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Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en CI

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par Salomon Xavier Magloire Nanguy
Institut de Technologies Et Spécialités (ITES) - Ingénieur des Techniques de Télécommunications 2006
  

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CHAPITRE II. CAHIER DE CHARGES

1. DESCRIPTION DU CAHIER DES CHARGES

Thème: Extension de la couverture VHF par déport VSAT de l'espace aérien de l'ASECNA en Côte d'Ivoire.

1.1. Objectifs

L'ASECNA, en nous accueillant comme stagiaire nous a fait part de la nécessité pour eux de sécuriser leur espace aérien, en étendant leur couverture VHF. Ainsi, les objectifs suivants nous ont été spécifiés. Il s'agit de:

· Permettre aux contrôleurs depuis Abidjan de communiquer avec un avion survolant l'espace aérien de la Côte d'Ivoire à n'importe quel endroit.

· Etendre la couverture VHF grâce à l'implantation d'antennes de relais radio afin d'avoir un système de communication ouvert et fédérateur.

1.2. Résultats

Les spécifications du cahier de charges doivent aboutir aux résultats suivants:

· Mise en oeuvre de stations VHF déportées pour combler les zones de contrôles jusqu'à présent non desservies en VHF.

· Le relais VHF comporte, en plus de la VSAT, un ensemble émetteur/récepteur VHF associé à un pylône supportant l'antenne.

· Chaque hub assurera la télésurveillance et la supervision de son réseau.

· Plus de plainte pour les pilotes.

· Confort d'écoute pour une prise en charge à plus 1000 Km en latitude et 15 Km en altitude.

· Utilisation d'une seule fréquence.

2. ANALYSE DU CAHIER DE CHARGES

Les contraintes du cahier de charges ont pour finalité une maîtrise parfaite des communications VHF entre contrôleur et pilote dans le but d'assurer la sécurité de la navigation aérienne. En effet, l'ASECNA-CI pour ses communications avec les aéronefs utilise les communications de type HF et VHF. L'espace aérien dont l'agence a la responsabilité couvre une superficie de 16,12 millions de Km2 environ. Cet espace aérien est divisé en deux catégories:

? Espace aérien contrôlé (Utilisation de la VHF)

Ce sous espace comprend des routes ATS et les TMA au voisinage d'aéroports. L'Agence y assure un service de contrôle, d'Information et d'alerte. La part de l'espace aérien contrôlé est estimée à 37 % de l'espace total soit un sous-espace de 6 millions de Km2 environ.

? Espace aérien non contrôlé (Utilisation de la HF)

Ce sous espace comprend des routes ATS non contrôlées et le reste de l'espace aérien non contrôlé, divisé en six régions d'information en vol (Flight Information Région - FIR). L'espace aérien de l'Agence, dans sa grande majorité, est situé au dessus de régions désertiques ou de forêt (FIR terrestres). De ce fait, la mise en oeuvre de moyens de télécommunications pour le contrôle s'est avérée jusqu'à présent difficile et seul le service d'information est fourni pour ce qui concerne une grande partie de l'espace supérieur. La technique jusque là utilisée est la HF dont les performances sont sujettes aux aléas de propagation, technique donc peu fiable et ne permettant pas d'assurer une disponibilité et une continuité de service efficientes. De plus les moyens HF nécessitent des équipements fortement consommateurs en énergie et une maintenance coûteuse.

Comment couvrir l'espace aérien non couvert?

? Solution technique (Extension de la VHF à l'espace aérien non contrôlé)

Il est envisagé d'étendre la couverture VHF par la mise en oeuvre d'une technologie qui présente actuellement un meilleur rapport qualité/prix. L'extension de la couverture VHF permettra l'extension des espaces contrôlés. Aussi, il conviendra de déterminer un support fiable pour le déport du signal VHF avec à l'arrivée des antennes VHF dites avancées. Ainsi, une étude sur les radiocommunications s'impose afin de mieux appréhender les concepts.

Dans cette partie, nous aborderons les généralités sur les radiocommunications et la notion de télécommunications par satellite. Aussi, nous décrirons les équipements existants pour aboutir sur des analyses et critiques de fonctionnement. Enfin, à partir des critiques, nous proposerons des solutions et déduirons celle qui nous est la plus favorable.

CHAPITRE I. GENERALITES

1. ASPECTS GENERAUX

Le domaine des radiocommunications a connu un développement remarquable ces dernières années avec notamment l'apparition des systèmes de téléphone sans fil (GSM) et de radiocommunications spatiales (télécommunications par satellite). Les nouveaux services de radiocommunication utilisent presque exclusivement des formats de modulation numérique plutôt que les modulations analogiques qui sont progressivement abandonnées.

1.1. Normalisation

L'ensemble des normes, réglementations, définition des services, etc. est assuré par L'U.I.T (Union International des Télécommunications). Il est organisé en différents secteurs dont celui concernant les radiocommunications est l'UIT-R. Ce secteur définit les radiocommunications comme étant toutes télécommunications réalisées à l'aide des ondes radioélectriques ou ondes hertziennes se propageant dans l'espace sans guide artificiel (câble, fibre optique etc.).

