Télécommunications et infrastructure : liaisons hertziennes, spatiales, optiques

Auteur(s) :

Barué, Gérard Découvrir l'auteur

Résumé

Propose l'optimisation des moyens d'infrastructure pour assurer la transmission des messages dans les meilleures conditions possibles (qualité, disponibilité et coût).

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- 2003
Langues
- Français
Description matérielle
- 338 p. ; 24 x 17 cm
Sujet(s)
ISBN
- 2-7298-1323-3
Indice
- 621.5 Télécommunications, radioélectricité
Quatrième de couverture
- Cet ouvrage s'inscrit dans le cadre des publications du Collège Scientifique et Technique de THALES. Il capitalise la longue expérience du Groupe, notamment à l'export, dans le domaine de l'ingénierie des Systèmes de Télécommunications.
  À l'heure où l'informatique conquiert une place prépondérante dans les Réseaux de Télécommunications, en générant une multitude de services pour les abonnés, il s'avère toujours indispensable d'optimiser les moyens d'infrastructure à mettre en oeuvre afin d'assurer la transmission des messages dans les meilleures conditions possibles, en termes de qualité, de disponibilité et de coût.
  Ce livre a pour objectif de constituer un guide pour la recherche des solutions les plus adaptées dans la conception de ces moyens.
Tables des matières
- - Télécommunications et infrastructure
  - Liaisons hertziennes - spatiales - optiques
  - Gérard Barué
  - Ellipses
  - I - La propagation des ondes electromagnetiques
  - I.1 - Propriétés d'une onde électromagnétique plane1
  - I.1.1 Equation d'onde ou de propagation1
  - I.1.2 Vitesse de propagation3
  - I.1.3 Densité surfacique de puissance ou puissance surfacique3
  - I.1.4 Champ créé en espace libre par une antenne isotrope4
  - I.2 Ouverture rayonnante5
  - I.2.1 Expression du gain5
  - I.2.2 Diagramme de rayonnement7
  - I.2.3 Champ proche et champ lointain d'une ouverture rayonnante10
  - I.2.4 Aire effective12
  - I.2.5 Effet pelliculaire12
  - I.3 Caractéristiques générales des antennes13
  - I.3.1 Expression du gain et de l'angle d'ouverture13
  - I.3.2 Gabarits de rayonnement14
  - I.4 Affaiblissement de propagation et champ électromagnétique reçu17
  - I.4.1 Affaiblissement de propagation17
  - I.4.2 Champ électromagnétique reçu18
  - I.5 Réflecteur et répéteur passif19
  - I.5.1 Réflecteur en champ lointain19
  - I.5.2 Répéteur passif en champ lointain23
  - I.5.3 Réflecteur en champ proche (Périscope)25
  - I.6 Modèle de propagation27
  - I.6.1 Diffraction sphérique27
  - I.6.2 Ellipsoïde de FRESNEL27
  - I.7 Réflexion et réfraction28
  - I.7.1 Lois générales de la réflexion et de la réfraction28
  - I.7.2 Facteur de divergence34
  - I.7.3 Facteur de rugosité35
  - I.7.4 Facteur de limitation de la zone de réflexion36
  - I.8 Influence de l'atmosphère36
  - I.8.1 Coïndice de réfraction36
  - I.8.2 Gradient vertical de l'indice de réfraction37
  - I.8.3 Courbure des rayons radioélectriques52
  - I.8.4 Rayon terrestre équivalent52
  - I.8.5 Variation des angles de départ et d'arrivée des rayons56
  - I.8.6 Valeur minimale positive du facteur K57
  - I.8.7 Les conduits troposphériques59
  - I.8.7.1 Conditions d'apparition des conduits troposphériques59
  - I.8.7.2 Trajectoire des rayons dans un conduit troposphérique61
  - I.9 Propagation par diffraction62
  - I.9.1 Diffraction sur Terre sphérique63
  - I.9.2 Diffraction sur une arête en lame de couteau67
  - I.9.3 Diffraction sur un obstacle unique de sommet arrondi68
