Introduction aux communications par
satellites
Mohammed BENLAMLIH Eng. [email protected]
ENSA TangerAU 2009-2010
Contenu
¡ Histoire de la communication par satellite¡ Développements Techniques
Orbites des Satellites
Mohammed Benlamlih
¡ Orbites des Satellitesl LEO, MEOl GEO (Orbite Géostationnaire)
¡ Services par Satellite
Contenu - suite
¡ Comment localiser les satellites GEO?¡ Fréquences de fonctionnement des Satellites
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Transpondeursl Structure Physique
¡ Chaine de réception typique (LNB)
Contenu - suite
¡ Bilan de liaison l Qualité de liaison l Equation de liaison
Mohammed Benlamlih
l Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Let’s start!
¡ Histoire de la communications par satellite¡ Développements Techniques¡ Orbites des Satellites
Mohammed Benlamlih
¡ Orbites des Satellitesl LEO, MEOl GEO (Orbite Géostationnaire)
¡ Services par Satellite
Histoire Octobre 1945
Mohammed Benlamlih
Arthur C. Clarke(1917- 2008)
Inventeuret Ecrivain de science fiction
Britannique
Histoire – Relais Terrestres
Mohammed Benlamlih
¡ Deux stations terrestres veulent communiquer par ondes radiofréquences (téléphone, TV, radio, données…) .
l Quelles bandes de fréquences utiliser?l Quels modes de propagation
Histoire - Relais Terrestres (1d)
Terre est sphériqueTerre est sphérique
F<3MHzEn bandes VLF, LF, et MF, les ondes radio suivent la courbure de la terre
Mohammed Benlamlih
de la terreDmax=150km
(3-30MHz) En bande HF, les ondes se réfléchissent sur l’ionosphèreDmax=8000km
Histoire - Relais Terrestres (1d)
F>30MHz
Mohammed Benlamlih
En bande VHF et plus, les ondes radio traversent l’ionosphère. Visibilité directe: Dmax= 40km
¡ Beaucoup de répéteurs (stations relais) seront nécessaires pour convoyer un
Histoire - Relais Terrestres ( 2d)
Tanger
Mohammed Benlamlih
nécessaires pour convoyer un signal a longue distance¡(5 relais entre Tanger et Rabat)
Solution couteuse!-Equipment -Maintenance Rabat
40km
Idée de Clarke
Peux-t-on concevoir un système qui
Mohammed Benlamlih
Peux-t-on concevoir un système qui peut émettre au globe entier sans faire appel à beaucoup de répéteurs?
Histoire- Proposition de Clarke
Nouveaux Relais extra-terrestres
Mohammed Benlamlih
Histoire- Proposition de Clarke
Mohammed BenlamlihTrois satellites peuvent couvrir le monde!Trois satellites peuvent couvrir le monde!
Rappel: Définition satellite
¡ Corps céleste qui tourne autour d’un autre corps de masse nettement supérieure
¡ Exemples:l Terre-lunel Soleil-Terre
Mohammed Benlamlih
Soleil-Terrel Terre-Satellite
¡ Pas d’énergie externe nécessaire pour le mouvement!
