EXPOSE RECEPTION TV PAR SATELLITE-le bon.ppt

Reception TV par Satellite

INTERVENANTS:NKWAJU SAHYOU Prudence

MATOUKAM SIMO Félicité

MBILONGO ATANGANA A. Brice

MENGOUE Jean Roussel

NGUEHOU ZEBAZE Mathurin

FONGANG DUNY S. Lavoisier

MOUNTEMBE ETELODANYS M.

SOMMAIRE

I. Les Satellites de Télécommunication

II. Les categories principales de satellites de Télécommunication

III. Les antennes paraboliques

IV. Installation de reception

V. Les receptions des emissions analogiques

VI. La télévision numérique

VII. Les installations collectives

Un satellite de Télécommunication est un élément spatiale qui a pour rôle de produire ou

relayer des données vers différents récepteurs terrestres. C’est une sorte de relais hertzien qui a

pour rôle de régénérer le signal qu’il a reçu et de retransmettre, amplifier en fréquence à la station

réceptrice. Il offre également une capacité de diffusion, c’est-à-dire qu’il peut retransmettre des

signaux captés depuis la terre vers d’autres stations. La démarche inverse peut également être

effectuée. Pour atteindre le satellite, la station émettrice empreinte un faisceau montant(up-link)

pour atteindre une station réceptrice, le satellite empreinte un faisceau descendant(down-link).

Les principales caractéristiques du satellite sont donc: la zone couverte par le satellite, la

gamme de fréquence utilisée, la puissance et la capacité de transmission, la taille des

antennes des stations terriennes, les techniques de modulation et de codage utilisées pour

la transmission des signaux, les techniques d’accès aux capacités de transmission

embarquées sur le satellite

I- Les Satellites de Télécommunication

I-1 Historique

Le premier satellite artificiel, le Spoutnik 1, équipé d'un émetteur radio embarqué, a été lancé par l'URSS le 4 octobre 1957. Le premier satellite de télécommunications américain, appelé Project SCORE, a suivi un an plus tard le 18 décembre 1958.

Ce satellite utilisait un magnétophone à cassette pour enregistrer et rediffuser des messages vocaux. Les premiers satellites de télécommunications fonctionnaient en mode passif, se contentant de réfléchir les signaux émis par les stations terrestres. Ces signaux, diffusés dans toutes les directions, pouvaient être reçus dans n’importe quelle partie du monde.

Depuis 1962 et le satellite Telstar, les satellites sont dotés de leur propre équipement d’émission et de réception. Ils reçoivent des signaux provenant d’une station terrestre, les amplifient et les retransmettent vers une station réceptrice en utilisant une autre longueur d'onde. Depuis cette époque, plus de 5000 satellites artificiels ont été mis en orbite autour de la Terre, dont plusieurs centaines de satellites de télécommunications actifs.

I-2 Gamme de fréquence utilisée

Les signaux sont véhiculés par des ondes porteuses qui sont modulés (en fréquence, en amplitude, …). Chaque signal est caractérisé par une fréquence et par une largeur de bande. La largeur de bande est d’autant plus grande que le débit d’informations, c’est-à-dire le contenu informatif du signal, est important.

Quelle bande de fréquence utiliser ?

La retransmission d’un signal au contenu informatif important (voix + son + image) impose l’utilisation d’une large plage de fréquence. Les plages de télécommunication se situent principalement dans six bandes de fréquence désignées par des lettres.

Bande Fréquence ApplicationsL de 1 à 2 GHz Téléphonie mobile et transmission de donnéesS de 2 à 3 GHz Téléphonie mobile et transmission de donnéesC de 3,4 à 7 GHz Services fixes de téléphonie et services de

radiodiffusion, réseaux d’entrepriseX de 7 à 8,4 GHz Communications gouvernementales et militaires

protégées et cryptéesKu de 10,7 à 18,1 GHz Transmission de données haut débit, télévision,

vidéoconférence, réseaux d’entrepriseKa de 18,1 à 31 GHz Transmission de données haut débit, télévision,

vidéoconférence, réseaux d’entreprise

I-3-Architecture du satellite

Architecture globale du satellite

Un satellite de télécommunication comporte deux parties: La charge utile et la plate forme

Satellite

Plate forme Charge utile

Moteur d’apogée

Système de contrôle d’altitude et d’orbite

structure

Alimentation

TélécommandeTélémesure

Répéteurs Antennes

I-3-Architecture du satellite

Architecture de la station terrienne

axes antena

elevation angle local horizon

Base band

signals I/P

base band

signals O/P

Duplexer

Supply power

tracking monitoring & control

RF-HPA IF Modulator

RF-LNA IFdemodulator

I-4-Les types d’orbites

Les satellites utilisent la force gravitationnelle de notre planète pour se maintenir à une position pour se maintenir à une position et à une distance de la terre. On distingue trois trajectoires orbitales:

LEO (Low Earth Orbit): c’est la zone comprise entre la fin de l’atmosphère entre la fin de l’atmosphère et la 1ère ceinture de van allen 400 km à 1500 km. Délai de transmission varie autour de 20 à 25 millisecondes. Les appareils sont tellement proche de la terre qu’il est nécessaire d’avoir un grand nombre pour couvrir la planète. Son orbite est circulaire.

MEO (Medium Earth Orbit): c’est une zone comprise entre la deux ceintures de van allen zone où les radiations sont très intenses de 5000 km à 13000 km d’altitude et avec un délai de transmission de 110 à 130 ms. Il prévoit une dizaine de satellite pour assurer la couverture mondiale.

