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Transmission d'un signal audio-vidéo fréquence par faisceau hertzien et par satellite (cas de l'ORTB )


par Ghislain Akpaki
Institut Cerco - Licence professionnelle 2009
Dans la categorie: Informatique et Télécommunications
   
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REPUBLIQUE DU BENIN
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
INSTITUT CERCO BENIN

............

MÉMOIRE DE LICENCE PROFESSIONNELLE

THEME : TRANSMISSION D'UN SIGNAL AUDIO-VIDEO
FREQUENCE PAR FAISCEAU HERTZIEN ET PAR SATELLITE
(CAS DE L'ORTB)

PAR

AKPAKI GHISLAIN ET GNINDOU TEH-SOUKA M. TRÉSOR

SOUS LA DIRECTION DE :
DJOSSOU Wilfrid
Ingénieur des Téléinformatiques et Réseaux

ANNEE UNIVERSITAIRE 2009-2010

Nous dédions ce mémoire à Messieurs Julien AKPAKI et Cyriaque GNINDOU-TEH- SOUKA, sans qui nous n'aurions jamais eu le goût de l'écriture.

Nous remercions DIEU pour nous avoir donné le pouvoir d'être ce que nous sommes aujourd'hui,

Nous tenons à remercier dans un premier temps, toute l'équipe pédagogique de l'Institut CERCO et les intervenants professoraux, responsables de la formation en Télécommunications et Réseau.

Nous présentons notre profonde gratitude à la famille AKPAKI et GNINDOU-TEH-SOUKA,

Nous remercions également Monsieur DJOSSOU Wilfrid pour l'aide et les conseils concernant les missions évoquées dans ce mémoire, quil ma apporté lors des différents suivis.

Nous tenons à remercier tout particulièrement et à témoigner toute notre reconnaissance aux personnes suivantes, pour l'expérience enrichissante et pleine d'intérêt quelles nous ont fait vivre durant ces deux mois de stage au sein de l'ORTB :

A Monsieur Julien AKPAKI, DG de l'ORTB ;

A Monsieur BIAO Michel, Directeur Technique de l'ORTB,

A Messieurs ZOSSOU Gervais, Romulus ainsi que l'ensemble du personnel du Centre de Transmission pour leur accueil sympathique et leur coopération professionnelle tout au long de ces deux mois de stage.

A nos frères et soeurs, qui m'ont soutenu tout le long ;

A Mademoiselle GLAHOU L. Rachelle, pour son soutien indéfectible

Enfin, nous voudrais remercier tous ceux qui nous ont encouragés.

Et pour tous ceux que nous avions oublié veuillez nous en excuser et sachez que c'est

SOMMAIRE

2 INTRODUCTION 10

3 chapitre1 : Présentation de l'ORTB et les activités effectuées au cours du stage 13

3.1 section1 : Présentation, mission et fonctionnement de l'ORTB 13

3.1.1 Historique 13

3.1.2 PRESENTATION DU LIEU DE STAGE 14

Présentation de l'ORTB 14

Situation géographique 14

Présentation du centre d'accueil 14

Missions.............. 14

Organigramme de l'ORTB 15

3.2 section2 : Activités effectuées au cours du stage 15

3.2.1 Présentation du centre de transmission par satellite 15

3.2.2 Activités sur les équipements de faisceaux Hertziens en émission et en

réception......... . 16

Émission 16

Réception 17

Réception sur antenne fixe 17

Réception mobile 17

3.2.3 Activités sur les groupes électrogènes de secours et les tableaux de distribution

basse tension(TGB) 18

Constitution d'un groupe électrogène 18

Principe de fonctionnement d'un groupe électrogène 18

Principe de fonctionnement d'un groupe électrogène secours 19

3.3 Conclusion 20

4 chapitre2 : Transmission d'un signal audio-vidéo fréquence par Faisceau Hertzien et par

satellite 21

4.1 section1 : Production et traitement du signal vidéo 21

4.1.1 Production et distribution du signal vidéo analogique 21

Production 21

Transport 22

Diffusion 22

4.1.2 Production et distribution de l'image numérique 22

4.1.3 Signal vidéo 24

Signal vidéo monochrone 24

Signal vidéo composite (couleur) 25

4.1.4 Différents standards de télévision en couleur 27

Systèmes de codage des signaux de chrominance 27

4.1.5 Numérisation des signaux analogiques 27

4.1.6 Techniques de codage utilisées en télévision numérique (norme de codage

MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4) 28

Compression de l'image 28

La D.C.T (Discrete Cosine Transform) 28

Le codage............. . 29

Organisation d'une séquence vidéo 29

Les différentes normes de codages 30

La norme MPEG-1 30

Structure d'une séquence vidéo MPEG-1 30

Techniques de codage MPEG-1 31

La norme MPEG-2 34

Les formats d'entrée 34

Les améliorations du codage 34

La norme MPEG-4 35

Codage visuel 35

La compression du signal vidéo 35

4.2 Section 2 : Production et traitement du signal audio 36

4.2.1 Généralités 36

4.2.2 Les modes de modulation 37

4.2.3 La modulation du signal audio 38

4.2.4 Systèmes de modulation................................................................39

Multiplexage 40

Démultiplexage 40

4.2.5 Les différents types de modulations utilisées 41

Modulations analogiques 41

Modulations analogiques multiples 41

Modulations numériques 41

Modulations élémentaires 41

Modulations complexes 42

Modulations d'amplitude 42

4.2.6 La norme MPEG-2 appliquée au son 44

4.2.7 Différents équipements audio 45

Les câbles audio 45

Les connecteurs 45

4.3 Section3 : La transmission par faisceau Hertzien 47

4.3.1 Schéma synoptique 47

4.3.2 Signal transmis 47

4.3.3 Principe de l'émission et de réception par faisceau Hertzien 48

Structure de l'émission/réception pour les faisceaux Hertziens 48

Les types d'équipements utilisés 49

Antenne Yagi........ 49

Antenne parabolique 50

La tête HF............. 52

Emetteur............... 53

Récepteurs........... 53

4.3.4 Facteurs pouvant affecter la propagation 54

Propagation en espace libre et dégagement 55

Réfraction atmosphérique 55

Phénomènes de guidage 56

Atténuations dues aux hydrométéores 56

Dégagement / diffraction 57

4.4 Section4 : La transmission par satellite 58

4.4.1 Généralité 58

4.4.2 Principe de l'émission par satellite 58

Schéma synoptique 58

Équipements utilisés : principe de fonctionnement et mise en oeuvre 58

L'émetteur (figure 23) 58

Transposeur RF/FI/RF 59

Modulateur........ 59

Câble blindé......... 60

Schéma synoptique 60

Equipements utilisés 60

La parabole.......... 60

Tête ou LNB (Low Noize Block) 61

Le réflecteur.......... . 61

Récepteur......... 62

Le démodulateur 62

Principe de fonctionnement 62

Principes généraux 62

Deux fréquences locales (antenne bi-bande) 63

Polarisation de la transmission 64

Gas d'une transmission analogique 65

Gas d'une transmission numérique 65

Fréquence utilisée par les satellites 66

5 chapitre3 : Etude comparative de la qualité de réception d'un signal télévisuel par faisceau

Hertzien et par satellite 67

5.1 Qualité de réception d'un signal télévisuel par Faisceau Hertzien 67

5.1.1 Influence de la propagation 67

5.1.2 Influence de la hauteur d'antenne 68

5.1.3 Évaluation du niveau réel reçu 69

5.1.4 Galcul du bilan de liaison 70

5.2 Qualité de réception d'un signal télévisuel par satellite 74

5.2.1 Galcul des bilans de liaison par satellite 74

Bilan de liaison pour la voie montante 75

Bilan de liaison pour la voie descendante 75

6 CONCLUSION 78

1 RESUME............. 81

2 SUMMARY............ . 83

7 LISTE DES TABLEAUX 85

8 LISTE DES FIGURES 86

9 LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS 105

10 AUTOBIOGRAPHIE DE L'ETUDIANT 1 108

11 AUTOBIOGRAPHIE DE L'ETUDIANT 2 111

12 ANNEXES........ 113

1 INTRODUCTION

La plupart des radiodiffuseurs établis utilisent des systèmes d'émission par faisceau Hertzien et par satellite fonctionnant dans les bandes d'ondes métriques et décimétriques. Le problème de transmission des signaux d'image de Télévision et des Services sonores connexes dans un canal unique d'ondes métriques et décimétriques de 6, 7 ou 8 Mhz a eu comme conséquence l'application des techniques de codage numérique aux transmissions par faisceau Hertzien et par satellite.

Le service de Télévision principalement analogique a graduellement évolué vers les technologies numériques au cours des trente dernières années. Cette migration est le résultat naturel de la convergence de la Télévision, des Télécommunications, de l'infographie et de l'informatique, par suite de l'utilisation partagée de la technologie numérique.

Bien que les dégradations des signaux analogiques soient cumulatives et que leurs caractéristiques ne permettent pas de les distinguer facilement du signal Vidéo, la possibilité de régénérer exactement un flux d'impulsions numériques rend les signaux numériques théoriquement insensibles aux dégradations dues à des sources extérieures. Les flux binaires numériques peuvent être entrelacés dans un seul canal. En outre, des techniques de compression fondées sur la réduction de la redondance peuvent s'appliquer aux services vidéo et audio numérisés.

L'arrivée des magnétoscopes numériques, des commutateurs, des appareils d'animation graphique et des machines à effets spéciaux à signal composite et à composant des deuxièmes et troisièmes générations. La production analogique et numérique, et l'utilisation de magnétoscopes numériques ont modifié les pratiques des radiodiffuseurs en matière de montage multi génération, le faisant passer de cinq générations de montage post-production avec des techniques analogiques à des dizaines de générations avec des techniques numériques. L'application des techniques numériques a ramené la durée de mise au point des caméras de quelques heures à la quasi-instantanéité. La commande informatisée de tout le processus a pénétré en profondeur le système de production et de distribution de programme.

Les seuls domaines de la radiodiffusion dans lesquels l'analogie conservait encore l'exclusivité étaient ceux des transmissions inter installations et de la transmission finale au consommateur. Ces dernières barrières ont été franchies au début des années 90 grâce à la technologie de la compression numérique, qui repose généralement sur l'application de codeurs à transformée discrète en cosinus(DCT) ainsi que sur la Modulation d'Amplitude en Quadrature (MAQ) et les techniques connexes de modulation à plusieurs niveaux.

Pour les fréquences utilisées en télévision, la propagation par faisceaux Hertziens et par satellite ainsi émis, de toute façon limitée par la rotondité de la terre, peut être interrompue par des obstacles naturels ou artificiels, même si l'on prend la précaution d'installer les antennes sur un pylône ou un site élevé. Pour les contourner, on doit disposer des relais, les « réémetteurs » de puissance de 1 à 250 W environ. Dans les régions à relief tourmenté, il est difficile de ne pas laisser subsister des « zones d'ombre » car on ne peut multiplier les réémetteurs à l'infini. Au total, un réseau national de faisceaux Hertziens constitue un investissement lourd, de fonctionnement et d'entretien onéreux.

Le satellite géostationnaire est en fait un réémetteur situé très haut dans le ciel, immobile vu du sol, dont les émissions peuvent être captées sans obstacle dans une large « zone » de couverture. Il « voit » un tiers de la surface de la terre et peut à lui seul remplacer des milliers de réémetteurs terrestres pour alimenter des stations intermédiaires de moyenne puissance rediffusant ces émissions par faisceau Hertzien ou par satellite à destination des particuliers.

Le satellite libère de toute contrainte de raccordement à un réseau qu'il soit Hertzien ou câblé, et offre une grande souplesse dans le choix et l'organisation du réseau des sites de réception.

Le nombre de sites de réception est illimité, et le choix de leurs emplacements presque totalement libre à l'intérieur de la zone de couverture du satellite utilisé.

Le fonctionnement en duplex, c'est à dire avec transmission par satellite de l'image et du son dans les deux sens entre deux points, est également possible si la montée sur satellite peut être effectuée.

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans une recherche consacrée à la télévision par faisceau Hertzien et par satellite. L'objectif de ce mémoire est plus précisément d'étudier et de développer une étude sur la télévision.

Nos développements seront ainsi axés sur l'étude de la télévision ; celle-ci sera scindée en trois chapitres.

Le chapitre 1 est reparti en deux sections, la première porte sur la présentation du cadre de stage et la deuxième sur les différentes activités effectuées au cours du stage.

Le chapitre 2 de ce document, présente quatre sections, la première porte sur les différentes étapes de production et de traitement d'un signal vidéo, et la deuxième aborde la production et le traitement du signal audio, les deux dernières sections portent sur la transmission par faisceau Hertzien et par satellite.

Le chapitre 3 sera entièrement consacré à une étude comparative de la qualité de réception du signal télévisuel par faisceau Hertzien et par satellite.

2 chapitre1 : Présentation de l'ORTB et les activités effectuées au cours du stage

2.1 section1 : Présentation, mission et fonctionnement de l'ORTB

2.1.1 Historique

La Radiodiffusion du Bénin (Radio Dahomey) a vu le jour le 07 Mars 1953 dans un local des PTT avec un effectif de 5 personnes : un directeur et sa sécrétaire, un technicien, un locuteur en français, un locuteur en langue nationale fon. La puissance de l'émetteur à l'époque était de 1 Kw pour un programme quotidien de 75 minutes.

La Radiodiffusion Nationale va connaître une évolution grâce au développement spectaculaire de la radio rurale.

La Radiodiffusion Nationale gérée sous la forme d'une régie de service public à caractère administratif est devenue un office suite aux ordonnances 75-43 du 21 juillet 1975 et 79-12 du 23 Mars 1979 parachevées par la loi N° 81-012 du 10 octobre 1981. Mais dans les faits, c'est l'arrêté N° 003/MCC/CAB/SP-C du 19 janvier 1994 qui a défini les différentes attributions des diverses structures de l'ORTB qui connaissait alors un vide juridique, source de multiples conflits internes.

La télévision Nationale est un organe de service public installé en 1972 grâce à la coopération française mais elle a effectivement démarré ses émissions le 31 décembre 1978 avec des équipements en noir et blanc.

Il a fallu attendre 1984 pour la colonisation de la télévision béninoise. Cinq centres d'émissions télévisuelles en service en bande III à Abomey Calavi, Dassa- Zoumè, Parakou, Kandi, Natitingou.

2.1.2 PRESENTATION DU LIEU DE STAGE

Présentation de l'ORTB

Situation géographique

La Direction générale de l'Office de Radiodiffusion et Télévision du Bénin (ORTB) est situé à quelque mètre de la place des martyrs en allant vers l'aéroport Cardinal Bernardin GANTIN. La sont regroupés les bureaux suivants : du Directeur Général, du Directeur de la Radio, de la Secrétaire Générale, du Directeur du Réseau et du Développement Techniques et du Directeur de la Télévision. L'ORTB étend sa couverture radiophonique et télévisuelle en disposant des nouveaux centres émetteurs tel que : Abomey, Banikoara, Bantè, Cotonou, Covè, Djougou, Gamia, Kandi, Karimama, Natitingou, N'dali, Niki, Parakou, Pobè, Porto-Novo, Sakété, Savalou, Savè, Tanguiéta,...

Présentation du centre d'accueil

Le service de transmission est constitué du centre de transmission pour les retransmissions en direct et le trafic permanent des programmes de télévision et trois programmes de Radio vers 33 autres centres d'émission terrestres. Il est constitué également d'un centre de diffusion qui n'est pas encore opérationnel au cours de notre séjour, d'une division faisceau Hertzien pour la redondance de la station mobile au cours des direct et pour faire des liaisons de redondance par exemple avec le centre émetteurs TV d'Abomey Calavi.

Missions

L'Office de Radiodiffusion et Télévision du Bénin (ORTB) est un office à caractère public. Il a pour mission d'assurer la couverture radiophonique et télévisuelle de tout le territoire national. Il a pour objectif de conscientiser les populations sur le plan éducatif, socioculturel, économique, politique et sportif. Il est placé sous la tutelle du Ministère Délégué auprès de la présidence de la république, Chargé de la Communication et des Technologies de l'Information et de la communication et est dirigé par un Directeur Général nommé par le Président de la République sur la base d'une liste de trois propositions faites par la Haute Autorité de l'Audio visuel et de la Communication (HAAC).

Organigramme de l'ORTB

L'ORTB est une association de personne moral. Elle est coordonnee par le Delegue auprès de la presidence de la republique, Charge de la Communication et des Technologies de l'Information et de la communication (MDPRCTIC).Son Directeur Général est normé par le president de la republique après consultation de la Haute Autorité de l'Audiovisuelle et de la Communication (HAAC) qui lui propose trois noms de candidats ayant prealablement fait l'objet d'une présélection auprès de la HAAC.voir les figure 1 ; 2 ; 3 ; 4

2.2 section2 : Activités effectuées au cours du stage

2.2.1 Présentation du centre de transmission par satellite

Au terme de notre séjour à l'ORTB, nous avions remarqué une gestion particulièrement bonne de ses ressources humaines et une structuration exemplaire de ses cellules de travail. Cependant, nous avions releve certains points constituant un frein au bon fonctionnement de l'une des structures à savoir le centre de transmission par satellite qui souffre de manque de personnel.

Le service de Transmission assure la maintenance preventive et curative aussi le bon fonctionnement de l'équipement de transmission à savoir :

- Un bloc d'alimentation ou TGBT (Tableau Général de Basse Tension) qui recueille le courant venu directement de la SBEE

- - Un regulateur qui permet de stabiliser le courant brut afin de ne pas avoir un survoltage ou une baisse de courant.

- Un onduleur qui reçoit le courant sortie du régulateur afin de conserver une partie d'énergie electrice en cas de coupure de courant.

L'antenne de la transmission satellite comporte deux mécanismes de fonctionnement à savoir l'azimut et la levée d'où nous avions eu à passer une couche de graisse sur chaque barre qui sert d'azimut et de levée.

Nos travaux se sont aussi accentués sur la maintenance des circuits d'alimentation des faisceaux en vue de détecter les éventuelles pannes.

2.2.2 Activités sur les équipements de faisceaux Hertziens en émission et en réception

Emission

Pour mettre en oeuvre un réseau de transmission de signal télévisuel, on a besoin évidemment d'antennes d'émission appropriées, sur des structures bien définies.

Description sur les antennes d'émission de télévision

La transmission d'un signal télévisuel type se compose de stations principales à grande puissance fonctionnant avec polarisation horizontale et de réémetteur à puissance moyenne ou faible fonctionnant avec polarisation horizontale ou parfois verticale.

