III. Apports scientifiques et technologiques et limites des satellites artificiels
A. Les apports scientifiques et technologiques des satellites
1. Aide à la télécommunication
Il faut savoir que la télécommunication est la transmission à distance d’informations à base électronique ou informatique. C’est ce qu’on appelle officiellement la communication électronique. Cependant, actuellement il s’agit principalement d’équipements électroniques associés à des réseaux analogiques ou numériques.A. Les apports scientifiques et technologiques des satellites
1. Aide à la télécommunication
Pour cela, le satellite de télécommunication reçoit un signal de la station terrestre qu’il amplifie et transmet à une station réceptrice en utilisant une autre longueur d'onde. Les programmes de télévision, les communications téléphoniques, les données numériques peuvent être ainsi relayés à l’échelle planétaire. Mais, celui-ci va également utiliser un système de modulation qui va lui permettre de modifier certaines caractéristiques de l’onde porteuse en fonction du type d’informations à envoyer et ainsi lui permettre d’améliorer la liaison satellite. Ce système permet en outre de coder l’information à l’émetteur afin de pouvoir corriger les erreurs ayant pu être commises à cause d’une mauvaise interprétation par le récepteur.
Voici un schéma des différentes ondes existantes :
Ces satellites utilisent les ondes hertziennes qui sont divisées en plusieurs bandes, de largeur bien définies et qui sont caractérisées par les utilisations effectuées sur leurs domaines de fréquence :
- la bande L (1,6/1,4 GHz), de 80 MHz de largeur, réservée aux communications mobiles. Celle-ci étant la moins sujette aux perturbations atmosphériques, elle est donc utilisée par de petites stations terrestres mobiles telles que les bateaux, les avions et les véhicules terrestres. Cependant celle-ci risque de devenir très vite insuffisante.
- La bande C (6/4 GHz), d’une largeur de 500 MHz est très employée par les centaines de satellites actifs aujourd’hui en orbite. De ce fait, elle se retrouve donc saturée.
- La bande X (8/7 GHz) est réservée aux applications militaires.
- La bande Ku (14/12 GHz) est elle aussi très utilisée, principalement par de grandes stations terrestres fixes.
- La bande Ka (30/20 GHz) est la seule qui est encore libre. Mais, l’utilisation de fréquences élevées entraîne un coût technologique important car ces dernières sont de plus en plus sensibles aux perturbations atmosphériques.
C’est pour cette raison que les satellites utilisent de préférence des fréquences égales ou supérieures à 144 MHz. Mais, les satellites géostationnaires dont l’altitude est de 36000 km environ utilisent les ondes SHF (super hautes fréquences) entre 10,950 et 12,740 GHz.
Ces derniers vont exploiter un des quatre grands modes de communication par satellite qui sont : les modes unidirectionnel, bidirectionnel point à point, bidirectionnel point à multipoints, et enfin bidirectionnel multipoint à multipoint.
Le mode unidirectionnel qui se trouve être le plus connu est également appelé diffusion. Il utilise un émetteur et un nombre illimité de récepteurs situés dans la zone de couverture du satellite exploité. Il n'existe aucun dialogue entre ces différentes entités. Les informations ne circulent que dans le sens de la station émettrice vers les récepteurs.
Ce mode de transmission est utilisé en télévision et en radio pour la diffusion d'émissions ou la retransmission d'événements.
La technique de diffusion unidirectionnelle ne permet pas de faire de distinction entre transmission analogique et numérique. De ce fait, l'utilisation qui en est faite aujourd'hui reste principalement analogique (télévision et radio).
Le mode bidirectionnel, lui, a pour cible la transmission de la voix numérique ou analogique, ainsi que des données informatiques et permet la correction de toutes les erreurs de transmission. Ce mode comporte deux types de communication : les communications point à point et les communications multipoints.
La transmission point à point offre un niveau de service presque identique à celui d'une liaison spécialisée. Cette utilisation s’établit au niveau transcontinental, principalement en Amérique du Nord et Transatlantique.
Grâce à tout ce fonctionnement, les satellites permettent d’apporter différents avantages en terme de télécommunication, au niveau de différents domaines qui sont :
- Les satellites utilisés dans les communications publiques couvrent des grandes distances internationales ou intercontinentales. Ils vont utiliser le mode de transmission point a point entre deux stations ce qui va permettre de transmettre le trafic téléphonique, mais également les transmissions de données et les programmes télévisés sans utiliser de transporteurs intermédiaires. Le fait d’éviter l’utilisation d’une fonction de transit facilite grandement les choses.