I-4-les types d’orbites

GEO(Geostationnary Earth Orbit):est une orbite circulaire, située dans le plan équatorial. Sur cette orbite, un satellite tourne à la même vitesse et dans le même sens que la Terre, et reste ainsi stationnaire, fixe au dessus du même point au sol. Cette orbite est à une altitude de près de 36 000 km (35 784 km exactement), soit environ 6 fois le rayon de la Terre, et a une période orbitale de 23h 56 m (au lieu de 24hr : A cause de la différence entre le temps que met la Terre pour tourner sur elle-même et la durée du jour. En effet, la durée du jour est un peu plus longue que le temps que met la Terre pour tourner sur elle-même puisqu’il faut tenir compte de la rotation de la Terre autour du soleil. Il y a 365 jours dans une année et la Terre tourne 366 fois sur elle-même. Il y a donc environ 4 min de décalage entre le jour sidéral et le jour solaire.)

Le satellite de télécommunication géostationnaire est utilisé tel un relais fixe pour la retransmission d’informations (voix, images, données), avec une couverture très étendue qui atteint 40 % de la planète pour un seul satellite.

Tableau récapitulatif des types d’orbites et applications

GEO MEO LEO

Altitude 36000 Km 13000 Km 400-1500 Km

Temps de transit 0.25 s 0.1 s 0.05 s

Applications Diffusion radio et TV

-Téléphonie mobile-Données à faible débits

-Téléphonie mobile-Données à faible et à haut débits

Débit binaire Jusqu’à 155 Mbps

De 9.6 à 38.4 kbps

-petit: 2.4 à 300 kbps-gros: 2.4 à 9.6 kbps-large bande: 16 kbps à 155 Mbps

I-5-Les techniques d’accès au satellite

Le choix de la technique d’accès dépend essentiellement :de la quantité d’informations à transmettre du nombre de stations à gérer. Ainsi, on distingue plusieurs techniques d’accès qui sont:

TDMA FDMA CDMA

Différents intervalles de temps sont allouées aux différentes stations d’émissions

Les différentes bandes de fréquences sont allouées aux différentes stations

Les différentes stations ont un code unique qui leur est assigné et transmis à travers la même bande de fréquence.

II -Les categories principales de satellites de Télécommunication

Faisons déjà bien la distinction entre deux types de satellites. Cette différence agit sur le type d’orbite empruntée par le satellite. En effet on distingue les satellites défilants des satellites géostationnaires. Les satellites défilants ne peuvent établir de liaisons que quand ils sont visibles et d’un émetteur et d’un récepteur. Selon les altitudes de leurs orbites, ce temps de liaison varie mais il tourne autour de quelques heures par jours.

Après avoir bien fait la distinction entre ces deux types de satellites, nous pouvons différencier les satellites par leur mission. En effet on remarque cinq types de missions différentes. Les satellites selon leur mission, peuvent fonctionner jusqu’à 15ans.

Tout d’abord, les satellites scientifiques, placés en orbite basse. Ce sont des satellites qui permettent soit une étude approfondie de la Terre (autrement dit la Télédétection) soit une étude plus précise de l’espace.

INTEGRAL surnommé le géant de l’espace est

le plus gros satellite scientifique européen


les satellites météorologiques, placés eux aussi en orbite plus ou moins basse. Ces satellites permettent de prévoir, en concentrant leurs mesures et études sur l’atmosphère, en direct le temps et les intempéries terrestres et d’étudier les climats et leur évolution.

Tiros 1 est le premier satellite météorologique lancé par les USA en 1960. fig ci-dessous les satellites de télécommunication. Ces satellites sont envoyés sur une orbite

géostationnaire. Leur rôle est d’effectuer un relai entre un point et un autre de la Terre afin de transmettre des informations. Les informations que traite ce type de satellite sont les communications téléphoniques, les transmissions télévisées, les transmissions audio et vidéo, et de façon plus générale, les échanges d’informations.

le satellite de télécommunication Calipso


les satellites de navigation toujours dans une orbite assez basse. Ils ont été très utiles aux compagnies de transports maritimes et aériens. En effet, ils permettent de se positionner de façon extrêmement précise sur la Terre

NavStar est le satellite actuel de navigation américaine. Fig ci-dessous les satellites militaires. Ces satellites utilisent différents types d’orbites selon le but

recherché. Ainsi, il empruntera une orbite géostationnaire si sa mission est de servir de relai (donc c’est un satellite de télécommunication), ou une orbite très elliptique si sa mission est d’espionner par exemple. Ces derniers types de satellites sont appelés «satellites espions ». Ils peuvent aussi observer la Terre comme les satellites de télédétection.

SAR-LUPE est un satellite radar allemand à destination militaire

III. Les antennes paraboliques

Une antenne parabolique, communément appelée parabole par le grand public, est une antenne disposant d'un réflecteur paraboloïdal, basé sur les propriétés géométriques de la courbe nommée parabole et de la surface nommée paraboloïde de révolution.

Cette antenne qualifiée d'universelle puisqu'elle fonctionne en théorie sur n'importe quelle fréquence ou longueur d'onde, est cependant seulement employée à partir de la bande L dès 1,1 GHz et lorsqu'un gain d'antenne élevé est recherché. On estime que l'intérêt d'un réflecteur parabolique ne se fait sentir qu'à partir d'un diamètre supérieur à 4 fois la longueur d'onde du signal à transmettre.

III.1 Constitution d’une antenne parabolique

Le réflecteurLe réflecteur parabolique est chargé de concentrer les ondes reçues ou émises (radar, télévision, ISM et Wi-Fi, radio-amateurisme, faisceaux hertziens, ou ondes émises par les astres en radioastronomie) vers l'antenne-source, qui se situe au foyer de la parabole.

NB: • Les antennes paraboliques de petit diamètre sont fabriquées en tôle emboutie (acier ou aluminium). Par contre 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.

