Internet par Satellite et le protocole DVB-RCS
Internet par satellite
Caractéristiques
L'objectif principal d'un satellite est de relier deux points géographiquement distants. En effet, il agit comme un miroir pour retransmettre l'information à l'autre bout du globe. Le satellite permet de toucher une large zone. Il est utilisé pour la télévision, la téléphonie et les données. D'après le CNES (Centre National d'Etude Spatiale),2 630 satellites gravitent autour de la terre. Les satellites ont une zone de couverture qui peut être mondiale, régionale ou nationale. Les services fournies sont soit fixe, soit de radiodiffusion. Le satellite est utilisé à des fins : commercial, militaire, amateur, ou expérimental.
Orbites
Les satellites peuvent se situer sur plusieurs types d'orbites en fonction de leur utilisation. Chacune de ces orbites disposent d'avantages et d'inconvénients. En général, plus une orbite se trouve éloignée de la Terre, et plus le temps aller-retour du signal électromagnétique est grand. Le satellite a cependant une vitesse faible dans l'espace terrestre, ce qui augmente son temps de couverture. A l'inverse, un satellite proche de la Terre communique avec une faible latence, mais peut se déplacer si vite dans le ciel terrestre qu'il ne couvre un utilisateur que pendant quelques minutes.
Voici les différents types d'orbites:
- GEOS (Geostationary Earth Orbital Satellite)
- MEOS (Medium Earth Orbital Satellite)
- LEOS (Low Earth Orbital Satellite)
L'orbite géostationnaire est située dans le plan de l'équateur, à près de 36 000 km d'altitude. Le temps aller-retour de l'onde radio est estimé à environ 250ms. Ces types d'orbites sont les plus utilisés dans le domaine de la diffusion vidéo et de l'accès à l'Internet. Leur principal atout repose sur la position fixe qu'ils maintiennent dans le ciel terrestre. Une station au sol reste donc en permanence dans la zone de couverture du satellite. En revanche, leur altitude élevée entraine un temps de latence du signal aller-retour considérable: environ 250 millisecondes.
De 2000 à 35000 km Temps aller-retour de l'onde radio: ~ 100ms Les MEOS sont placés entre les satellites à orbite haute et ceux à orbite basse. Ils permettent donc d'ajuster les différentes caractéristiques des orbites en fonction de l'utilisation du satellite. Les satellites GPS sont par exemple situés sur des orbites moyennes, de l'ordre de 20000 km d'altitude.
De 200 à 2000 kmGEOS (Geostationary Earth Orbital Satellite) Temps aller-retour de l'onde radio: inférieur à 10ms. L'orbite LEO (Low Earth Orbit) est située entre 500 à 2000 km d'altitude. Cette proximité offre deux avantages : un temps de latence (temps que met à parcourir un signal) très court et une puissance réduite pour entrer en contact avec eux. La période d'un satellite est de l'ordre de quelques centaines de minutes. Un satellite fait le tour de la terre environ 14 fois par jour et sa couverture varie entre 3000 à 4000 km : un observateur terrestre n'aura la possibilité d'apercevoir le satellite que pendant environ 20 minutes. Ce type de satellite est appelé aussi satellite défilant.
Fréquences
Les satellites utilisent des bandes de fréquence particulières. Les plus communes sont les bandes C (3.7 - 4.2GHz), Ku (10.70 - 12.75GHz) ou plus récemment Ka (20 - 30 GHz).
- Bande KA est plus large que les autres et est attribuée à
chaque satellite par l'UIT et supporte des débits de transmission plus
élevés et, par conséquent, des vitesses maximales plus élevées pour les
abonnés individuels.
Gamme de fréquences :
- en émission de 27,5 à 31 GHz
- en réception de 18,3 à 18,8 GHz et de 19,7 à 20,2 GHz.
Elle est utilisée pour l'accès Internet haut débit par satellite. Elles est sensible à l'atténuation atmosphérique et notamment la pluie. Elle commence à être exploitée en Europe avec un débit pouvant atteindre 15 Mbps équivalent à celui de l’ADSL2.