Histoire – Satellites naturels/artificiels
l La lune est un satellite de la terre¡ Distance = 384000km¡ Révolution = 29.5 jours (lever, coucher)
La terre est un satellite du soleil
Mohammed Benlamlih
l La terre est un satellite du soleil¡ Distance = 145 Millions km¡ Révolution = 365.25 jours
l Le satellite GEO est un satellite de la terre¡ Distance = 36000 km¡ Révolution = 23h 56mn 04s
Histoire- Proposition de Clarke
Distance de la terreDistance de la terre42000km42000km
Vitesse Satellite:Vitesse Satellite:3km/s3km/s
Révolution: Révolution: 2424 heures heures
Mohammed Benlamlih
~42000 km earth Center
~36000 km earth Surface
Révolution: Révolution: 2424 heures heures (Pas de coucher ni lever)(Pas de coucher ni lever)
(Pas d’énergie nécessaire (Pas d’énergie nécessaire pour se maintenir sur pour se maintenir sur orbite)orbite)(Pure science fiction) (Pure science fiction) (1945)(1945)
Histoire
¡ Etat de l’art de la technologie (1945) : ¡ Amplificateurs à tubes¡ Avions à hélices
¡ Développement rapide de l’électronique 1947 invention du transistor
Mohammed Benlamlih
¡ 1947 invention du transistor¡ 1957 1er satellite Sputnik-I (URSS)
l (beacon only!) 1400 tours, 93j de vie
¡ 1957 Sputnik-II avec Laika (URSS)¡ 1958 Explorer I (USA)¡ 1961 Vostok I avec Juri Gagarin (URSS)
Histoire
¡ 1961-1962 vrai satellite de communication Telestar I & II
¡ 1964 Syncom II. First GEO satellitel 7.4/1.8 GHz
Mohammed Benlamlih
l 7.4/1.8 GHzl Un canal TV l Ou plusieurs lignes téléphoniques
¡ 1987 TVSAT. 1ere Emission directe par satellite (DBS) à usage publique
TelestarTelestar
Contenu
¡ Histoire de la communications par satellite¡ Développements Techniques
Orbites des Satellites
Mohammed Benlamlih
¡ Orbites des Satellitesl LEO, MEOl GEO (Orbite Géostationnaire)
¡ Services par Satellite
Développements Techniques
Mohammed Benlamlih
L’évolution de la communications par satellite est liée au développement des lanceursSeparation mass Tons
Mohammed Benlamlih
1980 1985 1990 1995 2000 2005
1.0
2
.0
3.0
4
.0
5.
0
6.0
Separation mass Tons
12
20
3
2
52
7
2
96
Active transponders
ARIANE 4 DUAL 3750 MM ENVELOPE
ARIANE 44LSINGLE 4.8 TONS
ARIANE 3ATLAS 2.1 TONS
ARIANE 1DUAL
ARIANE 5 3 to 9.5 tons
Cout et durée de vie des satellites
0
200
400
600
800
1000
$M
Mohammed Benlamlih
-1000
-800
-600
-400
-200
0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Year
$M
Capital Op Ex Income
nCosts are up-front; revenues are down-stream.
Durée de vie d’un satellite
¡ Ressources finies:
l Carburant: Stabilisation sur orbiteBatteries: Cycle de charge décharge
Mohammed Benlamlih
l Batteries: Cycle de charge décharge l Panneaux solaires: Rendement diminue
Contenu
¡ Histoire de la communication par satellite¡ Développements Techniques
Orbites des Satellites
Mohammed Benlamlih
¡ Orbites des Satellitesl LEO, MEOl GEO (Orbite Géostationnaire)
¡ Services par Satellite
Orbites des Satellites
¡ Orbites peuvent être équatorial, polaire, ou tout angle entre les deux
¡ Circulaires, ou elliptiques¡ Un Satellite en orbite a une distance d
Mohammed Benlamlih
¡ Un Satellite en orbite a une distance d (en km) au dessus de la surface terrestre doit avoir la vitesse
)6400(10.4 5
+=
dv km/s
Satellites Orbits - type
Mohammed Benlamlih
Orbites des satellites - distance
Mohammed Benlamlih
Orbites
¡ LEO, MEOl Avantages
¡ Petits satellites¡ Facile a lancer¡ Production de masse