Les antennes d'émission sont souvent montées sur une poutre en porte à faux en haut du mât ou de la tour. Ce montage en porte à faux au lieu du montage directe sur l'ouvrage garantit que les réseaux d'éléments rayonnants sont le plus près possible les uns des autres dans le plan horizontal. Plus la distance entre les centres de phase des éléments est petite, plus le diagramme de rayonnement horizontal est uniforme (et « gérable »).

Dans la plus part des stations principales et, dans certains pays, sur beaucoup de réémetteurs, le système d'antenne tout entier est placé dans un cylindre en fibre de verre. Ce cylindre protège l'antenne des intempéries et, dans nombreux cas, il est intégré à la structure porteuse mécanique de l'antenne.

Les antennes pour ondes décimétriques sont généralement conçues pour utiliser un ensemble spécifique de canaux répartis sur toute l'étendue de la bande décimétrique, ou groupés en sous bandes. Normalement, l'adaptation d'impédance pour la télévision analogique n'est satisfaisante que dans les canaux pour lesquels ces antennes ont été conçues, et à proximité

immédiate de ces canaux. Il en est également ainsi, en général, même si les systèmes d'antenne sont équipés de panneaux pour émission à large bande.

Réception

Réception sur antenne fixe

La réception sur antenne fixe est définie comme la réception dans laquelle on utilise une antenne réceptrice directive montée au niveau des toits.

On fait l'hypothèse que l'on se trouve dans les conditions de réception quasi optimales (dans un volume relativement petit sur le toit) lorsque l'antenne est installée.

Dans le calcul du champ pour la réception sur l'antenne fixe, on considère comme représentative une hauteur d'antenne de réception de 10m au dessus du niveau du sol.

Réception mobile

La réception mobile est définie comme la réception dans laquelle on utilise une antenne non directive montée au niveau du toit d'un véhicule en mouvement.

S'agissant des effets locaux de la réception, on a considéré que le facteur prédominant est constitué par les marges de protection contre les évanouissements dans des canaux du type Rayleigh. Ces marges dépendent de la fréquence et de la vitesse du véhicule. Leur valeur est donnée par la différence entre les rapports C/N requis respectivement pour un canal de type gaussien et pour un canal de type Rayleigh.

2.2.3 Activités sur les groupes électrogènes de secours et les tableaux de distribution basse tension(TGB)

Constitution d'un groupe électrogqne

Les groupes électrogènes permettent de produire de l'électricité de façon ponctuelle ou permanente. Leurs puissances varient de quelques kilowatts à plusieurs centaines.

Dans l'industrie ou dans les centres techniques de l'ORTB, les groupes électrogènes ont pour fonction de produire de l'électricité lors d'une coupure secteur (réseau public de distribution de l'énergie électrique(SBEE). Ils permettent d'assurer la continuité de la production.

Les groupes électrogènes utilisés par l'ORTB sont pour la plupart des groupes secours qui viennent remplacer le réseau public en cas de défaillance de ce dernier. Ils démarrent donc de façon autonome et automatique.

Les groupes électrogènes sont constitués de deux parties essentielles : Le moteur

Le générateur ou alternateur

Principe de fonctionnement d'un groupe électrogqne

Différents moteurs d'un groupe électrogcne

Avant de parler du principe de fonctionnement d'un groupe électrogène ; nous avons assisté à la description des différents moteurs que l'on peut avoir au niveau d'un groupe électrogène. Ces moteurs se décrivent comme suit :

Le moteur thermique

Le moteur thermique utilise comme source d'énergie le fuel ou le gasoil.

C'est un transformateur d'énergie chimique (essence, gasoil, etc ...) en énergie mécanique via l'énergie thermique. Figure 5 : Transformation d'énergie chimique

Combustion : carburant- système d'allumage

Attelage mobile : Piston-Bielle-Vilebrequin

Le moteur diesel

Le moteur diesel est un moteur alternatif à combustion interne dans lequel l'allumage du mélange s'effectue par simple compression.

Le moteur diesel est appelé moteur à auto- allumage (parce que la combustion se fait directement sans apport extérieur), par opposition aux moteurs à essence, appelés moteurs à allumage commandé (parce que la combustion a lieu en présence d'étincelle produite par un système d'allumage du genre bougie d'allumage).

Principe de fonctionnement d'un groupe électrog~ne secours

La plupart des centre techniques de l'ORTB sont dotés de groupes électrogènes qui fonctionnent en mode secours.

Le groupe électrogène secours est mis en service par un démarreur (moteur auxiliaire à courant continu). Une batterie en charge permanente, alimente le, demarreur lors de la disponibilité du secteur. Le couplage sur l'utilisation est réalisé par des connecteurs inverseurs.

Le basculement est assez rapide et cela dépend des caractéristiques du matériel. Lors du retour du secteur le groupe électrogène reste couplé quelques minutes, puis l'inverseur bascule sur le secteur.

Ce système permet de palier aux micros coupures. Le groupe reste encore en service pour le refroidissement une ou deux minute et passe à nouveau en veille.

Comme décrit ci-dessus la batterie est en charge permanente sur le secteur, elle est chargée aussi lorsque le groupe est en service avec un alternateur, comme sur une voiture. Sur les moteurs thermiques, il est parfois installé une résistance de chauffage afin de maintenir le bloc moteur chaud pour un meilleur démarrage.

2.3 Conclusion

Au terme de ce stage, nous ne pourrions cacher notre réelle satisfaction. Ce stage nous a permis entre autres de nous familiariser et de nous adapter aux contraintes de la vie professionnelle, d- approfondir nos connaissances en transmission réseau.

Quand au Travail de Fin d'Etude, nous le jugeons très indispensable car, il constitue une mise au défit de nos connaissances durement acquises.

Disposer des Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication à la pointe pour améliorer ses prestations de service souvent indispensables pour toute entreprise. L'ORTB se doit d'assurer un service irréprochable, se faisant remarquer par sa rapidité de servir et son anticipation des pannes qui pourrait subvenir sur son réseau de transmission. Le système de transmission télévisuelle constitue ainsi une modeste contribution pour permettre à chaque foyer de mieux apprécier les différents services qu'offre la chaîne publique.

Des améliorations restent donc à lui apporter et étant donné qu'aucune oeuvre humaine n'est parfaite, nous sommes disposés à prendre en compte tout apport éventuel visant à la perfection du travail présenté.

3 chapitre2 : Transmission d'un signal audio-vidéo fréquence par Faisceau Hertzien et par satellite

3.1 section1 : Production et traitement du signal vidéo

3.1.1 Production et distribution du signal vidéo analogique

Production

En sortie de la caméra, le signal vidéo se présente sous la forme de trois composantes RVB analogiques. Le son se présente sous la forme d'un signal analogique mono ou stéréo en bande de base.

- les traitements de production englobent le montage, le mélange ou l'incrustation de plusieurs signaux vidéo.

Ces traitements peuvent s'appliquer aux signaux produits localement ou à distance tels que des reportages ou des programmes provenant d'autres sites de production.

- le codage des composantes audio et vidéo sous une forme qui soit "transportable" et "diffusable". Les procédés NTSC, PAL et SECAM permettent de réaliser cela par codage et multiplexage des trois composantes vidéo RVB en incorporant le signal audio. Le signal "composite" résultant transporte un programme de télévision prêt à être modulé. D'autres opérations telles que l'insertion de données (télétexte) dans les intervalles de "suppression trame" du signal vidéo ou l'embrouillage du signal composite dans les systèmes à péage peuvent être réalisées en aval du studio de production.

Transport

Cette phase assure l'acheminement des programmes vers les points de diffusion. Différents supports de transmission tels que le câble, la fibre optique ou les faisceaux Hertziens sont utilisés. Ce segment "transport" peut se réduire à une simple connexion locale si les lieux de production et de diffusion sont proches.

Diffusion

La phase de diffusion recouvre l'ensemble des opérations de conditionnement des signaux composites avant leur diffusion sur les supports Hertziens terrestres, satellite, et câble. En Hertzien terrestre, les programmes sont diffusés dans les bandes VHF et UHF où un canal de 8MHz (6 Mhz aux USA) est attribué à chaque programme. Par satellite, chaque programme occupe une largeur de bande qui est de 27, 33 ou 36 Mhz

3.1.2 Production et distribution de l'image numérique

Historiquement, la numérisation du signal vidéo a d'abord eu lieu dans la phase de la production. Elle a permis d'effectuer des traitements de production de plus en plus complexes tout en évitant la dégradation des signaux.

Les techniques numériques ont ensuite été appliquées à l'échange des programmes de télévision entre studios. Il est alors apparu nécessaire de comprimer les signaux vidéo numériques qui avaient initialement un débit brut de 2l6 Mbit/s pour les transmettre sur des voies de télécommunications offrant des débits de 34 Mbit/s à 140 Mbit/s.

La phase de production nécessite de la qualité pour réaliser les opérations de traitement demandées par les opérateurs des programmes, pour cela il a été difficile de comprimer à des débits inférieurs à 34 Mbit/s. Par contre, pour le téléspectateur, une fois les opérations de traitement effectuées, les exigences de qualité sont moindres et il est alors possible de pousser la compression à des débits inférieurs.

Pour acheminer un grand nombre de programmes sous forme numérique et se donner la possibilité d'offrir des services plus importants aux téléspectateurs il était nécessaire d'atteindre des débits compris entre 4 et 8 Mbit/s.

C'est dans ce but qu'ont été élaborées, et normalisées, les caractéristiques d'un signal adapté à la transmission d'une image : le signal vidéo.

Il doit comporter toutes les composantes de l'image : ses dimensions ainsi que la luminosité et la couleur de chaque point ou pixel. Toutes ces informations ne peuvent pas être transmises simultanément sur un seul signal : l'image à transmettre est donc analysée séquentiellement, pixel par pixel, de gauche à droite et de haut en bas, de sorte qu'à un instant donné, le signal vidéo ne contient que les informations relatives à un seul pixel.

Des intervalles de temps sont réservés pour insérer des informations de synchronisation horizontale (au début de chaque ligne) et verticale (au début de chaque image) qui permettent de reconstituer le format de l'image. La seconde étape a consisté à diffuser dans les canaux existants les programmes numériques. Des techniques dites de modulation numérique propres à chacun des supports de diffusion ont été développées. Ces techniques permettent aujourd'hui de diffuser des flux binaires entre : 20 et 45 Mbit/s dans un canal satellite ; 25 et 40 Mbit/s dans un canal câble ; 8 et 25 Mbit/s dans un canal Hertzien terrestre. On constate que les procédés de modulation numérique permettent d'acheminer plus d'un programme par canal. Pour exploiter au mieux cette possibilité, il apparaît nécessaire d'introduire dans le segment transport un multiplexeur de programmes chargé d'en effectuer le regroupement. Les codeurs vidéo et audio, le multiplexeur de composantes, le multiplexeur de programmes et le modulateur numérique viennent compléter la chaîne de distribution de l'image analogique pour donner naissance à la chaîne de distribution de l'image numérique.

3.1.3 Signal vidéo

Signal vidéo monochrone

Le signal électrique transmis a été spécifié lors de la création des premiers systèmes de diffusion télévisuelle, c'est-à-dire il y a eu moins de 50 ans. A l'époque (dans les années 30), la technologie n'offrait pas autant de performances que de nos jours et, d'un autre côté, la télévision s'adresse à un marché «Grand Public« ; ainsi, le signal vidéo a été conçu dans un but de simplicité de décodage.

Le signal, présenté par la figure 6 suivante pour une ligne vidéo, est composé de 2 parties :

L'information vidéo, d'amplitude de 0,7V pouvant être utilisée directement pour moduler l'énergie du spot ; le noir est le niveau d'énergie le plus bas, et donc la tension la plus basse.

L'information de synchronisation ligne, matérialisée par une impulsion négative de 0,3V ; celle-ci est destinée à asservir le déplacement du spot ; elle est utilisée par une boucle à verrouillage de phase dont la sortie, en «dent de scie«définit le balayage horizontal.

La figure présentant le détail d'une ligne d'une image de télévision 625 lignes avec un cadencement de trame à 50 Hz, on vérifie bien que la durée d'une ligne est de 64us pour la ligne de 15625Hz ; la partie utile (visible) de la ligne dure 52us pour la synchronisation.

La transmission du signal vidéo fait que le récepteur ne reçoit pas la composante continue du signal, il faut donc le recréer ; cette opération, dénommée«clamp«consiste à aligner le signal reçu sur le niveau de noir pendant les 5us qui suivent le top de synchro (temps pendant lequel le signal est constant (palier).

Signal vidéo composite (couleur)

La télévision exploite le mode de représentation de la couleur sous forme composantes Luminance- Chrominance (Y- C), où C est décomposé en 2 éléments, la différence ROUGE et la différence BLEU(DB) ; la figure 7 suivante présente ces signaux pour la génération d'une mire de barres couleur.

Le transport de l'information couleur par le signal vidéo a été fait de manière à rester compatible avec le parc de réception N&bB de l'époque (année 50, aux USA). Il existe plusieurs standards de codage de la couleur mais tous exploitent le même format de signal (figure : 8).

Au signal vidéo composite monochromatique, la couleur est gérée en ajoutant une sous porteuse modulée par des signaux de chrominance et ce, afin de constituer un nouveau signal composite CVBS (color video blanking synchronisation). Pour la télévision couleur, l'image est transmise sous la forme de deux informations complémentaires : la luminance qui exprime la luminosité et les contours des formes visualisées et la chrominance, porteuse de l'information couleur.

Pour des raisons de compatibilité avec les systèmes précédents, l'adjonction de la couleur devait se faire de façon à ne pas perturber le fonctionnement d'un téléviseur noir et blanc. Cette information chromatique avait donc comme obligation d'être positionnée dans un canal de 8MHz, occupé déjà par 5 Mhz (ou 6) de luminance vidéo ainsi que la sous porteuse audio.

Le signal de luminance Y est une combinaison linéaire des trois couleurs primaires rouge, vert bleu. Disposant de cette information qui représente le signal noir et blanc, deux signaux complémentaires sont nécessaires afin de transmettre la couleur : signaux de chrominance bleu et signaux de chrominance rouge.

Le signal vidéo composite (CVS) occupe une largeur de bande d'environ 5 Mhz selon le standard utilisé. Ce signal bande de base pourrait moduler en amplitude une porteuse HF (Modulation d'amplitude à double bande) et occuperait alors 10 Mhz de bande passante. En principe, l'une des deux bandes peut être supprimée, du fait que chacune d'elle transmet la même information.

Il serait donc possible d'émettre l'information en AM-BLU (Bande latérale unique ou AM- SSB). Toutefois, le signal vidéo dispose d'information aux fréquences basses auxquelles l'oeil est très sensible, de plus, la difficulté de réaliser des filtres aux fréquences de coupures sévères, sans distorsion de temps de groupe, oblige à utiliser le système à bande latérale réduite : MA-BLR. Cette modulation est donc utilisée sur les émetteurs de télévision hertzienne.

Dans le cas de la MA-BLR, une bande latérale entière est émise ainsi qu'une partie de la seconde appelée talon. À la réception (dans le téléviseur), il faut s'assurer que la zone latérale réduite n'apparaît pas avec une amplitude double au niveau du démodulateur. Afin de s'affranchir de ce problème, on utilise un filtre à flanc de Nyquist normalisé, le principe consiste à transmettre la moitié du signal sous la porteuse et la moitié au-delà sur une certaine bande de fréquence. Dans la plupart des cas, le signal est traité à une fréquence intermédiaire de 38.9 Mhz (sous porteuse image).

En réception le signal est transposé à 38,9 Mhz le spectre peut se trouver inversé si la fréquence de l'oscillateur est supérieure à celle du canal (transposition supradyne) ; cette FI est filtrée par un FOS qui récupère uniquement le signal vidéo (par exemple K6257K de Siemens Matsushita S+M) la bande passante est de 5 Mhz environ ; les pertes sont d'environ 6 dB à 38,9 Mhz et 33,9 Mhz. Une réjection importante est présente à 32,4 Mhz pour un FOS adapté au standard L, cela représente une fréquence 6,5 Mhz avant la porteuse image située à 38,9 Mhz ; cette rejection est située sur la sous porteuse son.

Le modulateur MA-BLR est relativement compliqué à réaliser et n'existe pas de façon intégrée. Il faut utiliser dans ce cas un circuit intégré à modulation double bande en fréquence intermédiaire 38,9 Mhz. Cette fréquence normalisée est ensuite filtrée par un FOS au gabarit spécifique dont le flanc est identique mais la bande passante inférieure plus importante afin de laisser passer les différentes sous-porteuses audio qui sont 6,5 Mhz pour la monophonie et 5,85 Mhz pour la sous-porteuse NICAM.

Le signal FI-MABLR subit ensuite une double transposition, une première à une FI plus
élevée de 900 Mhz par exemple, afin de pouvoir utiliser un FOS gsm, puis une seconde
transposition accordable en UHF. La raie de transposition est alors 900 Mhz au-delà de la

raie utile et donc plus facile à filtrer que dans une transposition simple ou une raie résiduelle parasite subsisterait 38,9 Mhz de part et d'autre du signal utile.

3.1.4 Différents standards de télévision en couleur

Systèmes de codage des signaux de chrominance

Le système NTSC (National Television System Committee, ou ironiquement "Never Twice Same Color") : est un standard à 30 images/s et il se trouve essentiellement aux Etats Unis, au Japon et dans le sud-est asiatique. Il utilise pour la chrominance une modulation d'amplitude en quadrature avec porteuse supprimée

Le système SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire) : est un standard à 25 images/s et il est essentiellement diffuser en France. Il utilise pour la chrominance une modulation de fréquence de la sous porteuse avec transmission séquentielle.

Le système PAL (Phase Alternation line) : est une amélioration du système NTSC.c'est un standard à 25 images/s et est diffusé essentiellement dans les pays de l'Europe de l'Ouest, dont la France. Il utilise pour la chrominance une modulation d'amplitude en quadrature avec porteuse supprimée.

Le PALplus constitue l'adaptation du PAL aux normes 16/9. Idéale parce que 100 % compatible, il est destiné à améliorer la qualité de l'image produite par les appareils équipés d'un décodeur PALplus. Il s'agit vraisemblablement de la dernière évolution d'un standard analogique en attendant le grand saut vers MPEG2 numérique.

3.1.5 Numérisation des signaux analogiques

Définition des fréquences d'échantillonnage des signaux analogiques pour plusieurs niveaux de qualité :

Le niveau standard, utilisé par la majorité des équipements vidéo en studio est le 4:2:2. Il est transporté par l'interface numérique série à 270 Mbits/s et disponible dès la sortie de la caméra.

La dénomination 4:2:2 indique avec quel multiple d'une fréquence unitaire seront échantillonnés les signaux de luminance et de chrominance. Cette fréquence unitaire commune aux systèmes 625 et 525 lignes est de 3,375 Mhz.