La source ( cornet d'alimentation)Le signal à émettre est produit par le transmetteur, un appareil comportant un oscillateur local dont l'onde sera modulée puis amplifiée. Ce dernier est relié à l'antenne par un guide d'onde ou un câble coaxial relié à un cornet d'alimentation. Le but de la source est d’« éclairer » entièrement la surface du réflecteur avec le signal à émettre.

NB: Dans le cas des antenne réceptrice, le signal fait le trajet inverse de l'antenne au cornet d'alimentation puis dans le guide d'onde vers cette fois le récepteur. Ce dernier est filtre les

Antenne à source centréeCette disposition fait que la source constitue un écran pour les ondes et le rendement, donc le gain global de l'antenne est diminué1. Ce type de montage est utilisé de préférence pour les réflecteurs de diamètres supérieurs à deux mètres, l'ombre de la source et des bras supports étant relativement négligeable.Antenne à source décaléePour éviter l'inconvénient du montage foyer-primaire, il est courant de décentrer la source, le réflecteur est alors une portion de paraboloïde au contour elliptique Cette configuration demande cun cornet plus gros (très coûteux);Le rendement nettement amélioré, surtout pour les petites antennes comme celles qui sont utilisées par le grand public pour la réception TV par satellite; le réflecteur peut conserver une position quasi verticale même pour les satellites placés assez haut dans le ciel2.

Antenne Cassegrain et grégorienneLe réflecteur secondaire peut être plan ou hyperbolique convexe dont le point focal arrière coïncide avec le point focal du réflecteur primaire parabolique. Dans le montage, le cornet d'alimentation se trouve au centre du réflecteur principal et envoie les ondes vers le réflecteur secondaire ()qui les retournent vers le réflecteur principal3.

Le montage appelé « parabole grégorienne » est un montage décalé utilisant un réflecteur secondaire ellipsoïde comme le montage Cassegrain. Ce sub-réflecteur présente sa face concave côté réflecteur, alors qu'en Cassegrain nous avions la face utile en convexe.

III.2 Caractéristique

Le diagramme de ci-dessus donne l'allure de l'évolution de la puissance de l'onde, normalisée par rapport à la puissance maximale émise, en fonction du site et du gisement d'une telle antenne parabolique. On voit apparaître le lobe principal où la plupart de l'énergie émise ou reçu se trouve. On le défini comme le faisceau d'émission ou de réception de l'antenne.

On voit que pour réduire l'ouverture angulaire de l'antenne, il y a deux méthodes :

•soit augmenter la taille de l'antenne

•soit diminuer la longueur d'onde / monter en fréquence.

Diagramme d’émission

Le gain

Le gain isotrope de l'antenne parabolique dépend principalement de son diamètre et de la fréquence d'utilisation (en fait la longueur d'onde) mais aussi, dans une moindre mesure, de l'efficacité du système d'illumination de la parabole par la source (coefficient k) et de la précision de réalisation du réflecteur.On peut utiliser la formule : où :k = rendement du système d'illumination (source), en moyenne 0,55D : diamètre du réflecteur parabolique : longueur d'onde d'utilisationD et sont exprimés dans la même unité

III.2 Caractéristique (suite et fin)

III.3 Fonctionnement

Les communications satellites se font dans les bandes micro-ondes dont la longueur d’onde est :

•Bande C : de 3,5 à 7,5 cm

•Bande Ku à Ka : de 7,5 mm à 2,5 cm

On pourrait en déduire rapidement que des antennes de moins de 10 centimètres devraient suffire à capter le signal.

C’est vrai, mais il ne faut pas seulement capter le signal : il faut le capter en quantité suffisante pour qu’il soit utilisable comme signal audiovisuel par exemple.

C’est pour cela que les antennes paraboliques utilisées pour la réception télé sont plus souvent de tailles allant de 60cm à un mètre. L’augmentation de la taille de la parabole permet :

• de concentrer les ondes reçues en un signal plus fort

• d’augmenter la directivité de l’antenne et ainsi d’éviter la réception de signaux parasites, en se concentrant sur les signaux émis par le satellite dont on souhaite la réception

III.3 Fonctionnement (suite)

la taille de l’antennePour les paraboles d’émission, les tailles sont encore plus impressionnantes : travaillant principalement dans la bande C, elles peuvent atteindre une dizaine de mètres de diamètre afin d’obtenir un signal encore plus concentré (le gain diminuant avec la fréquence, il faut d’autant plus augmenter la taille de la parabole).

la tête d’une antenne paraboliqueC’est dans la tête d’une antenne parabolique que son concentrées toutes les ondes reçues et que sont sélectionnées celles qui correspondent au canal recherché.La tête contient à la fois : - les composants électroniques permettant de sélectionner une fréquence donnée - et les composants permettant de sélectionner la polarisation recherchée

La polarisation est sélectionnée dans la tête de la paraboleLa focalisation des signaux reçus par une antenne n’est pas aussi simple. Nous n’avons considéré pour l’instant qu’un seul foyer, mais il en existe beaucoup plus pour une seule parabole.Chaque foyer correspond à des ondes qui atteignent la parabole avec des angles différents. Il est possible d’utiliser ces foyers multiples pour capter non pas un, mais plusieurs satellites avec un même récepteur.Les foyers perdent toutefois en puissance quand leur position s’éloigne du foyer principal. Sur des paraboles standards ce sont rarement plus de deux foyers secondaires qui sont utilisables.

III.3 Fonctionnement (suite)

Foyer principal et foyers secondaires

Il est possible de tirer parti de ces foyers multiples pour capter plusieurs satellites avec une seule antenne. Il y a toutefois quelques limites :

•Le nombre de satellite se limite à un ou deux en plus de celui positionné sur le foyer principal : s’il est théoriquement possible d’en positionner plus que deux, la puissance focalisée est trop faible en s’éloignant trop du foyer principal

•L’écart angulaire entre le satellite capté par le foyer principal et le secondaire doit donc être faible, moins de 6° à 9°.