Forces et limites
Forces
- Infrastructure terrestre réduite
- Large couverture
- Déploiement rapide des terminaux
- Faiblement affecté par les catastrophes naturelles
Limites
- Fortes dégradations dues à la pluie, aux nuages et aux gaz atmosphériques
- Délai terre-satellite de l’ordre de 250 ms
Equipements
Equipements extérieurs :
- Antenne parabolique (généralement de 80 cm)
- Tête d'émission / réception (bidirectionnelle) (LNB).
- Câbles, …
Equipements intérieurs :
- Récepteur spécial ou modem
Cet équipement est raccordé directement sur le(s) ordinateur(s) ou sur un routeur (Ethernet, Wifi ou CPL pour partager la connexion avec plusieurs équipements).
Comment ça marche ?
Les connexions internet par satellite utilisent la norme DVB (Digital Video Broadcasting), et plus particulièrement la norme DVB-S pour les satellites.
Connexion internet par satellite avec remontée terrestre
A droite, le shéma de fonctionnement d'une connexion internet par satellite avec liaison terrestre (aussi appelée connexion Internet par satellite unidirectionnelle). Dans cette situation, il faut nécessairement une connexion à l'internet par ligne téléphonique, souscrite auprès d''un fournisseur d'accès internet (Orange, Free, etc... proposent désormais des forfaits illimités intéressants).
1. La requête de quelques octets transite par internet en empruntant le réseau téléphonique vers l'opérateur Internet par satellite.
2. L'opérateur internet par satellite récupère le résultat de la requête sur internet et le transmet au satellite (page web, fichier vidéo ou audio, images, etc).
3. Le satellite diffuse le résultat de la requête sur toute sa zone de couverture et seul l'ordinateur concerné reçoit ainsi ce qu'il a demandé.
A l'usage, il n'y a pas de différence avec une connexion ADSL. Néanmoins, l'utilisation de certaines applications est plus délicate, voire impossible (jeux vidéo en ligne, P2P, pour en citer quelques unes).
Dans cette méthode, la requête est envoyée avec une connexion classique utilisant un modem. La différence se fait au niveau de la réponse qui est réalisée en empruntant la voie satellite et bénéficiant d'un débit largement supérieur.
Connexion internet par satellite bidirectionnelle
Voici maintenant le schéma d'une connexion internet par satellite bidirectionnelle. Comme on peut le constater par rapport au schéma précédent, la liaison téléphonique a disparu. La requête est envoyée directement avec la parabole (et son LNB spécifique) vers le satellite. L'opérateur internet par satellite bidirectionnel reçoit la requête par satellite, récupère le résultat de la requête sur internet puis la retransmet par satellite.
Comparatif des deux connexions
Push de données
Autre possibilité intéressante de la réception de données par satellite vers un micro-ordinateur : le PUSH de données.
Ce mode de réception de données rejoint complètement l'utilisation d'un satellite de façon « normale ». L'intérêt de l'utilisation d'un satellite est la possibilité de toucher des millions d'utilisateurs (ou spectateurs) en un seul envoi de données. A l'inverse, en utilisation « point à point » (principe de base de l'internet), le service du satellite ne seront utilisés que pour une seule personne isolée. Le mode PUSH peut donc être utilisé pour émettre des données intéressant un large public. On peut donc imaginer l'envoi de centaines de sites Internet vers tous les postes d'un groupe d'abonnés ayant les mêmes centres d'intérêts.
Par ailleurs, l'utilisateur n'a plus besoin d'effectuer de requêtes sur les serveurs proxy de son fournisseur d'accès et par conséquent, n'a même plus besoin de se connecter à internet pour recevoir des données ! Ce type de transmission est le plus économique pour une société de service utilisant un satellite, mais moins personnalisé pour un internaute qui ne choisira par forcement ce qu'il lui sera envoyés.
La société Luxsat (www.luxsat.com) propose ce service de PUSH.