Le multiplexage des signaux Y, Cr et Cb aux fréquences d'échantillonnage de 13.5 Mhz, 6.75 Mhz et 6.75 Mhz donne une fréquence d'horloge de 27 Mhz pour chacun des 8 ou 10 bits.

Le taux de transfert total est donc de 270 Mbits/s en 10 bits (27 x 10) et de 216 Mbits/s en 8 bits (27 x 8).

Le débit utile, qui ne considère que la partie affichable de l'image, est de 207 Mbits/s en 10 bits et de 166 Mbits/s en 8 bits.

3.1.6 Techniques de codage utilisées en télévision numérique (norme de codage MPEG1, MPEG-2, MPEG-4)

Compression de l'image

Le signal de télévision est formé d'une succession d'images dans le temps. La réduction du débit est fondée sur le fait qu'à l'intérieur des images et entre des images successives il existe des redondances. Les techniques de réduction de débit comprennent donc :

Une phase qui exploite la redondance spatiale interne à une image. Le codage spatial se repose sur les similitudes entres les pixels d'une image et sur les fréquences spatiales dominantes de la région traitée ;

Une phase qui exploite la redondance temporelle entre images successives. Celle- ci est réduite en premier en utilisant les similitudes entres les images successives ;

Un codage à longueur variable.

La D.C.T (Discrete Cosine Transform)

L'algorithme "intra-image" le plus connu utilise la Transformation en Cosinus Discrète (DCT : Discrete Cosine -Transform). Il consiste essentiellement à diviser l'image en blocs de 8x8 pixels et à transformer les 64 échantillons de luminance (ou de différences de couleur) obtenus en 64 coefficients par Transformation en Cosinus Discrète.

Ces 64 coefficients ont un débit supérieur aux 64 échantillons. La réduction de débit résulte du fait que beaucoup de ces coefficients (en particulier ceux qui correspondent aux fréquences élevées) sont proches de zéro et ne sont donc pas transmis. Les coefficients non nuls peuvent être quantifiés sur un nombre restreint de bits et le flux de données série est constitué par une lecture en zigzag du tableau sans dégradation perceptible de la qualité

Le codage

Le codage à longueur variable est réalisé d'abord par un codage "entropique" suivi d'un codage de Huffman. Le codage de Huffman exploite les propriétés statistiques des coefficients quantifiés pour diminuer le débit de transmission en utilisant des mots courts pour représenter les événements les plus probables et des mots plus longs pour les occurrences rares.

Organisation d'une séquence vidéo

Les images d'une séquence sont organisées en groupes d'images : GOP (group of pictures) longueur : nombre d'images entre 2 images de type I (typique : N=12) ; nombre d'images entre 2 images type P (DVB : M=3).

Pour coder un groupe d'images, nous devons utiliser une trame complète (appelée trame Intra, I) comme base de codage des autres trames.

Il y 3 types de trames :

Images I (Intra) : codées sans prédiction, elles servent de référence, la taille moyenne du message est de 1000 kbit ;

Images P (Prédites) : définies à l'aide de vecteurs de mouvements à partir des images passées. La taille moyenne du message est de 300 kbit ;

Images B (Bidirectionnelles) : interpolées à partir d'images passées et futures de type I et/ou P. la taille moyenne du message est de 100 kbit ;

Structure d'un groupe d'image N = 12 et M = 3 (standard DVB)

Les différentes normes de codages

La norme MPEG-1

Structure d'une séquence vidéo MPEG-1

Une image animée est en fait une suite d'images décrivant un mouvement. Le nombre d'images par seconde doit être suffisant pour donner à l'oeil une sensation de fluidité. Le taux idéal est de 24 images par seconde. A cette fréquence, l'oeil perçoit le mouvement de façon claire. A 40 Hz le mouvement est suffisamment fluide pour un confort optimal de l'oeil. La technique la plus utilisée pour augmenter cette fréquence est l'entrelacement qui permet d'afficher plus vite une image en la décomposant en ligne paires et lignes impaires. La fréquence de balayage est donc doublée et permet d'atteindre des fréquences plus élevées.

La norme de compression MPEG1 reprend ce principe de succession d'image et l'étend pour donner naissance à une véritable hiérarchie. La séquence vidéo est décomposée en plusieurs parties, elles- mémes décomposées en d'autres parties, et ainsi de suite... Le niveau de complexité de cette structure est assez profond, nous allons l'étudier en détail, voir figure 9.

Une séquence vidéo est décomposée en groupes d'images qui sont l'âme du principe de codage MPEG, en effet chaque image de ce groupe d'images a sa fonction propre dans ce groupe selon son type et son emplacement. Chaque image est décomposée en bandes qui sont des moyens de resynchroniser la décompression si une erreur survenait. Cela permet donc de ne pas jeter une image en cas d'erreur au sein de celle-ci. La bande est un groupe de macroblocs qui sont, dans le cas du MPEG1, composés de quatre blocs de luminance (Y) et de deux blocs de chrominance (Cb et Cr). Le macrobloc est l'unité de codage de base pour ce que nous définirons comme la prédiction de mouvement et qui nous servira pour le codage vidéo. Enfin le bloc est la plus petite entité de cette hiérarchie, il permet de réduire les redondances spatiales. Le bloc est un carré de 8*8 pixels.

Techniques de codage MPEG-1 Codage des images

Les normes MPEG prévoient comme format d'entrée pour les images le format YCbCr. Où Y sont la luminance (le degré de luminosité du pixel) et Cb et Cr les composantes de chrominance (la teinte du pixel). Il existe plusieurs formats YCbCr différenciés par le nombre de bits codant chacune des composantes. La norme MPEG1 utilise le format 4:2:0, ce symbole indique pour chacune des composantes, sur un carré de 4 pixels, combien sont échantillonnés sur 8 bits. Dans ce cas, la composante Y est codée sur tous les pixels, alors que sur 4 pixels, les composantes Cb et Cr sont sous échantillonnés : les 4 pixels partagent les 8 bits codant chaque composante de chrominance. Sur un carré de 4 pixels nous avons donc : 4×8 + 1×8 + 1×8 = 48 bits de codage, ce qui donne en moyenne 12 bits par pixel. La raison du sous échantillonnage de la chrominance et pas de la luminance vient d'une particularité de l'oeil humain qui est plus sensible aux écarts de luminosité qu'aux variations de teinte ; en exploitant cette particularité, il nous est donc possible de compresser l'image en réduisant le nombre de bits nécessaires pour la coder.

Une image dans la norme MPEG1 est décomposée en trois matrices qui sont la composante de luminance (Y) et les deux composantes de chrominance de l'image (Cr et Cb). On peut comparer ceci à des pochoirs qui se compléteraient en les superposant pour donne l'image que l'on veut utiliser. Chaque pochoir détenant une information que ne détiennent pas les autres.

L'image à un format totalement différent selon le rôle qu'elle tient dans le groupe d'image d'où elle est issue. Nous parlerons de trois types d'images :

Les images Intra (I) : ces images sont des points de resynchronisation dans le cas d'une erreur. En effet, elles ne tiennent compte d'aucune autre image passé ou futur et sont codées uniquement sur leur contenu ; on parle alors de codage inter-image. Ce sont les images qui contiennent le plus d'informations et donc les plus critiques en cas d'erreur de transmission. Ces images sont les premières d'un groupe d'image car elles contiennent toutes les informations nécessaires pour leur décodage. Elles servent également de références aux

autres types d'images suivantes ou éventuellement précédentes. Les techniques de codage et de compression employées seront expliquées par la suite.

Les images Prédictives (P) : ce type d'image est, comme son nom l'indique, prédite d'une image précédente de référence (une image I ou une autre image P). Les informations utilisées sont les macroblocs d'images précédentes qui se retrouvent dans l'image P courante. On recherche les macroblocs de l'image courante dans l'image de référence et on indique, si on le trouve, le déplacement effectué grâce à un vecteur de mouvement. Dans le cas où le macrobloc ne se trouverait pas dans cette image de référence, un codage de type I est utilisé sur ce macrobloc. Ce type d'image a une taille égale, en moyenne, à 30-50% de la taille d'une image I.

Les images Bidirectionnelles (B) : Ce sont les images les mieux compressées, donc celles qui sont les plus sensibles aux erreurs. Ces images nécessitent deux points de référence dans le flux vidéo ou plus précisément dans les groupes d'images dont elles sont issues. Elles nécessitent en effet une image I ou P future ou passée pour pouvoir être construites. Pour chaque macrobloc le meilleur macrobloc codé précédemment et le meilleur codé postérieurement sont utilisés et une moyenne est faite pour coder le macrobloc de l'image B courante. Comme pour les images P, les informations que l'on ne peut retrouver dans une image précédente ou suivante sont codées selon un codage similaire à celui utilisé pour les images I. Ces images font à peu près 50% de la taille d'une image P.

La bande

Les bandes sont des points d'accès aléatoires dans une image au même titre que les GOP sont des points d'accès aléatoires dans une séquence vidéo. En cas d'erreur, cette sous structure de l'image permet de ne pas avoir à ignorer entièrement l'image. Si une bande est corrompue, on passe à la suivante sans casser l'image courante. Une bande contient toutes les informations nécessaires à l'emplacement des macroblocs qui la constituent sur l'écran.

La présence d'une grande quantité de bandes dans une image permet une plus grande fiabilité en cas d'erreur (moins d'information seront perdues) mais nécessite une plus grande quantité de codes. Un équilibre doit donc être trouvé. C'est pour cela que la taille d'une bande est variable et n'est donc pas définie dans la norme MPEG.

Le bloc

Dernier composant utile de cette structure hiérarchique, le bloc sert au codage effectif des informations visuelles de l'image. Les blocs sont des carrés de 8×8 pixels et codent la composante Y, Cb ou Cr. Des algorithmes mathématiques de codage et de compression sont utilisés pour permettre une réduction du volume de données nécessaires. Au sein du même bloc des redondances, dites spatiales, font que certains pixels proches sont identiques, cette redondance est gommée en appliquant sur chaque bloc une Transformée en Cosinus Discrète (DCT). Ceci permet, depuis une matrice (3 matrices (Y, Cb, Cr) constituent un bloc) codant la valeur de chaque pixel selon chaque composante, d'obtenir une matrice de fréquences spatiales. Cette matrice représente en fait la transition des couleurs dans le bloc. Ces 64 coefficients sont ensuite quantifiés, c'est à dire qu'on les divise par une certaine valeur afin de diminuer le nombre d'informations nécessaires pour le codage. Un parcourt en zigzag de la matrice obtenue permet de créer un vecteur unidimensionnel avec pour premier élément le coefficient DC, sorte de coefficient de référence au bloc, et ensuite les AC dont la fréquence augmente vers la droite et vers le bas.

La quantification permet, en arrondissant d'obtenir des suites de zéros. Ces zéros sont des éléments qui ne pourront plus être reconvertis par transformation inverses. En effet, la DCT est réversible et sans pertes, mais la réduction par exemple de 0.015 à 0 engendre une perte d'information. La qualité sera donc altérée. Le pas de quantification, c'est-à-dire la valeur par laquelle les coefficients DCT sont divisés définit la perte de qualité : plus il est grand, plus important est le nombre de valeurs réduites à zéros et donc plus importante est la perte d'informations. Ainsi sur un bloc très détaillé (un oeil par exemple) le pas sera petit, alors que sur une zone moins précise (un petit coin de ciel bleu) le pas sera plus grand.

Pour le moment, des techniques de codage ont été utilisées, mais aucune n'ont assuré la compression des données. Notre vecteur unidimensionnel obtenu est soumis à un codage en run-length permettant de coder une chaîne de nombres identiques en indiquant la valeur du nombre répété et son occurrence.

La norme MPEG-2

MPEG2 a été définie partiellement en 1994 et regroupe neuf recommandations dont certaines ont été définies plus tard. Cette norme a une compatibilité ascendante avec MPEG1 et permet donc de lire des flux MPEG1. Elle a été créée afin de répondre aux limitations de MPEG1 dont la qualité était insuffisante pour certains types d'applications.

Les formats d'entrée

SIF (Source Input Format) est un format de vidéo numérique. Il décrit la résolution spatiale et le format d'échantillonnage des couleurs. Deux formats ont été définis, les formats SIF NTSC et SIF PAL/SECAM.

Ces formats sont utilisés comme format d'entrée pour le MPEG1. Nous remarquons que les composantes de chrominance sont sous échantillonnées par rapport à la composante luminance et nous en avons déjà expliqué les raisons.

MPEG-2 permet d'utiliser comme format de couleurs en entrée 4:4:4, 4:2:2 et 4:1:1 en plus du 4:2:0 du MPEG1. De plus l'utilisation des formats CIF et QCIF est possible.

Les améliorations du codage

Quelques subtilités ont été ajoutées au codage MPEG2. Elles permettent généralement une plus grande précision au niveau du codage :

Taille des macroblocs de 16×8 et 16×16 pixels au lieu de 16×16 uniquement La précision des vecteurs de mouvement passe de un à un demi pixel.

Des algorithmes de codage ont été également optimisés pour pouvoir améliorer la compression :

Table de Huffman améliorées

Balayage alternatif des pixels des blocs pour le codage.

D'autres améliorations ont également été apportées mais l'aspect le plus important du MPEG2 sont les notions de profiles et de codage hiérarchique.

La norme MPEG-4

Codage visuel

Les objets visuels codés peuvent être naturels ou synthétiques, en 2D ou en 3D, fixes ou mobiles. Un objet peut être un personnage se déplaçant, un objet fixe déplacé à un moment donné, Ces objet peuvent être eux-mêmes composés d'autres objets (les membres de la personne, sa tête,...) et ainsi former une structure hiérarchique en arbre. MPEG4 fournit ainsi des outils permettant le codage et la manipulation des objets visuels.

La compatibilité avec MPEG 1 & 2 est assurée par l'acceptation au niveau du codage de l'utilisation des images comme unité de codage ; c'est à dire que le flux vidéo peut être codé (et donc décodé) soit selon la méthode MPEG 1 ou 2 (gestion d'image rectangulaire, compensation de mouvement...) ou utiliser la notion d'objets, donc de formes remarquables au sein de l'image (contour d'un personnage, d'un objet,...). MPEG4 apporte au codage vidéo des normes de génération précédente, des outils permettant d'améliorer l'efficacité du codage. Ces outils dépendent du style d'objet à coder et permettent d'améliorer, dans un flux MPEG4, l'efficacité du codage et du décodage ; un flux MPEG2 sera décodé comme un flux MPEG2 standard.

La compression du signal vidéo

Mais comme le poids des images numérisées est trop important, il est nécessaire de les compresser et de ne faire voyager que les codes qui ont changés. Comme le signal a été découpé en une série de codes, il est possible d'envoyer uniquement ceux qui ont changé par rapport à l'image précédente. Pas besoin d'encombrer les ondes avec des choses que l'on a déjà. Bilan : on gagne de la place et on va l'occuper avec de nouveaux programmes.

3.2 Section 2 : Production et traitement du signal audio

Le traitement du signal est la dicipline qui développe et étudie les techniques de traitement, d'analyse et d'interprétation des signaux Parmi les types d'opérations envisageables sur ces signaux, on peut dénoter le contrôle, le filtrage, la compression de données, la transmission de données, le débruitage, la déconvolution, la prédiction, l'identification, la classification, etc.

3.2.1 Généralités

Les signaux à traiter peuvent provenir de sources particulièrement diverses, mais la majoritésont des signaux électriques ou devenus électriques avec capteurs et transducteurs

(microphones, rétines, senseurs thermiques, optiques, de pression, de position, de vitesse, d'accélération et généralement de l'ensemble des grandeurs physiques et chimiques).

On peut distinguer principalement les signaux analogiques qui sont produits par divers capteurs, amplificateurs, convertisseurs numérique-analogique ; les signaux numériques issus d'ordinateur, de terminaux, de la lecture d'un support numérique ou d'une numérisation par un Convertisseur analogique- numérique.

Le traitement peut être fait, sans numériser les signaux, par des circuits électroniques analogiques ou aussi des dispositifs optiques (traitement du signal optique). Il est de plus en plus souvent réalisé par traitement numérique du signal, à l'aide d'ordinateurs, de microprocesseur ambarqué, de microprocesseurs spécialisés appelés DSP, de circuits réconfigurables (FPGA) ou de composants numériques dédiés (ASIC.

Il existe plusieurs branches spécifiques du traitement du signal, selon la nature des signaux reconnus. Surtout :

Traitement de la parole (ou d'une façon plus générale du son), qui permet l'analyse, la compression, la synthèse et la reconnaissance de la parole.

Traitement d'images, permettant l'analyse, la restauration et la compression d'images fixes Traitement de la vidéo pour l'analyse et la compression de séquences vidéo

Le traitement du signal peut avoir différentes finalités :

La détection d'un signal

L'estimation de grandeurs à mesurer sur un signal

Le codage, la compression du signal pour son stockage et sa transmission

Le perfectionnement de sa qualité (restauration) selon des critères physiologiques (pour l'écoute et la visualisation).

Le traitement d'un signal effectué dépend du but poursuivi. Surtout, les notions de signal et de bruit sont subjectives, elles dépendent de ce qui intéresse l'utilisateur. On utilise différentes mesures représentatives de la qualité d'un signal et de l'information contenue :

Le rapport signal sur bruit, notion utilisée particulièrement souvent mais équivoque puisque tout dépend de ce qui est reconnu comme signal et comme bruit.

Le nombre de bits effectifs (Effective Number Of Bits (ENOB) qui est une mesure de la qualité de conversion analogique- numérique.

L'information de Fisher, utile surtout en estimation de paramètres. Elle peut être relative à un seul ou plusieurs paramètres (matrice d'information de Fisher).

L'entropie, grandeur issue de la physique statistique et de la théorie de l'information (travaux de Shannon), utilisée dans les opérations de codage. Elle est une mesure de l'information «intrinsèque» du signal.

3.2.2 Les modes de modulation

Les satellites en orbite polaire qui nous intéressent transmettent sur une porteuse à 137.500 Mhz (NOAA 12 et NOAA 15) et 137.620 Mhz (NOAA 17) pour les signaux analogiques que nous allons capter (un autre type de transmission, numérique cette fois, nécessitant un matériel plus perfectionné s'effectue à 1.7 GHz). L'état de fonctionnement des satellites en orbite polaire (dits POES11 - Polar Operational Environmental Satellites) est constamment remis à jour sur un site web du NOAA12.L'encodage des signaux transmettant les images météorologiques est un peu complexe mais très intéressant car il permet d'aborder

divers modes de modulation (figure 3). Nous allons décrire ici le mode de communication APT (Automatic Picture Transfer), mode de communication analogique qui ne nécessite aucun matériel spécialisé complexe de décodage autre qu'un ordinateur équipé d'une carte son. Nous partons d'un signal constitué d'une trame de pixels (image obtenue par la caméra embarquée à bord du satellite) d'intensités lumineuses variables. Ces variations d'intensité lumineuse modulent en amplitude une sinusoïde à 2400 Hz (i. e. l'amplitude de la sinusoïde est proportionnelle à l'intensité du pixel). Cette sinusoïde modulée est ensuite elle-même utilisée pour moduler en fréquence une porteuse autour de 137.5 Mhz ou 137.62 Mhz selon le satellite.