•Le satellite dont l’émission est la plus faible pour cette zone géographique sera géré par la tête du foyer primaire afin de maximiser sa réception.

Cas particulier : deux têtes sur une même parabole Des formes de paraboles plus complexes permettent de créer plusieurs foyers secondaires supplémentaires avec une puissance suffisante pour qu’ils restent utilisables.Certaines antennes plates couvrent des sections angulaires allant jusqu’à 90° !

III.3 Fonctionnement (suite et fin)

III.4 Protection des antennes paraboliques

Positionnée à l’extérieur, les antennes paraboliques sont soumises au vent, à la pluie et à la neige.

Neige et glace peuvent rapidement empêcher la focalisation des ondes reçues et perturber le fonctionnement de l’antenne.

Lorsque les conditions climatiques risquent de perturber la réception, il est courant de protéger les antennes par une enveloppe rigide mais qui ne doit pas induire de perte de puissance. Cette protection s’appelle un radôme.

III.5 Le choix de l’antenne

Le choix de l’antenne va se faire suivant l’objectif visé :

•Antennes de très grande taille : La taille du réflecteur place le foyer principal à plusieurs dizaines de mètres du réflecteur et il est impossible physiquement de positionner une antenne à cet endroit sans une énorme structure qui bloquerait une grande partie du signal -> Antenne Cassegrain.

•Antenne de réception domestique : Un compromis doit être fait entre une taille d’antenne assez petite et une bonne qualité de signal. La parabole offset répond à ces critères : utilisation maximale du signal car peu d’ombre créée par la tête

•Antenne d’émission : Ces antennes sont supérieures à 2 mètres mais n’atteignent pas non plus des tailles trop importantes pour que le foyer impose une structure trop imposante. La parabole Prime-Focus est efficace dans ce cas car l’ombre créée par la structure qui porte l’antenne est négligeable

Explication

La tête de l’antenne peut-être positionnée de plusieurs manières différentes par rapport au réflecteur, chacune possédant ses avantages et ses inconvénients :

Prime-Focus : La tête est placée au milieu du réflecteur, face à lui. L’inconvénient majeur est que la tête et les bras se trouvent dans l’axe du satellite et génèrent une zone d’ombre qui atténue le signal

Cassegrain : La tête est placée au milieu du réflecteur, mais la focale est allongée en plaçant un second réflecteur pour éviter d’avoir à positionner la tête à une distance trop importante

Offset : La tête est décalée pour éviter que la tête et le bras ne génèrent une zone d’ombre. La parabole n’est plus circulaire mais elliptique

Petite conclusion

Petite conclusionL’antenne parabolique est au final l’assemblage optimal des différentes technologies que nous avons vues précédemment :•La parabole sert de collecteur pour augmenter la quantité de signal collecté. Une antenne cornet du même gain serait bien trop imposante•La tête au centre du foyer est constituée d’une antenne cornet qui va affiner le foyer en concentrant les ondes, sur le guide d’onde qui les amènera jusqu’au dispositif électronique en charge de la transformation du signal non guidé en signal guidé (coaxial)

Bref aperçu sur le signal SHF

IV-Installation de réception

Comme nous l’avons présenté plus haut, la parabole est constituée de deux éléments :le réflecteur parabolique et la tête de réception plus communément appelée LNB(Low Noise Blockconverter).Les ondes électromagnétiques émises par les satellites sont concentrées par le réflecteur parabolique sur la tête de réception. La tête est reliée au démodulateur par un câble coaxial d'impédance 75 ohms, dans lequel transitent différents signaux contenant les informations vidéo et son.

Ainsi, l’installation de réception a suit une certaine procédure que nous allons décrire ci-après:

Outils nécessaires: clé anglaise, manche pour placer les chevilles, réflecteur avec tous les éléments, 4 vis hexagonales, câble coaxial pour satellite, perceuse, boussole, Satbeeper, connecteurs F

1ère étape: fixation du support au mur

Chercher un endroit convenable qui répond aux conditions suivantes: l’endroit où nous fixerons le support doit nous permettre d’orienter le réflecteur vers le sud(nous utilisons la boussole pour ce faire) et il doit y avoir aucun obstacle entre le réflecteur et le satellite.


Perçons 4 trous avec la perceuses selon le diamètre des chevilles métalliques, puis placer le support en L après avoir fixé les 4 chevilles enfin on visse.

2è étape Montage du réflecteur: le montage sera différent selon la marque et le modèle du réflecteur.

Mais, chaque réflecteur a

ses instructions:


3è étape orientation de l’antenne vers le satellite:

Ici, on a besoin de 3 données: l’Azimut, l’élévation et polarisation Azimut: c’est la polarisation de réflecteur sur le plan horizontal par rapport au

nord.(en degré) Élévation: inclinaison avec laquelle arrive le faisceau du signal du satellite

jusqu’à notre antenne. (en degré) Polarisation: c’est la rotation que doit avoir le LNB par rapport à la verticale du

sol.(en degré)

Toutes ces données dépendent de: notre position géographique et la position du satellite dont on souhaite capter le signal.

Cas pratique: orienter notre antenne vers le satellite « Astra »

azimut:147o, élévation: 38o et polarisation:25o

élévation 38o: défaire la vis et placer les graduations sur 38o et resserrer Azimut 147o: placer la boussole sur la tête tourner pour aligner vers le

nord(nous sommes à 180o), il reste à tourner vers la gauche (en regardant la parabolique) jusqu’à 147o.


