentiel bas niveau

Ce microphone de télécommunications de type dynamique est indiqué pour les transmissions en milieu bruyant (cellule différentielle).

y' Multicoupleur réception VHF 8 voies MC900B

Le MC900B est un module de démultiplexage 1 vers 8 d'un signal VHF. Il permet de coupler sur une même antenne de un à huit récepteurs fonctionnant dans la gamme de fréquence prévue par le multicoupleur.

y' Dispositif de sélection DS900

Le DS900 est un dispositif de sélection permettant l'exploitation de fréquences climaxées sur deux ou trois voies BF.

1.1.2.3. Emetteurs & récepteurs

L'ASECNA dispose de divers émetteurs et récepteurs de type NARDEUX exploitant les bandes HF et VHF. Tous les émetteurs et récepteurs ont été rassemblés dans un bâtiment appelé salle technique. Chaque émetteur est calé sur une fréquence bien précise pour l'établissement des communications.

1.1.2.4. Antennes

Les antennes d'émission et de réception sont distinctes, omnidirectionnelles avec de très grande capacité de rayonnement.

1.2. Analyses et critiques

1.2.1. Analyse

La station terrienne est totalement indépendante du réseau de radiocommunications car aucune communication radio ne passe par elle. Ainsi, elle assure le transport des messages et les communications téléphoniques entre les différents aéroports. La technique d'accès utilisée par celle-ci est le FDMA en mode SCPC. La station terrienne dispose en son sein d'un faisceau hertzien (FH) numérique destiné à transmettre les voix des contrôleurs vers le centre émission.

Pour les communications radio en VHF, trois (3) fréquences sont utilisées.

- 118.1 MHz utilisée par la tour de contrôle pour guider les avions au sol;

- 121.1 MHz utilisée par le TMA dans les environs immédiats de l'aéroport.;

- 129.1 MHz utilisée par le CIV dans un rayon de 400 Km autour de l'aéroport.

Pour les communications radio en HF, toutes les fréquences sont utilisées par le CIV (voir annexe 1 page 89) dans les zones au-delà de 400 Km (zone limite de la VHF).

1.2.2. Critiques

La propagation des ondes courtes est régie quasiment exclusivement entre 1 et 30 Mhz par l'activité solaire. En effet, les éruptions solaires, taches et autres flammèches rendent les couches ionosphériques imperméables aux ondes HF, ce qui permet d'utiliser certaines couches situées aux confins de l'atmosphère comme des miroirs pour les ondes de ciel. De cette manière, les signaux radio (onde HF) pourront franchir des dizaines de milliers de kilomètres en réalisant plusieurs bonds. Ce qui permet aux ondes HF de se propager en dépit de la rotondité de la terre. Par contre, ces fréquences faibles et non réutilisables correspondent à de faible capacités de transmission et se limitent aux transmissions du son en modulation d'amplitude, peu encombrantes en largeur de spectre.

Les ondes VHF, quant à elle, ne profitent pas des effets de l'activité solaire. En effet, la diffraction est faible, ce qui limite la portée des émetteurs mais non négligeable. Les conséquences découlant sont les suivantes :

- Les communications HF porte loin avec une qualité d'écoute médiocre

- Les communications VHF ont une portée limitée avec une qualité d'écoute bonne.

Il conviendra, alors dans ce cas, de déterminer une solution correspondant aux activités de l'agence pour étendre la couverture VHF.

2. SOLUTIONS POSSIBLES

Plusieurs solutions sont possibles pour étendre la couverture VHF. 2.1. La ligne PTT

Utilisation de la ligne PTT comme une ligne téléphonique classique. Il s'agit de balancer la voix du contrôleur ou du pilote sur une ligne classique de téléphonie comme une communication téléphonique entre Abidjan et Bouaké. Ensuite, le signal récupéré servira à exciter un émetteur pour le retransmettre en VHF. Cette solution présentée n'est pas adaptée car le facteur temps réel est absent et, de plus, la ligne peut être occupée.

2.2. Le RNIS

Il convient d'établir une liaison spécialisée RNIS entre Abidjan et Bouaké. Cette solution est adaptée puisque le débit est suffisant pour la voix. Cependant, cette solution ne peut être appliquée pour un souci d'harmonisation des représentations ASECNA. Et les risques potentiels liés aux réseaux d'accès.

2.3. Le déport par VSAT

Il s'agit d'utiliser la station terrienne (déjà patrimoine de l'ASECNA) pour le transport des communications radio entre contrôleurs et pilotes.

3. SOLUTIONS RETENUES

La solution retenue est le déport par VSAT. C'est un système de télécommunication par satellite directement intégrable au réseau de télécommunications du client. Ses avantages sont:

- Optimisation de la bande passante avec une large variété d'interfaces utilisateurs grâce

au mux Frame Relay.

- Possibilité de construction d'un réseaux maillé permettant de suivre des besoins futurs des clients.

- Un système de supervision centralisé en local ou à distance.

- Un coût relativement acceptable.

Cette partie concerne la conception du projet. Nous présenterons la solution dans sa globalité ainsi que les équipements. Par la suite, nous fournirons des méthodes faciles d'installation et de configuration des équipements. Enfin, nous ferons un bilan et proposerons des méthodes de supervision et de maintenance.

Cette partie est subdivisée en cinq chapitres.

CHAPITRE I. PRESENTATION DE LA SOLUTION PAR VSAT

Il est question de permettre à un contrôleur aérien depuis le CIV (Centre d'Information au Vol) de communiquer avec le pilote d'un avion survolant l'espace aérien. Ce procédé permettra à l'ASECNA d'utiliser une seule fréquence la 129.1 MHz pour couvrir le centre et le nord de la Côte d'Ivoire. Ce qui n'est pas sans conséquence au niveau de l'allocation des bandes de fréquences. Il est clair qu'une communication VHF ne peut se faire que dans un rayon d'environ 400 Km. Le centre d'émission se trouvant à Abidjan, les zones du nord et du centre ne peuvent être couvertes d'où le besoin d'étendre cette couverture. L'extension sera effectuée par un déport VSAT à partir de la station terrienne d'Abidjan. Pour ce faire, la ville de Bouaké ou Korhogo sera choisie pour abriter la station VSAT déportée et les équipements pour la réémission du signal VHF car un seul déport est suffisant pour couvrir tout le territoire. Les sites étant déterminés, nous distinguons deux types d'architecture.

1. AU NIVEAU D'ABIDJAN
1.1. Schéma synoptique

Légende:

MOL2P : Multiplexeur optimisant la liaison avec priorité à la parole U/C :UpConverter D/C: DownConverter

SSPA: Solid State Power Amplifier

LNA: Low Noise Amplifier

CIV: Centre d'Information au Vol

Pupitre de commande

CIV 129.1 MHz

U/C

Transposition
de fréquence

D/C

Vers d'autres services (ATS/DS, MAC, RSFTA Etc.)

MOL2P
Multiplexeur

SSPA

Modem
Satellite

LNA

Vers d'autres modems satellite

Figure 5 : Schéma synoptique de la liaison au niveau du hub (Abidjan)

Emetteur VHF

Récepteur VHF

1.2. Commentaire

Il s'agit de transporter le signal vocal émis sur la fréquence 129.1 MHz par un lien satellitaire. D'autres types de services autre que la voix du contrôleur peuvent être transmis.

Tous les équipements sont presque présents, il suffira d'installer un nouveau modem dans la baie pour cette liaison. Aussi, diverses configurations et connexions doivent être effectuées au niveau des équipements existant pour qu'ils prennent en charge le nouveau modem. Il faudra définir un plan de fréquence pour la liaison. Enfin, un câble doit être tiré du CIV à la station terrienne pour le transport de la voix.

2. AU NIVEAU DU SITE DISTANT 2.1. Schéma synoptique

Légende:

MOL2P : Multiplexeur optimisant la liaison avec priorité à la parole RF: Radio Fréquence

VHF : Very High Frequency

	Possibilité d'autres services

Onde radio VHF 129.1 MHz

RF ou
Transceiver

Modem
Satellite

MOL2P
Multiplexeur

Figure 6 : Schéma synoptique de la liaison au niveau du site distant

2.2. Commentaire

Le signal vocal transmis est correctement reçu par la station VSAT au niveau du site distant. Par la suite, il sera rayonné par un émetteur sur la fréquence 129.1 MHz. La liaison étant flexible, d'autres services pourront être utilisés lorsque le besoin se fera sentir.

Les équipements seront installés sur le site de l'aéroport. Il va falloir installer une station VSAT qui sera associée à une chaîne d'émission réception VHF composée un ensemble émetteur-récepteur muni d'une antenne.

Cette étude repartie permettra d'établir la liste du matériel général, l'installation et la configuration, le bilan de liaison et l'étude économique, puis la supervision et la maintenance préventive.

CHAPITRE II. ETUDE DES EQUIPEMENTS

Dans l'intention de faciliter notre étude et de permettre une bonne compréhension de la part du lecteur, nous allons mener une étude séparée avec, d'une part, la liaison radio VHF et, d'autre part, la liaison satellite.

1. LIAISON RADIO VHF

Il s'agit d'une transmission radio utilisant le satellite. Ce qui réduit le champ du choix des équipements. Mais notons que le fournisseur particulier de l'ASECNA en matière d'équipement de radiocommunications est TELERAD.

Dans notre cas, comme défini plus haut, il faut des émetteurs et récepteurs multi modes possédant des modems intégrés capables de faire de la transmission de tous types de flux donc des équipements numériques. Cette spécificité permet du coup d'écarter les émetteurs et récepteurs analogiques. En comparaison aux équipements de pointe sur le marché et déjà utilisés dans les autres aéroports, nous proposons les émetteurs-récepteurs de la série 9000 de TELERAD. Les TELERAD de la série 9000 sont facilement programmable grâce à leur souplesse.

1.1. Emetteur-récepteur de la série 9000

Les EM 9000 et RE 9000 sont de nouveaux concepts dans le domaine des communications sol-air utilisant la bande aéronautique civile 118-136.975 MHz. Nouvelle génération d'émetteur-récepteur numérique répondant aux besoins en AM et en transmission de données, ils sont dotés de système multi mode et multifréquence développée pour des stations de communication sol.

Ils disposent également de télécommande et télé supervision intégrées (traitement numérique du signal) et sont entièrement configurable en local ou à distance à partir d'un terminal ASCII/PC ou du programmateur TELERAD PGM 9000.

Architecture des émetteurs-récepteurs de la série 9000 · Rack standard 19 `', 3U (émetteur) · Rack standard 19 `', 1 U (récepteur) · Conception modulaire

Caractéristiques générales des émetteurs-récepteurs de la série 9000

· Modes A3E, ACARS, MODE 2 à 4

· Puissance de sortie: 50, 25, et 10 W

· Espacement des canaux:

- A3E :25 KHz&8.33 kHz

- Autres modes : 25 kHz

· Alimentation 24 V DC & 120-240 V AC

· Fonctionnement avec décalage de fréquence (climax)

· Ports série pour le contrôle local (RS232) & distant (RS485) et pour la transmission de données.

1.1.1. EmetteurVHF multi modes EM 9000A

Caractéristiques générales

· ModeA3E:

- Modulation :>=85%

- Distorsion :<3%

- Sensibilité niveau ligne BF :-30 à 0 dBm

- Variation :<0.5 dB pour30dB de variation sur l'entrée BF.

1.1.2. Récepteur VHF multi modes RE 9000A

Caractéristiques générales

· Spécifications en A3E: - Distorsion harmonique: <= 5% à 90% de modulation

- Sensibilité: -105 dBm - BruitBF:>50dB

- Intermodulation du 3^ème ordre :> 80 dB

- Désensibilisation :> 100 dB

- CAGBT:<1.5dB

- Niveau ligne : ajustable de -11 à +10 dBm

1.1.3. Programmateur PGM 9000

Programmateur est spécialement conçu pour la programmation des émetteurs et des récepteurs numériques de la série 9000. La connexion est effectuée par la liaison de maintenance des appareils.