Au sol, le récepteur radio est donc utilisé dans son mode de démodulateur de fréquence qui convertit le signal radio fréquence en un signal audio autour de 2400 Hz. Ce signal est enregistré par la carte son d'un ordinateur (fréquence d'échantillonnage de 11025 Hz, 16 bits/donnée dans notre cas), et son amplitude restitue l'intensité lumineuse de chaque pixel. La façon la plus simple de retrouver l'amplitude de cette sinusoïde est d'y appliquer un filtre passe-bas de fréquence de coupure inférieure à la fréquence de la porteuse (notez que moyenner plusieurs échantillons successifs correspond au filtre passe-bas le plus simple possible). Le son caractéristique issu du récepteur radio lorsque la transmission d'un satellite est démodulée est un sifflement continu à cette fréquence de 2400 Hz.

3.2.3 La modulation du signal audio

En télécommunications, le signal transportant une information doit passer par un moyen de transmission entre un émetteur et un récepteur. Le signal est rarement adapté à la transmission directe par le canal de communication choisi, Hertzien, filaire, ou optique. La modulation peut être définie comme le processus par lequel le signal est transformé de sa forme originale en une forme adaptée au canal de transmission, par exemple en faisant fluctuer les paramètres d'amplitude et d'argument (phase/fréquence) d'une onde sinusoïdale nommée porteuse.

La modulation et la démodulation sont une étape dans la communication d'une information entre deux utilisateurs. A titre d'exemple, pour faire communiquer deux utilisateurs de courriels par une ligne téléphonique, des logiciels, un ordinateur, des protocoles, un modulateur et un démodulateur sont nécessaires. La ligne téléphonique est le canal de transmission, sa bande passante est réduite, il est affecté d'atténuation et de distorsions. La modulation convertit les informations binaires issues des protocoles et des logiciels, en tension et courant dans la ligne. Le type de modulation employé doit être adapté d'une part au signal (dans ce cas numérique), aux performances demandées (taux d'erreur), ainsi qu'aux caractéristiques de la ligne.

La modulation permet par conséquent de translater le spectre du message dans un domaine de fréquences qui est plus adapté au moyen de propagation et d'assurer après démodulation la qualité requise par les autres couches du dispositif.

L'objectif des modulations analogiques est d'assurer la qualité suffisante de transmission d'une information analogique (voix, musique, image) dans les limites du canal utilisé et de l'application.

L'objectif des modulations numériques est d'assurer un débit maximum de données binaires, avec un taux d'erreur acceptable par les protocoles et correcteurs amont et aval. Dans l'empilement des protocoles OSI (architecture standard des télécommunications numériques), la modulation est l'élément principal de la couche physique.

3.2.4 Systèmes de modulation

Lorsque plusieurs informations ou signaux indépendants passent dans un même canal, en utilisant diverses modulations ou sous- porteuses, on parle de "système de modulation".

Ainsi en télévision, le son est transmis par la modulation d'amplitude d'une première porteuse, l'image par modulation d'amplitude à bande latérale réduite sur une porteuse principale, et la composante couleur par modulation de fréquence ou de phase d'une sousporteuse. On parlera alors de système PAL par exemple

Multiplexage

Le processus de modulation peut inclure des transmissions multiplexées à travers un moyen de propagation commun, c'est- à-dire des transmissions simultanées de messages différents ayant des spectres disjoints durant la propagation.

Un des types de multiplexage est le multiplexage par division de fréquence, processus dans lequel chaque message module une porteuse haute- fréquence, et l'ensemble des porteuses sont transmises simultanément à travers le même médium.

Un exemple de multiplex est la transmission de télévision analogique satellitaire : chaque canal est modulé en fréquence par le signal vidéo, ce dernier contenant à la fois une sous- porteuse du dispositif couleur (PAL en Europe) et un multiplex des sous- porteuses des divers programmes de son TV et radios.

Mais certains programmes sont plus difficiles à compresser que d'autres. Leurs images sont plus compliquées à décrire (film d'action ou sport) et prennent plus de place, à l'inverse des dessins animés où le décor change peu et seuls les personnages bougent. Donc il faudra équilibrer les chaînes pour éviter les engorgements et bien les agencer intelligemment en fonction de leurs usages du débit au cours de la journée. Avec le numérique on gagne de la place mais ça ne veut pas dire qu'on va diviser une bande de 8 Mhz uniformément en 5 ou 6 plages. Les programmes sont donc compressés et vont pouvoir voyager ensemble par petits morceaux sur la même bande de 8 Mhz, là où ils trouvent de la place. Au final, toute la bande sera occupée, et les 5 ou 6 programmes qui voyageront ensemble sur la même bande formeront un multiplex.

Démultiplexage

Mais avec ce système, tous les programmes sont mélangés. A la réception dans le téléviseur, il y a toujours le tuner qui va sélectionner la plage de fréquence de 8 Mhz, c'est-à-dire un multiplex dans lequel sont mélangés les éléments des programmes. Puis le signal est démodulé (séparé de l'onde porteuse), mais le signal obtenu est toujours mélangé de 5 ou 6 programmes différents. Tous les éléments d'une image porte la marque du programme

auxquels ils appartiennent. Le démultiplexeur va lire cette marque, et sélectionner les éléments d'un seul programme, et le reste est éliminé. De cette façon, le multiplexeur va reconstituer le programme demandé. Au final, les programmes ne se mélangent pas, le son et l'image sont restituées correctement.

3.2.5 Les différents types de modulations utilisées

Modulations analogiques

En modulation analogique, la modulation est appliquée à la porteuse ou sous-porteuse proportionnellement au signal à transmettre, en modifiant l'amplitude ou l'argument de l'onde sinusoïdale.

Modulations analogiques multiples

De nombreux schémas complexes combinant des modulations analogiques ont étédéveloppés pour des besoins précis. Ainsi la modulation analogique de deux porteuses en

quadrature est utilisée pour la transmission des composantes de couleur sur la sous- porteuse du dispositif PAL, ou la modulation simultanée en phase et amplitude dans le dispositif NTSC.

Modulations numériques

En modulation numérique, les paramètres de la porteuse, amplitude ou angle (argument), sont commutés entre plusieurs valeurs discrètes selon les codes binaires à transmettre.

Modulations élémentaires

La (CW) est la modulation élémentaire en tout- ou-rien d'une porteuse par un signal digital à deux niveaux, avec des symboles de durée variable. Elle est spécifiquement adaptée à la reconnaissance auditive par un opérateur, en télégraphie.

En modulation d'amplitude, l'amplitude est commutée entre plusieurs valeurs discrètes, et en FSK ou PSK ce sont respectivement la fréquence ou la phase qui sont commutées.

Selon le nombre de niveaux envisageables, on ajoutera un chiffre devant le code : ainsi un 8xPSK correspond à la commutation entre 8 valeurs de phase, servant à transmettre des mots de 3 bits (8 valeurs) à chaque temps de commutation

Modulations complexes

Des combinaisons plus complexes sont utilisées pour optimiser le débit vis à vis de la bande passante. Ainsi, la combinaison de deux modulations d'amplitude et de phase simultanées sur une même porteuse sert à doubler le débit binaire. Les appellations sont complexes et nombreuses combinant un chiffre du nombre d'état envisageables et les lettres des modulations individuelles utilisées. Par exemple le 8xQPSK transmet 3 bits simultanés par modulation de deux porteuses en quadrature.

Des cas spécifiques sont souvent utilisés pour certains avantages précis : ainsi le MSK,ou minimum shift keying est une modulation numérique de fréquence d'indice de modulation précis et de largeur spectrale minimale.

Si une sous-porteuse est modulée puis module ensuite une porteuse, les appellations se compliquent toujours : Ainsi AFSK est une modulation de fréquence d'une sous- porteuse. Une modulation AFSK- PM combine la modulation de phase d'une porteuse par une sousporteuse modulée en fréquence.

Modulations d'amplitude

Modulation d'amplitude à deux bandes latérales

La modulation d'amplitude issue directement de la multiplication de l'onde porteuse par le signal est constituée spectralement de la porteuse, encadrée par deux bandes latérales reproduisant le spectre décalé du signal. C'est la modulation la plus simple, utilisée fréquemment en radiodiffusion GO, PO et OC

Pour augmenter l'efficacité en puissance de l'émission, la porteuse peut être éliminée grâce à un modulateur équilibré, c'est la DSB-SC (suppressed carrier double sideband), modulation d'amplitude à porteuse supprimée, peu utilisée sauf en multiplex de deux bandes latérales indépendantes.

La DSB-SC ne permet pas de restituer la phase du signal, il faut une porteuse résiduelle pour restituer précisément la porteuse à la démodulation : c'est l'objectif de la DSB-RC (reduced carrier double sideband), modulation d'amplitude à porteuse réduite.

Modulation d'amplitude à bande latérale unique (BLU)

La modulation à bande latérale unique (BLU ou SSB) correspond à une modulation d'amplitude dont seule une bande latérale, supérieure ou inférieure est conservée. La BLU est utilisée en radiotéléphonie HF et VHF et en modulation de multiplex hertziens.

Pour permettre la restitution de phase du signal, une porteuse résiduelle est ajoutée en SSBRC (bande latérale unique à porteuse réduite).

En modulation à bande latérale réduite (VSB) une des bandes latérales est tronquée pour diminuer l'occupation spectrale, tout en donnant la possibilité la transmission de la composante continue du signal : c'est la modulation utilisée en télévision hertzienne (terrestre).

Modulations angulaires (ou d'argument)

Les modulations de fréquence et de phase modifient l'argument (ou angle) de l'onde sinusoïdale. L'onde résultante garde une amplitude constante, permettant d'utiliser des amplificateurs non linéaires et diminuant l'influence des perturbations additives (bruit impulsions et interférences).

La modulation de fréquence(FM) sert à restituer la composante continue du signal, elle est utilisée en radiodiffusion haute fidélité (bande"FM"), en diffusion de télévision par satellite, et en transmission analogique d'images.

La modulation de phase(PM) est utilisée en radiotéléphonie VHF et UHF. Une modulation de phase précédée d'un filtrage étant équivalente à une modulation de fréquence, c'est aussi une autre façon de moduler en fréquence en radiotéléphonie.

3.2.6 La norme MPEG-2 appliquée au son

Le principe de la compression audio consiste à utiliser les faiblesses de l'audition humaine pour réduire la quantité d'information à transmettre sans pour autant détériorer la qualité du signal audio. L'oreille humaine n'est capable de percevoir que des sons compris entre 20 Hz et 20 KHz et pour chacune de ces fréquences, la figure 10 ci dessous représente en A les différents seuils d'audibilité en fonction de la fréquence.

Si des signaux multiples sont proches en fréquence (C et D), le signal qui a l'amplitude la plus importante aura pour effet de remonter le seuil d'audibilité B à son voisinage et par conséquent de rendre l'oreille insensible aux fréquences voisines : il s'agit du phénomène de masquage fréquentiel. D'autre part, l'oreille ne perçoit pas les sons faibles précédant ou suivant un son de forte intensité et de même hauteur : il s'agit du phénomène de masquage temporel.

La compression audio va donc utiliser les propriétés acoustiques du système auditif humain décrit par les deux phénomènes de masquage précédents. Un grand nombre de sons sont en effet inaudibles et considérés comme inutiles. Ils sont alors éliminés du signal audio à transmettre, permettant ainsi de réduire le débit sans que la qualité subjective d'écoute n'en soit altérée.

Le codage audio va dans un premier temps diviser la bande passante audio (20Hz - 20KHz) en 32 sous- bandes. Le modèle psycho-acoustique permet ensuite d'éliminer les signaux de sous-bandes non perçus par l'auditeur et de quantifier chacune des sous- bandes de manière à ce que le bruit de quantification reste inférieur au seuil d'audibilité.

3.2.7 Différents équipements audio

Les câbles audio

Le câble audio blindé

Ce câble possède un ou plusieurs conducteurs. Il est caractérisé par une tresse de blindage qui entoure les conducteurs (voir fig 11 : câble blindé).

Le câble audio sans blindage

Il s'agit d'un câble simple à deux ou plusieurs conducteurs servant à raccorder des enceintes aux amplis ou des alimentations électriques.

Le câble coaxial

Le câble coaxial est composé d'un câble à deux conducteurs et utilisé pour la transmission de signaux numériques ou analogiques à haute ou basse fréquence.(Antenne TV, câble internet,émetteur...)(fig :câble coaxial)

Les connecteurs

Fiches CINCH ou RCA

Il s'agit de petits connecteurs coaxiaux bipolaires avec un contact central "actif" et une partie circulaire externe connectée au blindage du câble. Ces fiches offrent une connexion plus fiable que le mini-jack stéréo et sont très utilisées pour les transferts de données analogiques ou numériques (format SPDIF). (Figure 14 : Cordon RCA stéréo- stéréo et fiches RCA mâles ; Cordon RCA de très bonne qualité).

Fiches jacks stéréo 3.5 mm et 6.35 mm

Les jacks existent dans deux diamètres normalisés : 3,5 mm (mono et stéréo - fig.4) et 6,35 mm (mono et stéréo - fig.5). Les jacks sont principalement utilisés pour réaliser les connexions suivantes :

Prises casques avec des jacks stéréo de 3,5 mm sur les appareils portatifs (baladeurs MD, CD, K7),

Prises casques avec des jacks stéréo de 6,35 mm sur les appareils fixes (amplis hi-fi, téléviseurs),

Prises micros sur certains amplificateurs et cartes son,

Entrées et sorties lignes de table de mixage et autre appareils audio.

Les brochages de ces connecteurs sont relativement simples car ils ne font intervenir que 2 fils (mono) ou 3 fils (stéréo).

Les connexions jacks 3.5 mm sont relativement fragiles et peu fiables. Cette fiche se débranche un peu trop facilement. On risque alors un faux contact ou le court- circuit.

Fiches XLR

La fiche XLR est caractérisée par une conception symétrique : 1 point chaud + 1 point froid + 1 blindage (masse). Ces connecteurs sont universellement utilisés en audio professionnelle du fait de la sécurité qu'ils présentent : pas de risque de ronflette par bouclage de masse, blocage sûr de la prise, pas de risque de courtcircuit (donc protection des amplis). Les fiches XLR sont aussi utilisées pour le transfert de données numériques audio (format AES/EBU).fig 15 : fiche XLR.

Fiches DIN

Les connecteurs DIN se présentent avec un embout cylindrique à l'intérieur duquel on trouve 2 à 8 broches. Très répandus il y a une vingtaine d'années, on ne les rencontre pratiquement plus sur les équipements audio récents, mais il reste encore de nombreux matériels en circulation qui en sont équipés. On les utilise essentiellement aujourd'hui pour les connexions MIDI. Les prises DIN les plus communes sont celles à deux contacts pour haut-parleurs et celles à trois ou à cinq contacts pour les liaisons audio à faible niveau. Les prises 5 pôles à 180° étaient les plus répandues en audio. (Fig 16 : fiche DIN)

3.3 Section3 : La transmission par faisceau Hertzien

Un faisceau Hertzien est un système de transmission de signaux aujourd'hui principalement numérique- mono- directionnelle ou bi-latérale et généralement permanente, entre deux sites géographiques fixes. Il exploite le support d'ondes radioélectriques, par des fréquences porteuses allant de 1 GHz à 40 GHz (gamme des micro- ondes, focalisées et concentrées grâce à des antennes directives.

Ces émissions sont notamment sensibles aux masquages (relief, végétation, bâtiments...), aux précipitations, aux conditions de réfractivité de l'atmosphère, aux perturbations électromagnétiques et présentent une sensibilité assez forte, aux phénomènes de réflexion (pour les signaux analogiques mais la modulation numérique peut au moins en partie, compenser le taux d'erreur de transmission dû à ces nuisances).

3.3.1 Schéma synoptique

Voir (figure 17 ; 18)

3.3.2 Signal transmis

Pour chaque liaison hertzienne bi-latérale, deux fréquences distinctes sont exploitées ; elles correspondent à chacun des sens de transmission. Les limites de distance géographique et de "visibilité", le trajet Hertzien entre l'émetteur principal et le récepteur final est souvent démultiplié en plusieurs tronçons, communément appelés "bonds", chacun reliés par des stations relais.

La ressource hertzienne est saturée en raison des multiples applications exploitées (radiotéléphonie, télédiffusion, transmissions militaires ou de sécurité, etc...). Les bandes de fréquences représentent donc une ressource rare et leur exploitation est réglementée par certains organismes officiels nationaux et internationaux.

transmissions ou pouvant nuire à d'autres transmissions. La définition d'un plan de fréquences est censée minimiser les perturbations tout en optimisant l'efficience de la ressource spectrale exploitée.

Le signal source (vidéo, audio, données, texte, etc...) à retransmettre est transposé en fréquence par modulation. L'opération de modulation transforme le signal d'origine en bande de base, par un signal modulé dit "à bande étroite", dans une bande passante définie et conforme aux normes exploitées.

En France, les modulations analogiques (AM et FM) sont désormais remplacées par des normes numériques :

A 4 ou 16 états (QPSK, 4QAM, 16QAM...) pour les signaux de type PDH A 64 ou 128 états (64 QAM, 128 QAM...) pour les signaux de type SDH

Le doublement du nombre d'états réduit pour un débit donné la bande passante nécessaire d'un facteur 2 (Inversement pour une bande passante donnée, il permet de doubler le débit). En contrepartie, la moins bonne tolérance au bruit des signaux modulés suppose une réduction de la portée effective des liaisons.

3.3.3 Principe de l'émission et de réception par faisceau Hertzien

Structure de l'émission/réception pour les faisceaux Hertziens

L'organisation représentée par le schéma ci- dessous est essentiellement celles des FH terrestre, qui sont bidirectionnels, mais on la retrouve sous des formes proches dans les liaisons par satellite ou avec les mobiles.

Afin de se propager correctement, les signaux doivent être modulés sur leur fréquence porteuse. On retrouve donc, à l'entrée de la liaison, un modulateur auquel correspond un démodulateur à la sortie de la liaison. Dans la majorité des cas, cette modulation se fait en fréquence intermédiaire notée FI, ce qui simplifie la technologie des modulateurs/démodulateurs, et leur permet de travail indépendamment de la fréquence porteuse.