Mohammed Benlamlih
¡ Production de masse l Inconvénients:
¡ Nécessite plusieurs satellites pour une couverture continue
¡ Nécessite un système de suivi (période=90min à qq heures)
¡ Effet Doppler
Orbits
¡ GEO l Avantages
¡ Bonne couverture (jusqu’a 1/3 du globe)¡ Pas de système de suivi au niveau de la station
terrestrePas de variation de délai de propagation
Mohammed Benlamlih
¡ Pas de variation de délai de propagationl Inconvénients
¡ Distance terre -Satellite élevée (200 dB atténuation)¡ Eclipse Solaire¡ Délais de propagation (pour les services interactives)
(420ms)¡ Faible angle d’élévation en hautes latitudes (81°
latitude max)¡ Lancement et conception onéreux
Contents
¡ Histoire de la communication par satellite¡ Développements Techniques
Orbites des Satellites
Mohammed Benlamlih
¡ Orbites des Satellitesl LEO, MEOl GEO (Orbite Géostationnaire)
¡ Services par Satellite
Services
¡ Téléphoniel Fixe (GEO, appels internationaux)l Mobile (avion, mer et sur terre (désert…)
Mohammed Benlamlih
¡ Télévision par satellitel 60% du secteur spatial
¡ analogique ¡ numérique DVB-S
Services (suite)
¡ Transmission de donnéesl Réseaux entreprises VSAT (D<2.4m) l Internet
Mohammed Benlamlih
l Météorologiel Cartographie terrestrel GPS
¡ Vidéoconférences¡ Radio amateur (LEO, VHF, UHF)
Services - Applications
Téléphones par satellite
Mohammed Benlamlih
satellite
Récepteur GPS par satellite
Services - Applications
Mohammed Benlamlih
Contents
¡ Comment localiser les satellites GEO?¡ Fréquences de fonctionnement des Satellites
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Transpondeursl Structure Physiquel Techniques d’accès (TDMA, FDMA, CDMA)
¡ Chaine de réception typique (LNB)
Comment localiser les satellites GEO?
Mohammed Benlamlih
Comment localiser les satellites GEO?
Mohammed Benlamlih
Comment localiser les satellites GEO?
Mohammed Benlamlih
Pointage des paraboles
INPUTS:
Site coordinates (Lat, Long)
Satellite position
Mohammed Benlamlih
Satellite position
OUTPUTS:
α Azimuth
ε Elevation
d distance satellite – earth station
Pointage des paraboles
INPUTS:
Site coordinates (Lat, Long)
Satellite position
Mohammed Benlamlih
Satellite position
OUTPUTS:
α Azimuth
ε Elevation
d distance satellite – earth station
Pointage des paraboles
Mohammed Benlamlih
Arc de Clarke
Pointage des paraboles
Seychelles earth stationLatitude: 4°35´ SouthLongitude: 55°45 East
Mohammed Benlamlih
Contents
¡ Comment localiser les satellites GEO?¡ Fréquences de fonctionnement des Satellites
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Transpondeursl Structure Physiquel Techniques d’accès (TDMA, FDMA, CDMA)
¡ Chaine de réception typique (LNB)
Fréquences de fonctionnement des Satellites
¡ Déterminée parl Absorption Atmosphérique
Dimensions d’antenne
Mohammed Benlamlih
l Dimensions d’antennel Règlements Internationaux
Absorption Atmosphérique
Mohammed Benlamlih
Dimensions d’antenne
Mohammed Benlamlih
Dimensions d’antenne
¡ Basses Fréquencesl Grande Longueur d’onde λ donc petit gainl Atténuation Atmosphérique faible
Pour un angle d’ouverture donné
Mohammed Benlamlih
l Atténuation Atmosphérique faiblel Antennes de grandes dimensions
¡ Hautes Fréquences l Petite longueur d’onde λ donc grand gainl Atténuation Atmosphérique élevéel Antennes de petite dimension
¡ Choix de fréquence est un compromis!