En plus des communications intercontinentales, les satellites sont utilisés dans un contexte similaire pour les communications continentales, voire nationales. Avant d'établir ce type de liaison, les organismes nationaux ou régionaux vont louer des capacités de transmission aux organismes internationaux. Cette location va permettre d’éviter des investissements trop lourds et ainsi permettre d'identifier les besoins.
- Dans les communications d'entreprises, une station maîtresse alimente par l’intermédiaire d’un satellite une série de stations en général de taille moins importante ou micro stations, formant un réseau hiérarchise. Les micros stations réceptrices peuvent être réparties sur des territoires relativement importants tel que les Etats-Unis par exemple.
- la diffusion de programmes télévisés qui est le service le plus rentable dans l’utilisation des satellites comme par exemple TELECOM-1 de France Telecom qui ne doit son équilibre financier que grâce à ce type de service. Il existe deux types d’applications pour ce service qui sont :
- Une station maîtresse qui alimente grâce à un satellite de faible puissance des stations réceptrices, qui vont à leur tour alimenter des réseaux câbles de télédiffusion, opérant dans un cadre urbain (réseau métropolitain).
- Une station maîtresse alimente via un satellite de forte puissance des stations de petite taille, placées directement chez les utilisateurs (Télédiffusion directe par satellite ou Direct Broadcasting Satellite (DBS)).
- Les communications mobiles qui utilisent des satellites pour fournir des services de télécommunications aux navires mais également aux mobiles aériens et terrestres comme la voiture. Ils permettent également de localiser les mobiles maritimes, aéronautiques et terrestres. Les satellites sont les seuls à pouvoir faire cela. Ceux-ci ont apporté différents avantages et exigent différentes caractéristiques selon chaque type de communication ainsi que pour la localisation de mobiles.
- Les communications maritimes utilisent un système de communication par l’intermédiaire de satellites géostationnaires qui se compose de trois éléments principaux. En effet, le satellite utilise une transmission avec soit une bande L pour les connexions avec les navires ou alors une bande C ou Ku pour les connexions avec les stations côtières. De plus, il y a la nécessité d’une station embarquée sur le navire et les stations côtières doivent permettre la connexion aux réseaux terrestres.
- Pour la communication aéronautique, on propose d’utiliser le réseau mis en place pour la communication maritime dans le domaine aéronautique par l’intermédiaire de stations aéroportées utilisant la bande L pour la partie mobile et la bande C ou Ku pour la partie fixe. Aujourd’hui la méthode que nous utilisons est saturée et présente des limites notamment dans le fait que la communication pour les passagers n’est possible qu’au-dessus d’un continent. Les satellites géostationnaires, eux, pourraient permettre plusieurs apports comme par exemple le développement de la communication pour les passagers avec une couverture mondiale, mais également de remplacer les systèmes traditionnels et ainsi de permettre la navigation là où les systèmes conventionnels ne peuvent pas être placés comme la montagne ou la mer. Ce nouveau système permettrait également à la tour de contrôle de mieux gérer le déplacement des avions grâce à un système de GPS.
- En ce qui concerne la communication terrestre, les satellites constituent un moyen idéal car ceux-ci ne nécessitent pas de lourdes infrastructures au sol et échappent aux contraintes du relief et ne sont pas affectés par les catastrophes naturelles telles que les séismes ou les inondations. Cependant, le système cellulaire est plus utilisé que le satellite car ce dernier permet de réutiliser le spectre des fréquences indéfiniment, même si le déploiement des cellules est une entreprise très longue et qu’il aura fallu attendre l’an 2000 pour disposer d’un réseau européen.
- La localisation de mobile par satellites nécessite obligatoirement un secteur spatial constitué d’au moins deux satellites par zone d'ouverture, d’un secteur terrestre possédant un calculateur avec une base de données et plusieurs antennes ; chacune étant couplée à un satellite.
- La communication de remplacement est le dernier domaine d’utilisation nécessaire en cas de catastrophes naturelles ou de pannes de réseaux terrestres. Cela nécessite évidemment des stations terrestres ainsi que des capacités de transmission de rechange.
Image du satellite de télécommunication Calipso