Les modulations utilisées sont les modulations de fréquences (liaison analogiques) ou en phase (liaison numériques) dans la plupart des applications.

Ces modulations ne sont pas sensibles aux fluctuations de la puissance transmise, mais le sont aux fluctuations de temps de propagation. En numérique, un transcodage est en général effectué en bande de base. La récupération de l'horloge et la régénération du signal sont associées à la démodulation.

On trouve ensuite l'émetteur qui transpose le signal en hyperfréquence et l'amplifie. Il lui correspond un récepteur qui amplifie et égalise le signal reçu, le transpose en fréquence intermédiaire. Emetteur et le récepteurs sont reliés aux antennes par des guides d'ondes,et des câble RF.

Dans les stations relais, le signal peut être amplifié en fréquence intermédiaire sans retour en bande de base. Une transposition de fréquence permet alors de passer de la fréquence reçue à la fréquence FI puis une autre de la FI à la fréquence réémise. Un satellite est organisé de la méme façon qu'un relais intermédiaire.

Les types d'équipements utilisés

L'antenne a un rôle très important dans les liaisons hertziennes : elle assure l'interface entre le circuit électrique et le milieu de propagation.

Une antenne est un dispositif réciproque : En émission, elle reçoit un courant et une tension, elle génère un champ électrique et un champ magnétique puis en réception, elle reçoit un champ électrique et un champ magnétique, elle génère une tension et un courant.

Antenne YagiL'antenne Yagi ou antenne Yagi-Uda (du nom de ses inventeurs, Hidetsugu Yagi et Shintaro

Uda) est une antenne se caractérisant par une forme qui se rapproche de celle d'un râteau : c'est l'antenne la plus utilisée par les particuliers pour recevoir la télévision (terrestre). Cette antenne a été brevetée en 1926.

Le principe est le suivant : on associe sur un même axe un doublet et des brins non alimentés appelés (a tort) éléments parasites. Ces éléments vont capter le signal émis par l'antenne alimentée et vont le re-émettre.

L'antenne alimentée est appelée «radiateur », les éléments parasites situés à l'arrière sont appelés « réflecteurs », ceux situés devant sont appelés « directeurs ».

Le champ émis par l'antenne est la somme de tous les champs émis par tous les éléments. En jouant sur les positions et les longueurs des éléments, on modifie les phases et amplitudes de chacun des champs électriques re-émis de sorte que le champ soit maximal vers l'avant et minimum vers l'arrière. On obtient ainsi une antenne directive.

Le gain d'une antenne Yagi augmente avec le nombre d'éléments : autour de 6 dB pour une Yagi à 2 éléments, il peut atteindre jusqu'à 18 dB pour une antenne à plus de 20 éléments.

L'antenne Yagi est le plus souvent utilisée entre 100MHz et 1GHz. (Figure 20 :)

Antenne parabolique

Une antenne parabolique, communément appelée parabole par le grand public, est une antenne disposant d'un réflecteur en forme de parabole.

Les propriétés géométriques de la parabole permettent de concentrer tous les rayons reçus en un point unique appelé foyer.

C'est en ce point que l'on placera une petite antenne (la source) qui est alimentée en émission, et qui capte le signal en réception.

Analogie : Ici encore, on pensera à la lampe torche ou au phare de voiture : le miroir derrière l'ampoule a la forme d'une parabole.fig 21

Souvent, sur les antennes paraboliques, en particuliers sur celles destinées à la réception satellite, la source est décentrée, le réflecteur est alors une portion de parabole : on parle de « parabole offset ». La source ne masque pas les ondes reçues, contrairement à la « vraie parabole », ce qui permet d'obtenir un meilleur gain. Autre avantage, les paraboles offsets

sont installées quasi verticalement alors qu'elles pointent un satellite placé très haut dans le ciel, elles permettent donc un gain de place.

Les antennes paraboliques peuvent aussi servir d'émetteur Les autres types d'antennes paraboliques

Un VSAT (Very Small Aperture Terminal) est un 2-station satellite au sol qui offre ainsi une communication bidirectionnelle par satellite à Internet pour les consommateurs et les réseaux privés. Il est couramment utilisé pour transmettre des données à bas débit (carte de crédit, de sondages, ou à la radio- frequency identification) ou de données à haut débit (accès Internet par satellite à des endroits éloignés, VoIP ou vidéo).

Satellite opérateurs permet de configurer des réseaux VSAT dans la topologie. Dans une topologie en étoile, le réseau VSAT utilise un site de liaison montante au coeur de transmettre des données à partir de chaque terminal VSAT par satellite. Une topologie de maillage, d'autre part, diminue le besoin pour un site de liaison montante central, car les terminaux VSAT sont autorisés à relayer des données via satellite en agissant comme un pôle à un autre terminal.

Ad hoc plats par satellite sont principalement utilisés comme des antennes à réflecteurs bénéficiaire de fréquences radio. Il est plus facile de capter des signaux sur les antennes satellite ad hoc lorsqu'il est utilisé avec une DTH (Direct To Home) par satellite.

Plats SRD sont utilisés dans une seule résidence. SMATV ou satellite à antenne Plats, d'autre part, sont partagés entre de nombreuses maisons. Il est aussi appelé l'antenne communale de distribution de radiodiffusion (CABD).

ATS (Automatic suivi par satellite) plats sont utilisés dans les véhicules en mouvement. Ils utilisent des gyroscopes pour détecter les changements de position et Global Positioning System (GPS) des capteurs. Suivi automatique des plats utilisent des données d'identification par satellite et un système intégré Digital Video Broadcasting (DVB) pour identifier le décodeur satellite, il pointe.

utilisés pour recevoir des signaux de télévision satellite à partir de satellites de service fixe aux micro-ondes en bande C. Le système s'appuie sur des flux transmis en clair en utilisant des standards ouverts.

La tête HF

Le traitement hautes fréquences est réalisé au niveau du bloc d'accord communément appelé TUNER auquel est associé le circuit des synchronisations. En absence d'un coupleur d'antenne (optionnel) qui réalise la séparation des signaux VHF et UHF, le tuner, présente en entrée un filtre passe bas pour acheminer les signaux VHF et un filtre passe-haut pour les signaux UHF. Parfois le tuner UHF peut être séparé du tuner VHF. Dans l'un ou l'autre des cas, le signal délivré est de moyenne fréquence alors appelé signal FI(Fréquence Intermédiaire c'est-à- dire située entre les hautes fréquences et les basses fréquences). La figure 22 présente la structure interne du tuner.

L'oscillateur local reçoit le signal d'accord (généralement une tension continue) qui fait varier sa fréquence fo. Associé aux différentes fréquences reçues par l'antenne, le signal de fréquence fo, au niveau du mélangeur subit une opération pour donner à travers un filtre passe-bande le signal de fréquence F-fo appelé fréquence intermédiaire. F est l'une des de multiples fréquences d'émission correspondant à la fréquence de la porteuse image d'une station d'émission.le tableau n°2 donne quelques chiffres de ces fréquences d'émission.

Les sélecteurs modernes groupent dans le même boîtier le circuit VHF et les circuits UHF ; certains incluent la FI vision. Les composants actifs sont des transistors MOS- FET tétrodes avec protection interne des grilles contre les surtensions, des transistors bipolaires montés en base commune, des diodes à capacité variable pour l'accord des circuits,une ou plusieurs diodes shottky mélangeuses UHF et des diodes de signal en particulier pour la commutation des bobinages.

Des lignes accordées sur le quart de la longueur d'onde placées dans des blindages appropriés, les bobinage sont aujourd'hui miniaturisés en VHF et constitués par des lignes imprimées ou par des bobines de 1 à 1 et demi spire en UHF.

Emetteur

Le signal en fréquence intermédiaire est amplifié, filtré et écrêté lorsqu'on utilise une modulation angulaire pure, pour attaquer l'émetteur à niveau constant. La transposition de fréquences est réalisée par un mélangeur, dispositif non linéaire à diodes schottky, qui à partir du signal en fréquence intermédiaire et de l'oscillateur locale, fait apparaître par inter- modulation les fréquences somme et différence. L'une de ces deux fréquences, sélectionnée par filtrage, correspond à la fréquence d'émission FE. L'oscillateur local doit fonctionner à une fréquence hétérodyne d'émission FHE telle que :

FE= FHE + FT ou FE = FHE - FT

Les différents canaux utilisent tous la même FT (70 ou 140 Mhz), la valeur de la FHE permettant la transposition sur la porteuse spécifie chaque canal compte tenu de la haute stabilité en fréquence recherchée, les oscillateurs sont asservis par une boucle de verrouillage de phase sur une fréquence de référence de faible puissance, obtenue par synthèse à partir d'un oscillateur à quartz. Après le mélangeur, on trouve un filtre à cavité résonnante, qui ne doit introduire aucune distorsion de phase dans la bande passante, on amplifie ensuite le signal, sauf dans les systèmes de faible puissance où la puissance est fournie par l'oscillateur local. L'amplificateur d'émission utilise en général des composants à l'état solide, sauf pour de très fortes puissances où on utilise toujours les tubes à ondes progressives. C'est le cas des liaisons par satellite.

Récepteurs

Après un filtrage séparant les différents canaux, on amplifie le signal reçu par un pré amplificateur hyperfréquence à transistor à effet de champ GaAS dont le facteur de bruit doit être le plus faible possible : 3 à 6 dB pour les FH terrestres.

Cette technique, permise par les progrès des composants, est assez récente. Dans les anciens systèmes, on attaque directement le mélangeur qui transpose et amplifie le siganl.

Le mélangeur réception, analogue à celui de l'émission, combine la fréquence FR et la fréquence hétérodyne de réception FHR, fournie par l'oscillateur local de réception, pour obtenir :

FT= FR - FHR ou FT= FHR- FR

La fréquence de l'oscillateur local permet de s'accorder sur le canal reçu. Elle est asservie par une boucle de verrouillage de phase comparant la FI obtenue à celle d'un oscillateur de référence (contrôle automatique de fréquence CAF).

Après le mélangeur, on trouve le pré amplificateur en fréquence intermédiaire PAFI qui joue le rôle de filtre, en coupant l'autre bande latérale du mélange, puis un amplificateur à contrôle automatique de gain CAG dont la dont la dynamique est très élevée (plusieurs dizaines de dB). En effet, contrairement aux transmissions sur câble, la puissance reçue peut subir des variations fortes à cause des conditions de propagation et, éventuellement des désorientations des antennes. Cela est encore plus vrai dans le cas des liaisons avec les mobiles.

Enfin, un correcteur élimine les distorsions de temps de propagation de groupe, auxquelles les modulations sont sensibles. Dans les systèmes utilisant une diversité d'espace, le récepteur est doublé, et un combineur combine les deux signaux de façon à maximiser le rapport signal sur bruit.

3.3.4 Facteurs pouvant affecter la propagation

Pour élaborer avec précision l'ingénierie de liaisons hertziennes en vue directe, il convient de suivre la recommandation UIT- RP.530-8, laquelle définit les paramètres de propagation les plus significatifs.

Lorsqu'elle se propage, l'onde hertzienne subit principalement trois types d'atténuations :

Celle correspondant à son rayonnement en espace libre, laquelle est inévitable et toujours fixe (de l'ordre de 140 dB en général) et parfois aggravée par la présence d'obstacles.

Celle provenant des variations aléatoires des conditions climatologiques : guidage et précipitations (déperditions pouvant atteindre une trentaine de dB).

Celles engendrées par certains phénomènes d'interférence, conséquences de la réflexion principale ou de multi-trajets, de perturbations électromagnétiques, brouillages, fadding... (Déperditions pouvant atteindre une trentaine de dB).

Propagation en espace libre et dégagement

La station émettrice rayonne. Les ondes électromagnétiques véhiculent une énergie par unité de surface qui décroît comme le carré de la distance.

De plus, sur l'ensemble du trajet parcouru par l'onde, il est impératif de veiller au dégagement de la liaison. Relief, végétation, bâtiment interceptant le faisceau entraîne des pertes dont il faut tenir compte.

L'essentiel de l'énergie est concentrée dans la zone que l'on appelle << premier ellipsoïde de Fresnel ». L'étendue de cette zone (quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres) varie proportionnellement avec la longueur d'onde et la longueur de la liaison. On veille donc au dégagement de ce volume.

Réfraction atmosphérique

Ce volume toutefois n'est pas fixe. Comme on le remarque sur le schéma suivant, il faut tenir compte pour la définition de cette zone des conditions de l'atmosphère le long du trajet de l'onde. En effet, les rayons ne se propagent pas en ligne droite, mais suivent préférentiellement les zones de fort indice électromagnétique, soit les couches de l'atmosphère les plus denses. C'est la réfraction atmosphérique.

En fonction des paramètres climatiques, la disposition de ces couches change. Les rayons Hertziens sont donc plus ou moins courbés vers la terre (super réfraction), ou au contraire, << pointent » vers le ciel (infra réfraction). Dans ce dernier cas, le dégagement de la liaison est rendu plus difficile.

Il est donc nécessaire de mener des études statistiques pour quantifier la durée au cours de laquelle ces phénomènes pourront nuire à la qualité de la liaison, et avec quelle intensité.

On remarque que pour l'ensemble des calculs, cela revient à donner une courbure moyenne au rayon. Une représentation commode, utilisée dans la figure 25, est de faire comme si les rayons voyageaient toujours en ligne droite, et de courber en conséquence le profil des liaisons. Cela facilite notamment la description de la géométrie des rayons réfléchis.

On introduit donc un << rayon terrestre apparent >>, tenant compte de la déformation virtuelle de la terre vis-à-vis des ondes propagées. Il est déduit du rayon réel par un paramètre, appelé <<facteur K>>, traduisant le gradient vertical de coïndice de réfraction. Sa valeur médiane en Europe est d'environ 4/3.

Phénomènes de guidage

Certaines caractéristiques du milieu propagateur sont donc << aléatoires >>. Pour celles-ci, on a recours à des statistiques climatologiques (par ex. la concentration moyenne en vapeur d'eau). Il convient de considérer principalement deux phénomènes :

Pendant un certain temps, les conditions atmosphériques peuvent entraîner un guidage du faisceau, généralement en super réfraction. Le résultat est alors similaire à un dépointage d'antenne. La probabilité d'occurrence, sur le mois quelconque, de ces <<évanouissements non sélectifs>> est donnée par un paramètre statistique appelé facteur PL (de 2% à 30% en France).

Ce phénomène de guidage est dimensionnant dans l'ingénierie des liaisons dont la bande fréquence est inférieure à 15GHz. Il réduira la longueur possible du bond pour des exigences de disponibilité données.

Atténuations dues aux hydrométéores

Pour les FH de fréquence supérieure à 8 GHz, les précipitations entraînent des pertes également considérables, d'autant plus que le taux de précipitation (en mm/h) et la fréquence sont élevés. De plus, la phase de ces précipitations influence également l'atténuation du signal. Ainsi la neige, qui a une très petite constante diélectrique, a beaucoup moins d'influence que des gouttes de pluie de même masse. La neige fondante, d'autre part, allie le large diamètre des flocons et le coefficient de la pluie pour créer un obstacle plus important que les deux séparément que l'on nomme la bande brillante. Ainsi le passage d'une onde de 3 cm dans cette bande rencontre de trois à cinq fois plus d'atténuation que dans la pluie sous la bande.

L'intensité de pluie varie de 22 à 60 mm/h 0,01% de l'année moyenne. Ce phénomène de précipitation est donc dimensionnant dans l'ingénierie des liaisons dont la bande fréquence est supérieure à 8 GHz. Il réduira la longueur possible du bond pour des exigences de disponibilité données. L'onde est également partiellement dispersée sur la polarisation croisée (phénomène de transpolarisation). Atténuation et transpolarisation sont plus marquées pour un signal en polarisation H (horizontale).

Dégagement / diffraction

L'ellipsoïde de Fresnel est parfois partiellement obstrué par un obstacle. On distingue habituellement trois types d'obstacle :

Lame, pour des obstacles << minces >>,

Rugueux, pour une paire d'obstacles de type << lame >>

Sphérique, pour des obstacles obstruant le faisceau sur une distance importante.

Pour chacun, des méthodes de calcul permettent de prévoir l'atténuation supplémentaire à prendre en compte dans les bilans.

Dans le cas où l'obstacle obstrue sur une portion trop importante le rayon, la liaison peut toujours être établie, mais cette fois-ci par diffraction (méthode de calcul spécifique).

3.4 Section4 : La transmission par satellite

3.4.1 Généralité

Le satellite est un autre mode de réception de la télévision après la réception hertzienne terrestre.

La télévision par satellite utilise des satellites spécifiques placés en orbite dite «géostationnaire » (c'est-à-dire une orbite située à 35 786 km d'altitude au- dessus de l'équateur). Chaque satellite de télévision présente des caractéristiques très différentes, notamment en termes de capacités (c'est- à- dire de ressource disponible pour diffuser des chaînes de télévision).

Les capacités de communication d'un satellite sont fixées par le nombre de transpondeurs et leur largeur de bande, c'est-à-dire la gamme de fréquence qu'ils peuvent traiter. Techniquement, certains peuvent offrir jusqu'à une cinquantaine de transpondeurs de 36MHz et présentant chacun une capacité de 38 à 50 Mbps selon les technologies de compression et de diffusion (soit l'équivalent d'environ 10 à 20 chaînes en qualité standard par transpondeur)

3.4.2 Principe de l'émission par satellite

3.4.3 Schéma synoptique

Voir figure 26

Équipements utilisés : principe de fonctionnement et mise en oeuvre

L'émetteur (figure 23)

Le signal en fréquence intermédiaire est amplifié, filtré et écrêté lorsqu'on utilise une modulation angulaire pure, pour attaquer l'émetteur à niveau constant. La transposition de fréquences est réalisée par un mélangeur, dispositif non linéaire à diodes schottky, qui à partir du signal en fréquence intermédiaire et de l'oscillateur locale, fait apparaître par

inter-modulation les fréquences somme et différence. L'une de ces deux fréquences sélectionnées par filtrage, correspond à la fréquence d'émission FE. L'oscillateur local doit fonctionner à une fréquence hétérodyne d'émission FHE telle que :

FE= FHE + FI ou FE = FHE - FI

Les différents canaux utilisent tous la même FI (70 ou 140 Mhz), la valeur de la FHE permettant la transposition sur la porteuse spécifie, chaque canal compte tenu de la haute stabilité en fréquence recherchée, les oscillateurs sont asservis par une boucle de verrouillage de phase sur une fréquence de référence de faible puissance, obtenue par synthèse à partir d'un oscillateur à quartz. Après le mélangeur, on trouve un filtre à cavité résonnante, qui ne doit introduire aucune distorsion de phase dans la bande passante, on amplifie ensuite le signal, sauf dans les systèmes de faible puissance où la puissance est fournie par l'oscillateur local. L'amplificateur d'émission utilise en général des composants à l'état solide, sauf pour de très fortes puissances où on utilise toujours les tubes à ondes progressives. C'est le cas des liaisons par satellite.