Règlements Internationaux
Mohammed Benlamlih
Contents
¡ Comment localiser les satellites GEO?¡ Fréquences de fonctionnement des Satellites
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Transpondeursl Structure Physiquel Techniques d’accès (TDMA, FDMA, CDMA)
¡ Chaine de réception typique (LNB)
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
Schéma d’un satellite à 5 Transpondeurs
Satellite Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
Satellite Transpondeurs
Pmax = 10 to 200W
Mohammed Benlamlih
Satellite Transponders
Mohammed Benlamlih
Transponder IM ignored
Satellite Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
Transponder IM taken into account
Satellite Transponders
Goal: (C/IM) > 20dB
Mohammed Benlamlih
Satellite Transponders
Mohammed Benlamlih
Satellite Transponders
Mohammed Benlamlih
Transpondeurs(11.257610 -11.219250) GHz =38.360 MHz
Largeur de bande nominal du transpondeur=36MHz
Mohammed Benlamlih
8563A SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Hotbird 3¡ L band (IF)¡ 38.5 MHz
per
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
per transponder
Analog transmission
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
DVB-S Channel Example
Mohammed Benlamlih
Contents
¡ Comment localiser les satellites GEO?¡ Fréquences de fonctionnement des Satellites
Transpondeurs
Mohammed Benlamlih
¡ Transpondeursl Structure Physiquel Techniques d’accès (TDMA, FDMA, CDMA)
¡ Chaine de réception typique (LNB)
Chaine de réception typique
RF (10.7-12.75 GHz)
Câble coaxiale 75 Ώ
Mohammed Benlamlih
IF (950- 2150 MHz)
Low Noise Block
Ώ
LNB Bloc Diagram
Mohammed Benlamlih
Low Noise Block
LNB Bloc Diagram
Mohammed Benlamlih
13V Vertical polarization 17V Horizontal polarization
22kHz ON High band22kHz OFF Low Band
LNB circuit imprimé
Mohammed Benlamlih
14V Vertical polarization 18V Horizontal polarization
IF out
LNB circuit imprimé
Mohammed Benlamlih
Agenda- suite
¡ Bilan de liaison l Qualité de liaison l Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Procédure de bilan de liaison
Mohammed Benlamlih
¡ Procédure de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Bilan de liaison
Mohammed Benlamlih
Basic Satellite link
Bilan de liaison
Objectif
Signal complète son trajet avec
Mohammed Benlamlih
Signal complète son trajet avec suffisamment de puissance pour être décodé avec un minimum
d’erreurs
Agenda- suite
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaison l Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Qualité de liaison
¡ Il faut:
l Définir la qualité que l’on veut atteindre?l Un objectif trop ambitieux
¡ surcoûts prohibitifs
Mohammed Benlamlih
¡ surcoûts prohibitifs¡ des difficultés techniques
l Un objectif trop relâché serait¡ peu motivant pour les téléspectateurs¡ aurait des répercussions commerciales
fâcheuses.
¡ Il faut:
l Définir un objectif de qualité minimale garantie ¡ équilibre financier du projet (pas trop cher!)¡ une faisabilité technique satisfaisante (pas trop
difficile!)
Qualité de liaison
Mohammed Benlamlih
¡ une faisabilité technique satisfaisante (pas trop difficile!)
l Tenir compte de l’évolution prévisible des techniques utilisées (system évolutif).
l une fois ces paramètres définis, il serait très difficile, voire impossible, de les changer, compte tenu de l’existence d’un parc de récepteurs grand public.
Bilan de liaison - Qualité de liaison
¡ Liaisons Analogiques (Analog links) l C/Nl C = puissance porteuse (Carrier)l N = puissance bruit (Noise)l Exemple: C/N >=10 dB acceptable for TV analog
Mohammed Benlamlih
l Exemple: C/N >=10 dB acceptable for TV analog links
¡ Liaisons numériques (Digital links)l TEB (Taux d’Erreurs Binaire) BER (Bit Error Rate) l Eb/Nol Eb = Energie par bitl No = Densité de puissance de bruit
Bilan de liaison - Qualité de liaison
¡ Signaux Analogiques l Qualité = C/Nl Exemple 20dB
Mohammed Benlamlih
¡ Signaux Numériquesl Qualité = TEB ou Eb/No l Exemple 10-5
¡ TEB (BER) – valeurs acceptables? l La Qualité peut être différente pour:
¡ Télédiffusion-RadiodiffusionDonnes financières
Bilan de liaison - Qualité de liaison
Mohammed Benlamlih
¡ Donnes financières l Comptes de banquesl Transfère d’argentl Virement de salaires per EFT (Electronic Fund Transfer)
l Exemple TEB=1e-10 QEF (Quasi Error Free)¡ Possible par utilisation de Error coding and
détection techniques
Bilan de liaison- Effet de bruit
Mohammed Benlamlih
Erreurs dans le système de réception
BER en fonction de Eb/No
¡ QPSK dans AWGNBruit Gaussian
=1 EerfcBER b
BER
QPSK
Mohammed Benlamlih
=02 N
erfcBER b
=RbB
NC
NEb0
B bande de bruit
Rb data transfer rateEb/No(dB)
FEC+RS
FEC
Exemple
Mohammed Benlamlih
Signal power Carrier =10W
BitRate R = 200 bits/s
Noise power Noise = 2W
Bandwidth Bn=500Hz
What is the Eb/No for this system?