1.2. Principe d'une liaison hertzienne

Un conducteur rectiligne alimenté en courant haute fréquence ou radiofréquence peut être assimilé à un circuit oscillant ouvert. Un tel circuit ou antenne d'émission rayonne une énergie (onde électromagnétique). Cette énergie recueillie par un autre conducteur distant ou antenne de réception est transformée en un autre courant électrique similaire à celui d'excitation de l'antenne d'émission.

Voir figure ci-dessous

Figure 3: Principe d'une liaison hertzienne

Les ondes électromagnétiques (OEM) se propagent dans le vide à la vitesse de la lumière. On appelle longueur d'onde (ë) la distance parcourue pendant une période du phénomène vibratoire.

1.3. Attribution des bandes de fréquences

Le spectre de fréquences radioélectriques au plan international est subdivisé comme suit:

Type

Abréviation

Bande de fréquence

Longueur d'onde

Very Low Frequency

VLF

3 à 30 kHz

100 à 10km

LowFrequency

LF

30à300 kHz

10à1 km

MediumFrequency

MF

300à3000 KHz

1000à100m

HighFrequency

HF

3à30 MHz

100à 10m

Very High Frequency

VHF

30 à 300 MHz

10 à 1 m

Ultra High frequency

UHF

300 à 3000 MHz

100 à 10 cm

Super High Frequency

SHF

3 à 30 GHz

10 à 1 cm

Extremely High Frequency

EHF

30 à 300 GHz

10 à1 mm

 

Tableau 1: Attribution des bandes de fréquences

NB: Il existe dans chaque pays une structure chargée de gérer ces bandes de fréquences. En Côte d'Ivoire, il s'agit de l'Agence des Télécommunications de Côte d'Ivoire (ATCI).

2. DISPOSITIFS DE RADIOCOMMUNICATION

Récepteur

Emetteur

Antennes

Emetteur

Récepteur

Figure 4 : Schéma simplifié d'une radiocommunication

Pour qu'une communication radio soit établie, il faut la présence d'un émetteur, deux antennes et d'un récepteur voir figure ci-dessous.

2.1. L'émetteur

Pour envoyer dans l'espace une onde radioélectrique contenant une information, on a besoin d'un dispositif appelé Emetteur qui a pour rôle de transmettre à forte puissance un signal Haute Fréquence (HF) modulé par un signal d'information basse fréquence (BF).

Nous déduisons, de cette définition, que ses fonctions principales sont:

· La modulation;

· L'amplification HF de puissance.

2.2. L'antenne

L'antenne est un sous multiple de la longueur d'onde. Elle transforme l'énergie électrique issue de l'émetteur en énergie électromagnétique et envoie ce signal définitif dans l'espace. Dans le sens inverse, elle reçoit l'onde électromagnétique qu'elle met à la disposition du récepteur.

2.3. Le récepteur

Pour recevoir un signal radioélectrique issu d'un correspondant via ce qu'on a appelé émetteur (signal qui est généralement une porteuse modulée par l'information), il faut avoir un dispositif appelé récepteur. C'est un équipement ayant pour but de:

· Amplifier et isoler le signal HF désiré;

· Détecter sa modulation (celle compatible avec l'émetteur);

· Amplifier les signaux BF pour les rendre utilisables.

3. MODULATION

La modulation consiste à transformer une porteuse HF au rythme d'un signal BF. Son but est de réduire la taille des antennes et de donner au signal une énergie supplémentaire pour une plus longue transmission.

L'équipement chargé de la modulation est le modulateur. Et à l'inverse, il s'agit du démodulateur pour la démodulation. Il est important de noter que la démodulation se présente comme une modulation pour retrouver le signal d'origine. Nous distinguons deux familles de modulations:

· Les modulations analogiques;

· Les modulations numériques.

3.1. Les modulations analogiques

Elle consiste à influer sur une porteuse avec un signal d'information. Les paramètres sur lesquels l'on agit sont l'amplitude, la fréquence ou la phase. Les modulations analogiques consistent à modifier chacun des paramètres au rythme d'un signal BF de manière à obtenir respectivement une modulation d'amplitude, de fréquence ou de phase.

3.2. Les modulations numériques

Il s'agit tout simplement de modulation analogique de signaux numériques. Les signaux numériques modulent une porteuse sinusoïdale afin de présenter, soit des caractéristiques compatibles avec le canal de transmission utilisé, soit pour transmettre plusieurs signaux simultanément.

3.3. Classification selon le type de modulation

Les émissions sont classées d'après leurs caractéristiques fondamentales. Cette classification est représentée par trois symboles:

· Le premier indique le type de modulation

· Le second indique la nature des signaux modulants

· Et le troisième le type d'information à transmettre.

Aussi, deux (2) autres symboles peuvent être ajoutés. Ce qui reviendrait à classifier les émissions par cinq symboles:

· Un quatrième symbole utilisé pour définir plus précisément les signaux

· Un cinquième symbole utilisé pour définir la nature du multiplexage.

Exemple:

- Modulation de fréquence stéréo: F8E

- Radiocommunication aviation civile : A3E - Radar secondaire mode C: M1 D

(Voir annexe 2 page 81 pour plus de compréhension).

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"Je ne pense pas qu'un écrivain puisse avoir de profondes assises s'il n'a pas ressenti avec amertume les injustices de la société ou il vit"   Thomas Lanier dit Tennessie Williams