Architecture du PGM 9000

· Rack standard 19 `'(kit d'intégration)

· Conception modulaire

Caractéristiques générales PGM 9000

· Trois fonctions:

- Programmation de la configuration.

- Affichages des paramètres.

- Affichages des mesures.

· Paramètres communs aux émetteurs et aux récepteurs: - Modes : A3E, ACARS, MODE 2

- Gamme de fréquence: 118-136.975 MHz

- Vitesse port Data : 9600 /19200 / 38400 /57600 Bauds - Vitesse port Jbus: 1200 / 2400 / 9600 / 19200 Bauds

- Adresse Jbus : entre 1 et 255

· Paramètres propres aux émetteurs:

- Niveau ligne BF (en A3E):-30 à 0 dBm par pas de 3 dB - Puissance: 10, 25ou 50W

- Climax: 0 / (- /+) 2.5, 5, 7.5 kHz

· Paramètres propres aux récepteurs:

- Niveau ligne BF (en A3E): -11 à +10 dBm par pas de 3dB - Compresseur ou CAG (en A3E): ON / OFF.

- Silencieux: ON / OFF

- Seuil silencieux réglable.

· Alimentation 12 V DC par le connecteur de raccordement.

1.2. L'antenne VHF AERO GPJ 115-1 50

1.2.1. Présentation générale

L'antenne GPJ 115-150 à large bande de fréquence est conçue pour répondre aux utilisateurs civils ou militaires opérants dans la bande VHF de radiocommunication. Ses caractéristiques de gain de ROS et de diagramme de rayonnement permettent l'exploitation de cette antenne dans la bande comprise entre 115 MHz et 150 MHz.

Elle peut ainsi être utilisée sur une station fixe notamment pour les émissions et réceptions simultanées dans la bande VHF ou dans des applications tactiques sur véhicules ou sur mâts pour le contrôle aérien. Mécaniquement, l'antenne est démontable pour le transport. En version tactique, elle peut être conditionnée en sacoche. Différentes fixations et couleurs, ainsi qu'un balisage nocturne conforme OACI sont proposés en option.

1.2.2. Caractéristiques

Caractéristiques radioélectriques

- Gamme de fréquence: 115 à 150 MHz

- Impédance d'entrée : 50 Ù

- ROS dans la gamme :< 2.0

- Gain isotrope typique : 2.5 dBi

- Polarisation : verticale

- Diagramme de rayonnement: Plan E (diagramme vertical) :100° et plan H (diagramme horizontal) : omni à (+/-) 0.5 dB

- Puissance admissible: 1.000 W

- Sortie coaxiale standard : N femelle sur câble de type RG214/U

Caractéristiques Mécaniques

- Hauteur: 0.90 m

- Envergure max: 1.10 m

- Diamètre du dipôle : 65 mm

- Matériaux utilisés : AG3 et inox

- Gamme de température: -40 à +70 °C

1.2.3. Protection d'antenne VHF

L'antenne VHF est munie d'un dispositif de protection : en l'occurrence le parafoudre PARA EM-2. Caractéristiques radioélectriques

- Gamme de fréquence: 118-144 MHz

- Impédance: 50 Ù

- Pertes dans la bande : <0.1 dB

- ROS dans la bande: > 20 dB

- Puissance maximum en émission : 600 W

1.3. BNS Module Basculeur Normal/Secours

1.3.1. Présentation

Le module Basculeur Normal/Secours (BNS) s'insère entre un organe de commande et deux couples d'émetteurs / récepteurs, dits EN/RN (Emetteur Normal / Récepteur Normal) et ES/RS (Emetteur Secours / Récepteurs Secours). Il est destiné à assurer la commutation des équipements de radio numériques en configuration normale et secours en émission et / ou en réception. Le basculement peut être réalisé:

- en mode manuel, à partir de la face avant ou à distance (commutation forcée). - en mode automatique, sur défauts des équipements raccordés.

Le BNS dispose d'un accès pour une liaison série (RS485-quatre fils) permettant la surveillance et la commande à distance de l'équipement. La connectique est compatible fil à fil avec celle des émetteurs récepteurs de la série 9000. Du fait de sa conception modulaire, la maintenance est aisée et rapide par simple échange des sous ensemble défectueux.

1.3.2. Sous ensemble constitutifs

Le module BNS est composé des éléments suivants:

- 1 carte EMETTEUR

- 1 carte RECEPTEUR

- 1 face avant métallique sérigraphiée horizontale ou verticale réunissant les deux cartes.

2. LIAISON SATELLITE

La liaison satellite regroupe les deux stations terriennes celle d'Abidjan (le hub) et celle de Bouaké (site distant). Il s'agira de déterminer les équipements à ajouter pour que la VHF avancée puisse être mise en place. Pour ce faire, l'étude comportera deux parties. Une première qui consistera à l'étude au niveau du hub. Puisque la station contient déjà les équipements nécessaires, seul un modem satellite sera installé pour symboliser la nouvelle liaison qui sera établie. Ainsi, il suffit juste de la connectique et des configurations nécessaires pour l'exploitation et la supervision de la VHF déportée à partir du modem installé. La deuxième partie, au niveau, du site distant, déterminera les caractéristiques des différents besoins, qui partent de la parabole VSAT jusqu'au MOL2P en passant par le modem et la RF.

2.1. Besoin au niveau du hub

La porteuse utilisée au niveau du hub est de type IBS (INTELSAT Business System) avec un débit utile de 64 Kbps et une modulation MDP4 (QPSK). Il conviendra d'installer un modem conforme à ses caractéristiques et disposant de techniques d'accès par assignation fixe non dynamique. Cela permettra à la station d'émettre en permanence sur la fréquence qui lui a été allouée. Le modem ayant retenu notre attention comporte les caractéristiques demandées et est de plus déjà utilisé pour la liaison directe avec Bobo Dioulasso. Il s'agit du modem satellite PS 4900 de DATUM.

2.1.1. Présentation du modem satellite PS-4900

Le modem satellite PS 4900 est une nouvelle génération de modem intégrant la voix et les données. Il est programmable à partir de sa face avant. Et il dispose d'un écran LCD qui fournit l'affichage précis des différentes configurations mises en mémoire en vue d'une utilisation ultérieure.

2.1.2. Caractéristiques

· Modulation BPSK et QPSK

· Fréquence intermédiaire de 50 à 90 MHz et 100 à 180 MHz

· Alimentation 90 à 264 VAC, 50 :60 Hz

· Puissance transmise :-5 à 25 dB

· Niveau de réception :-20 à 45 dBm

· FEC Viterbi: 1/2, 3/4 ou 7/8

2.2. Besoins pour le site distant

La porteuse utilisée est de type FastCom.

2.2.1. L'antenne NWIEE model C45T

Le C45T est le model d'une antenne de réflecteur en aluminium commercialisée par le groupe fabricant NWIEE pour des applications VSAT dans la bande C. Elle fonctionne en polarisation circulaire et linéaire sélectionnable manuellement et répond à toutes les exigences pour des applications particulières. L'antenne dotée d'un réflecteur compact de précision de type Cassegrain avec un diamètre de 3.7 m est conforme aux normes CCIR 580-4. De ce fait, elle intègre directement le réseau INTELSAT sans avoir besoin de certification après installation sur le site.

Caractéristiques · Fréquence montante: 5.850-6.425 GHz · Fréquence descendante : 3.625-4.200 GHz · Gain : 43.6 +20log [f (GHz)/4] · Perte d'impédance: 0.20 dB en émission et 0.10 dB en réception · Température de bruit 36 °K, 31 °K ou 26 °K fonction de l'élévation · Vent en exploitation : 50 à 97 km/h · Survie: 200 km/h

2.2.2. RF AnaCom

La RF (Radio Function ou Radio Fréquence) se compose d'émetteur/récepteur notamment les UC/DC et des amplificateurs SSPA et LNA. C'est l'équipement qui est installé entre l'antenne parabolique et le modem dans le cas des stations de type VSAT. Il effectue d'une part en émission la transposition en fréquence par l'UC et l'amplification en puissance par le SSPA en vue de fournir l'énergie suffisante à l'antenne. D'autre part en réception, il effectue l'amplification avec un minimum de bruit par le LNA et la transposition en fréquence par le DC après que l'antenne est reçue l'énergie venant du satellite. La RF d'AnaCom est particulièrement approprié aux applications VSAT en mode SCPC, MCPC et DAMA.

Un puissant dispositif de moniteur et de commande permet de surveiller et de commander la RF à partir des équipements d'intérieur tels que les modems et multiplexeurs.

Caractéristiques

· Bande C

· Tx: 5925 à 6425 MHz

· Rx:3700à4200 MHz

· Gain :5, 10, 20, 30, 40 W

· FI:70ou140MHz

· Alimentation 48 V DC ou secteur.

2.2.3. Le modem COMSTREAM CM701

Le CM701 est un modem satellite issu de la famille des COMSTREAM. Il est peu consommateur d'énergie et présente plusieurs avantages. En effet, il est doté d'une architecture modulaire, et les modules sont installés ou changés en les glissant simplement dans ou hors du châssis au panneau arrière. Les modules se branchent sur une carte mère à l'intérieur du modem, tout comme les cartes à circuit d'un PC. Il détecte automatiquement le nouveau module permettant l'accès à l'utilisateur aux nouvelles commandes et fonctions. Par ailleurs, il peut être configuré pour rencontrer n'importe quelle situation comme se connecter à différents model de RF.

Enfin, avec son débit élevé, il est doté d'une carte SCC (Satellite Control Channel) qui permet d'insérer une liaison asynchrone à faible débit dans la liaison principale entre deux modems. Ce tunnel virtuel de communication est totalement indépendant et transparent par rapport à l'utilisation du canal de transmission principal. L'option SCC permet ainsi de communiquer et donc de contrôler des systèmes distants à partir d'un site local. Le choix de l'ajout de cette liaison entièrement paramétrable, nous permettra d'assurer une transmission de maintenance qui ne perturbe en rien le fonctionnement normal du système.

Caractéristiques · Modulation BPSKet QPSK · Viterbi 1/2, 3/4, 7/8 · Séquentiel 1/2, 3/4 · 52 à 88 MHz et 104 à 178 MHz (par pas de 10 Hz) · Débits : 9.6 Kbps à 4.375 Mbps (standard) 512 Kbps (Option LS) · Interfaces de Données: RS-530, V.35, G.703, DS1, RS-232, RS-422 · Alimentation : 90 à 264 v, 47 à 63 hertz

2.2.4. Le multiplexeur MOL2P MARATHON

Le multiplexeur assure la gestion de la partie réseau. Il permet l'optimisation de la bande passante. Il agrège la voix et les données pour une connexion directe avec les interfaces utilisateur. Il permet ainsi l'intégration avec le réseau client. Etant donné que les MOL2P communiquent directement entre eux, et qu'il en existe déjà un au niveau du hub, il est recommandé d'installer un autre au niveau du site distant. Ce dernier doit répondre aux exigences de la recommandation G 729 avec un multiplexage statique. Ainsi, le choix de l'ASECNA d'utiliser le multiplexeur MICOM série MARATHON est très judicieux. En effet, l'ASECNA utilise l'algorithme de compression ACELP (Algebric Code Excited Prediction Algorithm), standard de compression de la voix adoptée par la recommandation G 729 décrite par l'UIT. De plus, cet algorithme alloue une compression de la voix jusqu'à 9.6 kbps avec un fax au lieu de 64 kbps. Les interfaces disponibles sont les suivantes:

· Données

- De9.6kbpsà512kbps

- V24/V28 en standard, V11, RS 530 et RS 485 disponibles - Modes synchrones et asynchrones.

