Performances et contraintes de Satcom

Cette séance de cours porte sur les performances et les contraintes des communications par satellite (Satcom), en mettant l'accent sur la bande passante, la qualité du service, l'infrastructure et les orbites satellitaires. Il examine les aspects liés à la technologie, tels que la quantité et la disponibilité des données, ainsi que l'impact des orbites satellitaires sur les performances. La séance de cours compare également les performances des réseaux de satellites à haut débit (HTS) en orbite terrestre basse (LEO) avec le service fixe par satellite (FSS) de l'orbite géostationnaire (GEO), à l'aide d'exemples comme Starlink, HughesNet et Viasat. En outre, il explore l'utilisation du spectre radioélectrique, les avantages et les inconvénients des différentes bandes de fréquences et les facteurs de performance inhérents à la technologie Satcom. La présentation se termine par une vue d'ensemble des orbites satellites, y compris l'Orbite géostationnaire de la Terre (GEO), l'Orbite de la Terre moyenne (MEO) et l'Orbite de la Terre basse (LEO), soulignant leurs besoins en matière de visibilité, d'altitude, de latence et de station au sol.

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Une orbite géostationnaire (en abrégé GEO, geostationary orbit) est une orbite circulaire caractérisée par une période orbitale (durée d'une orbite) égale à la période de rotation de la planète Terre et une inclinaison orbitale nulle (donc une orbite dans le plan équatorial). Cette orbite est fréquemment utilisée par des satellites terrestres car elle leur permet de rester en permanence au-dessus du même point de l'équateur : depuis cette position, le satellite est visible depuis tous les points de l'hémisphère terrestre qui lui fait face et, a contrario, les instruments du satellite peuvent observer en permanence cet hémisphère.

L'orbite géosynchrone, abrégée GSO (geosynchronous orbit), est une orbite géocentrique sur laquelle un satellite se déplace dans le même sens que la planète (d'ouest en est pour la Terre) et dont la période orbitale est égale à la période de rotation sidérale de la Terre (soit environ 23 h 56 min 4,1 s). Cette orbite a un demi-grand axe d'environ . Puisque le rayon de la Terre est de , l'altitude d'une orbite géosynchrone circulaire est au-dessus du géoïde terrestre ; on parle couramment de satellites à .

vignette|Différentes orbites terrestre ; la partie bleu turquoise représente l'orbite terrestre basse.vignette|Parcours de la moitié d'une orbite par la Station spatiale internationale. L’orbite terrestre basse ou OTB (LEO en anglais, pour low earth orbit) est une zone de l'orbite terrestre allant jusqu'à d'altitude, située entre l'atmosphère et la ceinture de Van Allen. Y orbitent des satellites de télédétection, des satellites de télécommunications ainsi que quelques stations spatiales, dont la Station spatiale internationale.

Un satellite de télécommunications est un satellite artificiel placé dans l'espace pour des besoins de télécommunications. Selon le besoin, il circule sur une orbite géostationnaire, une orbite terrestre basse ou une orbite de Molnia d’où il relaie le signal émis par des stations émettrices vers des stations réceptrices. Les télécommunications par satellite constituent la première application commerciale de l'ère spatiale avec le lancement d'un premier satellite opérationnel (Intelsat I) en 1965.

NOTOC vignette|Orbite de transfert en jaune. Une orbite de transfert géostationnaire est une orbite intermédiaire qui permet de placer des satellites en orbite géostationnaire. Le sigle anglais correspondant est GTO, pour Geostationary Transfert Orbit. C'est une orbite elliptique, dont le périgée se situe à basse altitude et l'apogée à l'altitude de l'orbite géostationnaire . Le périgée est approximativement à l'altitude de fin de combustion du dernier étage du lanceur, souvent une altitude de l'ordre de , équivalant, le rayon équatorial de la terre étant de , à une valeur de périgée de .

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