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SPECIALISTE EN MAINTENANCE DES STATIONS VSAT AERONAUTIQUES Août 2012

EAMAC / MPN VSAT / MODULE 1

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BUT DU COURS Ce cours a pour but d’acquérir les connaissances, attitudes et capacités requises afin d’assurer la maintenance préventive et corrective des stations VSAT aéronautiques dans le respect des normes et pratiques en vigueur.

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MODULE 1

ELEMENTS DE BASE POUR LA MAINTENANCE DES STATIONS VSAT AERONAUTIQUES Août 2012


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MODULE 1

Objectif de fin de module Conditions : Etant donné une station VSAT aéronautique du réseau ASECNA, avec ses équipements (modem satellite, module radiofréquence, système d’antenne) dotés de dispositifs de contrôle (IHM, supervision,…), muni du recueil des consignes d’entretien systématique, du synoptique de la station, d’une fiche de suivi, des manuels techniques…

Rendement : Relever l’état général des équipements de la station VSAT

Norme : Fiche de mesures remplie conformément aux consignes du plan de maintenance ASECNA et sans erreur sur les informations relevées Août 2012


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Module 1

Objectifs intermédiaires  Décrire la structure des réseaux VSAT  Décrire la structure des différents réseaux VSAT ASECNA  Décrire la structure de la station VSAT  Décrire les paramètres de transmission des éléments d’une station VSAT  Interpréter l’état des indicateurs visuels de fonctionnement des équipements d’une station VSAT Interpréter les consignes systématiques d’entretien des stations VSAT

 Identifier les facteurs potentiels de dégradation d’une station VSAT

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STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT D’ UN RESEAU VSAT

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Structure et fonctionnement d’un réseau VSAT

Définition d’une Station VSAT VSAT est l’abréviation pour « Very Small Aperture Terminal » ce qui peut se traduire en français par « mini station terrienne ». (diamètres d’antenne de 0,9m à 2,4m en bande Ku et 2,4m à 4,6m en bande C)

Les VSAT fournissent le lien de communication nécessaire à l’établissement d’un réseau basé sur les télécommunications par satellite. Champs d’application: Réseaux régionaux ou continentaux; zone à faible infrastructure; choix d’homogeneité dans un réseau multinational.

Les VSAT peuvent supporter des transmissions de type voix, données, images, vidéo conférence… Août 2012


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Description d’une Station VSAT

OUTDOOR

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INDOOR


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Description d’un réseau VSAT

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Description d’un réseau VSAT

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Intérêt d’un système VSAT Toute entreprise ou organisation cherchant à gagner en compétitivité a besoin de mettre en réseau ses activités commerciales et ses processus de fonctionnement et de production.

Le système VSAT est une solution très performante car permettant la création de très larges réseaux d’entreprise, fiables, disponibles et évolutifs.

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Avantages d’un système VSAT Accessibilité: sans restriction et illimitée contrairement aux lignes terrestres. Disponibilité: excellente fiabilité d’un système VSAT permettant d’atteindre un taux de disponibilité de 99,5% comparé au taux de 85% d’une ligne terrestre. Durée d’installation courte: 4 à 6 semaines au lieu de 4 à 6 mois pour une ligne terrestre. Gestion du réseau: facilitée par un contrat direct entre l’utilisateur et l’opérateur satellite. Maintenance: optimisée par l’utilisation de logiciel de télémaintenance Evolutivité: réseau facile à étendre et à modifier. Coût: équipements peu onéreux et coût d’exploitation fonction des ressources satellitaires utilisées. Août 2012


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Différents types de réseaux VSAT

Réseau étoilé Toutes les VSAT, communiquent avec la station centrale (HUB). Utilisation: Applications nécessitant une centralisation des données Août 2012


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Réseau maillé Les VSAT communiquent directement entre elles. Une station traite en plus de la gestion et du contrôle du réseau. Utilisation: Téléphonie ou liaisons point à point à grand débit Août 2012