· Voix

- FXS, FXO, EXM, 2/4 fils

- Impulsion et FDTM

- Modulation 8 kbps G 729, 16 kbps 35 et 31 kbps ADPCM et 4.8 ou 4 kbps.

· Ethernet

- Pont routeur Ethernet 10 Mbps RIP, SPANNING TREE

- 6 ports synchrones / asynchrones de 256 kbps à 512 kbps.

CHAPITRE III. INSTALLATION ET CONFIGURATION

Il s'agit dans cette partie de décrire les procédures d'installation et de configuration des différents équipements précités pour leur mise en exploitation. Pour un travail compréhensif, le hub et la station VSAT distante seront étudiés indépendamment.

1. HUB D'ABIDJAN

L'élément principal à installer reste le modem DATUM. Il sera insérer dans le haut de la baie satellite d'intégration 19» sur les rails prévus à cet effet. Il se fixe sur la baie grâce au kit de visserie fournie.

1.1. Raccordement modem/combiner

Les bretelles de raccordement déterminent les deux câbles coaxiaux 1/2 qui font le lien entre la salle technique et l'antenne satellite.

- L'extrémité intérieure de type N du câble «Tx IF» (LDF4-50A) qui se trouve dans la salle technique est raccordée à l'extrémité type N femelle de la bretelle souple de 10 m qui va à la baie d'intégration.

- L'extrémité intérieure de type N du câble «Rx IF» (LDF4-50A) qui se trouve dans la salle technique est raccordée à l'extrémité type N femelle de la bretelle souple de 10 m qui va à la baie d'intégration.

NB: Il faut distinguer la transmission Tx IF et la réception Rx IF.

- Le Tx se connecte directement sur le connecteur BNC J8 XMT IF OUT du modem sur l'entrée du combiner (splitter BNC J8).

- Le Rx se connecte directement sur le connecteur BNC J9 RCV IF IN du modem sur la sortie du combiner.

- Relier la masse mécanique du modem à la terre.

- Connecter les câbles d'alimentation (ne pas mettre sous tension).

1.2. Raccordement modem/MOL2P

Le raccordement entre le modem et le multiplexeur se fait à l'aide d'un câble informatique doté d'une fiche mâle SUB D37 coté modem et d'une fiche mâle SUB D 25 coté mux. Il assure la connectique entre le port J3 du modem et le port A6 du MOL2P.

1.3. Configuration du modem

Mettre le modem sous tension et entrer les configurations contenues dans le tableau ci-dessous.

MODULATION				DEMODULATION			IF
DATA			IF		Fréquence
137.7748 MHz		Bit rate	19.200 kbps	Fréquence	137.2355 MHz	Offset
0		FEC	Viterbi	Sweep Range		Level
-18 dBm		Code Rate	1/2	Sweep Mode	Fast	Modulation
QPSK		Dif Decoder	Enabled	Modulation	QPSK	AUPC
Disable		Descrambler	IESS-308	Spectrum	Normal	Impédance
75 Ohms		Clk Source	Internal	Impedance	Ohms

Tableau 2 : Configuration Modem DATUM

2. SITE DISTANT

Dans cette partie, les installations des équipements seront détaillées dans un premier temps, puis suivra la configuration dans un deuxième temps.

2.1. Installation des équipements

Il faut distinguer les équipements:

· à l'extérieur :

- l'antenne

- le système RF.

· à l'intérieur:

- le modem

- le mux (MOL2P)

- les émetteurs récepteurs VHF.

2.1.1. Installation extérieure (OUTDOOR) 2.1.1.1. L'antenne

Le montage de l'antenne satellite de 3.70 m de diamètre se fait en plusieurs étapes dont les plus importantes sont:

- Dalle et génie civil, réalisation du massif supportant la parabole

- Montage du pied de la parabole, fixation à l'aide d'écrous sur le massif

- Assemblage des renforts supportant les pétales de la parabole

- Mise en place de la parabole sur son pied

- Montage des vérins d'azimut et d'élévation

- Montage de la source

Après le montage de la source, l'antenne est maintenant prête pour le pointage.

2.1.1.2. La RF

On distingue les éléments suivants:

- Le LNB 45°K (connexion guide d'onde CPR229G) plus un kit de montage - Letransceiver

- L'adaptateur guide d'onde (CPR 137G) plus un kit de montage

- Un câble coaxial de type N male

Il faut, dans un premier temps, identifier sur l'antenne satellite l'entrée pour l'émission (RF Tx IN) prise type N femelle et la sortie pour la réception (RF Rx OUT) guide d'onde CPR 229G.

> Montage du LNB pour la réception

Une sortie d'antenne sous la forme d'un guide d'onde de type CPR 229G plus grand que le CPR 137G est disponible. Il va falloir fixer le LNB.

NB: Deux sens sont possibles. Il faut mettre face à face les deux pointes visibles au fond à l'intérieur de chaque coté du guide d'onde. Un kit de montage est fourni. Il comprend deux joints (1/2 et plein), dix (10) vis, dix (10) rondelles, un groovers et dix (10) écrous:

- Si on observe une rainure de chaque coté (antenne et LNB) : choisir le joint plein - Si on observe une rainure d'un seul côté (LNB) : utiliser un demi (1/2) joint

Graisser très légèrement le joint avant de le mettre en place puis visser face à face le LNB sur le guide d'onde.

> Montage de l'adaptateur pour l'émission de la RF

La sortie du BUC est un guide d'onde alors que nous avons besoin d'un connecteur de type N femelle. Il faut donc utiliser l'adaptateur qui réalise la transition entre le guide d'onde et le connecteur type N femelle. Pour cela, l'on dispose d'un kit de montage composé d'un joint plein de huit (8) vis, de huit (8) rondelles et de huit (8) groovers:

- Si on observe une rainure de chaque coté BUC et adaptateur on choisi le joint plein

- Graisser très légèrement le joint avant de le mettre en place puis visser face à face l'adaptateur et le guide d'onde.

> Câble coaxial 1/2''

Afin d'assurer la liaison en fréquence intermédiaire et l'alimentation en énergie entre la RF et le modem satellite, on utilise deux câbles coaxiaux 1/2'':

- Un pour la transmission Tx IF de type Andrew LDF4-50A

- Un pour la réception Rx IF de type Andrew LDF4-75A

Le câble coaxial 1/2'' utilisé ici est un câble de haute qualité. Cependant, il est très sensible et doit être manipulé avec précaution pour conserver ses performances. Le câble dédié à la transmission ( Tx IF) est de 50 Ohms et sera équipé de connecteurs type N mâle (Andrew L4PNM-C) ; alors que celui de la réception (Rx IF ) de 50 Ohms sera équipé de connecteur type N femelle (Andrew L4NF-7570).

A chaque étape, il faut donc très clairement marquer les câbles de bout en bout afin de distinguer celui de la transmission et de la réception. Aussi, il faut ajouter une bretelle de raccordement de 75 Ohms comportant des connecteurs type N mâle et type F femelle.

> Fixation de la RF

Le BUC devra être fixé sur le socle de l'antenne satellite. Le câble de liaison entre la RF et l'antenne a une longueur de 3 m. Il faut donc placer le BUC à moins de 3 m des connecteurs de type N de l'antenne satellite. Il n'est pas fourni ici de kit de montage. En conséquence, il va falloir se conformer à la documentation du constructeur pour le montage du BUC.

Enfin, il faut toujours relier la masse mécanique à la terre.

> Raccordement de la RF

- Brancher le câble coaxial RF Tx 50 Ohms sur l'entrée type N de l'antenne satellite. Puis connecter l'autre extrémité sur le connecteur N de l'adaptateur guide d'onde du BUC RF.

- Connecter l'extrémité extérieure type N mâle du câble coaxial 1/2'' Tx IF (LDF4-50A) sur le port J1 du BUC RF.

- Fixer le connecteur type F de la bretelle 75 Ohms sur la sortie type F femelle du LNB qui est, elle-même, branchée sur la réception de l'antenne satellite.

- Fixer le connecteur type N mâle de la bretelle 75 Ohms à l'extrémité extérieure type N femelle du câble coaxial 1/2'' Rx IF (LDF4-75A).

2.1.2. Installation intérieure (INDOOR)

2.1.2.1. Le modem satellite COMSTREAM 701

- Installer le modem dans la baie d'intégration 19» sur les rails prévus à cet effet conformément au plan et le fixer grâce au kit de visserie fourni.

- L'extrémité type N mâle de la bretelle Tx IF de raccordement 50 Ohms se connecte directement à la sortie du modem (type N femelle-J8-XMT IF OUT).

- L'extrémité type F mâle de la bretelle Rx IF de raccordement 75 Ohms se connecte directement à l'entrée du modem (Type F femelle-J9-RCV IF IN).

- Relier la masse mécanique à la terre et brancher le câble d'alimentation (ne pas mettre sous tension).

2.1.2.2. Le MOL2P

- Insérer le mux MOL2P dans la baie satellite d'intégration 19» en dessous des modems satellite sur le plateau prévus à cet effet.

Sur la face arrière du MOL2P se trouve différentes cartes référencées de bas en haut de A à E et sur ces cartes, des ports sont numérotés de la gauche vers la droite de 1 à 6.

- Relier la fiche mâle SubD-25 coté mux (port A1) à l'interface data (V35-J3 SubD-34 mâle) du modem. La connexion se fait grâce à un câble type M2 fourni.

- Brancher le cordon d'alimentation et ne pas mettre sous tension.

2.1.2.3. Les équipements radios

Module BNS

- Insérer le module en position verticale dans la baie d'intégration.

- Connecter le port J3 du module au port A2 du MOL2P par l'intermédiaire du câble fourni.

EM9000

- Insérer l'émetteur dans la baie d'intégration, au dessus du module BNS.

- A l'aide d'un câble de type 5 fourni, connecter l'interface J7 (SubD-37 femelle) de l'émetteur au port E1 (E&M RJ45) du mux.

- A l'aide d'un câble coaxial muni d'un connecteur type BNC mâle, connecter la sortie HF J11 au multicoupleur.

- Relier la masse mécanique à la terre et brancher le cordon d'alimentation sans mettre sous tension.

RE9000

- Insérer le récepteur dans la baie d'intégration en dessous de l'émetteur.

- A l'aide d'un câble de type 5 fourni, connecter l'interface J3 (SubD-25 mâle) du récepteur au port E3 (E&M RJ45) du mux.

- A l'aide d'un câble coaxial muni d'un connecteur type BNC mâle, connecter la sortie HF J7 au multicoupleur.

- Relier la masse mécanique à la terre et brancher le cordon d'alimentation sans mettre sous tension.

NB: Les ensembles émetteurs récepteurs sont dupliqués et sont tous reliés au multicoupleur qui est lui même relié directement à l'antenne VHF. (Voir figure 7 et 8 pages 53 et 54).

Antenne VHF

Pour un excellent rayonnement, l'antenne doit être placée en dehors du bâtiment (de préférence sur le toit). L'antenne est reliée par un câble coaxial au multicoupleur sur le port J9.

Dispositif de sélection des voies climaxées

EM9000
Secours

EM9000

Normal

BNS9008Tx

PGM 9000

RE 9000 Normal RE 9000 Secours BNS 9008 Rx

Fusible alimentation

Emission
Normal / Secours

Réception

Normal / Secours

Figure 7: Présentation de la baie radio

Figure 8 : Synoptique de la baie radio

2.2. Configuration des équipements

2.2.1. Modem COMSTREAM CM701

La configuration du modem satellite s'effectue à l'aide d'un PC à partir de l'interface RS232 ou

RS485.