Exemple
Eb= 10log(10W/200bits/s) = -16dBW
No = 10log(2W/500Hz) = -23.9dBW
Eb/No= -16-(-23.9) = 7.9dB
RbC
Eb =
NN =
Mohammed Benlamlih
Eb/No= -16-(-23.9) = 7.9dB
C/N = 10log(5/2) = 4dB
What error rate we can expect if QPSK modulation?
BN =0
410.2 −=BER
Conversion Eb/No to C/N
¡ On ne mesure paas Eb/No. On mesure C/N
=
BCEb B = Noise bandwidth
Mohammed Benlamlih
=RbNN0
B = Noise bandwidth
Rb = bit rate
C/N = 22dBB=36 MHz
Rb=27.5 Ms/s
dBNEb 17.230
=
Agenda- suite
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Equation de liaison
¡ Composants d’une liaison?l Emetteurl Milieu de propagationl Récepteur
Mohammed Benlamlih
l Récepteur
¡ Que calculer?l C/Nl C=Puissance signal reçu l N=Puissance bruit
collecté
Equation de liaison – Porteuse?
Mohammed Benlamlih
224 mW
RPG
P ttd π=ttPGEIRP =
Densité de puissance
ttPGEIRP =Tangier EIRP = 48.1 dBW
Equation de liaison – Porteuse?
Mohammed Benlamlih
Couverture Nilesat
Tangier EIRP = 50 dBW
Equation de liaison – Porteuse?
Mohammed Benlamlih
Couverture Hotbird
Puissance reçue effdR APP .=
.4π A
Equation de liaison – Porteuse?
Mohammed Benlamlih
Gain d’antenne2
.4
λπ eff
R
AG =
( )( )2
4
=R
GEIRPP RR πλPuissance reçue
Pertes en espace libre (Free Space Loss) FSL
Equation de liaison – Porteuse?
2
4
=R
FSLπλ
Mohammed Benlamlih
( )( )FSLGEIRPP RR =Puissance reçue
Besoin de correction pour toutes les pertes
¡ [Lother] = [RFL] + [AML] + [PL] ¡ [RFL] = receiver feeder loss
Equation de liaison – Porteuse?
Mohammed Benlamlih
¡ [RFL] = receiver feeder loss¡ [AML] = antenna misalignment loss¡ [PL] = polarization mismatch loss
( )( ) ( )LotherFSLGEIRPCP RR ==
Bilan de liaison : Bruit?
Mohammed Benlamlih
Bilan de liaison : Bruit?
Mohammed Benlamlih
¡ Available noise power:
¡ Noise power spectral density:
NSN BkTP =
P==
Link Equation- Noise?
Mohammed Benlamlih
¡ Noise power spectral density: S
N
N kTBP
N ==0
NSN BkTPN ==
( )( )
==other
RR LRGEIRPPC
14
2
πλ
NSN BkTPN ==
Link Equation- C/N?
Mohammed Benlamlih
( ) ( )
=
otherNsys
R
LFSL
kBTG
EIRPNC 11
other
][][][][][ NSYS
R BkLOSSESTG
EIRPNC
−−−+=
][][][][][ NSYS
R BkLOSSESTG
EIRPNC
−−−+=
Link Equation- C/N?