Maintenant, nous mettons les écouteurs de notre satbeeper dans les oreilles, on cherche jusqu’à ce qu’on entende le bruit aigu dans l’oreillette.

Polarisation 25o : tourner le LNB jusqu’à ce qu’il coïncide avec 25o 4è étape branchement des câbles: on met les connecteurs F au deux bouts

du câble coaxial qu’on branchera dans le LNB puis dans le récepteur digital (démodulateur).Mettre sous tension le téléviseur et le démodulateur. Le démodulateur extrait les informations audio/vidéo transposées dans la bande (0,95 GHz – 2,15 GHz) par la tête de réception. Il les convertit en signaux vidéo et son, exploitables par un téléviseur PAL/SECAM via une prise de type péritel.

V. Les récepteurs des émissions analogiques

Les satellites utilisés pour la diffusion directe d'émissions de télévision ou de radio, ceux permettant les liaisons techniques entre deux continents ou ceux assurant le transport des images d'un événement sportif depuis son lieu de déroulement sont tous situés autour de la terre à une altitude d'environ 35800 km dans le plan de l'équateur. Cette orbite unique permet aux satellites qui y sont situés, de tourner à la même vitesse que la terre.

Un satellite est connu par son nom (par exemple : Astra 1A, Hot Bird 2, Télécom 2B...) et par saposition sur l'orbite géostationnaire (19,2° Est, 13° Est, 5° Ouest pour les exemples précédents). Legraphique ci-contre permet de comprendre ce que représentent ces valeurs.

V.1 présentation de quelques éléments constituant le système

La parabole

La parabole est constituée de deux éléments :

Le réflecteur parabolique et la tête de réception plus communément appelée LNB pour Low NoiseBlockconverter.

Les ondes électromagnétiques émises par les satellites sont concentrées par le réflecteur parabolique sur la tête de réception.

La tête est reliée au démodulateur par un câble coaxial d'impédance 75 ohms, dans lequel transitentdifférents signaux contenant les informations vidéo et son.

Le démodulateur

Le démodulateur extrait les informations audio/vidéo transposées dans la bande (0,95 GHz – 2,15GHz) par la tête de réception. Il les convertit en signaux vidéo et son, exploitables par un téléviseurPAL/SECAM via une prise de type péritel. De plus, il alimente la tête de réception à travers lemême câble coaxial que celui utilisé pour la vidéo et le son.


(suite)

Informations circulant dans le câble coaxialLa description des différentes informations circulant dans le câble coaxial nécessite de détailler lefonctionnement et la conception d'une tête de réception ou LNB.La tête de réception est un objet technique complexe qui assure les fonctions suivantes : 1. Collecte des ondes électromagnétiques émises par le satellite puis réfléchies et concentrées par la parabole. 2. Réception des ondes émises horizontalement ou verticalement à l'aide d'un commutateur interne commandé par la tension d'alimentation fournie par ledémodulateur via le câble coaxial. Lorsque la tête est alimentée sous 13 volts, l'antenne verticale est sélectionnée, les ondes émises verticalement sont reçues ; tandis que lorsque la tête est alimentée sous 18 volts, l'antenne horizontale est sélectionnée, les ondes émises horizontalement sont reçues. On appelle ceci la polarisation de la tête.Les deux photographies ci-dessous, représentent une tête de réception universelle par satellitedémontée.


(suite: Informations circulant dans le câble coaxial)

3. Transposition des fréquences des ondes reçues dans la bande (0,95GHz – 2,15GHz).

Ceci dans le seul but de permettre l'utilisation de câbles coaxiaux 75 W standards.Les fréquences basses (10,7GHz – 11,7GHz) sont ramenées dans la plage (950MHz –1950MHz) à l'aide d'un oscillateur local fonctionnant à 9,75GHz ; tandis que les fréquences hautes (11,7GHz –12,75GHz) sont ramenées dans la plage (1100MHz – 2150MHz) à l'aide d'un oscillateur local fonctionnant à 10,6GHz.

Par exemple, une chaîne émise à 11GHz sera transposée à la fréquence de 1,25GHz (11 – 9,75 = 1,25) alors qu'une chaîne émise à 12GHz sera transposée à la fréquence de1,4GHz (12 – 10,6 = 1,4).Le choix de transmission des fréquences hautes ou basses est effectué grâce au démodulateur quigénère ou non un signal normalisé de fréquence 22 kHz et le transmet à la tête de réception via lecâble coaxial. La présence de ce dernier donne accès aux fréquences hautes.Le graphe ci-dessous représente le signal de 22 kHz normalisé.

Bilan de liaison HFLa parabole est pointée sur le satellite Atlantic Bird III (Ex-TELECOM 2C) qui émet les six chaînesfrançaises suivantes : TF1, France 2, France 3, Canal +, Arte/France 5 et M6.Le graphique ci-dessous représente une parabole installée à Brive la Gaillarde et pointée sur lesatellite Atlantic Bird III positionné à 5° Ouest sur l'orbite géostationnaire.

avec :

α : Angle de déviation de la parabole par rapport à l'horizontale ou plus communément appeléangle d'élévation de la parabole.β : Latitude du lieu d'installation de la parabole. La latitude de Brive la Gaillarde est égale à 45,16°.h : Hauteur de l'orbite équatoriale géostationnaire, soit 35,79.106 mètres.RT : Rayon de la terre, soit 6,38.106 mètres.Dist : Distance entre la parabole installée à Brive et le satellite Atlantic Bird III, soit environ 37942 kilomètres.

Utilisation d'un mesureur de champs en réception satelliteAnalogique

La figure ci-contre représente partiellement l'image de la Puissance Isotrope Rayonnée àl'Emission (PIRE) par le satellite Atlantic Bird III.