Mettre le modem sous tension puis entrer les paramètres suivants:

	TRANSMISSION Tx	RECEPTION Rx
User data rate	19200 kbps
Clock source	Internal
IF	142000.000 kHz	140000.001 kHz
FEC	Viterbi
Code rate	1/2
Type modulation	QPSK
Diff decoding	ON1
Filter type	Comstream network
Scrambling	Comstream

Tableau 3 : Configuration Modem COMSTREAM pour site distant

Après la configuration du modem, il va falloir mettre en place la liaison SCC. Les données relatives à la configuration de la carte SCC sont:

	TRANSMISSION Tx	RECEPTION Rx
Sync/data rate	1/2
In band rate	1200 bps
Clock	12000 bps

Tableau 4 : Configuration carte SCC de Modem COMSTREAM

La configuration de la carte SCC va permettre de superviser le modem depuis le hub.

2.2.2. RF

Les paramètres de configuration de la RF sont:

PARAMETRES PRINCIPAUX
		Tx		Rx
Fréquence		6400 MHz		4000 MHz
Atténuation		11dB		10dB
PARAMETRES AUXILIAIRES
IF Impedance	75 Ohms		Power Up Mode		Tx OFF
IF Fréquence	140 MHz		Reference Override		Disable
SSPA Control Mode	Extended		Tx Cable Compensation		0
Converter Temp Code	Standard		SSPA Temperature Comp		OFF

Tableau 5 : Configuration ensemble RF pour VSAT

2.2.3. PGM9000

Il effectue la programmation des émetteurs et récepteurs de la série 9000. Il est doté sur sa face avant d'une liaison SubD-9 femelle qui lui permet de se connecter à l'interface de maintenance située sur la face avant des EM9000 et RE9000. Le PGM se positionne sur son mode programmation pour la saisie des paramètres de configuration.

TYPE DE PARAMETRE	EM9000		RE9000
Mode	A3E
Fréquence	129.1 MHz
Niveau ligne	04		03
Test	NON
Adresse JBUS	001
Vitesse de transmission	19200 kbps
	Niveau puissance	0	Seuil silencieux	24
	Climax	0 kHz	Silencieux	ON
	Sécurité alternat		Compresseur	OFF

Tableau 6 : Configuration EM9000 et RE9000 à partir du PGM9000 TELERAD

NB: Certaines valeurs configurées sont propres au PGM9000, mais elles présentent des correspondances avec les unités du système internationale (voir annexe 4 page 83).

2.2.4. MOL2P

La configuration du MOL2P se fait avec un clavier ASCII par connexion de celui-ci sur le port asynchrone A4. Les paramètres de configuration des ports sont les suivants:

NODEID:ABJ				NODE:25
Port	Type	S/Type	Vitesse	N°DLCI / LMI	Clock	To
A5	FR	Virtual link	64 K	25/NET	INT	BKE/A1
A6	Async	8,N,1	2.4 K	Force connect	NA	BKE/A2
Port	Type	S/type	Vitesse/Codage	Extension number	Destination
E1	E&M	4 fils type V	G729	Force connect	VHF déporté	BKE/E1

Tableau 7: MOL2P ports configuration pour réseau de VSAT Côte d'Ivoire Site d'Abidjan

NODEID:BKE				NODE:50
Port	Type	S/Type	Vitesse	N°DLCI / LMI	Clock	To
A1	FR	Virtual link	64 K	25/USER	EXT	ABJ/A5
A2	Async	8,N,1	2.4K	Forceconnect	NA	ABJ/A6
Port	Type	S/type	Vitesse/Codage	Extension number	Destination
E1	E&M	4 fils type V	G729	Force connect	VHF déporté		ABJ/E1
E2	FXS	2 wires	G729	1111	Tél service

Tableau 8 : MOL2P ports configuration pour réseau de VSAT Côte d'Ivoire Site distant

2.2.5. Procédure de pointage de l'antenne satellite

2.2.5.1. Rappel

Si l'on souhaite pouvoir diriger une antenne satellite, deux degrés de liberté sont à considérer: - l'Azimut (la direction indiquée par une boussole)

- l'élévation (l'angle que fait le faisceau de l'antenne par rapport à l'horizon).

La distance entre l'antenne et le premier obstacle devant elle (arbre, mur) doit respecter le rapport suivant: Longueur = Hauteur x coefficient. (Voir figure 9 ci-dessous)

Figure 9 : Dégagement antenne parabolique

La valeur du coefficient dépend directement de l'élévation. Un coefficient égal à « 3» permet d'être assuré de n'avoir aucun problème d'obstruction (pour des élévations pouvant descendre jusqu'à 20°).

Chaque satellite émet en permanence une porteuse pure aussi appelée Balise qui sert notamment au pointage manuel ou automatique des antennes satellites. Pour information, la balise du satellite 10-02 est émise à la fréquence de 3950 MHz.

Il est important de rappeler qu'une antenne possède des lobes secondaires autour du lobe principal. Ces considérations sont extrêmement importantes lors du pointage d'une antenne. Le passage sur le lobe secondaire prête, en effet, souvent à confusion et, peut induire en erreur l'équipe suivant cette procédure.

Remarque: Avant tout pointage d'antenne, il est primordial de s'assurer que la source est dans la polarisation souhaitée. Si tel n'était pas le cas, la procédure de changement de polarisation devrait être appliquée.

2.2.5.2. Procédure de changement de polarisation

1. Couper l'émission des modems (voir la procédure de paramétrage des modems VSAT page 55)

2. Couper l'émission des transceivers (SSPA) (voir la procédure de paramétrage des transceivers VSAT page 56 tableau 5)

3. Programmer la fréquence centrale des transceivers comme étant celle de la balise du satellite actuel 3950 MHz.

4. Connecter un analyseur de spectre sur la sortie IF du transceiver

5. Régler cet analyseur de spectre avec les paramètres suivants:

- Fréquence: 140 MHz

- Resolution Bandwidth: 1 kHz

- Video Bandwidth: 100 Hz

- Span : 50 Khz

- Step:5dB/div

6. Dans le menu Amplitude de l'analyseur de spectre, régler le niveau de référence (reference level ) pour que le signal soit visible à l'écran. (Voir figure 10 ci-dessous).

7. vous devez voir sur votre analyseur de spectre un signal ressemblant à celui-ci (le pic représente la balise du satellite):

Figure 10 : Signal balise du satellite

8. Affiner les paramètres de l'analyseur de spectre pour obtenir un signal propre et lisible

9. Programmer la nouvelle fréquence centrale des transceivers comme étant celle de la balise du satellite 10-02 (3950 MHz).

10. Utiliser la boussole et l'inclinomètre pour réorienter approximativement l'antenne vers le nouveau satellite. Se servir des valeurs d'Azimut et d'élévation calculées.

11. Procéder de façon méthodique en balayant soit de gauche à droite, et en relevant l'élévation progressivement, soit de haut en bas et en balayant progressivement

12. Une fois le signal de la balise détecté, affiner le réglage à l'aide de clés adéquates sur les axes azimut et élévation. (Voir figure 11 ci-dessous).

Ecrous permettant le réglage en élévation

Ecrous permettant le réglage en azimut

Figure 11: Réglage écrous d'azimut et d'élévation

13. S'assurer que l'antenne est bien pointée sur son lobe principal. Le signal doit avoir une amplitude de plus de 3 carreaux par rapport au bruit. Si l'antenne se trouve être sur un lobe secondaire, continuer à balayer doucement en Azimut jusqu'à obtenir le signal adéquat (un passage par un signal nul doit être constaté).

14. Bloquer les écrous.

15. Déconnecter l'analyseur de spectre et reconnecter le câble coaxial sur la sortie IF du transceiver

16. Programmer la nouvelle fréquence centrale des transceivers comme étant celle de la fréquence centrale du transpondeur du satellite INTESAT 10-02 utilisé par l'ASECNA.

Remarque: Le calcul de l'azimut et de l'élévation peut se faire à partir d'un logiciel qu'on appelle le Smwlik3.zip qui calcule aussi les coordonnées du lieu du positionnement de l'antenne.

2.2.5.3. Calcul d'azimut et d'élévation

La procédure consiste à entrer la position du satellite, les coordonnées du lieu (longitude et latitude). Une valeur POSITIVE pour une orientation EST et une valeur NEGATIVE pour une orientation OUEST (Voir figure 12 ci-dessous).

Satellite:	INTELSAT 10-02
Position du satellite : :		359			Calculer		Azimut :	193°4
Votre longitude :		-1					Elévation :		73°8
			1
Votre latitude:

Figure 12: Représentation du logiciel Smwlik3.zip

Exemple:

Pour un satellite à 359° EST, entrez 359 dans la "position satellite"

Pour 1° OUEST, entrez -1 dans "votre longitude".

Ensuite, cliquez sur le bouton calculer, les résultats s'afficheront dans les cases azimut et élévation.

3. ARCHITECTURE GLOBALE DES ANTENNES AVANCEES

Après installation et configuration voici l'architecture des antennes avancées.

Figure 13 : Architecture globale des antennes avancées

CHAPITRE IV. BILAN DE LIAISON

Ce chapitre se compose de trois points:

· Le bilan simplifié de liaison, pour ne pas être confronté à des formules et calculs trop complexes.

· La quantification.

· La valorisation

1. BILAN DE LIAISON

Lors de l'étude d'une liaison satellite, le bilan de liaison permet d'établir le rapport signal sur bruit (RSB ou C/N) requis en fonction du type de modulation, du codage et des objectifs de qualité. Le bilan de liaison d'une liaison existante permet d'établir un C/N disponible en fonction des caractéristiques du satellite, des stations, des conditions de propagation et de brouillage.

1.1. Objectif de qualité et de disponibilité

La qualité d'une liaison numérique est caractérisée, après démodulation, par le TEB (Taux d'Erreur Binaire) et par la répartition des erreurs dans le temps. Le CCITT et le CCIR ont défini les objectifs de qualité pour les différents types de services rencontrés selon les méthodes de modulation employées. Les seuils de qualité sont ainsi définis et ne doivent pas être dépassés pendant plus d'un certain pourcentage de temps.

Les objectifs de qualité et de disponibilité sont établis pour un Conduit Numérique Fictif de Référence (CNFR) par satellite dans la recommandation R521 du CCIR.

1.2. Evaluation de la qualité de transmission

La qualité de transmission s'évalue en mesurant la dégradation du signal en fonction des paramètres suivants:

DESIGNATION	SIGLE		DEFINITION	Seconde Avec Erreur
SAE	Période d'une seconde comportant au moins une erreur de transmission		Seconde Gravement Erronée
SGE	Seconde affectée d'un taux d'erreur par seconde supérieur à10exp-3		Indisponibilité
IND	Une période d'indisponibilité commence quand il apparaît 10 SGE consécutives. Ces dix SGE font alors partie du temps d'indisponibilité. La liaison sera déclarée de nouveau disponible après dix secondes consécutives non SGE.		Seconde Sans Erreur
SSE	Rapport du nombre d'intervalles d'une seconde pendant lesquels, il n'est reçu aucun bit erroné au nombre total d'intervalles d'une seconde que compte l'intervalle de temps donné.

Tableau 9: Paramètres de dégradation du signal

Les calculs de SAE, SSE et SGE se font sur les périodes de disponibilité. On constate que l'indisponibilité caractérise la permanence d'une dégradation :

- Une période d'indisponibilité est déclarée lorsqu'au moins dix secondes gravement

erronées consécutives ont été détectées (celles-ci font partie du temps d'indisponibilité). - L'indisponibilité cesse lorsque aucune SGE n'a été détectée durant une période de dix

secondes (qui font partie du temps de disponibilité).