  - I.9.4 Diffraction sur deux arrêtes isolées69
  - I.9.5 Cas général71
  - I.10 Effets des réflexions sur la propagation72
  - I.10.1 Réflexion sur le sol72
  - I.10.1.1 Incidence sur le champ électromagnétique reçu74
  - I.10.1.2 Retard différentiel75
  - I.10.1.3 Franges d'interférence75
  - I.10.1.4 Influence des variations de l'indice de réfraction de l'atmosphère75
  - I.10.1.5 Intégration des franges d'interférence par l'antenne79
  - I.10.2 Réflexions multiples79
  - I.10.3 Onde stationnaire81
  - I.11 Affaiblissement par les gaz de l'atmosphère83
  - I.11.1 Liaisons terrestres83
  - I.11.2 Liaisons Terre-espace85
  - I.12 Atténuation et transpolarisation par les hydrométéores87
  - I.12.1 Atténuation par la pluie87
  - I.12.1.1 Trajet terrestre89
  - I.12.1.2 Trajet Terre-espace91
  - I.12.1.3 Diversité d'emplacement92
  - I.12.1.4 Affaiblissement dû aux gaz, aux nuages et au brouillard97
  - I.12.2 Transpolarisation par les hydrométéores98
  - I.12.2.1 Polarisation d'une onde électromagnétique98
  - I.12.2.2 Transpolarisation99
  - I.13 Influence de l'ionosphère102
  - I.13.1 Scintillation102
  - I.13.2 Rotation de FARADAY103
  - I.13.3 Retard de propagation104
  - I.14 Rayonnement thermique105
  - I.14.1 Origine du rayonnement thermique105
  - I.14.2 Propagation du rayonnement thermique105
  - I.14.3 Corps noir106
  - I.14.4 Corps gris108
  - I.15 Bruit thermique109
  - I.15.1 Origine du bruit thermique109
  - I.15.2 Tension de bruit thermique109
  - I.15.3 Analogie entre rayonnement thermique et bruit thermique110
  - I.15.4 Température apparente de bruit112
  - I.15.5 Facteur de bruit112
  - I.15.6 Température équivalente de bruit114
  - I.15.7 Bruit rayonné116
  - I.15.8 Sources de bruit externes116
  - I.15.8.1 Principales sources de bruit naturelles et artificielles118
  - I.15.8.2 Emission radioélectrique due aux gaz de l'atmosphère119
  - I.15.8.3 Emission radioélectrique due aux hydrométéores120
  - I.15.8.4 Bruit externe total120
  - I.16 Lois de probabilité121
  - I.16.1 Généralités121
  - I.16.2 Loi de distribution de GAUSS121
  - I.16.3 Loi de distribution de RAYLEIGH123
  - II - Les liaisons en visibilite
  - II.1 Eléments d'ingénierie d'une liaison à vue directe125
  - II.1.1 Généralités125
  - II.1.2 Etablissement du profil de la liaison125
  - II.1.2.1 Détermination des azimuts et de la distance125
  - II.1.2.2 Données nécessaires pour l'établissement du profil126
  - II.2 Architecture d'une liaison à vue directe (méthode interférométrique)127
  - II.2.1 Tracé du profil127
  - II.2.2 Critères de dégagement128
  - II.2.3 Détermination de la ligne de régression et de la rugosité du terrain128
  - II.2.4 Détermination des zones de réflexion129
  - II.2.5 Retard différentiel129
  - II.2.6 Atténuation différentielle129
  - II.2.7 Réception en diversité d'espace et/ou de fréquence130
  - II.2.8 Exemple de liaison131
  - II.2.9 Résultats de mesure en conditions de guidage141
  - II.2.10 Diversité angulaire147
  - II.2.11 Pointage des antennes148
  - II.2.11.1 Centrage de la source d'illumination148
  - II.2.11.2 Prépointage en azimut148
  - II.2.11.3 Pointage final de l'antenne149
  - II.2.11.3.1 Pré-positionnement en site149
  - II.2.11.3.2 Pointage final en azimut150
  - II.2.11.3.3 Pointage final en site151
  - II.2.11.3.4 Vérification du plan de polarisation151
  - II.2.11.4 Tenue aux conditions climatiques151
  - II.3 Bilan de liaison152