][EIRP Transmitter (dBW)
Mohammed Benlamlih
][SYS
R
TG
][LOSSES
][k
][ NB
Receiver (dB/deg K)
Path & atm & various (dB)
Boltzman 1.38e-23J/K
System Bandwidth (Hz)
C/N liaison montante + descendante
Mohammed Benlamlih
Agenda- suite
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Equation de liaison – Effet de l’Atmosphère
¡ Calcul précédant: Espace libre.¡ Réalité: Tenir compte pertes atmosphère et pluie.
Mohammed Benlamlih
¡Pluie:Effet significatif d’évanouissement enbande C et plus spécialement enbande Ku.
Equation de liaison – Effet de pluie
Mohammed Benlamlih
bande Ku.¡Atténuation par diffusion etabsorption des ondes¡Pour F>10 GHz Atténuation de pluieprépondérante
Effets « atténuants » d’une de goutte de pluie
Mohammed Benlamlih
Equation de liaison – Effet de pluie
Données de chutes moyennes de de pluie disponibles dans des tables par région
Mohammed Benlamlih
Taux de précipitation de pluie Maroc/Tanger
Mohammed Benlamlih
1 an = 8760 hrs. 0.01% is 52 minutes
Equation de liaison – Effet de pluie
Mohammed Benlamlih
Disponibilité du système
¡ Objectifs de qualité sont atteint durant un pourcentage de temps.
¡ Ceci nécessite que le rapport C/No soit égale ou plus grand que une valeur pour
Mohammed Benlamlih
¡ Ceci nécessite que le rapport C/No soit égale ou plus grand que une valeur pour le pourcentage de temps défini.
99.00% 01:27:36
99.99% 00:57:00
99.999% 00:00:08
LA PLUIE peut réduire le rapport C/N0 et causer un disfonctionnement du système.
Disponibilité de système
Mohammed Benlamlih
UNE GRANDE MARGE conduit a une plus GRANDE DISPONOBILITE
C/N0 sera en dessous du seuil pendant une plus courte durée
Coût de system croit rapidement en
Cout de disponibilité de système
Mohammed Benlamlih
croit rapidement en fonction de la disponibilité voulue.
Agenda- suite
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de calcul de bilan de
liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
DVB-S standard
¡ Digital Video Broadcasting Satellite¡ Developed in 1987 by European
Telecommunication Standard Organization (part of the ITU )
Mohammed Benlamlih
Organization (part of the ITU ) ¡ Designed to provide QEF service 1e-10 ¡ (1 error per 10 hours)
DVB-S standard
¡ QPSK modulation (One Symbol equal Two bits)
Mohammed Benlamlih
DVB-S standard
¡ Utilisation des codes correcteurs d’erreurl Viterbi FEC (variable mais 3/4 en général
pour le grand public) ¡ BER: 1e-2 -> 1e-4
Mohammed Benlamlih
¡ BER: 1e-2 -> 1e-4 l Reed Solomon (188/208)
¡ BER 1e-4 -> 1e-10 ¡ Largeur de bande du transpondeur33-36 MHz
DVB-S standard
Mohammed Benlamlih
DVB-S Standard
¡ Typical Digital Transponderl Symbol Rate SR=27.5 MS/s, l Modulation QPSKl FEC=3/4
Mohammed Benlamlih
l FEC=3/4l RS (188,208) l 36MHz Bandwidth
¡ Debit Binaire = 27,5.2.¾.188/208 = 38.015 Mbits/s
¡ Que peut-on insérer dans 38.015 Mbits/s?
