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Télécommunications haut débit en ondes millimétriques

Les ondes millimétriques sont les ondes radioélectriques couvrant les fréquences de 30 à 300 GHz. Leur usage dans les télécommunications s’étend typiquement de 30 à 70 GHz. On examinera, ci-après la bande de 27 à 65 GHz, qui correspond au haut de la bande nommée Ka et la partie basse de l’EHF (Extremely High Frequency).

Les propriétés particulières de propagation et de bande passante confèrent à ces ondes de larges possibilités d’utilisation tant variées qu’importantes au début du troisième millénaire.

Les applications civiles et militaires concernent des transmissions point à point type faisceaux hertziens et ponts, les réseaux d’accès point à multipoint MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System), MVDS (Microwave Video Distribution System) pour l’image et LMDS (Local Multipoints Distribution) (système de distribution locale point multipoint), WBLL (Wireless Broadband Local Loop) pour les télécommunications, les réseaux locaux sans fil ou WLAN (Wireless Local Aera Network) et les transmissions par satellite.

Quelques exemples d’applications civiles et militaires sont donnés ci-après (tableau 1).

Dès les années 70, les militaires se sont intéressés aux ondes millimétriques pour faire des transmissions. Leur objectif était surtout la discrétion : la limitation de la propagation et le confinement par de petites antennes permettent en effet de faire des transmissions à courte portée indétectables. Ce n’est que dans les années 80 que les prototypes commencèrent à voir le jour. Et finalement les Américains les mirent en œuvre sur les satellites militaires vers 45 GHz.

La raie d’absorption de l’oxygène à 60 GHz fut aussi utilisée pour accroître la discrétion par des faisceaux hertziens expérimentaux à la fin des années 80. En définitive, les militaires ont maintenant deux grands types d’applications en cours : les télécommunications par satellite, les liaisons courte portée sur le terrain pour les centres de commandement et pour l’identification.

Le civil devait prendre le relais dès le début des années 90. Il se développe alors des petits faisceaux hertziens pour le déport de données sur 5 à 10 km dans les 38 GHz. Une offre nombreuse de « ponts » existe maintenant offrant 2, 4 et 8 Mbit/s dont l’application principale est le relais des stations de base de la radio mobile.

Puis c’est le bas de la bande qui est maintenant largement convoitée et bientôt encombrée avec les communications satellites géostationnaires et le LMDS dans la bande Ka (27 à 30 GHz).

Aujourd’hui avec l’arrivée du multimédia et d’Internet les systèmes se développent dans les 40 GHz. Déjà, les attributions de bandes sont limitées autour des 46-48 GHz.

Bandes millimétriques pour les télécommunications (tableau 2)

Les attributions générales sont assez vagues. En dehors de la radionavigation et de la radioastronomie, la situation pratique est globalement la suivante (cependant elle évolue en fonction des régions du monde, de la pression et des besoins des opérateurs et des nombreux projets en cours).

• La première remarque est que le confinement de ces ondes devrait permettre de s’affranchir des séparations trop rigoureuses entre civils et militaires, entre détection et communication, etc. Seule la recherche dans la radioastronomie pourrait réclamer un silence radio absolu.

• La seconde est que plusieurs services peuvent se faire sur le même système, les instances de régulation voient donc se compliquer leurs problèmes entre la TV, la VOD (Video On Demand) et les communications (l’administration française se dote de trois organismes : l’Agence Nationale des fréquences (ANF), le Conseil Supérieur d’Audiovisuel (CSA) et l’Agence de Régulation des Télécommunications (ART).

• La troisième c’est que l’éther est payant et que les ondes millimétriques vont être une source de revenu important pour les États.