On peut écrire:

INDISPONIBILITE en % = (Durée d'interruption/durée requise) x 100 DISPONIBILITE en % = 100 - INDISPONIBILITE en %

La durée requise est définie comme celle pendant laquelle l'utilisateur veut que le CNFR soit en état d'exécuter une fonction donnée.

La durée d'interruption est définie comme la durée cumulée des interruptions pendant la durée requise.

1.3. Maximum de dégradation admissible

Les paramètres de qualité sont appréciés en fonction de seuils maximaux de dégradation admissible (erreurs de transmission en % de temps). En terme de SAE et SGE, les limites sont exprimées en pourcentage de temps toléré calculé sur une longue période de plusieurs mois (mis pendant le temps de disponibilité). A chaque type de transmission correspond donc un maximum de dégradation admissible fixé par le CCITT.

- Jusqu'à 64 kbps (recommandation G821 du CCITT)

- Au-delà de 64 kbps (recommandation M2100, M2110 et M2120 etc.).

Exemple:

G821 :SAE=8%etSGE=0.1 % M2100 : SAE = 4% et SGE = 0.04 %

1.4. Alimentation en énergie et conditionnement d'air

Il est question de préciser les différentes sources d'énergie à prévoir pour l'alimentation générale de la station VHF déportée. En effet, l'alimentation générale sera assurée par le réseau secteur et devra être secourue par deux groupes électrogènes à démarrage rapide. De plus, une alimentation sans coupure assurée par des onduleurs, ne devra pas être négligée, car elle permettra d'assurer:

- la stabilisation en tension et en fréquence (absence de surtensions).

- la continuité d'alimentation pendant la phase de démarrage des groupes.

Par ailleurs, la bonne stabilité et fiabilité des équipements sont conditionnées par le respect strict des conditions d'environnement. Ce sont entre autres :

- la température constante

- l'hygrométrie contrôlée

- l'étanchéité à la poussière et aux insectes.

Pour ce faire, un bâtiment sera spécialement aménagé pour abriter les diverses installations. Il bénéficiera d'une climatisation avec redondance, de systèmes de chauffage et des capteurs divers. Enfin, l'accès devra être limité aux seuls techniciens affectés à la maintenance de la liaison.

2. QUANTIFICATION

Le but de la quantification est de permettre un recensement de l'ensemble des équipements et matériels dont il faut disposer pour l'établissement de liaison VHF.

2.1. Site d'Abidjan

Désignation	Quantité	Type		Constructeur	Câbles coaxial L=3m/50 Ohms
2	Type N Mâle	CORIS		Câble coaxial 1/2» L=70 m/50 Ohms
2	LDF4-50A	ANDREW		Bretelles de raccordement L= 10 m/50 Ohms
2	Type N femelle/BNC male	CORIS		Modem satellite
1	CM 701	COMSTREAM		Kit de fixation (visserie pour baie)
4				Câbles data type M1
1	SubD-37 M/SubD-25 M			Carte phonie pour MOL2P 5K
2	MARATHON 5K Turbo	MICOM

Tableau 10: Liste de matériels pour la station d'Abidjan

2.2. Site distant

Désignation	Quantité	Type		Constructeur	Partie satellitaire
Antenne Parabolique standard F1
1	C 437 T	NWIEE		Adaptateur guide d'onde
2	CPR 137G			Kit de montage pour guide d'onde
	CPR 137G			Câbles coaxial L=3m/50 Ohms
1	Type N Mâle			Transceiver
1	AnaSat C	ANACOM		Câble coaxial 1/2» L=70 m/50 Ohms
1	LDF4-75A	ANDREW		Câble coaxial 1/2» L=70 m/75 Ohms
1	LDF4-50A	ANDREW		Bretelle de raccordement L= 3 m/70 Ohms
2	Type N & BNC male			Bretelle de raccordement L= 5 m/50 Ohms
1	Type F & N male			Transformateur 240V AC - 24 V DC
1	FW1 0024 Power supply	Elpac power S		Connecteurs type N femelle 50 Ohms
2	L4NF-7570			Connecteurs type N male 75 Ohms
2	L4PNM-C			Modem satellite
1	CM 701	COMSTREAM		Modem satellite
1	PS 4900	DATUM		Kit de fixation (visserie pour baie)
4				Câble data type M1
2	SubD-37 M/SubD-25 M			Câble type A de 2 m
	SubD-25/SubD-25 mâle			Multiplexeur MOL2P
2	MARATHON 3K Turbo	MICOM		Partie radio
Antenne VHF
1	GPJ 115-150	ALCATEL		Emetteur VHF
2	EM9000 A	TELE RAD		Récepteur VHF
2	RE9000 A	TELE RAD		Basculeur normal/secours
1	BNS9008	TELE RAD		Câble type 5
2	RJ45/SubD-25 male			Câble type 5
2	RJ45/Subd-37 femelle			Câble data type M1
2	Subd-37 mâle/Sub-d 25

Tableau 11: Liste de matériel pour la station de Bouaké

3. VALORISATION

Le coût du projet pour une entreprise qui veut acquérir pour la première fois un système de télécommunication par VSAT.

DESCRIPTION		PRIX			REMARQUE	Equipement (coût)
305	000	€		Ce prix dépend du site de l'antenne et de la technologie du hub	Station VSAT
76	300	€		Prix de la licence et montage de l'antenne	Site d'installation
15	250	€		Installation de l'énergie et câblage	Réalisation
72	450	€		Incluant le salaire et le transport de 5 personnes	Documentation
3	000	€		Frais stage de formation	Autres
7	600	€
				Total
479	600	€			réserves
47	960	€		10% du total
				TOTAL Projet
527	560	€

Tableau 12 : Estimation financière du projet

NB :L'unité monétaire étant l'euro (€), le coût total du projet sauf omission est de 527 560 €.

En prenant 1 € = 655.95 Fcfa, le coût total du projet sauf omission est de 346 053 000 Fcfa.

CHAPITRE V. EXPLOITATION & SUPERVISION

Nous allons expliciter, dans un premier temps, les différents tests nécessaires à la validation de la conformité générale et fonctionnelle de la liaison. Puis, dans un second temps, décrire l'ensemble des possibilités de supervision des stations terriennes pour assurer la télémaintenance des antennes déportées.

1. EXPLOITATION

1.1. Etablissement du lien satellite

Afin de vérifier le bon fonctionnement en fréquence des différents modems et démodulateurs, il est essentiel de tester leur capacité à émettre et recevoir. Pour cela, il suffit de brancher deux modems et de simuler le lien satellite grâce à deux câbles coaxiaux que l'on croise entre l'émission de l'un et la réception de l'autre. Une fois les modems correctement paramétrés (fréquence, horloge, codage), il doit y avoir synchronisation :

- la LED « transmit » du modulateur doit être verte

- la LED « lock» du démodulateur doit être verte.

NB: Etant donné que nous sommes dans le cadre d'un projet non réalisé, les différents tests n'ont pu être opérés.

Stations	Lien satellite avec	Modulateur Transmit		Démodulateur: Lock	Abidjan
Korhogo				Korhogo
Abidjan

Tableau 13 : Test pour l'établissement du lien satellite

1.2. Connexion inter MOL2P

Le but ici est de contrôler la communication entre les MOL2P de chaque coté du lien satellite. Les MOL2P, pour l'instant, assure le service de la VHF déportée. Mais, ils pourront, après configuration, assurer divers services tels que le téléphone et la donnée.

Il s'agit d'un réseau dynamique dans lequel chaque noeud voit l'ensemble des autres noeuds. En se connectant sur le MOL2P d'Abidjan, il doit être possible d'accéder au MOL2P du site distant. Nous interrogerons chaque machine sur son état et celui de ses liens. Le réseau sera déclaré opérationnel si les deux MOL2P arrivent à communiquer directement entre eux. Pour cela, nous, réaliserons un « node status » et un « channel status ».

Noeud MOL2P	Vue réseau MOL2P	Status		Channel	Abidjan
Korhogo				Korhogo
Abidjan

Tableau 14 : Test pour la connexion inter MOL2P

1.3. Test du déportVHF

Il s'agit ici d'un système de liaisons VHF déporté de la tour de contrôle d'Abidjan. Pour tester l'aspect fonctionnel de la liaison, il nous suffit de simuler les signaux de contrôle pour l'appel et le décrocher. On peut alors observer l'état de la communication en face avant des MOL2P et ainsi vérifier le fonctionnement de la liaison. De plus, grâce à un générateur basse fréquence, il est possible de simuler la voix d'un coté de la liaison et, grâce à un haut parleur de l'écouter de l'autre coté afin de vérifier la bonne transmission et réception radio.

Noeud MOL2P	Vue réseau MOL2P	Appel	Décroché		Voix	Abidjan
Korhogo					Korhogo
Abidjan

Tableau 15 : Test pour le déport VHF

2. SUPERVISION

Pour compléter le projet, nous devons développer et intégrer une solution de supervision et de télécommande des systèmes de communication. Ainsi, il nous est possible de contrôler et de paramétrer l'ensemble des installations depuis le hub ou même vers d'autres réseaux distants.

Nous nous attacherons, ici, non seulement à décrire les performances de ce système, mais aussi les éléments techniques de sa mise en oeuvre.

2.1. Principe technique

On distingue quatre (4) grandes étapes formant une chaîne de transmission de l'information complète entre l'opérateur et le matériel distant.

2.1.1. Liaison inter modem via la carte SCC

La carte SCC est un module optionnel proposé sur les modems COMSTREAM et permettant d'insérer de façon transparente une liaison asynchrone dans le canal principal de la liaison satellite. On obtient ainsi, un tunnel virtuel d'information entre deux (2) modems distants et cela indépendamment de la connexion satellite.

2.1.2. Interface de communication PC / modem en C++

Le programme C++ qu'il faut développer a pour but d'assurer l'interface entre la base de données et les modems distants via la liaison série RS485. Ce driver gère le protocole de communication, le port série ainsi que l'ensemble des requêtes utilisateurs.

2.1.3. Structure et implémentation de la base de données

Toutes les informations seront stockées et historiées dans la base de données. L'utilisation de ce progiciel de gestion de l'information temps réel est la base du système de supervision.

2.1.4. Interface homme machine

L'interface graphique de la supervision permet à l'opérateur de visualiser et de contrôler en temps réel, mais aussi à distance, l'ensemble des paramètres de la station VHF déportée pour en assurer la télémaintenance.

2.2. Télémaintenance & Télésurveillance

2.2.1. Le système de télémaintenance

Le but recherché de la télémaintenance est d'accroître la disponibilité des systèmes distants grâce à un meilleur suivi. Il permet ainsi de:

y' Mieux dominer la technique

Facilite la prise de décision, par la mise à disposition d'informations pertinentes entre toutes les représentations de l'agence:

- Détection des anomalies

- Analyse de divers paramètres

- Capitaliser l'expérience

- Prévention des défauts par analyse de tendance.

y' Optimiser les interventions de maintenance:

- Raccourcir ou limiter les déplacements

- Offrir une aide à la décision bâtie sur le raisonnement et l'expérience - Consigner les évènements survenus lors de la présence de personnel - Fournir des moyens d'analyse

y' Optimiser les coûts:

- Par l'exploitation des rapports d'occurrence des pannes - Par la surveillance des fiabilités des sous ensembles

- Par la prévention et donc la maintenance préventive - Par la limitation et l'optimisation des déplacements.