DVB-S
Mohammed Benlamlih
Agenda- suite
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de calcul de bilan de
liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Procédure de calcul de bilan de liaison
¡ Etape 1 – Où recevoir et quel satellite. Collecter les données (station terrestre + Satellite )
¡ Etape 2 – Calculer les angles de vue (élévation et azimut) + distance satellite/Station terrestre (FSL)
Mohammed Benlamlih
¡ Etape 3 – calcul des Pertes en Espace Libre (FSL)
¡ Etape 4 – Autres pertesl Atmosphèrel Pluiel Pertes du système (feeder, alignement)
Procédure de calcul de bilan de liaison
¡ Etape 5 – Estimation du niveau de BRUIT reçu
¡ Etape 6 – Calcul du rapport Signal/Bruit (C/N)
Etape 7 – Conversion C/N to Eb/No (signaux
Mohammed Benlamlih
¡ Etape 7 – Conversion C/N to Eb/No (signaux numériques)
¡ Etape 8 – Conversion Eb/No to BER (signaux numériques)
Procédure de calcul de bilan de liaison
¡ Etape 9 – Evaluation du résultat:
¡ Si résultat satisfaisant, alors Félicitations mais!l Peut être réduire le diamètre de parabole?
Mohammed Benlamlih
¡ Si résultat non satisfaisant, alorsl Augmenter diamètre de parabole gain plus grand (donc
plus cher)l Choisir un meilleur LNB (Faible bruit donc plus cher)l Augmenter la puissance du transpondeur (EIRP) IUT!!l Réduire le débit binaire (perte de vitess d’information)
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de calcul de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Exemple de calcul pratique
Earth Station: Tangier
Satellite: Nilesat
TV Channel: Iqraa
Mohammed Benlamlih
TV Channel: Iqraa
Initial dish diameter: 1.2m
LNB : NF=0.6dB et Gain 55dB
Exemple de calcul pratique¡ Earth station data
l Earth Station Coordinatesl Receiver Antenna diameter and Temperaturel LNB performance (Noise Figure or temperature) and
Gain
Mohammed Benlamlih
Gainl Receiver margin
¡ Satellite datal Satellite Coordinate (Latitude)l Satellite EIRP (dBW)l Channel Frequency and Symbol Rate (SR)l Forward Error Code (FEC)
Exemple de calcul pratiquewww.lyngsat.com
Mohammed Benlamlih
Exemple de calcul pratique
Mohammed Benlamlih
NileSat coverage map (EIRP)
Exemple de calcul pratique
¡ Satellite/Channel Infol Satellite Position – 7.0° Wl Satellite EIRP for Tangier – 48.1 dBW
Mohammed Benlamlih
l Satellite EIRP for Tangier – 48.1 dBWl Channel Frequency – 12034 MHzl Symbol Rate: SR=27.500Ms/sl Polarization - Horizontall FEC – 3/4
Exemple de calcul pratique
¡ Receiver site info: l Tangier coordinates 35.8°N, 5.75°Wl Antenna diameter: 1.2 m
¡ Antenna Gain
Mohammed Benlamlih
¡ Antenna Gain¡ Antenna Temperature
l LNB: ¡ Noise temperature¡ Gain ¡ Impedance
Exemple de calcul pratique
G=41.8 dBi
T=24K
Mohammed Benlamlih
LNB specifications
G=60 dB
NF=0.6dB
Mohammed Benlamlih
NF=0.6dB
Zs=75Ω
Entrées Bilan de Liaison(Satmaster software)
Mohammed Benlamlih
Entrées Bilan de Liaison
Mohammed Benlamlih
Entrées Bilan de Liaison
Mohammed Benlamlih
Résultat bilan de liaison Elévation, Azimut, Distance
Mohammed Benlamlih
Résultat bilan de liaison
Mohammed Benlamlih
Résultat bilan de liaison
1.2m
WeatherLNB
Diameter
Mohammed Benlamlih
Eb/No vs antenna diameter and LNB Noise Figure
Receiver Eb/No threshold = 5.5dB
0.3 dB NF 19.97 dB 7.44 dB
0.6 dB NF 18.36 dB 7.09 dB
Résultat bilan de liaison Diameter
LNB 60 cm 90 cm 1.2 m
Climat
12.3
Mohammed Benlamlih
0.6dBNF
12.36
1.05 15.86 4.57 18.36 7.09
0.3dB NF
14.01
1.42 17.51 4.94 19.97 7.44
Eb/No vs antenna diameter and LNB Noise Figure
Receiver Eb/No threshold = 5.5dB
Calculateurs gratuits sur le net!