Transposeur RF/FI/RF

Le Transposeur (figure 27) est caractérisé par :

Fréquences d'entrée et de sortie programmables Grande dynamique d'entrée

Haut niveau de sortie

Système breveté

Modulateur

Le démodulateur est aussi connu sous le nom de terminal. Il est équipé d'un tuner VHF et UHF devant être connecté à une antenne extérieure de type râteau ou intérieure éventuellement amplifiée.

Ce type d'équipement de réception numérique terrestre tend aussi à s'apparenter à un
démultiplexeur, dans la mesure où il intègre à la fois une fonction de démodulation et une
fonction de décodage numérique. Par rapport au récepteur satellite, le récepteur est équipé

d'un démodulateur ou tuner VHF- III/UHF. La partie logicielle est quasi- identique exception faite du traitement des signaux démodulés.

Câble blindé

Le câble coaxial reliant les différents éléments véhicule des signaux de hautes fréquences. Il doit donc avoir des spécifications lui permettant de faire circuler des signaux de fréquences allant jusqu'à 2,15 GHz.

Le double blindage et le recouvrement total sont impératifs (feuillard + tresse).

La caractéristique principale d'un câble coaxial est l'affaiblissement du signal sur une longueur de 100m, exprimée en dB/100m. Cette valeur dépend de la fréquence du signal : une valeur correcte se situe à 32dB/100m à F=2,15GHz.

Connecteur de type F

Ce connecteur, semblable au connecteur utilisé pour le réseau Hertzien, offre une plus grande immunité aux parasites et une plus grande solidité mécanique : il est vissé.

3.4.4 Principe de réception par satellite

Schéma synoptique

Schéma synoptique voir figure 28

Equipements utilisés

Dans sa configuration la plus simple, une station satellite comprend :

La parabole

La parabole est constituée de deux éléments : le réflecteur parabolique et la tête de réception plus communément appelée LNB pour Low Noise Blockconverter.

Tête ou LNB (Low Noize Block)

Dont l'élément principal est le Convertisseur, monté ici directement pour :

Amplifier immédiatement les signaux grâce à un amplificateur à bas bruit afin que les bruits créés en aval demeurent petits comparativement aux signaux,

Limiter les pertes en ligne par abaissement de la fréquence porteuse dans la bande intermédiaire 950-1 750 Mhz (950- 2 000 Mhz en triple-bande) dite Bande Intermédiaire Satellite (BIS : Bande Intermédiaire Satellite)

Il existe différents types de LNB :

Le LNB universel, qui capte toute la bande Ku (10,7-12,75 GHz) et qui ne peut alimenter qu'un seul terminal à la fois,

Le LNB Twin, qui permet d'utiliser 2 terminaux de manière indépendante,

Le LNB mono bloc (double tête ou DuoSat) qui permet quand à lui de pointer 2 satellites avec la même parabole (à condition qu'ils ne soient pas trop distants l'un de l'autre),

Le LNB quattro qui est destiné aux mini- réseaux collectifs et qui permet de séparer les 4 bandes de fréquences(basse verticale,basse horizontale et haute horizontale),autrement dit,il offre en permanence les 4 polarités sur sorties distinctes

Le réflecteur

Le réflecteur parabolique est chargé de concentrer les ondes reçues ou émises (radar, télévision, ISM et WiFi, radio- amateurisme, faisceaux hertziens, ou ondes émises par les astres en radioastronomie) vers l'antenne- source, qui se situe au foyer de la parabole. Les antennes paraboliques de petit diamètre sont fabriquées en tôle emboutie (acier ou aluminium). Pour les antennes de grand diamètre, les réflecteurs sont parfois réalisés en grillage, ce qui a pour effet de diminuer la prise au vent. Le réflecteur ne doit pas comporter des creux ou des bosses d'une amplitude supérieure à 5% de la longueur d'onde, qui pour mémoire, est de 2.5 cm en TV sat et 12.5 cm en 2,4 GHz.

Récepteur

Le récepteur qui a pour fonction de reconstituer le message émis par la source à partir du signal reçu, comprend des circuits d'amplification, de changement de fréquence, de démodulation (pour les transmissions sur onde porteuse), de filtrage puis d'échantillonnage et de prise de décision(figure 29). Le changement de fréquence et le démodulateur permettent de ramener le signal modulé en bande de base. Le signal en bande de base est ensuite filtré puis échantillonné à des instants caractéristiques. Finalement un circuit de décision identifie la valeur des éléments binaires transmis à partir des échantillons reçus.

Le choix effectué par le circuit de décision est binaire, décision 0 ou décision 1, ce qui correspond à une opération dite de « détection ».

Le démodulateur

Le démodulateur extrait les informations audio/vidéo transposées dans la bande (0,95 GHz - 2,15 GHz) par la tête de réception et les convertit en signaux vidéo et son exploitables par un téléviseur PAL/SECAM via une prise de type péritel ou quatre fiches RCA.

De plus, il alimente la tête de réception et le «positionneur Motorysat« et génère les différents signaux de commande de ces derniers à travers le même câble coaxial que celui utilisé pour la vidéo et le son.

Principe de fonctionnement

Principes généraux

Un ensemble de réception satellite n'est autre qu'un récepteur super hétérodyne, à double changement de fréquence. Toutefois, le fait que la fréquence des signaux reçus se situe dans la bande des 10 GHz et au dessus lui confère certaines particularités. Le synoptique de la figure 1 présente le principe d'une chaîne de réception satellite.

Les ondes radio en provenance du satellite sont concentrées par la parabole avant d'être reçues par une "antenne", même si ce n'est pas le nom qu'on lui donne habituellement en hyperfréquence. Cette antenne, contenue dans le LNB (Low Noise Block) ou LNC (Low Noise Converter), et suivie d'un premier étage changeur de fréquence est le petit module situé au bout de la parabole. Il reçoit une fréquence fixe provenant d'un oscillateur local et délivre

donc, en sortie, un signal à fréquence intermédiaire, beaucoup plus faible que celle du signal reçu du satellite.

Ainsi, alors que les fréquences en provenance du satellite sont dans la gamme de 10 GHz (10,9 à 12,75 GHz pour être précis), celles sortant du LNB ou LNC sont dans la bande 920 Mhz à 2,150 GHz, que l'on appelle la BIS ou Bande Intermédiaire Satellite.

Ce premier changement de fréquence permet de véhiculer facilement les signaux du LNB, situé à l'extérieur de l'habitation, au récepteur situé à l'intérieur et distant bien souvent de plusieurs dizaines de mètres, grâce à un câble coaxial, de bonne qualité, vu les fréquences mises en jeu. Dans le cas contraire, c'est à dire sans le changement de fréquence, il faudra véhiculer du 10 GHz ou plus jusqu'au récepteur, ce qui ne pourrait avoir lieu qu'avec des guides d'ondes et avec des pertes considérables.

Dans le récepteur, ces signaux arrivent sur un nouvel étage changeur de fréquence qui reçoit, lui un signal provenant d'un oscillateur local à fréquence variable cette fois. En effet, c'est en faisant varier cette fréquence que l'on va pouvoir sélectionner la chaîne à recevoir.

Le résultat de ce second changement de fréquence passe par un amplificateur à fréquence intermédiaire travaillant dans la bande des 70 Mhz environ, avant d'être démodulé pour fournir les signaux vidéo et son en bande de base.

Deux fréquences locales (antenne bi-bande)

Les fréquences d'émission de satellites s'étageant de 10,9 GHz à 12,75 GHz, on conçoit bien que l'explication précédente doit être incomplète.

En effet, l'écart entre ces deux fréquences correspond à une bande de fréquence de 1,8 GHz, qui ne peut donc pas rentrer dans les 1,23 GHz (2,15 GHz - 920 Mhz) que peut recevoir le récepteur satellite. En fait, le LNB qu'on utilise peut être un modèle mono-bande, bi-bande ou tri-bande. Dans le premier cas, il ne contient qu'un oscillateur local et ne permet de recevoir qu'une des bandes satellite :

La bande basse jusqu'à 11,90 GHz, avec un oscillateur local OL1 de fréquence 9,750 GHz.

Une tête ou LNB bi-bande, contient deux oscillateurs locaux commutables, choisis parmi les trois précédents, et une tête tri bande, quand à elle, les trois oscillateurs. La figure 30 montre ainsi, à titre d'exemple, le synoptique simplifié d'une tête tri bande.

On tronçonne la grande gamme 10,950 GHz - 12,75 GHz en trois sous-gammes.

Les commutations d'oscillateurs sont effectuées automatiquement par les récepteurs, de manière transparente pour utilisateur, d'autant plus que la gestion par microcontrôleur de ces appareils leur permet d'indiquer toujours la fréquence exacte reçue.

Polarisation de la transmission

En utilisant les propriétés des ondes électromagnétiques et plus exactement la polarisation, il est possible de doubler la capacité de transport de la bande de fréquence utilisée. Pour ce faire, on transmet en parallèle une porteuse en polarisation verticale (la direction de polarisation dépend de l'orientation du champ électrique) et une autre porteuse en polarisation horizontale. Une porteuse dans une polarisation donnée se trouve entre 2 porteuses de la polarisation inverse.

Pour être capable de différencier la polarisation de fonctionnement, on utilise 2 tensions continues qui servent aussi d'alimentation de la tête : (figure 31)

· 13V pour la polarisation verticale

· 18V pour la polarisation horizontale.

La bande C, a une gamme de fréquences comprises entre 3,7 et 4,2 GHz. La puissance d'émission, qui lui est généralement associée, est relativement faible, en comparaison avec la bande KU par exemple. Elle nécessite donc des paraboles de grande taille pour sa réception et est particulièrement développée en Afrique.

Cas d'une transmission analogique

Un signal TV véhicule une image, mais aussi du son, et même "plusieurs sons" en réception satellite, soit parce que l'émission est stéréophonique, soit encore parce qu'elle est réalisée en plusieurs langues simultanément.

Ces signaux sonores sont transportés, en même temps que le signal vidéo, grâce à une ou des sous- porteuses.

La figure 32 montre ainsi un exemple type de signal complet avec le signal vidéo qui s'étend de 0 à 5 Mhz, la sous-porteuse mono à 6,5 Mhz et six sous-porteuses stéréo.

Les fréquences visibles sur cette figure sont indicatives et varient d'un satellite à l'autre et même d'un canal à l'autre. Ce qui complique un peu le récepteur, qui doit disposer, au niveau de son démodulateur, d'un étage spécifique de démodulation du son apte à supporter toutes les fréquences de sous- porteuses habituellement rencontrées en réception satellite.

Le signal en bande de base est appliqué, d'une part à un filtre passe-bas qui extrait la seule information vidéo.

Par ailleurs, il arrive sur un mélangeur qui reçoit d'autre part un signal provenant d'un oscillateur local dont la fréquence est commutable en fonction de la sous-porteuse désirée. C'est cette commutation qui permet de choisir le son qu'on désire écouter lorsqu'on programme le récepteur sur les différents canaux à recevoir. Une nouvelle amplification de la fréquence intermédiaire et une démodulation appropriée permettent alors de disposer du son... ou presque.

L'étage final de notre récepteur peut donc être schématisé comme indiqué sur la figure 33.

Cas d'une transmission numérique

La transmission d'émissions numériques utilise les mêmes gammes de fréquences que pour l'analogique. La modulation utilisée est une QPSK. Une porteuse va permettre de véhiculer un flux numérique important pouvant atteindre 45 Mbaud. Ce signal s'appelle alors un transpondeur numérique, il est capable de contenir plusieurs chaînes de télévisions et de stations de radio et éventuellement des services internet. La transmission utilise un système avec des codes correcteurs d'erreurs qui permettent d'assurer une transmission effective avec

un taux d'erreur inférieur à 10-11 Pour cela on utilise un codeur de Viterbi qui rajoute des informations. Ce rajout d'information est caractérisé par le coefficient de Viterbi P/N où P est le nombre de bits utiles et N le nombre de bits transmis. De plus avant ce traitement, on adjoint à la trame de base contenant 188 octets, 16 octets de parité qui permettent de corriger les octets erronés de la transmission.

Afin de réduire la bande passante du transpondeur, on utilise un filtre de Nyquist avec un Roll-Off de â=0,35 la bande occupée est alors donnée par la relation B= R (1+â) en bande transposée si on ne travaille pas en BLU avec R représentant la rapidité de modulation.

Fréquence utilisée par les satellites

Les ondes radioélectriques, ou ondes hertziennes, font partie, comme la lumière visible, des ondes électromagnétiques qui se propagent dans le vide à la vitesse de 300 000 km/s (dans l'atmosphère, la différence est négligeable). On les caractérise par leur fréquence F, qui est celle par exemple du signal délivré par une antenne recevant ces ondes. Un signal audio ou vidéo peut être transmis en modulant l'amplitude ou la fréquence de l'onde porteuse propre à chaque canal.

En télévision par satellite, on utilise principalement des fréquences porteuses comprises entre 3 et 30 GHz, qui sont dites « hyperfréquence » ou SHF (Super High Frequencies).

En Europe, les programmes de télévision par satellite sont en quasi totalité émis dans la bande de fréquence dite Ku, qui va de 10,959 à 12,750 GHz. Elle est divisée en trois : (fig 34 : Les bandes de fréquences les plus utilisées en télévision par satellite)

- la bande dite B1 ou « 11 GHz » ou E.C.S. (European Communication Satellites) comprise entre 10,950 et 11,700 GHz utilisée de façon générale en Europe sur les ASTRA, les EUTELSAT, les INTELSAT...;

- la bande B2 ou D.B.S., entre 11,700 et 12,500 GHz, attribuée à l'origine aux satellites de D.B.S. de forte puissance et qui est surtout utilisée par TDF 1 et 2, TV SAT2 et jusqu'en 1993 OLYMPUS, regroupés sur 19° W ;

Les équipements de réception peuvent être soit simple-bande, soit double-bande.

Il importe de savoir, avant de se doter d'une installation, quelles bandes on souhaite recevoir afin d'éviter des transformations ultérieures.

4 chapitre3 : Etude comparative de la qualité de réception d'un signal télévisuel par faisceau Hertzien et par satellite

4.1 Qualité de réception d'un signal télévisuel par Faisceau Hertzien

La qualité de réception en télévision terrestre dépend de nombreux facteurs : niveau reçu, échos, atténuations, interférences et type d'écran. Les critères de niveau reçu applicables à la télévision analogique hertzienne ne s'appliquent plus à la télévision numérique.

Dès leur sortie de l'émetteur ou du réémetteur, les signaux analogiques commencent à se dégrader, alors que les signaux numériques conservent leurs performances natives tant que le signal reste exploitable, c'est-à-dire tant que la correction d'erreurs faite par l'adaptateur est suffisante. Finalement, pour l'usager, la qualité d'image perçue en télévision est celle observée au bout de la chaîne, c'est-à-dire à l'entrée du tuner du téléviseur ou de l'adaptateur.

4.1.1 Influence de la propagation

La diffusion des signaux de télévision terrestres se fait principalement << à vue » (optique) c'est-à-dire que l'antenne au point de réception doit << voir » les antennes d'émission du pylône. La propagation des signaux TV est affectée, comme pour les autres applications hertziennes, par la diffraction, l'absorption et la réflexion, qui dégradent la réception, ou au contraire permettent des réceptions sans vue directe. La réception dite aveugle (sans vue directe de l'émetteur) est aussi possible si la marge est suffisante (champ d'un émetteur de télévision assez proche), par réflexion et diffraction sur les obstacles avoisinants. La réception en intérieur, à travers les murs dans les pièces d'habitation est aussi parfois possible si l'absorption est faible par la toiture et les murs.

Enfin les possibilités de réception dépendent aussi de l'importance du dégagement immédiat côté émetteur : plus l'horizon visuel est bas (hauteur apparente), plus les conditions d'émission sont favorables. Cette situation de hauteur cumulée vraie d'obstacle affecte particulièrement les possibilités de réception des émetteurs frontaliers érigés sur des massifs montagneux limitrophes. La réception (souvent erratique), en littoral, d'émetteurs étrangers lointains (« bien en dessous du niveau de la mer ») est connue, particulièrement en été, mais on parle là de renforts de propagation « tropo », qui présentent par ailleurs plus d'inconvénients que d'avantages pour les professionnels des télécommunications (brouillages, coupures de service, etc.).

4.1.2 Influence de la hauteur d'antenne

En général, en l'absence d'obstacle gênant, la limite de portée donnée par l'horizon est la
somme des distances à l'horizon des émetteur et récepteur, de hauteurs au-dessus du sol h1 et

h2, soit 112 + ) , toutes les longueurs étant exprimées en km. Ce type de liaison

est en LOS (line of sight), c'est-à-dire que l'émetteur « voit » le récepteur. Mais cette condition n'est prise en compte que pour les antennes ayant un lobe principal fort "effilé". Les antennes omnidirectionnelles ajoutent une autre notion : L'ellipse de Fresnel. L'ellipse de Fresnel décrit une zone géométrique où tout obstacle crée une perte de transmission.

Par exemple, en reprenant les données ci- dessus on voit donc que pour un parcours de 125 km, la hauteur de la flèche de l'horizon est de l'ordre de 315 m. Dans cet exemple chacune des antennes doit être de ~ 315 m pour être à vue. Par contre, pour toucher un récepteur au ras du sol (h2 = 0) l'émetteur doit être situé à une altitude quadruple, soit 1 260 m.

4.1.3 Evaluation du niveau réel reçu

Dans une distribution domestique (pavillon) sans électronique active, c'est à la sortie du dipôle qu'est jugée la qualité de réception initiale de l'image avec l'antenne retenue (adaptée à la ou aux fréquences, VHF, UHF bande IV ou V ou groupe de canaux ou encore mono canal) et réglée. Tout au long du parcours, dit descente d'antenne, le signal va plus ou moins s'affaiblir, voire se dégrader par échos, généralement, en fonction de la longueur du câble coaxial et de sa qualité, (1 à 4 dB/10 m) ainsi que des caractéristiques de l'installation (distribution par répartiteur à x directions, dérivateur, coupleur, découpleur, fiches, boîte d'arrivée, etc.) et cela en l'absence de toute forme d'amplification.