  - II.3.1 Généralités152
  - II.3.2 Objectifs de performance152
  - II.3.3 Bilan de transmission155
  - II.3.3.1 Puissance médiane reçue et marge uniforme155
  - II.3.3.2 Puissance de seuil du récepteur156
  - II.4 Méthode de prévision157
  - II.4.1 Facteur géoclimatique157
  - II.4.2 Inclinaison du trajet158
  - II.4.3 Pourcentage de temps d'évanouissement159
  - II.4.4 Méthode pour tous les pourcentages de temps d'évanouissement159
  - II.4.5 Prévision des interruptions dues aux évanouissements sélectifs et non sélectifs160
  - II.4.6 Méthode de prédiction des renforcements de champ161
  - II.4.7 Passage du mois quelconque à l'année moyenne163
  - II.4.8 Prévision des interruptions dans les systèmes numériques sans diversité163
  - II.4.8.1 Signature du récepteur164
  - II.4.8.2 Probabilité d'interruption166
  - II.4.9 Prévision des interruptions dans les systèmes numériques avec diversité167
  - II.4.9.1 Prévision des interruptions en cas d'utilisation de la diversité d'espace167
  - II.4.9.2 Prévision des interruptions en cas d'utilisation de la diversité de fréquence169
  - II.4.9.3 Prévision des interruptions en diversité double d'espace et de fréquence (système à deux récepteurs)169
  - II.4.9.4 Prévision des interruptions en diversité quadruple d'espace et de fréquence (système à quatre récepteurs)170
  - II.4.9.5 Prévision des interruptions en cas d'utilisation de la diversité angulaire170
  - II.4.10 Prévision de la probabilité totale d'interruption171
  - II.4.10.1 Prévision de la probabilité d'interruption due aux évanouissements par temps clair172
  - II.4.10.2 Prévision de la probabilité d'interruption due à la pluie172
  - II.4.10.3 Prévision de la probabilité d'interruption due à la réduction du découplage de polarisation croisée172
  - II.4.10.3.1 Réduction du découplage de polarisation croisée par temps clair172
  - II.4.10.3.2 Réduction du découplage de polarisation croisée due aux précipitations173
  - II.4.11 Effet dû à un perturbateur174
  - II.4.11.1 Dégradation du seuil du récepteur par un perturbateur175
  - II.4.11.2 Mesure du niveau du perturbateur et du seuil dégradé177
  - II.4.12 Effet dû à un obstacle178
  - II.4.13 Exemple de bilan de liaison179
  - II.4.14 Evolution de la méthode de prévision183
  - III - Les liaisons transhorizon
  - III.1 Eléments d'ingénierie d'une liaison transhorizon185
  - III.1.1 Généralités185
  - III.1.2 Etablissement du profil d'une liaison transhorizon186
  - III.2 Méthode de prévision187
  - III.2.1 Affaiblissement médian de propagation à long terme187
  - III.2.1.1 Distance angulaire et angles de site à l'horizon radioélectrique187
  - III.2.1.2 Fonction d'affaiblissement188
  - III.2.1.3 Affaiblissement par l'atmosphère190
  - III.2.1.4 Gain en fréquence190
  - III.2.1.5 Rendement de diffusion192
  - III.2.2 Variation de l'affaiblissement médian à long terme sur l'année192
  - III.2.2.1 Hauteur effective des antennes194
  - III.2.2.2 Distance d'occultation194
  - III.2.2.3 Distance équivalente194
  - III.2.2.4 Affaiblissement non dépassé pendant p % du temps195
  - III.2.2.5 Probabilité de service203
  - III.3 Bilan de transmission203
  - III.3.1 Perte de couplage d'antenne204
  - III.3.2 Perte de directivité transversale206
  - III.3.2.1 Pointage manuel des antennes210
  - III.3.2.2 Pointage automatique des antennes211
  - III.3.2.2.1 Processus par approximations successives212
  - III.3.2.2.2 Processus par itération214