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Réseau hybride ou mixte Août 2012


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Différents types de liaisons VSAT

Diffusion Août 2012


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Collecte Août 2012


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Point à point Août 2012


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Mixte Août 2012


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Différents modes d’accès au satellite

Bande de fréquence

temps

TDMA : Time Division Multiple Access AMRT : Accès Multiple à Répartition dans le Temps Août 2012


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Bande de fréquence

temps

FDMA : Frequency Division Multiple Access AMRF : Accès multiple à Répartition en Fréquence Août 2012


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Bande de fréquence

temps

CDMA : Code Division Multiple Access AMRC: Accès Multiple à Répartition par code Août 2012


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Domaines d’ application Août 2012


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Différents modes d’assignation PAMA: Pre Assigned Multiple Access Les fréquences porteuses et bandes passantes sont définies à l’avance et disponibles H24

DAMA: Demand Assigned Multiple Access Les fréquences porteuses et bandes passantes sont définies à la demande en fonction du trafic et allouées dynamiquement

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Différentes bandes de fréquences

BANDE DE FREQUENCE Bande C Bande C étendue Bande C super étendue Bande Ku

UPLINK (GHz) 5,925 à 6,425 5,850 à 6,425 5,850 à 6,725 14,000 à 14,500

DOWNLINK (GHz) 3,700 à 4,200 3,625 à 4,200 3,400 à 4,200 10,950 à 11,200

Bande C: pertes atmosphériques inférieures à celles de la bande Ku en cas de forte pluie Août 2012


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Différents types de polarisation

Polarisation rectiligne horizontale

Polarisation rectiligne verticale Août 2012


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Différents types de polarisation

Polarisation circulaire droite (dextrogyre ou RHCP ou A »)

Polarisation circulaire gauche (lévogyre ou LHCP ou B ») Août 2012


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Réutilisation de fréquence

Réutilisation de fréquence porteuse par orthogonalité des polarisations

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Différents types de couverture

SPOT

ZONE HEMI GLOBAL Août 2012


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Différents types de couverture Réutilisation de fréquence porteuse par différenciation des couvertures Il est toujours possible de réutiliser les mêmes fréquences porteuses avec le même type de polarisation, soit à l’émission, soit à la réception, soit les deux, à condition que les zones de couvertures en émission et en réception soient bien distinctes.

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Différents types d’orbite

 LEO (Low Earth Orbit) pour des altitudes allant de 500 à 2 000 km

 MEO (Medium Earth Orbit) pour des altitudes allant de 5 000 à 20 000 km

 GEO (Geostationnary Earth Orbit) située à une altitude de 36 000 km - Fixe par rapport à la Terre - Temps aller / retour de 240 ms

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Principaux opérateurs de satellites géostationnaires INTELSAT ; INMARSAT, EUTELSAT; ASIASAT,… • Intelsat a été créé en 1964 en tant que coopérative de moyens entre états associés (près de 150 à ce jour) transformée en entreprise commerciale en 2001 • Premier opérateur mondial de satellites • Plus de 200 opérateurs de services liés aux télécommunications sont clients d’Intelsat L’ASECNA est liée à Intelsat par un contrat de location de bandes de fréquence sur un de ses satellites Août 2012


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INTELSAT – orbite géostationnaire Plus de 50 satellites à ce jour en orbite GEO Couverture totale du globe organisée en 3 régions

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INTELSAT – les trois régions

AOR: Atlantic Ocean Region POR: Pacific Ocean Region IOR: Indian Ocean Region

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STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT DU RESEAU ASECNA

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Structure et fonctionnement du réseau ASECNA

Historique et Structure Le réseau ASECNA est de type « RESEAU FERME PROPRIETAIRE »: l‘ASECNA est propriétaire du segment terrestre et locataire du segment spatial.  permet de s'affranchir totalement des opérateurs terrestres en implantant les stations terriennes directement sur les aéroports concernés  ce réseau est appelé AFISNET  il est lui-même constitué de plusieurs réseaux classés selon les couches ISO considérées ou les services assurés