VI. La télévision numérique

Nous connaissons l’intérêt d’utiliser une transmission numérique de l’information plutôt qu’unetransmission analogique. On citera pour mémoire, les quelques avantages suivants :

• une plus grande immunité au bruit• facilités de traitement• simplification du stockage.

La télévision n’a pas échappé à la révolution numérique. L’histoire de la télévision numérique grandpublic commence avec la publication de la norme MPEG2 (pour Motion Picture Expert Group) en1993. Sans rentrer dans les détails, on retiendra que cette norme permet de coder numériquement un programme télévisé de qualité "broadcast" (diffusion) en utilisant un débit de quelques Mbit/s.

Aujourd’hui, dans un canal satellite qui permet de diffuser un seul programme en analogique, onpeut diffuser cinq à huit programmes numériques.

La location d’un canal satellite se chiffre à environ 4 Millions d’euros par an. On comprend pour lediffuseur, l’intérêt économique du numérique par rapport à l’analogique !

A terme, la télédiffusion analogique par satellite va disparaître.

Organisation fonctionnelle de la caine d’émission

Le schéma fonctionnel de la chaîne d’émission est donné ci–dessous.Ce schéma comporte deux principaux blocs :

Explication

- MPEG-2 source coding and multiplexing : Multiplexage et codage MPEG-2

- Satellite channel adapter : Adaptation au canal satellite

Nous allons présenter sommairement le bloc "Multiplexage et codage MPEG-2", puis nous étudierons les différentes fonctions du bloc "Adaptation au canal satellite" tout au long de cette partie.

Les différentes fonctions du bloc "Adaptation au canal satellite" avec leur traduction en français sont :

- Mux adaptation and energy dispersal : Adaptation multiplexeur et Brassage (embrouillage des données)- Outer coder RS(204,188) : Codage correcteur d’erreur externe (Reed-Salomon)- Convolutional interleaver : Entrelacement- Inner coder : Codage correcteur d’erreur interne (code convolutif poinçonné)- Baseband shaping : Traitement en bande de base- QPSK Modulator : Modulateur QPSK

Cette organisation fonctionnelle permet d’obtenir une liaison numérique quasiment sans erreur etdonc une image de bonne qualité dans des conditions normales de réception.

Multiplexage et codage MPEG-2

Le premier multiplexeur (Program MUX) assemble toutes les composantes d’un même programme télévisé sous forme d’un paquet de données. Chaque paquet commence par des données d’identification (un en-tête de 4 octets, le PID : Packet IDentifier) qui signalent leur nature : vidéo, audio, services.C’est à ce niveau qu’intervient un éventuel cryptage (télévision à péage).

Le second multiplexeur (Transport Mux) permet d’assembler les données relatives à toutes les chaînes ou services transmis par un même transpondeur ; c’est à dire jusqu’à six ou huit programmes. En sortie du multiplexeur de transport, les données sont organisées en trame sous la forme suivante :

L’octet de synchro est toujours égal à 01000111 en binaire, soit 47HEXA ce stade, le débit binaire est de l’ordre de 30 Mbit/s et correspond à cinq à huit programmes de télévision.

Adaptation multiplexeur et brassage des données

Pour assurer un nombre suffisant de transitions et éliminer de longues suites de bits identiques, oneffectue un brassage (ou embrouillage) des données.Cette opération se fait en deux temps : Adaptation multiplexeur puis brassage des données.

Adaptation multiplexeur :On assemble les paquets de transport MPEG-2 par blocs de 8 paquets.Pour pouvoir repérer le début de chaque bloc, on complémente l’octet de synchronisation dupremier paquet du bloc de 8 paquets.

L’octet de synchro est 01000111 soit 47HEX pour les octets de synchro 2,3,..,8.L’octet de synchro du paquet 1 est complémenté, c’est donc 10111000 soit B8HEX.Cette opération permet de travailler sur de plus grands ensembles de bits avant d’effectuer leurbrassage.

Adaptation multiplexeur et brassage des données(suite)

Brassage des données :Le structure utilisée pour le brassage des données est la suivante :

Cette structure permet de « mélanger » le signal à transmettre avec une séquence dite « pseudo-aléatoire ». Le signal Enable permet de mettre ou non en fonction cette fonction. Les mot desynchronisation ne sont pas brassés.

Le brassage des données doit être actif même lorsque le flux binaire à l’entrée du modulateurn’existe pas ou lorsque ce flux binaire n’est pas conforme au format MPEG. Ceci, afin d'éviterl’émission de signaux non-modulés sur l’émetteur.

Remarque :la même structure peut être utilisée en brassage des données à l’émission(Randomizer) et en "dé-brassage" des données en réception (de-randomizer).

Codage correcteur d’erreur externe (Reed-Salomon)

On utilise un code correcteur d’erreur de type "Reed-Solomon" noté RS(204, 188, T = 8). Ce code correcteur travaille sur des octets.

Pour 188 octets en entrée, il fournit 204 octets en sortie. Ce code rajoute donc 16 octets (204 – 188 = 16) qui vont permettre de détecter et corriger les erreurs de transmissions.

Ce code permet de corriger au maximum 8 octets erronés sur les 204. Les 188 octets présents enentrée du codeur de Reed-Solomon correspondent à un paquet de données MPEG-2 brassé, accompagné de son octet de synchronisation (47HEXou B8HEX).

Entrelacement

Nous avons vu précédemment que le codage de Reed-Solomon permettait de corriger au maximum 8 octets.Hors, dans une transmission satellite, les erreurs n’arrivent pas de manière isolées mais arrivent par paquets. Pour augmenter l’immunité du codage correcteur d’erreur, on effectue un entrelacement des données.