  - III.3.3 Fréquence des évanouissements rapides214
  - III.3.4 Réception en diversité215
  - III.3.4.1 Diversité d'espace219
  - III.3.4.2 Diversité de fréquence219
  - III.3.4.3 Diversité quadruple d'espace et de fréquence219
  - III.3.4.4 Diversité angulaire220
  - III.3.4.5 Diversité de polarisation221
  - III.3.5 Disponibilité de la liaison221
  - III.3.6 Bande de cohérence du canal222
  - III.3.6.1 Méthode de SUNDE223
  - III.3.6.2 Modèle de RICE223
  - III.3.6.3 Modèle de COLLIN224
  - III.3.7 Composition de l'onde diffusée et de l'onde diffractée225
  - III.3.8 Influence des réflexions sur le sol226
  - III.3.9 Passage de l'année moyenne au mois quelconque227
  - III.4 Exemples de liaisons transhorizon228
  - III.4.1 Liaison en diffraction sur arête228
  - III.4.2 Liaison en double diffraction231
  - III.4.3 Liaison en diffusion sur Terre sphérique234
  - III.5 Autres modèles de prédiction237
  - III.5.1 Méthode II de l'UIT-R237
  - III.5.2 Méthode I de l'UIT-R238
  - III.5.3 Méthode III de l'UIT-R240
  - IV - Les liaisons spatiales
  - IV.1 Eléments d'ingénierie d'une liaison par Satellite247
  - IV.1.1 Généralités247
  - IV.1.2 Géométrie d'une liaison avec un Satellite géostationnaire247
  - IV.1.2.1 Distance de géosynchronisme248
  - IV.1.2.2 Détermination de l'azimut248
  - IV.1.2.3 Détermination de la distance249
  - IV.1.2.4 Détermination de l'élévation249
  - IV.1.2.5 Détermination de l'angle vu par le Satellite250
  - IV.1.2.6 Limite de visibilité optique250
  - IV.1.2.7 Angle de polarisation250
  - IV.2 Architecture d'une liaison par Satellite250
  - IV.2.1 Caractéristiques générales du répéteur251
  - IV.2.1.1 Zones de couverture251
  - IV.2.1.2 Bande du répéteur251
  - IV.2.1.3 Facteur de mérite252
  - IV.2.1.4 Amplificateur de puissance252
  - IV.2.1.4.1 Amplificateur à TOP254
  - IV.2.1.4.2 Amplificateur à état solide256
  - IV.2.1.5 Flux saturant257
  - IV.2.1.6 PIRE à saturation257
  - IV.2.1.7 Bruit ramené à l'entrée du répéteur258
  - IV.2.2 Caractéristiques générales d'une Station Terrienne258
  - IV.2.2.1 Sources de bruit du système de réception258
  - IV.2.2.2 Température de bruit de l'antenne259
  - IV.2.2.3 Température totale de bruit du système de réception260
  - IV.3 Bilan de liaison261
  - IV.3.1 Chemin descendant261
  - IV.3.2 Allocation de ressource du répéteur261
  - IV.3.3 Chemin montant261
  - IV.3.4 Rapport signal à bruit total262
  - IV.3.5 Densité spectrale du répéteur263
  - IV.3.6 Taux d'occupation du répéteur par la porteuse263
  - IV.3.7 Antenne de réception optimale263
  - IV.3.8 Caractéristiques générales du signal264
  - IV.3.8.1 Relations générales264
  - IV.3.8.2 Types de modulation265
  - IV.3.8.3 Caractéristique E_b/N₀265
  - IV.3.8.4 Codage correcteur d'erreurs266
  - IV.3.8.5 Densité spectrale de puissance268
  - IV.3.9 Objectif de qualité de la liaison270
  - IV.3.10 Techniques d'accès multiple270
  - IV.3.10.1 Accès multiple par répartition en fréquence (AMRF)270
  - IV.3.10.2 Accès multiple par répartition dans le temps (AMRT)271
  - IV.3.10.3 Accès multiple par répartition en code (AMRC)271
  - IV.3.11 Effet Doppler-Fizeau272
  - IV.4 Méthode de prévision274
  - IV.4.1 Phénomènes qui entrent en jeu dans la propagation Terre-espace274
  - IV.4.1.1 Affaiblissement atmosphérique274
  - IV.4.1.2 Effets dus aux hydrométéores274
  - IV.4.1.3 Baisse de gain de l'antenne274
  - IV.4.1.4 Effets dus à la scintillation troposphérique et aux trajets multiples274
