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RÉSUMÉ
Les télécommunications par satellite sont l’aboutissement de recherches techniques et économiques visant à réaliser des communications de capacités toujours plus grandes à des coûts les plus faibles, face à la concurrence exercée par la fibre optique et les réseaux radioélectriques terrestres. Aux satellites géostationnaires classiques sont venus s’ajouter des constellations de satellites défilant en basse altitude et des aéronefs sur plateforme stationnaire (HAPS) qui permettent la diffusion de services dans des zones géographiques moins peuplées. L’emploi du protocole IP dans les réseaux terrestres conduit les exploitants à édifier des liaisons hybrides adaptant les contraintes de temps des protocoles à la latence des satellites.
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Daniel BATTU : Ingénieur des télécommunications honoraire et consultant
INTRODUCTION
Un satellite est essentiellement un système de communication autonome capable de recevoir des signaux de la Terre et de retransmettre ces signaux à l'aide d'un récepteur intégré et d’un émetteur de signaux radio, ensemble appelé « transpondeur ». Les satellites ont pour vocation de constituer des liaisons longues, là où l’investissement en câbles s’avérerait difficile.
Le concept de communication par satellite a été proposé par Arthur C. Clarke dans un article publié dans la revue « Wireless World » en 1945. En effet, un satellite placé à une altitude de 35 786 km au-dessus de la surface de la Terre se déplace à la même vitesse et demeure donc dans une position fixe par rapport à la Terre. Cette orbite, appelée « orbite géostationnaire », ou « Ceinture de Clarke », est idéale puisqu'elle permet à une antenne au sol de communiquer avec un satellite 24 heures sur 24 sans avoir à modifier sa position .
Un satellite doit supporter une forte accélération à l’occasion de son lancement jusqu'à atteindre la vitesse orbitale de 28 100 km/h, dans un environnement spatial hostile où il peut être soumis à des radiations et à des températures extrêmes pour une durée de vie estimée à 20 ans. En outre, le satellite doit être le plus léger possible, car le coût élevé de son lancement est basé sur le poids. Pour relever ces défis, un satellite doit être composé à partir de matériaux légers et durables. Il doit fonctionner avec une très grande fiabilité de plus de 99,9 % dans le vide spatial sans perspective d'entretien ou de réparation.
Le premier satellite artificiel, Spoutnik 1, a été lancé par l'Union Soviétique, le 4 octobre 1957. Le premier satellite à relayer les signaux vocaux fut celui du projet SCORE (Signal Communication by Orbite Relay Equipment) du gouvernement américain, le 19 décembre 1958. Le 6 avril 1965, le premier satellite Intelsat, Early Bird (appelé aussi Intelsat 1), a été construit par Hughes Aircraft Company. Early Bird a été le premier satellite commercial opérationnel à fournir des services réguliers de communication et de diffusion entre l'Amérique du Nord et l’Europe.
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MOTS-CLÉS
satellite géostationnaire liaison hybride constellation de satellites en basse ou moyenne altitude satellite à défilement aéronef sur plateforme stationnaire en altitude (HAPS)
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1996 par Gérard MARAL
- Version courante de mai 2024 par Daniel BATTU
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Exploitation des services par satellite
Les systèmes de communications par satellite présentent de nombreux avantages par rapport aux systèmes terrestres. Ils disposent de la capacité de pouvoir desservir une grande couverture géographique en hauts débits faciles à installer en dépit des conditions géographiques présentant parfois des difficultés d’accès. Leurs caractéristiques de services sont indépendantes du relief. Les satellites bénéficient d’une forte immunité aux désastres naturels et par rapport aux systèmes de communication terrestres, leurs coûts sont faibles. Leurs principaux inconvénients ont trait à l’importance des coûts de lancement et pour certains d’entre eux, aux délais de transmission et aux phénomènes d’échos.
4.1 Lanceurs de satellites
Au cours du dernier demi-siècle, l’Europe a tenu la première place mondiale des lanceurs civils et commerciaux de satellites. La technologie s’oriente vers des fusées récupérables et à charges utiles multiples et moins lourdes, donc moins coûteuses. Les coûts de lancement demeurent de l'ordre de 10 000 à 50 000 dollars le kilogramme pour l’orbite basse, et la quantité d’obstacles techniques rencontrés diminue. Le lanceur Ariane 5 revient à 150 millions d’euros pour deux satellites, alors que SpaceX demande 100 millions de dollars pour les vols institutionnels et 60 millions pour les vols commerciaux en GEO. Avec ses fusées récupérables, la société SpaceX envisage un prix de lancement en dessous de 7 millions de dollars. La baisse continue du prix de l’envoi d’un kilogramme de charge utile en orbite basse pourrait permettre d'atteindre un prix de lancement de mille dollars.
En 2015, sur les 86 lancements de satellites enregistrés, la Russie en a inscrit 26, les États-Unis 20 et la Chine 19. Viennent ensuite, l’Union européenne avec 11, l’Inde 5, le Japon 4 et l’Iran 1 (tableau 11). Le marché des lanceurs de satellites fait face à trois défis : l'environnement extrême de ce milieu, le coût de mise en orbite des satellites et le coût de l’échec de la mise en orbite. Tous ces paramètres sont sensibles et peuvent faire évoluer rapidement l’ensemble de cette industrie.
Selon ASD Reports, le marché des services de lancement spatial était estimé à 9 milliards de dollars...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CLARKE (A.C.) - Extra-Terrestrial Relays : Can Rocket Stations Give World Wide Radio Coverage ? - Wireless World, pp. 305-308 (1945).
-
(2) - BENSLAMA (M.), KIAMOUCHE (W.), BATIATA (H.) - Stratégie de management des connexions dans les réseaux cellulaires satellitaires. - iSTE Editions, Londres (2015).
-
(3) - BERTHOU (P.), BAUDOIN (C.), GAYRAUD (T.), GINESTE (M.) - Les réseaux hybrides satellites et terrestres. - iSTE Editions, Londres (2015).
-
(4) - SANDIS (M.D.) et all - Satellite Communications Supporting Internet of Remote Things. - IEEE Internet of Things Journal, vol. 3, N° 1, pp. 113 – 23 (2016).
-
(5) - GOHN (B.), WHEELLOCK (C.) - Smart Grid Network Technologies and the role of SATCOM. - Pike Research LLC, Boulder, CO (2010).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Catalogue des Publications des publications et Recommandations/Rapports du BR de l’UIT-R : https://www.itu.int/dms_pub/itu-s/opb/gen/S-GEN-CAT.OL-2017-PDF-E.pdf
UIT-R – Fichier de référence international des fréquences (MIFR) http://www.itu.int/ITU-R/go/public
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ISO 24113 (2011), Space systems – Space debris mitigation requirements.
ISO 26872 (2010), Space systems – Disposal of satellites operating at geosynthronous altitude.
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