L’entrelacement consiste à répartir les octets successifs d’un paquet sur d’autres paquets.

Les erreurs arrivant de manière groupée, l’entrelacement permet de transformer un "grand paquet d’erreurs" en de nombreuses erreurs isolées et donc corrigeables grâce au code Reed-Solomon.En réception, le système doit pouvoir récupérer les différents paquets et les remettre dans l’ordre.

Deux octets consécutifs en entrée du circuit d’entrelacement vont donc être émis à des instants très éloignés.

Synthèse (1)

La figure ci-contre, extraite de la norme ETSI EN 300 421, résume les différentes opérations effectuées sur la trame : brassage, codage Reed-Solomon et entrelacement.

Codage correcteur d’erreur interne(code convolutif poinçonné)

Le rapport Signal/Bruit étant faible, le codage Reed-Solomon et l’entrelacement ne permettent pas de tenir les objectifs de qualité. On utilise un autre code correcteur d’erreur pour corriger l’essentiel des erreurs de transmission : le code convolutif poinçonné. Code convolutif 1/2

Ce codage crée deux flux binaires à partir du flux original. Il permet une correction des erreursefficace même en présence d'un très faible rapport Signal/Bruit.L’idée essentielle du code convolutif est de générer deux suites de bits qui sont fonction du bitprésent à l’entrée du codeur et des valeurs qu’il avait précédemment.

Codage correcteur d’erreur interne(code convolutif poinçonné): suite

En réception, en observant les suites de bits reçus, un algorithme va déterminer la suite de bitsémise la plus probable. Cet algorithme est appelé "Algorithme de Viterbi". Le décodeur est parfoisappelé "Décodeur de Viterbi".L’inconvénient de cette structure est qu’elle double le nombre d’informations à transmettre et doncde fait, double la bande passante.

Autres codes convolutifs

Pour occuper une bande passante plus réduite, on peut utiliser des variantes de cette structure où, aulieu d’avoir 1 bit en entrée pour 2 bits en sortie, on aura : - Code convolutif 2/3 : 2 bits en entrée pour 3 bits en sortie,- Code convolutif 3/4 : 3 bits en entrée pour 4 bits en sortie,- Code convolutif 5/6 : 5 bits en entrée pour 6 bits en sortie,-Code convolutif 7/8 : 7 bits en entrée pour 8 bits en sortie.

La fraction associée au code est appelée rendement. Le rendement représente le rapport du nombrede bits utiles sur le nombre de bits total transmis.

Codage correcteur d’erreur interne(code convolutif poinçonné): Fin

Le choix du taux de codage à l'émission est arrêté par l’exploitant. C’est une affaire de compromiscar la bande passante étant limitée ; en fonction de l’application, on choisira de privilégier le débitbinaire ou le taux d’erreur.

Fonctionnellement, quelque soit le rendement du code utilisé, le codeur possède toujours un fluxd’entrée et deux flux de sortie I et Q pour attaquer le modulateur.

Les bits I et Q sont fonction des différentes sorties du codeur convolutionnel. La norme ETSIdéfinit les relations entre I et Q et les sorties du codeur convolutionnel.

Traitement en bande de base &

Modulation QPSK

Traitement en bande de baseLes bits de sortie du codeur convolutif poinçonné sont filtrés par un filtre dit "filtre demi-Nyquist".Ce filtre permet de limiter la largeur du spectre émis tout en maintenant une ouverture dudiagramme de l’œil maximale. Ce type de filtrage est réalisé par des fonctions de filtrage numérique.

Modulation QPSKOn effectue ensuite la modulation QPSK d’une porteuse HF. La constellation émise est la suivante :

Les bits à transmettre sont groupés deux par deux, en fonction de ces deux éléments, on module une porteuse en phase.

Synthèse (2): Schéma bloc émetteur

Synthèse (3): Schéma bloc récepteur

Reception télévisée numérique terrestre (TNT)

PrincipeLa télévision numérique terrestre diffère de la télévision numérique par satellite uniquement au niveau des deux derniers étages de l'émetteur : Traitement en bande de base et modulation.

En effet, en télévision terrestre, compte tenu des bandes de fréquences utilisées, il faut tenir compte des échos parasites entre l'émetteur et le récepteur, ce qui n'existait pas en diffusion par satellite. Pour cela, on utilise une modulation COFDM.

Le principe de la modulation COFDM consiste à répartir l'information sur un grand nombre de porteuses distinctes et orthogonales modulées individuellement. Son principal avantage est son excellent comportement en présence d'échos dus aux réflexions sur des montagnes ou des bâtiments, et qui sont caractéristiques de la diffusion terrestre.

VII. les installations collectives.

Présentation du problème

La situation dans les copropriétés est la suivante :- souvent, seule une minorité de copropriétaires veut absolument la réception de chaînes dites «satellites »;- ces copropriétaires, dans un certain nombre de cas, implantent des paraboles individuelles, souvent sur leur «balcon», de temps en temps sur le toit (toiture-terrasse);- parfois, ces copropriétaires arrivent à persuader les autres de voter la mise en place de paraboles collectives; néanmoins ces installations coûtent cher et les décisions correspondantes provoquent des aigreurs chez les plus réticents ou les moins fortunés

La situation n’est donc pas facile à gérer.

Recherche des solutions de «compromis »

- Eviter la frustration des uns, les aigreurs des autres ; - empêcher que les loisirs des uns ne coûtent chers aux autres ou ne défigurent les copropriétés ;- rechercher des solutions «techniques »viables et évolutives pour ne pas avoir à refaire des investissements coûteux dans les années à venir,

tels sont les objectifs que les conseils syndicaux et syndics doivent poursuivre.