La fréquence joue un rôle primordial dans la perte du câble coaxial : plus la longueur d'onde est courte, plus l'atténuation sera marquée. En clair, l'atténuation dans le câble est plus faible sur le canal 2 (Bande I VHF) que sur le canal 69 (Bande V UHF).

Ainsi dans une installation standard habituelle, on peut perdre 1 voire parfois 2 points de qualité entre le haut et le bas de la descente continue d'antenne et donc avoir une image si, en tête du système, elle est déjà à la limite.

L'utilisation d'un amplificateur directement sur l'antenne permet de compenser les pertes d'installation, sans améliorer la qualité de réception initiale.

Cas du numérique

Contrairement à la télévision analogique dont la qualité se dégrade progressivement selon le niveau reçu, la télévision numérique présente un seuil brusque entre un fonctionnement correct sans améliorations notables si le niveau augmente, et une perte de fonctionnement totale. Entre ces deux situations, on notera diverses dégradations.

La notation universelle de la qualité d'image délivrée est donc délicate car il existe de nombreux compromis particuliers et subjectifs s'articulant autour de la relation débit/compression/résolution-définition. On peut cependant dire que plus la résolution n'est haute, plus le débit ne doit être important. On peut aussi très bien suivre certaines catégories d'images (météo, télé- achat, etc.), à faible résolution/définition avec un faible débit.

En revanche, un grand spectacle avec une allocation limitée risque de pénaliser la qualité visuelle de l'oeuvre. En résumé, haute résolution et bas débit sont incompatibles.

On estime que le seuil est atteint à partir d'un niveau (indicatif) de signal < 35 dBuV et ~ 30 dBuV (cas de l'adaptateur classique avec un tuner sensible) dans les meilleures conditions spectrales.

4.1.4 Calcul du bilan de liaison

Les caractéristiques des équipements d'extrémité à prendre en compte pour le calcul du bilan énergétique sont :

Puissance d'émission : C'est la puissance du signal que l'équipement Hertzien peut délivrer. Elle est couramment comprise entre 20 et 30dBm.

Seuils de réception : Définis par rapport à un taux d'erreur binaire donné (TEB = 10-3 ou 10- 6), ils traduisent la capacité pour le récepteur à traiter le signal affaibli après propagation (vis-à-vis du bruit thermique). Dépendant de la bande de fréquence, du débit et du type de modulation, ils sont généralement compris entre -70 et -95dBm

Pertes de branchement (guide d'onde, connectique...) : Pour les équipements ne présentant pas d'antennes intégrées, il est nécessaire de relier par un câble coaxial ou un guide d'onde l'émetteur/récepteur à l'antenne. Ces déports induisent des pertes linéiques de 1 à plusieurs dB, auxquels s'ajoutent les pertes dues aux connecteurs et autres éléments de branchements.

Gain de l'antenne : Les antennes, principalement paraboliques, apportent un gain de puissance (de l'ordre de 25 à 45dB) d'autant plus grand que leur diamètre est important. La directivité du faisceau augmente avec la bande de fréquence et les diamètres de l'antenne.

L'obtention du bilan de liaison repose sur le constat simple : la station distante doit recevoir un signal tel qu'elle puisse le retranscrire avec un taux d'erreur acceptable, au regard des exigences de qualité de la liaison. Le bilan de liaison, sommation de la puissance émise et de tous les gains et les pertes rencontrés jusqu'au récepteur, doit donc être tel que le niveau de signal reçu soit supérieur au seuil de réception.(figure 35)

Cependant, si les caractéristiques d'émission/réception du FH jusqu'à l'antenne peuvent être connues avec précision, il est en revanche impossible de connaître à tout instant les caractéristiques du milieu traversé par les ondes.

Les critères de performance d'une liaison définissent les pourcentages de temps alloués au cours desquels le signal doit être reçu avec une qualité et une disponibilité suffisantes. Etant donné les conditions fluctuantes de propagation qui peuvent dégrader voire interrompre occasionnellement la liaison, on définit en réception les marges de fonctionnement permettant de remplir ces critères.

La marge au seuil : Pour compenser la majorité des pertes occasionnelles de puissance (évanouissements non sélectifs) que subit le signal, la réception se fait avec une marge appelée marge uniforme ou marge au seuil. C'est la puissance que l'on pourra perdre par dégradation des conditions de propagation sans perdre pour autant la qualité de la liaison.

La marge sélective : Comme on l'a vu, le signal ne subit pas qu'un affaiblissement au cours de la propagation. Il subit également des distorsions. Ceci complique encore la tâche de réception. Pour traduire la capacité d'un équipement à traduire correctement un signal entaché de distorsion, on introduit une marge dite sélective, qui découle de la caractéristique de signature du récepteur.

La présence d'un perturbateur (par exemple une autre liaison émettant sur une fréquence trop proche) peut également amener une dégradation du seuil effectif du récepteur, et réduit par conséquent ces marges.

Des dispositifs permettent d'améliorer la disponibilité et la qualité des liaisons, aussi bien vis-à-vis des aléas de propagation que de la fiabilité des équipements. Il est par exemple possible de doubler la liaison mais il existe des moyens moins lourds et moins coûteux.

Il est possible d'opter pour une configuration d'équipement dite de « veille active » (Hot- stand-by), afin de pallier les éventuelles défaillances de matériels. On peut également ajouter une "diversité" : il s'agit d'un deuxième canal distinct à la liaison.

En réception, les deux récepteurs reçoivent. L'équipement choisit automatiquement la voie par laquelle le signal est le meilleur. En cas de panne, l'un des deux chemins reste toujours disponible, et permet le dépannage sans interruption de la liaison.

En introduisant une diversité on peut tirer parti des phénomènes d'interférence évoqués plus tôt.

Diversité d'espace : Un des principaux problèmes déjà mentionné concerne la présence d'un rayon réfléchi en plus du rayon direct qui entraîne la formation d'interférences dans le plan vertical des antennes de réception. La puissance mesurable présente donc des pics de sur- champ et des creux de sous-champ suivant un axe vertical. L'idée est de placer une deuxième antenne de réception distante de la première d'une demi-frange d'interférence, ou d'un multiple impair de celles-ci, de manière à ce que les champs principaux et de diversité soient corrélés en opposition. Le champ combiné permet ainsi de s'affranchir très largement des instabilités du champ dues aux réflexions ou aux trajets multiples.

Champs reçus sur chaque antenne séparément suivant les fluctuations atmosphériques (K). Le champ combiné (maximum des deux) est lissé.

Diversité de fréquence : l'idée est semblable à celle de diversité d'espace. Il s'agit également de combiner deux champs dont les déphasages sont complémentaires. On exploite cette foisci les différences de propriétés de propagation des ondes de fréquences voisines. On émet ainsi de façon redondante sur un deuxième couple de fréquences, préférentiellement sur une polarisation croisée.

Diversité mixtes et hybrides : il est possible également de proposer des configurations mêlant les deux types de diversité précédents. On peut ainsi émettre à deux fréquences différentes sur les deux antennes de diversité d'espace (on parle alors de diversité quadruple). Il est également possible de placer une seule antenne croisée d'un côté, et de profiter de la diversité d'espace en réception de façon dissymétrique (diversité triple).

Selon les liaisons envisagées, ces techniques permettent de maintenir une puissance reçue stable à quelques dB alors qu'en leur absence, les évanouissements de champ pourraient atteindre jusqu'à - 40 dB.

Les gains obtenus par ces méthodes se mesurent en termes de disponibilité accrue, bien que les marges uniforme et sélective restent identiques.

Elles ne présentent de véritable intérêt que pour les situations où les réflexions sont prédominantes (liaison à fort survol d'étendues très réfléchissantes : eau, plaines désertiques) et la probabilité d'occurrence de trajets multiples élevée. La diversité de fréquence présente l'avantage de ne nécessiter qu'une seule antenne. Les efforts sur les structures portantes sont donc moindres ; leur taille peut également être moindre. En revanche, une fois données les hauteurs d'antenne, l'écart optimal en fréquence est fixe. Cette exigence n'est pas toujours compatible avec les plans de fréquence imposés par ailleurs. Elle présente également un rendement spectral faible

La diversité d'espace nécessite deux antennes (y a-t-il la place sur le pylône correspondant à l'espacement voulu ?) mais leur taille est souvent moindre. Par ailleurs, la méthode présente l'avantage d'une plus grande souplesse, et de performances généralement supérieures. Elle est de plus économe en fréquences, ressource ô combien rare.

L'emploi d'un faisceau Hertzien comporte les avantages/inconvénients suivants :

Coût par km inférieur à la liaison par satellite
Capacité bien plus faible qu'un câble optique.

Convient particulièrement aux régions à faible densité de population et dans les régions montagneuses.

Les faisceaux hertziens se propagent dans la troposphère, couche atmosphérique fortement perturbée par les conditions météorologiques (humidité, pluie, neige, nuages...,)

La propagation des ondes EM aux fréquences utilisées pour les faisceaux hertziens est donc fortement dépendante du climat et aussi de la topographie

4.2 Qualité de réception d'un signal télévisuel par satellite

4.2.1 Calcul des bilans de liaison par satellite

Dans cette partie nous allons aborder le calcul du bilan de liaison lors d'une communication entre deux stations au sol et un satellite.

Nous appelons « bilan de liaison » l'équation permettant de calculer le rapport signal utile sur bruit en sortie du récepteur en fonction de tous les paramètres qui influent sur la puissance de l'onde émise. Toute liaison satellite se décompose en deux parties : la liaison montante c'est à dire le transfert du signal depuis la station émettrice terrienne vers le satellite, et la liaison descendante c'est à dire le transfert du signal du satellite jusqu'à la station réceptrice terrienne.

Nous avons donc deux bilans de liaisons distincts. Pour chacun des deux nous retrouvons le fameux paramètre G/T défini dans l'article précédent. Notons également que dans le domaine spatial nous parlons beaucoup de PIRE ou Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente qui est le produit de la puissance fournie à l'entrée de l'antenne d'émission par son gain. Comme les puissances et les antennes utilisées sont très diverses d'une station à une autre, la PIRE fournit un paramètre commun permettant une vraie comparaison directe et objective entre stations différentes de la même manière que le G/T.

Nous avons donc introduit les deux paramètres fondamentaux d'une station d'émission - réception satellite : le G/T pour la réception et la PIRE pour l'émission. Le satellite est caractérisé de la même façon. (Figure 36)

Bilan de liaison pour la voie montante

Soit (C/N)m le rapport signal sur bruit au niveau du satellite.

PIREsol = PIRE de la station terrienne émettrice = Puissance fournie à l'antenne Pe* Gain de l'antenne Ge

(G/T)sat = facteur de mérite du satellite

Lm = paramètre dépendant de la longueur d'onde l du signal transmis et de la distance Dm entre la station sol émettrice et le satellite est égale à

k = constante de Boltzmann = 1.38 10-23 W/Hz/K

B = bande passante équivalente de bruit soit en bonne approximation la bande passante des filtres pour le type de modulation utilisée.

Bilan de liaison pour la voie descendante

Soit (C/N)d le rapport signal sur bruit au niveau de la station de réception sol

Psat peut se déterminer avec (C/N)m calculé précédemment et le plancher de bruit Pbruit du transpondeur du satellite dans B. Dans ce cas : Psat=(C/N)m + Pbruit

(G/T)sol = facteur de mérite de la station sol

entre le satellite et la station réceptrice est égale à

k = constante de Boltzmann = 1.38 10-23 W/Hz/K

B = bande passante équivalente de bruit soit en bonne approximation la bande passante des filtres pour le type de modulation utilisée.

Ce bilan de liaison ne prend pas en compte le bruit superposé au signal lors de la liaison Terre/Satellite. Nous faisons comme si la liaison montante n'apportait pas de bruit. Il faut donc voir ce bilan de liaison comme indépendant du premier.

Exprimé en dB nous avons

L'équipement est peu onéreux et ce mode possède une grande capacité de couverture, avec beaucoup de chaînes disponibles, notamment étrangères. La concurrence est forte et bénéficie au consommateur. Le satellite s'est imposé comme la source numéro 1 en France de télévision grand spectacle.

Il faut nécessairement une parabole qui génère une pollution visuelle des paysages et qui souvent nécessite des réglages de positionnement. Il n'y a pas de service annexe disponible comme l'internet ou le téléphone. L'abonnement n'est pas facile d'accès et parfois compliqué.

En particulier, une antenne de réception pour les télécommunications par satellite doit avoir des lobes secondaires très faibles afin de ne pas capter le rayonnement de la terre (sensiblement équivalente à celle d'un corps noir à 300°K). La difficulté d'obtenir des premiers lobes secondaires faibles implique de ne pas faire de liaison avec des satellites trop bas sur l'horizon. On utilise en général un angle d'élévation supérieur à 5°.

5 CONCLUSION

La qualité audiovisuelle est significativement améliorée : alors qu'en analogique la transmission introduit toujours de légères dégradations (neige, dédoublement, etc.), la qualité du signal numérique reçu ne dépend pas des conditions de transmission.

Les technologies numériques introduisent également une notion nouvelle, le multiplex. Traditionnellement en analogique, une fréquence est utilisée pour un programme. Dans le monde numérique, ce n'est plus le cas et plusieurs services numériques peuvent se partager une même fréquence : par exemple, plusieurs programmes de télévision, les données pour un guide de programmes et un service de diffusion de pages Internet. La combinaison des flux audio numériques, des flux vidéo numériques et des données pour leur permettre de partager une fréquence est appelée multiplexage, et le flux (la suite de 0 et de 1) issu de cette opération est appelé multiplex. Entre 4 et 10 programmes peuvent être diffusés là où un seul était diffusé en analogique : il y a un accroissement très net du nombre de programmes diffusés.

Le signal numérique sera transmis, tout comme l'analogique, par des émetteurs placés dans toute la France, qui propagent autour d'eux des ondes radio. L'onde elle- même ne transmet pas d'information (elle passe ou ne passe pas) mais en modulant son amplitude et sa fréquence, on lui fait transporter l'information numérique faite de 0 et de 1. Comme toute onde radio, elle peut être perturbée par des échos ou des brouillages, et le téléspectateur devra orienter correctement son antenne. Mais le signal numérique sera nettement moins vulnérable aux brouillages que le SECAM

Mis à part la diffusion analogique, la télévision utilise aujourd'hui plusieurs vecteurs de communication qui se veulent avant tout complémentaires : la réception par satellite, la réception par Faisceau Hertzien, le réseau câblé et enfin plus récemment celui du « haut débit ». Chaque mode de diffusion sera détaillé, en particulier celui du satellite, puis ensuite comparé dans un tableau récapitulatif.

disparaître d'ici quelques années, à la condition de donner l'accès à la télévision par satellite à 100% de la population.

Remis dans le contexte actuel, la télévision par faisceau Hertzien présente le plus de désavantages tant au niveau de la qualité de diffusion que de la quantité de programmes.

Au moyen d'une parabole d'un coût très modique, tout bâtiment collectif ou individuel peut recevoir les émissions satellitaires, dont une partie est gratuite. Il est le système de diffusion prépondérant en France de la télévision numérique avec 20% des foyers recevant la télévision.

En revanche, dans les zones urbaines, il est parfois interdit par des contraintes administratives visant à protéger le paysage. Le satellite dispose d'une capacité importante et permet de recevoir des bouquets de plusieurs centaines de chaînes Françaises et étrangères. Il reste le royaume des thématiques et propose des programmes très ciblés.

La télévision par faisceau Hertzien concurrence les autres supports de diffusion, et cherche toujours à l'amélioration dans leur contenu et dans leurs zones de diffusion. Les quatre modes de diffusion ne sont pas accessibles partout, mais la pluralité des accès permettra d'offrir à (presque) tous la possibilité de recevoir les émissions en numérique. Le câble par exemple est absent des zones à faible densité de population. Quant au satellite, il ne peut être reçu lorsqu'un obstacle important obstrue la trajectoire du satellite (montagne, immeuble, etc...).

La télévision par satellite s'adresse à terme plutôt au public traditionnel de la télévision analogique gratuite, que l'interactivité laisse de marbre. De plus, elle devrait principalement s'adresser au public des zones de faibles densités relativement éloignées des centraux téléphoniques et donc inaccessible par l'ADSL.

On notera aussi que la diffusion télévision terrestre permet une portabilité, souplesse indéniable, qui n'est disponible nulle part ailleurs.

L'encodage utilisé des flux numériques aujourd'hui est le MPEG-2 pour tous les supports.

Avec l'arrivée du MPEG-4 en septembre, cela va sans doute creuser les écarts entre les fournisseurs et risque de déclencher une avancée technologique sur le marché.

Le marché naturel de la télévision par FH restera probablement celui de la télévision en clair gratuite grand public, celui du satellite les grands bouquets diversifiés payants à thèmes, et celui de l'ADSL et du câble performants dans les zones urbaines en offrant des chaînes thématiques.

Les premiers atouts majeurs de la télévision numérique terrestre sont : - Sa gratuité (si on ne compte pas le décodeur),

- Son mode de diffusion exploitant l'antenne râteau existante, - Son taux de couverture à terme de 85% de la population.

6 RESUME

Le thème « transmission d'un signal audio-vidéo fréquence par faisceau Hertzien et par satellite » est un thème qui appelle à un développement qui s'appuie à la fois sur la genèse et l'actualité relative à la télévision.

Un signal vidéo traverse plusieurs étapes avant d'arriver à sa destination finale. Cela passe par la production, le transport et la diffusion de ce signal. Il faut noter ici que nous avons les signaux vidéo analogique et numérique. Le signal vidéo numérique peut être soit monochrome ou soit composite. Il existe plusieurs standards de télévision en couleur.Les signaux analogiques sont numérisés selon des normes données.En télévision numérique, l'on utilise plusieurs normes de codage.Ce sont : MPEG-1, MPEG- 2, MPEG-4 et également la norme Eurocrypt.

Le signal audio, en ce qui le concerne, connaît aussi des étapes.La production et le traitement du signal audio sont soumis à des modes de modulation.Il existe deux système de modulation que sont le multiplexage et le démultiplexage.Soulignons aussi que différents types de modulation sont utilisés à savoir : les modulations analogiques, les modulations analogiques multiples, les modulations numériques, les modulations élémentaires, les modulations complexes et les modulations d'amplitude.

Il existe une gamme très variée d'équipements audio à savoir les cables audio(le cable audio blindé, le câble audio sans blindage, le câble coaxial) et les connecteurs (Fiches CINCH ou RCA, fiches jacks stéréo 3.5 mm et 6.35 mm, fiches XLR, et fiches DIN).