2.2.2. Le système de télésurveillance

Il est organisé autour d'une architecture modulaire. Chaque élément du système dispose d'une surveillance indépendante. Mais l'ensemble de ses modules s'unit pour former la télésurveillance globale. Nous ne nous intéressons, ici, qu'au module « modem et transceiver » de cette architecture qui gère:

- L'acquisition temps réel des données représentant l'état du modem & RF

- L'interface homme/machine intégrée dans une architecture client/serveur - L'intégration des traitements spécifiques

- L'historisation des données à long terme.

- La mise à disposition sous forme synthétique de l'état du modem.

Les logiciels pour l'interface homme/machine sont les suivants: - Logiciel de gestion du dialogue homme/machine - Logiciel de stockage des données.

2.3. La structure logicielle
2.3.1. Présentation

La base de données est une base de données temps réel dont la structuration est organisée comme une base de données relationnelle. Ce concept autorise une grande modularité du produit qui rend son utilisation possible dans des domaines variés tels que:

- Le contrôle commande des procédés

- La supervision d'unités ou de sites repartis

- La gestion technique centralisée

- La supervision de réseaux de télécommunications.

La base de données fait partir du principe technique de la supervision. Elle doit être relationnelle orientée objet, flexible, événementielle et temps réel. Elle comprend les applications suivantes:

- Intégration des systèmes externes.

- Compression et sauvegarde de données.

2.3.2. Interface homme / machine

La supervision des modems devant s'intégrer dans l'architecture globale de supervision des antennes avancées, le choix de l`interface opérateur doit être unique, bien qu'il soit nécessaire de faire appel à différents logiciels. L'intégration de ces différents logiciels sera gérée par une couche applicative qui rendra l'accès opérateur uniforme indépendamment des fonctions appelées.

L'origine des données comme les traitements sera transparente pour l'utilisateur final. Toutes les informations acquises en temps réel seront affichées dans l'environnement homme machine directement lié à la base de données.

Le chaînage de vues ainsi que l'appel des fonctions sera réalisé par des actions clavier. L'interface homme machine dédiée aux actions de contrôle commande pour les opérateurs de salle de supervision permet de créer des synoptiques temps réels représentant les différents équipements à superviser.

Cette interface est l'outil graphique utilisé pour la supervision actuelle des stations VHF déportées à partir des différents CIV dans la plupart des aéroports du monde. Elle s'intègre dans une architecture client/serveur distribuée sous le TCP/IP. De plus, elle peut incorporer des données temps réel dans des synoptiques orientés objet et les rafraîchit sur évènement. En claire, seules les informations qui ont changés d'état sur le synoptique visualisé, sont envoyées sur le réseau. Cette dernière fonction optimise au maximum les échanges entre le serveur de données et l'interface opérateur.

2.3.3. Description de l'interface opérateur 2.3.3.1. Synoptique temps réel

L'application de supervision centralisée permet au travers d'un ensemble de synoptiques de remonter en temps réel l'état représentatif du système modem & RF.

Pour le modem satellite, plus de cinquante variables sont identifiées pour représenter son état. De plus, les messages d'alarme sont mis à jour sur le poste de supervision et les différents synoptiques sont animés en fonction de l'état réel du système.

2.3.3.2. Gestion des accès à la supervision

Afin de sécuriser le système, l'accès à l'interface de supervision comporte deux niveaux d'utilisation pour les opérateurs. Un premier, limité à la visualisation en mode lecture pour les utilisateurs. Le second, permettant de commander le système en mode écriture pour les super utilisateurs. Il est accessible grâce à un mot de passe.

2.4. Présentation des vues de supervision

2.4.1. Vue générale

La vue accueil (voir figure 14 ci-dessous) est constituée d'une représentation schématique de la liaison satellite. Les deux (2) modems et les deux (2) RF sont présents. Chaque modem et RF sont directement accessibles par un simple clic sur l'icône. La présentation des modems et RF n'est qu'une illustration du cas particulier d'une connexion point à point. Cependant, cette interface peut s'adapter pour présenter d'autres éléments dans différentes configurations possibles.

Figure 14 : Vue d'accueil

2.4.2. Synoptique du modem

Les informations concernant l'état général de fonctionnement du modem sont accessibles au niveau des vues de détails. (Voir figure ci-dessous et figure 16 page suivante).

Figure 15 : Configuration modem en lecture et en écriture

Figure 16 : Configuration SCC en lecture et en écriture

2.4.3. Synoptique de la RF

Les informations concernant les paramètres du fonctionnement de la RF sont accessibles au niveau de la vue des détails (voir figure 17 ci-dessous).

Figure 17 : Configuration RF en lecture et en écriture

2.5. Maintenance préventive

La maintenance préventive dépend de la topologie de la station HUB station distante ou VHF déportée. Les opérations sont relativement limitées et de cinq types:

> Nettoyage / entretien

· Des équipements d'énergie (UPS, Batteries, Groupes électrogènes)

· De la climatisation/ventilation (filtres, grilles)

· De l'antenne (graissage, étanchéité, pressurisation, dessiccateur, balisage)

> Essais

· Des redondances (énergie, climatisation, équipement)

> Relevé de paramètres

· Configuration des équipements

· Spectres et puissances Emission/réception FI

· Puissance émission RF

· Rapport signal à bruit

> Mesures régulières

· Tension d'alimentation

· Fréquence des oscillateurs

· Niveau des porteuses

· TEB

> Mesures spéciales

· Bouclage FI des modems

· Bouclage satellite

· Mesure de la qualité de transmission (stabilité de PIRE et gain des amplificateurs/réponse amplitude de fréquence des équipements radio).

CONCLUSION

Le domaine de la sécurité de la navigation aérienne étant en perpétuelle évolution, le besoin de transmettre les informations en temps réel, oblige l'ASECNA à faire appel aux technologies satellitaires pour remplir sa mission. Le thème soumis à notre étude à savoir « Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien en CI » répond à un souci d'offrir une qualité de service tout en optimisant les installations existantes pour réduire le coût de certaines charges externes.

Pour notre part, nous avons mené une étude très approfondie des contraintes du cahier de charges pour donner naissance à des solutions efficaces et faciles à mettre en oeuvre.

En effet, conformément au cahier de charges, nous avons produit ce document décrivant l'extension des communications VHF par déport VSAT. Il décrit en clair les spécificités de la liaison dans une architecture propre à l'agence. Il fournit en outre, les paramètres de configuration pour l'exploitation et les éléments pour la supervision et la maintenance des équipements.

Par ailleurs, le développement de la technologie VSAT surtout pour l'extension de la couverture radioélectrique VHF, montre que l'agence concrétise avec succès, sa capacité à maîtriser l'espace aérien sous sa responsabilité en faisant confiance aux télécommunications par satellites.

De ce fait, les systèmes de télécommunications par satellite demeurent promis à un bel avenir, et pourquoi ne pas, les utiliser pour les communications directes avec les pilotes.

Pour notre apport personnel, cette étude nous a permis d'acquérir de nouvelles connaissances. Notamment, nous pouvons citer:

· L'utilisation des télécommunications par satellite dans l'aviation civile

· L'utilisation des radiocommunications en aéronautique.

· La maîtrise dans l'exploitation des équipements de radiocommunications.

Aussi, ce stage s'est déroulé dans une parfaite atmosphère. Car, nous nous sommes confronté aux réalités de la vie en entreprise.

Enfin, nous souhaiterons que ce document soit conservé pour servir de guide dans la réalisation pratique du déport.

ANNEXES

Table des annexes

Annexe 1: Liste des fréquences exploitées par l'ASECNA 80

Annexe 2 : Classification des émissions selon le type de modulation 81

Annexe 3: Principe d'interconnexion des sites ASECNA 82

Annexe 4 : Correspondance des valeurs de configuration du PGM 9000 83

ANNEXE 1: LISTE DES FREQUENCES EXPLOITEES PAR L'ASECNA

ANNEXE 2 : CLASSIFICATION DES EMISSIONS DE MODULATION

Définition	Symbole
Premier symbole (Type de modulation)
Porteuse non modulée	N
Modulation d'amplitude à double bande latérale	A
Bande latérale unique, porteuse complète	H
Bande latérale unique, porteuse réduite	R
Bande latérale unique, porteuse supprimée	J
Bandes latérales indépendantes	B
Bande latérale résiduelle	C
Modulation de fréquence	F
Modulation de phase	G
Porteuse modulée en amplitude et en angle	D
Trains d'impulsions non modulées	P
Trains d'impulsions modulées en amplitude	K
Trains d'impulsions modulées en largeur et durée	L
Trains d'impulsions modulées en position et phase	M
Trains d'impulsions modulées en angle pendant l'impulsion	Q
Deuxième symbole (nature du signal modulant)
Pas de signal modulant	0
Une seule porteuse numérique sans sous-porteuse	1
Une seule porteuse numérique avec sous-porteuse	2
Une seule voie analogique	3
Deux voies ou plus numérique	7
Deux voies ou plus analogique	8
Plusieurs voies analogiques et numériques	9
Troisième symbole (type d'information à transmettre)
Aucune information	N
Télégraphie pour réception auditive	A
Télégraphie pour réception automatique	B
Fac-similé	C
Transmission de données	D
Téléphonie	E
Télévision	F
Combinaison des cas ci-dessus	W

NB : Le quatrième symbole définit le type de codage, la qualité du son (commercial, radiophonique stéréo ou mono, etc.) et les images(couleur ou noir et blanc).

Le cinquième symbole utilisé pour définir la nature du multiplexage

- FDMA - TDMA - Etc.

ANNEXE 3: PRINCIPE D'INTERCONNEXION DES SITES ASECNA

ANNEXE 4 : CORRESPONDANCE DES VALEURS DE CONFIGURATION DU PGM 9000

Avec celles de l'émetteur EM9000A
Niveau puissance			Niveau ligne		Sécurité alternat
0	50 W		0	0 dBm	0		0 minute
1	25 W		1	- 3 dBm	1		1 minute
2	10 W		2	- 6 dBm	2		2 minutes
			3	- 9 dBm	3		3 minutes
			4	- 12 dBm	4		4 minutes
			5	- 15 dBm	5		5 minutes
			6	-18dBm
			7	-21dBm
			8	-24dBm
			9	-27dBm
			10	-30dBm
Avec celles du récepteur RE9000A
Niveau ligne				Seuil de silencieux
0		10dBm		5		-116dBm/0.35uV
1		+7dBm		10		-111 dBm/0.63uV
2		+4dBm		15		-107dBm/1uV
3		+ 1 dBm		20		- 102 dBm/1.8 uV
4		- 2 dBm		22		- 100 dBm/2.2 uV
5		- 5 dBm		25		- 97.5 dBm/3 uV
6		- 8 dBm		30		- 92.5 dBm/5.3 uV
7		- 11 dBm		35		- 87.6 dBm/9.3 uV

BIBLIOGRAPHIE

Ouvrages

LECOY Pierre, Technologies des télécoms, Paris, HERMES sciences publications, 1999, 365 pages.

SERVIN Claude, Réseaux et Télécoms, Paris, DUNOD, 2003, 811 pages MACABIAU Christophe, Télécommunications par satellite, Paris, ENAC, 1995.

Mémoires et rapports

CISSE V, Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en Côte d'Ivoire, HETEC Abidjan, 2003-2004, 150 pages.

LONGUESPE H & NEVEU A, Dossier technique: Télécommunications par satellite, EUDIL Lille, 2001,24 pages.

Fleury S, GIROD J & WTANABE R, Les satellites et la technologies VSAT, Université de Marne-la-Vallée, 1997, 20 pages.

CORIS, Antennes avancées, INEOSat Dakar, 1998

ASECNA, Stations VHF avancées, EAMAC Niamey, 1999

CD Rom

Microsoft corporation, Collection Microsoft Encarta, 2005 CORIS, Stage VSAT-VHFAAV-1, 1998

Site web

www.asecna.com
www.intelsat.com

www.space.eads.net

GLOSSAIRE

A3E: Radiocommunication pour l'aviation civile.