Suite

Les demandes à satisfaireOn peut découper les demandes actuelles en deux catégories Comme on le voit les besoins

sont - en apparence - très nombreux et semblentnécessiter des installations très sophistiquées.

Néanmoins, ce que l’on constate et l’on peut dire c’est que les besoins essentiels et ultra-majoritaires restent ceux qui concernent l’accès à de nouvelles chaînes ; le besoin d’accès à de nouveaux services est d’une part très minoritaire et peut d’ailleurs être satisfait autrement (exemple: l’accès àInternet haut débit par le réseau téléphonique

Quelques données techniques

a) Comment fonctionne la réception collective par satellite?

Schématiquement un certain nombre d’éléments constituent le circuit deréception par satellite :· La station qui envoie les images vers le satellite· Le satellite· La ou les parabole (s) munie (s) d’une tête de réception· Le réseau de l’immeuble· Un terminal (ou lecteur) de réception numérique dans votre appartement· Les téléviseurs.

b) Les antennes satellites ou paraboles

· La fonction d’une parabole est de capter les signaux émis par le satellite.· Désormais des antennes excellentes de 90 cm de diamètre sont devenues le

«standard» en collectif, ce qui permet, comme on l’a dit, de cantonner les problèmes posés par les paraboles supérieures à un mètre de diamètre.

· Précisons que la tête de réception de l’antenne (le capteur qui se trouveau centre de la parabole) et dont la fonction est de transformer le signalenvoyé par le satellite est appelé, souvent par les techniciens LNB ( Lownoise block) ce qui veut dire: «convertisseur à faible bruit.

Quelques données techniques(suite)

c) Les principes généraux de la distribution interne de l’immeuble

Schématiquement le réseau interne de l’immeuble se divise en deux parties principales, la colonne montante et les raccordements aux logements.

Remarque: au même titre que les raccordements à l'antenne, on retrouveégalement en armoires de la "colonne montante" les branchements d'électricité, de téléphone et de gaz.

La colonne montanteElle est la structure technique desservant un immeuble qui permet d’acheminer les signaux du point de desserte collectif jusqu’au point de dérivation.Les matériels constituants cette colonne (installés dans les parties communes de l’immeuble) sont des câbles coaxiaux, des équipements d’amplification et ceux de dérivation.

Le raccordementReliant la colonne montante aux prises des usagers, il est constituéd’un câble coaxial et d’une ou plusieurs prises FM / T.V. / SAT dans lelogement. Dans le cas où un appartement bénéficierait de plusieursprises, l’installation d’un répartiteur, voire d’un amplificateur estnécessaire.

Quelques données techniques(suite)

d) Les commutateurs B.I.S (bande intermédiaire satellite): La «BIS commutée»c’est quoi?

Pour expliquer le principe de la «commutation BIS» sur les paraboles collectives, il faut comprendre que la diffusion sur un satellite comme Astra ou Hot-Bird s’opère sur quatre bandes dites «BIS» (pour Bande Intermédiaire Satellite) où se répartissent les différents canaux diffusant les chaînes TV.

Comme le terminal (c’est-à-dire le téléviseur et ses accessoires situés dans chaque logement) ne peut recevoir qu’une seule bande à la fois, la sélection de la bande correspondant au canal sélectionné

s’effectue automatiquement au niveau de la «tête »de la parabole (ou LNB), en réponse à un signal de télécommande (commutation) envoyé à travers le câble.

Cependant, en collectif, le signal de télécommande agit non pas sur la tête de réception, mais sur un

«commutateur BIS» auquel le récepteur est relié. Son rôle est de gérer pour les différents terminaux raccordés au système, les commutations entre les bandes qui sont distribuées à travers les câbles tirés dans l’immeuble. Comme il y a 2 x 4 bandes pour la réception de 2 satellites, nous avons donc une «descente» de huit câbles jusqu’au(x) commutateur(s) en place dans l’immeuble, plus éventuellement 1 câble supplémentaire pour le couplage à la réception terrestre.

Ces bandes sont extraites d’une tête spécifique aux paraboles collectives : le LNB Quattro.Tout l’intérêt du système est que le raccordement des logements s’effectue finalement par un seul

câble.

Installations satellites avec pré-équipement

Il est possible aussi que certains copropriétaires, demandent soit la pose d’antennes collectives, soit souhaitent poser une antenne individuelle.Dans ce cas, pour éviter la prolifération d’antennes et limiter les frais communsau maximum, on peut procéder ainsi:- mettre en place une à deux paraboles collectives (sans toucher à l’installation existante) ;- équiper les parties communes de boîtiers commutateurs (qui permettront les raccordements individuels).

L’idée est d’équiper l’immeuble de moyens de réceptions (paraboles + commutateurs) juste adaptés à la demande, plutôt qu’un câblage à 100 % qui coûte cher en main-d’œuvre. Ce concept de «pré-équipement» reste, bien entendu, évolutif en fonction des besoins si les demandes se développaientdans l’avenir.

Ainsi le «pré-équipement »d’immeuble diminue fortement les coûts d’investissement d’une parabole collective, d’autant plus que les raccordements sont ici à la charge des intéressés, facturés par l’installateur entre 61 et 107 € (selon que le raccordement TV existant est récupérable, ou qu’un nouveau câble doit être tiré) pour faire le branchement et installer une prise. L’économie réalisée est de l’ordre de 45 à 60 % sur le coût d’un «tout collectif» pour 100 % des logements.La seule limitation tient à la capacité du commutateur en place (4, 6, 8 ou 12 logements pour les plus courants) qu’il suffira de remplacer, ou de compléter par un deuxième, si le besoin d’un plus grand nombre de raccordements se faisait ressentir dans l’avenir.

Petite conclusion

Documents

EXPOSE RECEPTION TV PAR SATELLITE-le bon.ppt