Mohammed Benlamlih
http://www.satellite-calculations.com
Agenda
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de calcul de bilan de liaison¡ Exemple de calcul¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Interférence avec le soleil
Mohammed Benlamlih
configuration été (hémisphère nord)
Interférence avec le soleil
Mohammed Benlamlih
configuration automne ou printemps (hémisphère nord)
Interférence avec le soleil
Mohammed Benlamlih
Deux fois par an Pendant 3 à 4 jours
5 à 10 minutes par jour Soleil derrière le satellite
Interférence avec le soleil
Mohammed Benlamlih
Deux fois par an3 a 4 jours
5 a 10 minutes de perte de signal
Interférence avec le soleil
¡ Soleil: Corps de température très élevéel Donc source de bruit thermique No = kT l ( T ~ 36,500 °K)
¡ Diamètre apparent du soleil = 0.5 °parabole de 1.8m: Ouverture a 3dB = 0.9°
Mohammed Benlamlih
¡ parabole de 1.8m: Ouverture a 3dB = 0.9°¡ Augmentation de ≈20dB du niveau de bruit¡ Donc diminution du rapport C/N de 20dB¡ Perte de Signal !!!
Mesure pratique Sun interférenceVOA 2006
Mohammed Benlamlih
10:00:48
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
10:08:33
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
10:57:25
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:01:57
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:05:03
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:06:00
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:06:30
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:07:11
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:08:00
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:09:00
Mesure pratique: VOA 2006
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Mesure pratique: VOA 2006
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
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11:10:26
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
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Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
11:12:15
Mesure pratique: VOA 2006
Mohammed Benlamlih
Prochaine éclipse Hotbird-Tanger Satellite 62Hotbird 4, Long=13.00E, EL=43.93, AZ=149.87 Date Begin Peak End Depth Closest(deg) Mar 1 11:07 11:10 11:13 Low 1.63Mar 2 11:05 11:10 11:15 Low 1.25
Mohammed Benlamlih
http://www.ips.gov.au/Satellite/3/1
Mar 2 11:05 11:10 11:15 Low 1.25Mar 3 11:03 11:10 11:16 Medium0.86Mar 4 11:03 11:09 11:16 High 0.48Mar 5 11:02 11:09 11:16 High 0.09Mar 6 11:02 11:09 11:16 High 0.30Mar 7 11:02 11:09 11:15 High 0.68Mar 8 11:03 11:09 11:14 Medium1.08Mar 9 11:04 11:08 11:12 Low 1.47
Photos de station de réception par satellite
professionnelle
Mohammed Benlamlih
réception par satellite professionnelleIBB/VOA Tanger
1993-2008
Agenda
¡ Bilan de liaisonl Qualité de liaisonl Equation de liaisonl Effets de pluie et de l’atmosphère
Norme DVB-S
Mohammed Benlamlih
¡ Norme DVB-S¡ Procédure de calcul de bilan de liaison¡ Exemple de calcul ¡ Interférence avec le soleil¡ Références
Références
¡ D. Roddy, Satellite Communications, 3rd
Ed., 2001, The McGraw Hill Companies ¡ Intelsat Earth station technology.
Revision 5 1999
Mohammed Benlamlih
Revision 5 1999 ¡ Tri T. Ha Digital satellite communications,
2nd Edition, 1990 McGraw Hill¡ Roger L. Freeman Radio System Design
for Telecommunications. 3rd Edition, 2007 WILEY-INTERSCIENCE
La fiction est meilleure que la non fiction dans la mesure où elle permet d’étirer les esprits des gens, les alertant ainsi des possibilités du futur, ce qui est très important à une époque où les choses changent rapidement
Mohammed Benlamlih
Pertes d’alignement
Mohammed Benlamlih