La transmission par faisceau Hertzien se fait par le biais du faisceau Hertzien qui est un système de transmission de signaux particulièrement analogique, numérique- monodirectionnelle ou bi- latérale et généralement permanente, entre deux sites géographiques fixes. Ces émissions sont notamment sensibles aux masquages, aux précipitations, aux conditions de réfractivité de l'atmosphère, aux perturbations électromagnétiques et présentent une sensibilité assez forte, aux phénomènes de réflexion. Plusieurs équipements sont utilisés lors de l'émission et de réception par faisceau Hertzien.Il s'agit de l'antenne Yagi, de l'antenne parabolique, de la tête HF, de l'émetteur, et des récepteurs.La propagation de

l'onde hertzienne est souvent atténuée pour plusieurs raisons : propagation en espace libre et dégagement, réfraction atmosphérique, phénomènes de guidage, atténuations dues aux hydrométéores, dégagement / diffraction.

La transmission par satellite se fait par l'utilisation du satellite qui est un autre mode de réception de la télévision après la réception hertzienne terrestre .Comme équipements utilisés pour cette liaison on peut citer : l'émetteur, le transposeur RF/FI/RF, le modulateur, le cable blindé, le connecteur de type F etc....

La réception par satellite se fait à travers une station satellite qui comprend : la parabole, la tête ou LNB (universel, Twin, mono bloc, ou quattro), le réflecteur, le récepteur, le démodulateur.

La polarisation de la transmission diffère selon que l'on se trouve en présence d'une transmission analogique ou en présence d'une transmission numérique.

Les satellites utilisent plusieurs fréquences.Ces dernières varient d'une région à une autre.

La qualité de réception d'un signal télévisuel par Faisceau Hertzien dépend de l'influence de la propagation, de l'influence de la hauteur d'antenne, de l'évaluation du niveau réel reçu et du calcul du bilan de liaison.

La qualité de réception d'un signal télévisuel par satellite quant à elle, est sujette au calcul du bilan de liaison pour la voie montante et celui du bilan de liaison pour la voie descendante.

7 SUMMARY

The topic «transmission of an audio-video signal frequency by Radio- relay system and satellite» is a topic, which calls with a development, which is based at the same time on the genesis and the relative topicality on television. A video signal crosses several stages before arriving at its final destination. That passes by the production, the transport and the diffusion of this signal. It should be noted here that we have the video signals analogical and numerical. The signal digital video can be either monochromic or composite. There exist several standards of television color. The analogical signals are digitized according to standards given. Out of digital television, one uses several standards of coding. It is: MPEG1, MPEG 2, MPEG-4 and also the Eurocrypt standard. The audio signal, in what relates to it, knows also stages. The production and the treatment of the audio signal are subjected to modes of modulation. There exist two systems of modulation that are the multiplexing and the demultiplexing. Also, let us underline that various types of modulation are used namely: analogical modulations, multiple analogical modulations, numerical modulations, elementary modulations, complex modulations and the amplitude modulations. There exists a very varied range of audio equipment to knowing the audio cables (the armor-plated audio cable, the audio cable without shielding,the coaxial cable) and the connectors (Cards CINCH or RCA, cards stereo jacks 3.5 mm and 6.35 mm, cards XLR, and cards DIN). The transmission by Radio-relay system is done by the means of the Radio-relay system which is a system of transmission of signals particularly analogical, numerical mono-directional or side and generally permanent between two fixed geographical sites. These emissions are in particular sensitive to maskings, precipitations, the conditions of atmospheric refractivity, to the electromagnetic disturbances and have a rather strong sensitivity, with the phenomena of reflexion.Several equipments are used at the time of emission and of reception per Hertzien. We have the Yagi aerial, the parabolic aerial, the head HF, the transmitter, and the receivers. The propagation of the Hertzian wave is often attenuated for several reasons: propagation in free space and release, atmospheric refraction, phenomena of guidance, attenuations because of the hydrometeors, release/diffraction. The transmission by satellite is done by the use of the satellite, which is another mode of reception of television after the terrestrial hertzian

reception. As equipment used for this connection one can quote: the transmitter, transposor RF/FI/RF, the modulator, the shielded cable, the connector of the type F etc... The reception by satellite is done through a satellite station, which includes /understands: the parabola, the head or LNB (universal, Twin, mono block, or Quattro), reflectors, the receiver, the demodulator. The polarization of the transmission differs according to whether one is in the presence of an analog transmission or a digital transmission. The satellites use several frequencies. These last vary from an area to another. The quality of reception of a televisual signal by Radio-relay System depends on the influence of the propagation, of the influence height of antenna, evaluation of the received real level and the calculation of the assessment of connection. The quality of reception of a televisual signal by satellite as for it is prone to the calculation of the assessment of connection for the up line and that of the assessment of connection for the down line.

8 LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Les formats d'entrée

Tableau 3 : Caractéristique de transposition

Bande

Nombre de

canaux

Canal

Fréquence vidéo (Mhz)

Fréquence son(Mhz)

VHF I

47 à 68 Mhz

3 canaux

2

55,75

49,25

3

60,50

54,00

4

63,75

57,25

 

VHF

174 à 223 MHz

6 canaux

5

176,00

182,50

6

184,00

190,50

7

192,00

198,50

8

200,00

206,50

9

208,00

214,50

10

216,00

222,50

 

UHF IV ET V 470 à 862 MHz

48 canaux 21 à 69

21

471, 25

 

22

479,25

 

~

~

 

35

583, 25

 

36

591,25

 

37

599,25

 

~

~

 

67

839,25

 

68

847,25

 

69

855,25

 

Les canaux 21 à 69 décalés de 8 Mhz l'un de l'autre couvrent la bande de 470 à 862 Mhz

Tableau n°2 : Répartion des canaux et des fréquences

9 LISTE DES FIGURES

Figure n°1 : organigramme de la direction générale

89

Figure n°2 : organigramme de la direction technique

ER

CENTRE

Figure 6 : Détaille d'une ligne vidéo monochrome

Figure 8 : mire de barres couleur

Figure 9 : structure d'une séquence vidéo MPEG-1

Figure 10 : Seuil d'audibilité(A) et masquage fréquentiel (D masqué par B)

Figure11 : câble blindé

Figure 12 : câble sans blindage

Figure 13 : câble coaxial

Figure 14 : Cordon RCA stéréo-stéréo et fiches RCA mâles ; Cordon RCA de très bonne qualité

Figure 15 : fiche XLR

 
 

96

Figure 16: fiche DIN

Figure 17 : schéma synoptique d'émission

Figure 18 : schéma synoptique de réception

Figure 19 : Structure de l'émission/réception pour les faisceaux Hertziens

Figure 20 : Antenne Yagi

Figure 21 : Antenne parabolique

Figure 24 : Propagation en espace libre et dégagement

Figure 25 : Réfraction atmosphérique

Figure 26 : synoptique d'émission par satellite

Figure 27 : Transposeur RF/FI/RF

Figure 28 : Principe de réception par satellite

 
 
 
 

101

 
 
 
 
 
 
 
 

Figure 29 : Principe de récepteur pour transmission sur onde porteuse

Figure 30 : Synoptique simplifié d'une tête tri bande

Figure 32 : Répartition des signaux au sein d'un canal satellite

Figure 33 : L'étage final de récepteur

103

Figure 34 : les bandes de fréquences les plus utilisées en télévision par satellite

Figure 35 : Seuils de réception

Figure 36 : Synoptique d'une liaison via satellite

10 LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

DCT : Discrete Cosine Transform

MAQ : Modulation d'Amplitude en Quadrature

ORTB : Office de Radiodiffusion et Télévision du BENIN TV : Télévision

HAAC : Haute Autorité de l'Audio visuel et de la Communication

MDPRCTIC : Ministère Délégué auprès du Président de la République Chargé de la Communication et des Technologies de l'Information et de la communication

TGBT : Tableau Général Basse Tension

SBEE : Société Béninoise d'Energie Electrique VSAT: Very Small Aperture Terminal

NTSC: National Television System Committee PAL : Phase Alternation line

SECAM : Séquentiel Couleur à Mémoire

VHF : Abréviation de l'anglais Very High Frequencies, utilisée pour désigner la bande de fréquences comprises entre 30 et 300 Mhz. En Europe, elles concernent les bandes I et III, pour la télévision, et II, pour la FM.

UHF : Abréviation de l'anglais Ultra High Frequencies, utilisée pour désigner la bande de fréquences pour la télévision comprises entre 300 et 3000 Mhz.

CVS : Concurrent Versions System HF : Haute Fréquence

BLU : bande latérale unique

BLR : Boucle Locale Radio

NICAM: Near Instantaneous Companded Audio Multiplex

FI: Fréquence Intermédiaire

MPEG: Moving Picture Experts Group

GOP: Group of pictures SIF : Source Input Format

CCETT : Centre Commun d'Etude de Télédiffusion et des Télécommunications

ENOB: Effective Number Of Bits APT: Automatic Picture Transfer FSK : frequency-shift keying est un mode de modulation de fréquence numérique

DSB-SC: Suppressed carrier double sideband

BLU : bande latérale unique FM : modulation de fréquence PM : modulation de phase

PDH : hiérarchie numérique plésiochrone

SDH : hiérarchie numérique synchrone ou SDH est un ensemble de protocoles pour la

transmission de données numériques à haut débit.

QPSK : Abréviation de l'expression anglaise Quadrature Phase Shift Keying. Modulation de

phase à quatre états, utilisée pour les transmissions par satellite en numérique.

DTH: Direct To Home

ATS: Automatic suivi par satellite DVB: Digital Video Broadcasting TVRO: Television Receive Only FHE: fréquence hétérodyne d'émission

FE : fréquence d'émission

FHR : fréquence hétérodyne de réception DVB-T: Digital Video Broadcasting - Terrestrial LNB: Low Noize Block

LNC: Low Noise Converter

SHF: Super High Frequencies

E.C.S. : European Communication Satellites TEB : taux d'erreur binaire

ADSL : L'Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) est une technique de communication qui permet d'utiliser une ligne téléphonique ou une ligne RNIS pour transmettre et recevoir des données

YUV : Format d'échantillonnage des couleurs ayant une composante de luminance et deux composantes de chrominance.

YCbCr : Format d'échantillonnage des couleurs ayant une composante de luminance et deux composantes de chrominance.

11 AUTOBIOGRAPHIE DE L'ETUDIANT 1

AUTOBIOGRAPHIE DE Ghislain AKPAKI

Mis au monde, le 30 Septembre 1985 à 13:40 dans un centre de santé de Cotonou, d'un père Nagot et d'une mère Mina, un bébé qui vient changer leur vie. Mais la différence de leur culture n'a pas empêché leur amour, et c'était moi le premier fruit de cet amour.

Ma pauvre mère avait tant souffert lors de ma naissance, mais Dieu, soit loué l'accouchement s'était bien déroulé.

Deux jours après ma naissance, mes parents se mirent d'accord pour me nommer Ghislain. - Du charme, de la classe, de l'élégance, tel apparaît Ghislain, qui est un homme raffiné, soucieux de plaire et d'être aimé. Le sentiment, la beauté, l'harmonie sont des valeurs qu'il recherche confusément tant est important son besoin d'équilibre.

Mon père, issue d'une famille pauvre, avait vécu avec sa famille paternelle tout au long de sa vie.

Enfance heureuse bien vite passée ; je deviens un garçon qui ne pensais qu'à l'école mais mon entrée à l'école m'a le plus perturbée : nouveau règlement, nouvelle atmosphère, nouvel environnement, bref tout était étrange pour moi j'étais depuis mon arrivée aimé par tout le monde ou du moins c'est ce que je croyais. Je me souviens bien de mon premier jour à l'école, c'était un lundi; fier d'être parmi mes frères, ceux que je voyais entre temps prendre le chemin de l'école, j'entrai ce jour en classe et je m'assis seul et je vis tout le monde me dévisager d'un air étrange comme si j'étais un extra-terrestre, ce qui était normal.

Mais cela ne dura que très peu. Bientôt, je découvris l'alphabet, les mots, les phrases et je m'investis à fond pour éviter les coups de la maîtresse certes mais surtout pour ne pas être la risée de mes camarades. Peu à peu je me fis des ami(e)s et m'intégra tout à fait dans cette nouvelle vie...

du Département de la Donga au Bénin. Après mon secondaire au lycée Mathieu BOUKE, où j'ai obtenu mes diplômes d'études collégiales. J'ai ensuite complété, un an d'étude universitaire en science Economique et de Gestion au campus de Parakou.

Durant la période de mes études collégiales, j'ai dü me débrouiller afin de ne pas décevoir les parents qui pour moi étaient loin. En 2007 je fis le cap sur Abomey Calavi où je m'inscris en première année des télécommunications à la HAUTE ECOLE DE COMMERCE ET MANAGEMENT(HECM), à la fin de l'année, j'ai eu la chance de faire un mois de stage à l'Office des Radios Diffusion et Télévision du Bénin(ORTB), en transmission. Après, j'ai aussi passé un mois de stage en Réseau d'accès à BENIN TELECOM SA.

Bref, je dois dire que j'ai acquis beaucoup d'expérience concrète dans mes deux formations. J'aimerais combiner mes deux formations pour faire une carrière en gestion des télécommunications. Par exemple, conseiller en télécommunications.

Par ailleurs, l'éducation compte beaucoup pour moi. J'aime apprendre surtout tout ce qui concerne les télécommunications. Découvrir de nouvelles choses, comprendre le monde dans lequel nous vivons.

De nature, je suis une personne curieuse. J'aime observer. En fait, je me sens plus à l'aise en apprenant avec les ami(e)s. J'aime voyager, me faire de nouveaux amis, jouer au football, lire des magazines qui paient de tout.

Je gère très bien mon temps, à savoir mes temps études et mes temps de distraction. Je n'aime pas être en retard raison pour la quelle je n'aime pas attendre trop après les autres. La ponctualité fait partie de mes grandes qualités. Je suis quelqu'un de déterminé aussi. Peu importe les problèmes et les difficultés rencontrées, quand je commence un projet, je tiens à le terminer. Je suis quelqu'un de minutieux. C'est peut- être une qualité ; mais en même temps une faiblesse que je tiens à améliorer aussi parce que dès fois, je perds trop de temps en voulant trop bien faire.

Le faite de vivre loin des parents m'a permis de comprendre les réalités de la vie, il est parfois normal de vivre loin d'eux, ce qui permet de se dire qu'on est grand en cherchant à assurer une partie de sa vie.

Ce qui m'a toujours paru le plus dangereux, c'est de ne pas avoir une vie normale. Peut être que pour vous aussi c'est le cas, je n'en sais rien, mais pour moi, ceci est une affaire qui a toujours eu la plus grande emprise sur mes réflexions les plus profondes. Mon père est mort très jeune, et j'ai toujours cru que moi aussi j'allais m'éteindre aussi jeune que lui.

Je n'ai jamais pleuré mon père étant enfant, je n'ai jamais pleuré ma différence, ni considéré mon statut d'orphelin comme un handicap, non ! J'ai vécu mes années d'enfance, avec un esprit pragmatique, un peu trop précoce pour un bambin, sensé jouir de ses pensées immaculées et réver d'un lendemain où il serait médecin, avocat et plein d'autres personnages dont tout gosse pourrait vous chanter les louanges.

12 AUTOBIOGRAPHIE DE L'ETUDIANT 2

AUTOBIOGRAPHIE DE GNINDOU- TEH- SOUKA Marius Trésor

Dans les années antérieures, mon père qui répond par le nom de Monsieur GNINDOU TEH SOUKA Cyriaque était étudiant à l'Université de Bangui capitale de la République Centrafricaine.

Il fit la connaissance de ma mère nommée Mademoiselle GBELE YAZAPA Yolande Eudoxie qui était à l'époque élève en classe de 2nde.Elle a été la deuxième épouse de mon père.

De cette union, j'ai vu le jour le 04 Novembre 1987 à l'Institut Pasteur, l'un des centres hospitaliers de BANGUI.Mon père me donna comme prénoms Marius Trésor.

Le prénom Trésor avait une grande signification pour mon père. En effet, il n'avait eu que des filles avec sa première épouse.Il avait souhaité avoir un garçon et dès que ma mère me mit au monde, il me donna le prénom Trésor signe de sa richesse, de son bonheur et autres.

Quand j'avais atteint l'âge de six ans, mon père m'inscrit dans une école catholique (Notre Dame des Chartres de Bangui)

Je faisais toujours parti des meilleurs élèves de ma classe jusqu'en classe de 6ème.

En l'an 2001, toute ma famille et moi avions effectué un voyage involontaire au Congo Brazzaville pour des raisons personnelles.

On était rentré au pays à la fin de l'année 2003.Je faisais la classe de 3ème.Pour ma

mère, je devais à tout prix décrocher mon BEPC puisque je suis son premier garçon et que je m'étais donné à fond pour réussir mon Brevet de Collège. Son voeu fut exaucé et je décrochai mon BEPC.Je m'étais inscrit au Lycée Scientique Barthelemy Boganda de Bangui en classe de 2nde C car mon école ne disposait pas de second cycle.

Une année plus tard, j'ai choisi de m'inscrire dans la série D, parce que j'aimais bien la biologie et que j'avais comme option de devenir plus tard Médecin Pédiatre afin de soigner des petits enfants qui souffrent de plusieurs maux.

En 2007, je décrochais le Baccalauréat Série D avec mention passable parce que je n'avais pas bien travaillé en mathématiques et physiques .L'obtention de ce diplôme m'ouvrit les portes de l'Université.Mes parents étaient très fiers de moi parce que j'étais le premier enfant de mon père à décrocher le BAC.

J'avais changé mon réve de médecin juste après mon BAC, je voulais alors devenir Officier de Police de la gendarmerie mais mon père s'y opposa.

Il m'avait inscrit en 1ère année à la Faculté de Médecine de Bangui mais je lui opposai un refus catégorique malgré toute la stratégie qu'il utilisait pour me convaincre.

Finalement, j'ai proposé à mon père d'aller à Cotonou en République du Bénin afin de m'inscrire dans une école de technologie.Il donna son accord et je pus effectuer en fin 2007, le voyage sur cotonou.Je m'étais alors inscrit en 1ère année de Télécommunications à l'Institut CERCO de Cotonou sis à Sikecodji très reconnu à Bangui compte tenu de sa notoriété.

13 ANNEXES

Annexe 1: http://fr.wikipedia.org

Annexe 2 : http://www.google.fr

Annexe 3: http://www.prism.uvsq.fr

Annexe 4 : http://www.elap.fr

Annexe 5:http://www.maisondunumerique.com/ Annexe 6 : http://www.paraboles-antennes.com/ Annexe 7 : http://www.radioamateur.ca

Annexe 8 : La télévision en couleur PAL et SECAM (tome 1, Principes de fonctionnement, 2è édition)