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Rappel couches ISO 7: APPLICATION 6: PRESENTATION

FICHIER

5: SESSION 4: TRANSPORT

MESSAGES

3: RESEAU

PAQUETS/CELLULES/SLOTS

2: LIAISON

TRAMES

1: PHYSIQUE

ELEMENTS BINAIRES / BITS (Cf. doc 1.1)

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Différents sous-réseaux constitutifs d’ AFISNET Service fixe aéronautique RSFTA: Réseau du service fixe de télécommunications aéronautiques (Réseau X25) ATS/DS: Air Traffic Service / Direct Speech (Réseau MAS 6) ATM02 : Système de traitement des plans de vols et messages associés, des bandes de progression et du STDVI (Système de Traitement de Données de Vol Informatisé) Service mobile aéronautique ATC (Air Traffic Controller) Extension des couvertures VHF (réseaux de stations antennes VHF avancées)

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Différents réseaux constitutifs d’ AFISNET Autres services Réseau téléphonique de commandement (réseau MAC6) Réseau de messagerie Intranet Réseau d’ informatique de gestion

Et d’autres en perspectives…

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Organisation des réseaux Le réseau AFISNET bâti autour d’un système de transmission (couche physique ISO) basé sur deux architectures de liaisons par satellite, IBS et VSAT, constituant le cœur de transmission A ce cœur de transmission est associé un réseau de multiplexeurs Marathon MOL2P ou commutateurs MEMOTEC afin de réaliser un BACKBONE FRAME RELAY (protocole FR) permettant une commutation globale avec reroutage automatique et une optimisation de la bande passante avec priorité à la parole. Août 2012


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Organisation des réseaux Cœur de transmission satellite Backbone Frame Relay

Voix

MAC 6

MOL2P ou MEMOTEC Voix VHF déportée

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Données

Voix

Commandement

HUB ou VSAT VSAT

IP

Chaîne Radio

X25, RSFTA, MEGAPAC

ATS/DS

Couches services

Chaîne Radio


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Mise en œuvre du protocole Frame relay

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Mise en œuvre du protocole Frame relay Traitement spécifique de chacun des affluents Voix / Fax

Données synchrones

Codage de la Voix Démodulation du Fax

Application des priorités

Traitement protocole Compression

Découpage en trames

Données asynchrones

Multiplexage statistique Compression

Trafic LAN

Traitement protocoles Compression données et En-têtes

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Silences


Assemblage des Trames avec priorité à la voix

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Exemple du réseau opérationnel ATS/DS

Chaîne Radio Chaîne Radio

Chaîne Radio

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Caractéristiques du réseau AFISNET Réseau de type Hybride Liaisons point à point Accès FDMA Mode PAMA Bande C Polarisation circulaire A Couverture Hémisphérique EST Satellite INTELSAT : IS10-02 @359 E Août 2012


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Satellite utilisé par le réseau AFISNET

Couverture du 10-02 à 359°E Août 2012


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Location du segment spatial •

Opérateur satellite : – INTELSAT Ltd

•

Satellite : – IS 10-02 positionné à 359° Est (depuis fin 2004)

•

Transpondeurs utilisés : – Transpondeur 20/20 – Transpondeur 23/23

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Location du segment spatial

•

Bande passante : – Louée au débit (IBS, IDR…) – Large bande passante partagée entre les stations (FDMA)

•

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Tarification fonction : – De la puissance du satellite utilisé – De la bande passante louée – De la durée du contrat – De la Qualité de service garantie


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Location du segment spatial •

Standards de stations terriennes (classification INTELSAT): A : diamètre d’antenne de 15 à 18 mètres B : diamètre d’antenne de 11 à 13 mètres exemples : Dakar DTI et Antananarivo (11 m) F2: diamètre d’antenne de 7 à 8 mètres exemples : Brazzaville, Niamey, N’Djamena,… (7,3 m) F1: diamètre d’antenne de 3,5 à 7 mètres exemples : Lomé (3,7 m), Bamako et Ouagadougou (4m),…