ACARS (Airbone Communications Adressing and Reporting): mode de programmation pour les données au niveau du PGM 9000.

AM (Amplitude Modulation): Modulation d'amplitude

Analogique: Technique traditionnelle désignant le fait de transformer sous forme de signal électrique l'oscillation produite par exemple par un son. Il s'agit de la forme stockage des signaux audiovisuels la plus répandue avant l'arrivée du numérique.

Angle de pointage : Angle d'élévation et d'azimut qui donne la direction d'un satellite à partir d'un point de la surface de la terre.

Antenne: Dispositif servant à émettre et à recevoir des ondes radio. L'antenne est habituellement conçue pour concentrer les ondes reçues ou émises. On l'appelle souvent « antenne parabolique ».

ASECNA (Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar) Asynchrone (communication): Mode de communication dans lequel les interlocuteurs ne sont pas

simultanément présents. Dans le courrier postal votre de destinataire ne lit pas votre texte

pendant que vous l'écrivez, ni le sien pendant qu'il vous répond.

ATCI (Agence des Télécommunications de Côte d'Ivoire): Organe chargé de l'attribution des fréquences en Côte d'Ivoire.

Atténuation: Affaiblissement d'un signal qui se produit lorsqu'il traverse un dispositif ou un milieu de transmission (l'atmosphère pour les ondes radio, un câble pour un signal électrique). L'atténuation est généralement mesurée en Décibel.

Azimut: Direction vers laquelle pointe une antenne mesurée sur le plan horizontal local dans le sens des aiguilles d'une montre depuis le nord. C'est la coordonnée horizontale qui est utilisée pour aligner une antenne satellite.

bps : bit par seconde

Balise : Signal radiofréquence hautement stable qui est utilisé par les stations terriennes équipées d'un système automatique de poursuite (du satellite). Les balises peuvent être générées à bord du satellite, ou émises à partir du sol et relayées par le satellite. Quand elle est générée à bord du satellite, on les aussi balise de satellite ou balises embarquées et elles cheminent parfois des signaux de télémesure.

Bande basse: Bande utilisée pour la transmission par satellite dans le sens satellite vers la terre.

Bande haute : Bande utilisée pour la transmission par satellite dans le sens terre vers satellite.

Bande passante: Largeur de la bande d'un réseau de communication servant à transmettre un signal dont la largeur est mesurée en unité Hertz, sa capacité exprimée en bits par seconde. Plus la bande est large, meilleure est la « fluidité » du transport des informations qui a ces caractéristiques dépendent la qualité du signal transmis et reçu, donc le nombre d'informations qui peuvent y être véhiculées. Les messages vocaux sont généralement véhiculés sur des bandes étroites tandis que les messages multimédias exigent des bandes larges.

BF (Basse Fréquence).

BPSK ( Binary Phase Shift Keying): modulation à deux états de phase, MDP-2.

Bruit: Toute perturbation électrique non désirée dans un circuit ou un canal de communication, qui affecte la capacité du réception à reproduire correctement par le signal original. Appelé également « bruit thermique ».

Bruit thermique: Toute perturbation électrique non désirée dans un circuit ou un canal de communication. L'adjectif «thermique» vient du fait que l'intensité du bruit généré est un objet qui dépend de la température physique de l'objet.

BUC (Bloc Unit Converter): C'est un élément constitué d'un amplificateur et d'un multiplexeur de fréquence. Il convertit et amplifie le signal en fréquence

C/N: Rapport porteuse/ bruit, mesure la qualité d'une porteuse à l'entrée d'un récepteur. Il est égale au quotient de la puissance de la porteuse sur la puissance du bruit introduit dans le milieu de transmission, mesurées dans une bande passante données (généralement la bande passante de la porteuse modulée). Il est généralement exprimé en décibels et plus le rapport est élevé, meilleur est la qualité de la porteuse reçu.

CAT (Centre Automatique de Transit)

CCIR (Comité Consultatif International des Radiocommunications): Organisme international de normalisation chargé d'émettre des avis sur la technique et la réglementation des radiocommunications, et notamment sur l'attribution des fréquences radio. Le CCIR à été intégré à l'UIT pour donner l'UIT-R.

CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique): Organisme international de normalisation en matière de télécommunications, qui développe des normes de communication. Le CCITT est devenu l'UIT-T.

CELICA-M ( Cellule d'Instruction des Centres de l'ASECNA-Maintenance): Constitue un bureau du SIRE.

CDMA (Code Division Multiple Acces) : Accès multiple à répartition de code.. CIV (Centre d'Information en Vol): Il s'agit des contrôleurs au sol.

cm : Centimètre, unité de distance sous multiple du mètre.

CNFR (Conduit Numérique Fictif de Référence).

DC (Down Converter)

DAMA (Demand Assigned Multiple Access): Accès multiple avec assignation à la demande. dB: Décibels

Débit binaire: Quantité d'informations numériques transmise en une seconde, exprimé en bps. Démodulateur : Appareil qui extrait le signal de la bande de base d'une porteuse modulée. Diffraction: Déviation d'une onde au voisinage d'un obstacle.

DLCI (Data Link Connection Identifier): Etiquette identifiant une connection dans les réseaux relais de trames (équivalent à la notion de NVL -Numéro de Voie Logique dans X.25).

DME (Distance Mesuring Equipment) : Voir page 10.

DSSS (Direct Spread Spectrum Sequence): Modulation par étalement du spectre par séquence directe.

E&M (Earth & Mouth) : Signalisation téléphonique sur interface de connexion RJ45.

EAMAC (Ecole Africaine de Météorologie et de l'Aviation Civile): Une des 3 écoles de l'ASECNA. EHF ( Extremley High Frequency): Bande de fréquence comprise entre 30 et 300 GHz.

ELB (Energie et Balisage): Un bureau du SIRE.

ERNAM (Ecole Régionale de la Navigation Aérienne et du Management): Une des 3 écoles de l'ASECNA.

ERSI Ecole Régionale de Sécurité Incendie, une des trois écoles de l'ASECNA.

EUTELSAT ( European Telecommunications Satellite organization): Opérateur offrant un segment spatial.

Faisceau: Flux unidirectionnel d'ondes radio concentrées dans une direction particulière. C'est le terme couramment utilisé pour parler du diagramme de rayonnement d'une antenne, par analogie avec un faisceau lumineux. Il est le plus souvent utilisé pour décrire le diagramme de rayonnement des antennes de satellites. L'intersection d'un faisceau satellitaire avec la surface de la terre est appelée l'empreinte du faisceau.

FDM (Frequency Division Multiplex): Multiplexage fréquentiel.

FDMA ( Frequency Division Multiple Access) : Accès multiple à répartition de fréquence.

FEC (Foward Error Code) : Technique pour améliorer la robustesse de la transmission de données. Des bits supplémentaires sont inclus dans le train de données, de sorte que des algorithmes de correction d'erreurs puissent être appliqués à la réception. Pour la norme satellite, le code Viterbi combiné au code Reed Salomon est utilisé. L'utilisation commerciale de transpondeurs le plus fréquemment, le taux 3/4 pour le Viterbi, ce qui signifie que trois bits sur quatre contiennent des informations utilisables.

FI :(Fréquence Intermédiaire): IF en anglais, fréquence de travail des modems satellites entre 70 et 140 MHz.

Force connect :Procédure selon laquelle tout signal venant d'un port sur le MOL2P source est reçu sur le même port du MOL2P destinataire.

FSK: (Frequency Shift Keying): modulation numérique par saut de fréquence.

FXO: (Foreign Exchange Office): Interface de connexion RJ1 1

FXS: (Foreign Exchange Stattion) : Interface de connexion RJ1 1.

GHz: Gigahertz, égale à un milliard de hertz.

GSM (Globale System for Mobile communication): Système de radiocommunications numériques cellulaires.

GST: (Gestion de Stock et Transit): un bureau du SIRE.

G/T: Facteur de mérite ou qualité: Quotient du gain maximum d'une antenne de réception sur la température de bruit équivalente du système récepteur. Généralement exprimé en dB/K, il mesure la capacité d'une station terrienne à recevoir un signal satellitaire de bonne qualité (rapport signal/bruit élevé). En général, G/T augmente avec le diamètre de l'antenne parabolique.

HF: (High Frequency): bande de fréquence comprise entre 3 et 30 MHz

HPA: (High Power Amplifier): Amplificateur de puissance, dispositif qui reçoit un signal d'entrée relativement faible et l'amène à un niveau de puissance élevé lui permettant d'être transmis sur une liaison terre -espace.

Hz: hertz, unité qui mesure la fréquence à laquelle un signal électromagnétique voyage sur l'axe d'origine en passant par le minimum et le maximum. Un hertz est égale à un cycle par seconde.

IBS (INTELSAT Business System) : Type de service offert par l'opérateur INTELSAT. ILS (Instrument Landing System) : Appareil de radionavigation, voir page 11.

INMARSAT (International Maritime Satellite organization): Opérateur offrant des segments spatiaux.

INTELSAT (International Telecommunications Satellite organization): Opérateur offrant des segments speciaux.

Ionosphère : Couche haute de l'atmosphère située au-dessus de la stratosphère.

IRE (Infrastructure Radio Electrique).

ITES (Institut de Technologies Et Spécialités): Grande école située au 2 plateaux.

kbps: Kilobit par seconde

kHz: Kilohertz valant mille hertz.

Km : Kilomètre, unité de distance valant mille (1000) mètres.

Km²: Unité de surface.

LF ( Low Frequency): Bande de fréquence comprise entre 30 et 300 kHz

LHCP (Left Hand Circular Polarisation) : Polarisation A (gauche)

LNA ( Low Noise Amplifier): Amplificateur à faible bruit, il amplifie le signal venant du satellite avec le minimum de bruit possible.

LNB (Low Noise Block Amplifier/Converter): Pièce qui convertit et amplifie une bande de signaux satellite. Elle change une haute fréquence (habituellement en GHz) en une fréquence FI plus basse (habituellement en MHz). Le LNB se monte au point focal de la parabole. LNB qui permet la réception de la totalité de la largeur de bande allant de 10,70 GHz à 12,75 GHz couverte par le système satellite ASTRA pour les transmissions analogiques et numériques. Il est constitué de LNA, de diviseur de fréquence (convertisseur de fréquence) et de filtre.

Lobe latéral: Partie du diagramme de rayonnement d'une antenne dans laquelle des signaux d'une direction non désirée (hors axe )peuvent être détectés ou rayonnés, ce qui peut entraîner le brouillage d'autres systèmes ou générer une sensibilité au brouillage causé par d'autres systèmes. Plus les lobes latéraux sont larges, plus l'antenne est capable de détecter du brouillage et du bruit. La forme des lobes latéraux dépend de la conception de l'antenne.

MCPC (Multi Channel Per Carrier): Service de porteuse multivoie. Fait référence au multiplexage de plusieurs voies numériques (programmes vidéo, audio et services de données) en un train de données numériques commun, est alors utilisé pour moduler une porteuse acheminant tous les services à l'utilisateur final. Le sigle MCPC est souvent utilisé dans le contexte des systèmes DVB, où le signal numérique composite est appelé « flux de transport ».

MF (Medium Frequency): Bande de fréquence comprise entre 300 et 3000 kHz. MHz: Mégahertz valant un million de hertz.

Modem: Abréviation de modulateur- démodulateur. Appareil qui transforme des signaux numériques en signaux analogiques et inversement. Dans l'informatique, il représente un équipement qui transforme les signaux véhiculés par les lignes téléphoniques (analogiques) en signaux numériques compréhensibles par l'ordinateur, et réciproquement. C'est grâce à cet équipement que l'ordinateur peut se brancher sur l'extérieur, converser avec un autre ordinateur ou consulter une banque de données.