  - IV.4.1.5 Effets dus à l'ionosphère276
  - IV.4.1.6 Sources de bruit externes276
  - IV.4.2 Prédiction de la probabilité totale d'interruption276
  - IV.4.3 Exemple de bilan de liaison277
  - V - Les liaisons optiques
  - V.1 Les liaisons par fibres optiques279
  - V.1.1 Généralités279
  - V.1.2 Propagation guidée279
  - V.1.3 Fibres monomodes280
  - V.1.3.1 Caractéristiques géométriques281
  - V.1.3.2 Caractéristiques de propagation281
  - V.1.3.2.1 Pertes par diffusion281
  - V.1.3.2.2 Pertes par absorption281
  - V.1.3.2.3 Dispersion chromatique282
  - V.1.3.2.4 Dispersion de polarisation modale284
  - V.1.3.2.5 Effets non linéaires284
  - V.1.3.2.6 Pertes de courbure284
  - V.1.3.2.7 Pertes de couplage284
  - V.1.3.3 Bilan de liaison285
  - V.1.3.3.1 Puissances minimale et maximale de réception285
  - V.1.3.3.2 Atténuation due à la dispersion285
  - V.1.3.3.3 Exemple de bilan de liaison286
  - V.1.3.4 Techniques de multiplexage287
  - V.1.3.5 Autres types de fibres optiques288
  - V.2 Les liaisons optiques en espace libre288
  - V.2.1 Généralités288
  - V.2.2 Propagation des ondes lumineuses dans l'atmosphère288
  - V.2.3 Propriétés des faisceaux gaussiens291
  - V.2.4 Liaisons spatiales optiques292
  - VI - L'infrastructure des stations de telecommunications
  - VI.1 Eléments d'ingénierie d'une Station de Télécommunications293
  - VI.1.1 Généralités293
  - VI.1.2 Types de Stations de Télécommunications293
  - VI.2 Conditions d'environnement294
  - VI.2.1 Caractéristiques climatiques294
  - VI.2.2 Propriétés de l'air humide295
  - VI.2.2.1 Composition de l'air295
  - VI.2.2.2 Enthalpie de l'air humide296
  - VI.2.2.3 Chaleur sensible et chaleur latente297
  - VI.2.2.4 Détermination des caractéristiques de l'air humide298
  - VI.2.2.5 Variation des caractéristiques de l'air humide avec l'altitude299
  - VI.2.2.6 Pressions statique et dynamique300
  - VI.2.2.7 Relation entre pression, volume et température301
  - VI.3 Systèmes de ventilation et de climatisation302
  - VI.3.1 Ventilation directe302
  - VI.3.2 Echangeurs de chaleur305
  - VI.3.2.1 Echangeur air-air305
  - VI.3.2.2 Echangeur caloduc305
  - VI.3.2.3 Echangeur hydronique306
  - VI.3.2.4 Système à évaporation d'eau308
  - VI.3.2.5 Système VAPOTRON309
  - VI.3.2.6 Système de conditionnement d'air310
  - VI.4 Processus d'échange thermique312
  - VI.4.1 Conduction312
  - VI.4.2 Convection312
  - VI.4.3 Rayonnement313
  - VI.4.4 Coefficient de transfert global313
  - VI.5 Abris de télécommunications314
  - VI.5.1 Abri de surface à intégration thermique314
  - VI.5.1.1 Abri à intégration thermique passif318
  - VI.5.1.2 Abri à intégration thermique actif320
  - VI.5.1.3 Abri hydronique321
  - VI.5.2 Abri enterré323
  - VI.5.2.1 Exemple d'abri enterré à ventilation directe325
  - VI.5.2.2 Exemple d'abri merlonné à échangeur caloduc327
  - VI.6 Energie328
  - VI.6.1 Détermination de la consommation en énergie328
  - VI.6.2 Energie secondaire328
  - VI.6.3 Energie primaire329
  - VI.6.3.1 Groupe électrogène330
  - VI.6.3.2 Système photovoltaïque331
  - VI.6.3.3 Eolienne334
  - VI.6.3.4 Générateur thermoélectrique334
  - VI.6.3.5 Générateur à combustion externe334
  - VI.6.3.6 Pile à combustible334
  - VI.6.3.7 Combinaison de différentes sources334
  - VI.7 Disponibilité globale des Systèmes de Télécommunications335
  - VI.7.1 Disponibilité liée à la propagation335
  - VI.7.2 Disponibilité due au matériel335
  - Bibliographie 337
Origine de la notice:
- Electre