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Supervision du réseau •

Installation d’une station de supervision (au Hub ou station principale…)

•

Le système de supervision offre : – la remontée d’alarme

•

– la supervision locale et à distance. Supervise la totalité des moyens de communications (VHF et Vsat)

• •

c’est-à-dire l’ensemble des modules et des liens satellite (RF, commutateur normal/secours, modems, multiplexeur Frame Relay), ainsi que les servitudes et autres équipements de télécommunication associés (atelier d’énergie, …). Liaison physique vers tous les sites distants en MCPC Service 24H /24 et 7 Jours /7

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Structure d’une liaison point à point (unidirectionnelle)

AMPLIFICATION A FAIBLE BRUIT

TRANSPOSITION EMISSION

TRANSPOSITION RECEPTION

MODULATION

DEMODULATION

MULTIPLEXAGE

DEMULTIPLEXAGE

Réseau terrestre

Réseau terrestre

‘

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AMPLIFICATION DE PUISSANCE


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Structure d’une liaison point à point (bidirectionnelle)

Ampli RF

FI Tx A

Ampli RF

FI Rx A

FI Tx site A = FI Rx site B FI Rx site A = FI Tx site B

Modem SAT Site 1

FI Tx B

FI Rx B

Modem SAT Site 2

FI Tx: Fréquence intermédiaire Emission FI Rx: Fréquence intermédiaire Réception

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Exemple de liaison point à point (déport de VHF)

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Structure d’un satellite « transparent »

Répéteurs ou transpondeurs

(Cf. doc 1.2;1.3;1.4)

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Plan de fréquence des liaisons VSAT - ASECNA

Avertissement Le document Doc 1.6 décrivant les bandes de fréquences louées sur le satellite IS 10-02 ainsi que les fréquences porteuses utilisées pour l’ensemble des liaisons VSAT du réseau AFISNET est distribué directement aux stagiaires ASECNA mais n’est pas publié dans cette MPN.

)

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STRUCTURE FONCTIONNELLE D’UNE STATION VSAT

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Structure fonctionnelle d’une station VSAT

Différents modes de transmission sur porteuse Mode SCPC (Single Channel Per Carrier) TERMINAL MULTI PORTEUSES Interface signal bande de base 1

MODEM 1

Interface signal bande de base 2

MODEM 2

. . . Interface signal bande de base n

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Sommateur / Diviseur FI1 

FI2 

. . .

-----FI1

MODEM n

FIn

FI2

FIn

Spectre




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Différents modes de transmission sur porteuse Mode MCPC (Multiple Channel Per Carrier) TERMINAL MONO PORTEUSE Interface signal bande de base 1 Interface signal bande de base 2

. . .

MUX / DEMUX

MODEM

FI FI

Spectre

Interface signal bande de base n

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Chaîne émission - multiplexage Etage Interface terrestre: Une fonction de multiplexage temporel est disponible à l’entrée de cet étage car: •Plusieurs voies peuvent être transmises sur une seule fréquence porteuse: c’est le mode MCPC (Multiple Channel Per Carrier) •La gestion du réseau VSAT nécessite la transmission des signaux spécifiques indépendants des messages des utilisateurs. Ce sont les messages de signalisation.