Modulation : Procédé qui consiste à modifier certaines caractéristiques de la porteuse en fonction de celles du signal à transporter. Par exemple, on peut modifier la fréquence de la porteuse en fonction de l'amplitude du signal.

MOL2P (Multiplexeur Optimisant la Liaison avec Priorité à la Parole): Equipement utilisé comme noeud de réseau.

Mux: Multiplexeur.

Nm : Nautic Mile, mile Marin, unité de distance utilisée pour la navigation valant 1852 mètres.

OACI (Organisation de l'Aéronautique Civile Internationale): Organisme international de réglementation de l'aviation civile.

Orbite: Trajet décrit par le centre de masse d'un satellite dans l'espace, soumis aux forces naturelles, principalement l'attraction gravitationnelle, et aux forces correctrices occasionnelles de basse énergie exercées par un dispositif propulsif pour obtenir et maintenir le trajet souhaité.

Orbite géostationnaire: Orbite d'un satellite géosynchrone située dans le plan équatoriale de la terre.

PA: Paierie, un service de l'ASECNA.

PAMA (Pre Assigned Multiple Access) : Accès multiple pré-assigné.

Pire: Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente. Elle mesure l'intensité du signal émis par un satellite vers la terre, ou par une station terrienne vers un satellite. Elle est exprimée en dBW

Polarisation: Phénomène par lequel les ondes radio sont limitées à certaines directions des variations du champ électrique et du champ magnétique, ces directions étant perpendiculaires à la direction de propagation de l'onde. Par convention, la polarisation d'une onde radio est définie par la direction du vecteur champ électrique.

PSU (Power Supply Unit): Bloc d'alimentation d'énergie.

QPSK (Quaternary Phase Shift Keying): Modulation par déplacement de phase à quatre états MDP-4.

RAD (Radio et Radar): Un bureau du RSI.

RF: Radiofréquence. Fréquence du signal entre un émetteur et un récepteur dans un système de communications où le satellite sert de répéteur.

RHCP (Right Hand Circular Polarisation): Polarisation B (droite)

RSFTA (Réseau Fixe de Télécommunication Aéronautique): s'agissant de messages échangés entre contrôleurs d'aéroports différents et pilotes.

RSI (Réseaux et Systèmes Informatiques): Un bureau du SIRE. Rx: Réception

SAF (Service Administratif et Financier): Un service de l'ASECNA. SCC (Satellite Control Channel): Carte optionnelle pour le CM 701. SCPC (Single Channel Per Carrier): Un canal par porteuse.

SHF (Super High Frequency): Bande de fréquence comprise entre 3 et 30 GHz SME (Service de l'Exploitation Météorologique): Un service de l'ASECNA.

SENA (Service Exploitation de la Navigation Aérienne) : Un service de l'ASECNA. SIRE (Service IRE) : Service interne dans l'organisation de l'ASECNA.

SSPA (Solid State Power Amplifier) : Amplificateur de puissance pour émission satellite.

Station terrienne: Installation (antenne et équipement associé) située à la surface de la Terre et destinée à communiquer avec un ou plusieurs satellites. Ce terme englobe généralement l'ensemble des équipements nécessaires pour établir une liaison par satellite. Paraboles, récepteurs, transmetteurs et autres équipements nécessaires sur le sol pour transmettre et recevoir les signaux de communication satellite

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Désigne la famille de protocoles utilisés dans une architecture internet.

TDM (Time Division Multiplex): Multiplexage temporel.

TDMA (Time Division Multiple Access) : Accès multiple à répartition de temps.

TEB (Taux d'Erreur Binaire) :Renseigne sur la qualité d'un signal numérique. Plus le taux est bas, meilleur est le signal.

TMA (Terminal Mean Area)

Transceiver: Equipement composé d'un U/C, D/C, HPA et LNA aussi appelé RF.

Transpondeur: Equipement qui reçoit un seul canal montant provenant d'un autre équipement, il amplifie, converti la fréquence et change de polarisation.

Tr/min : Abréviation de tour par minute.

TT&C (Tracking, Telemetry and Command) : Station de télécommande et de télémesure. Tx: Transmission

UC (Up Converter)

UHF (Ultra High Frequency): Bande de fréquence comprise entre 300 et 3000 MHz.

UIT-R (Union Internationale des Télécommunications secteur Radiocommunications) : Voir CCIR.

VHF (Very High Frequency): Bande de fréquence comprise entre 30 et 300 MHz

VLF (Very Low Frequency): Bande de fréquence comprise entre 3 et 30 kHz.

VOR (VHF Omnidirectional Range): Equipement de radionavigation, voir page 10.

VSAT (Very Small Aperture Terminal): Terminal à très petite ouverture d'antenne, qui effectue des transmissions bidirectionnelles.

TABLE DES MATIERES

SOMMAIRE i

REMERCIEMENTS iii

LISTE DES FIGURES iv

LISTE DES TABLEAUX v

AVANT-PROPOS 1

INTRODUCTION 2

Première Partie: GENERALITES

CHAPITRE I. PRESENTATION DE L'ASECNA 4

1. HISTORIQUE ET MISSION 4

1.1. Historique 4

1.2. Mission 4

2. STRUCTURE ORGANISATIONNELLE 5

2.1. Structures statutaires 5

2.2. Les services extérieurs au siège 6

2.2.1. Les délégations 6

2.2.2. Les représentations 7

3. SERVICE IRE 8

3.1. MHE&CELICA-M 8

3.2. Energie et Balisage 9

3.3. Gestion de Stock et Transit 9

3.4. RSI 9

3.4.1. Maintenance météo 10

3.4.2. Maintenance CAT 10

3.5. Radio et Radar (RAD) 10

3.5.1. Maintenance Radar 10

3.5.2. Maintenance Radio 10

CHAPITRE II. CAHIER DE CHARGES 12

1. DESCRIPTION DU CAHIER DE CHARGES 12

Objectifs 12

Résultats 12

2. ANALYSE DU CAHIER DECHARGES 13
Deuxième Partie: ETUDE DU PROJET

CHAPITRE I. GENERALITES 15

1. ASPECTS GENERAUX 15

Normalisation 15

Principe d'une liaison hertzienne 15

Attribution des bandes de fréquence 16

2. DISPOSITIFS DE RADIOCOMMUNICATION 16

L'émetteur 17

L'antenne 17

Le récepteur 17

3. MODULATIONS UTILISEES 17

La modulation analogique 18

La modulation numérique 18

Classification selon le type de modulation 18

CHAPITRE II. TELECOMMUNICATIONS PAR SATELLITE 19

1. LIAISON SATELLITAIRE 19

Le secteur spatial 19

Les satellites 19

Les bandes de fréquences 20

Les systèmes internationaux 20

Présentation d'INTELSAT 21

Satellite 10-02 21

Le secteur terrien 22

2. STATION TERRIENNE 22

Présentation générale 22

Fonctionnement en émission 22

Fonctionnement en réception 23

Station VSAT 23

3. LES TECHNIQUES UTILISEES 24

Les modes de liaisons 24

Transmission des signaux en bande de base 25

Le multiplexage 25

TDMA 25

FDMA 26

CDMA 26

Les modulations 27

Modulation analogique 27

Modulation numérique 27

Modulation DSSS et FHSS 27

CHAPITRE III. PRESENTATION DU PROJET 29

1. ETUDE DE L'EXISTANT 29

1.1. Présentation de l'existant 29

1.1.1. Moyens satellitaires (station de type I BS d'Abidjan) 29

1.1.2. Moyens radios 30

1.1.2.1.OpérateurVCSS 30

1.1.2.2. Périphériques radios 31

1.1.2.3.Emetteurs et récepteurs 31

1.1.2.4.Antennes 31

1.2. Analyse et critiques 32

1.2.1. Analyse 32

1.2.2. Critiques 32

2. SOLUTIONS POSSIBLES 33

2.1. Lignes PTT 33

2.2. Le RNIS 33

2.3. Le déport par satellite 33

3. SOLUTION RETENUE 33
Troisième Partie: REALISATION DU PROJET

CHAPITRE I. PRESENTATION DE LA SOLUTION PAR VSAT 35

1. AU NIVEAU D'ABIDJAN 35

Schéma synoptique 35

Commentaire 36

2. AU NIVEAU DU SITE DISTANT 36

Schéma synoptique 36

Commentaire 37

CHAPITRE II. ETUDE DES EQUIPEMENTS 38

1. LIAISON RADIO VHF 38

Emetteur récepteur de la série 9000 38

EmetteurEM 9000 39

Récepteur RE 9000 39

Programmateur PGM 9000 40

Antenne VHF 41

Présentation 41

Caractéristiques 41

Dispositif de protection 41

Module BNS 9008 42

Présentation 42

Sous ensembles constitutifs 42

2. LIAISON SATELLITE 43

Besoin au niveau du hub 43

Présentation du modem DATUM 43

Caractéristiques 43

Besoin pour le site distant 44

Antenne parabolique NWIEE 44

RFAnaCom 44

Modem COMSTREAM CM701 45

Mux MOL2P 46

CHAPITRE III. INSTALLATION ET CONFIGURATION DES EQUIPEMENTS 47

1. HUB D'ABIDJAN 47

3.1. Raccordement modem/combiner 47

1.2. Raccordement modem/MOL2P 48

Configuration du modem 48

2. SITE DISTANT 48

2.1. Installation des équipements 48

Installation extérieure 49

L'antenne parabolique 49

LaRF 49

Installation intérieure 51

Modem satellite COMSTREAM CM701 51

LeMOL2P 51

Les équipements radios 52

Configuration des équipements 55

Le modem CM701 55

LaRFAnaCom 56

LePGM9000 56

Le mux MOL2P 57

Procédure de pointage de l'antenne satellite 58

Rappel 58

Procédure de changement de polarisation 59

Calcul d'azimut et d'élévation 60

3. ARCHITECTURE GLOBALE DES ANTENNES AVANCEES 62

CHAPITRE IV. BILAN DE LIAISON 63

1. BILAN DE LIAISON 63

Objectif de qualité et de disponibilité 63

Evaluation de la qualité de transmission 63

Maximum de dégradation admissible 65

Alimentation en énergie et climatisation 65

2. QUANTIFICATION 66

Site d'Abidjan 66

Site distant 67

3. VALORISATION 68

CHAPITRE V. EXPLOITATION ET SUPERVISION 69

1. EXPLOITATION 69

1.1. Etablissement du lien satellite 69

1.2. Connexion inter MOL2P 69

1.3. DéportVHF 70

2. SUPERVISION 70

2.1. Principe technique 71

2.1.1. Liaison inter modem via carte SCC 72

2.1.2. Interface de communication PC/modem en C++ 71

2.1.3. Structure et implémentation de la base de données 71

2.1.4. Interface Homme/machine 71

2.2. Télémaintenance et télésurveillance 72

2.2.1. Le système de télémaintenance 72

2.2.2. Le système de télésurveillance 72

2.3. La structure logicielle 73

2.3.1. Présentation 73

2.3.2. Interface Homme/machine 73

2.3.3. Description de l'interface opérateur 74

2.3.3.1 .Synoptique temps réel 74

2.3.3.2.Gestion des accès à la supervision 74

2.4. Présentation des vues de supervision 75

2.4.1. Vue générale 75

2.4.2. Synoptique du modem 75

2.4.3. Synoptique de la RF 76

2.5. Maintenance préventive 77

CONCLUSION 78

ANNEXES 79

BIBLIOGRAPHIE 84

GLOSSAIRE 85

TABLE DES MATIERES 93