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


par Salomon Xavier Magloire Nanguy
Institut de Technologies Et Spécialités (ITES) - Ingénieur des Techniques de Télécommunications 2006
Dans la categorie: Informatique et Télécommunications
   
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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 3ème 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.

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