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Chaîne émission - embrouillage SCRAMBLER C’est un étage générateur de code pseudo-aléatoire. Rend le train d’impulsion aléatoire en cas de présence continue de bits « 0 » ou de bits « 1 » (ou absence de données en entrée)  Evite l’émission d’une porteuse pure de densité de puissance très supérieure à la normale  Evite la perte de synchronisation à la réception

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Chaîne émission - embrouillage

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Chaîne émission – dispositif de correction d’erreur Différentes causes d’erreurs sur les bits transmis : Le bruit thermique Le bruit de quantification Le bruit de type impulsif

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Chaîne émission – dispositif de correction d’erreur But: détection et correction d’erreurs par utilisation du principe de redondance:

Nombre de bits transmis > Nombre de bits utiles Rendement du code: FEC (Forward Error Corrector) Valeurs usuelles: 1/2 , 3/4, 7/8 Deux types de codages: Par convolution (VITERBI) / Par bloc (REED-SOLOMON) Gain de codage: Pour un objectif de TEB donné, il suffit d’un Eb/No moins élevé du fait de la correction automatique des erreurs = économie de puissance dans le bilan de liaison.

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Chaîne émission – dispositif de correction d’erreur

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Chaîne émission - modulation Utilisation de la modulation à 4 états de phase (MDP4 – QPSK)

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Chaîne émission - modulation Principe de la modulation à 4 états de phase (MDP4 – QPSK) P 1 0

1

I 0

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TRAIN I

TRAIN P

PHASE PORTEUSE

1 0 0 1

1 1 0 0

Pi/4 3Pi/4 -3Pi/4 - Pi/4


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Chaîne émission - modulation Principe de la modulation à 4 états de phase (MDP4 – QPSK)

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Chaîne émission – Bande de Nyquist Le spectre naturel d’une porteuse modulée en MDP4 par train binaire présente une allure de type sinus-cardinal (bande infinie) La bande suffisante et nécessaire pour une transmission optimale est définie par le critère de Nyquist : Bande de Nyquist (Hz) = 0,5 x Dt (bit/s)

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Chaîne émission – Bande occupée Formule pratique:

 1  1  Brf  Dc. . .Cb  R N  Dc = débit composite = débit d’information + surdébit de signalisation (overhead) R = rendement du code correcteur d’erreur (FEC) N = valence de la modulation (N=2 en MDP4) Cb = facteur de correction de forme de bande du modem (1,2 en général) avec Dc/R = Dt

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Chaîne émission – Porteuse numérique

- 3dB

Bruit (visible selon les réglages)

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Bandes FI normalisées Il existe deux bandes FI normalisées liées à la largeur des transpondeurs d’un satellite (raison historique):

Bande 70 MHz +- 18 MHz Soit une largeur disponible de 36MHz

Bande 140 MHz +- 36 MHz Soit une largeur disponible de 72 MHz Les équipements radio d’une chaîne sont choisis en fonction de la bande FI utilisée Août 2012


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Bande L Le fonctionnement en bande L (950 à 1 750 MHz) permet à partir d’un unique terminal VSAT d’accéder à plusieurs transpondeurs à la fois appartenant à un même satellite. Dans ce type de configuration, les équipements radiofréquence de la chaîne émission et ceux de la chaîne réception sont bien séparés : - BUC (Block Up-Converter) + SSPA en émission - LNB en réception

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Chaîne émission – combinaison FI Selon la capacité des stations, il faut parfois combiner les porteuses FI issues de plusieurs Modems afin de transmettre l’ensemble du spectre FI EMISSION dans un seul câble vers le RFU (Up Converter et SSPA)

Train binaire n

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MODEM 1

MODEM n

COMBINEUR

Train binaire 1


Transposition

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Chaîne émission – transposition de fréquence

Fréquence et niveau d’émission de chaque porteuse réglés sur chaque modem

Fp = FI + Fol1 + N.Fs Août 2012


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Chaîne émission – Amplification de puissance But: atteindre la PIRE requise à l’émission afin de satisfaire au critère de qualité du bilan de liaison (C/N requis) Type: Radio intégrée RFU (Radio Frequenccy Unit) ou ampli seul SSPA (Solid State Power Amplifier) / HPA (High Power Amplifier) Défauts: Apparitions de fréquences harmoniques et de fréquences de produit d’ intermodulation en zone de saturation. Nécessité de respecter un RECUL en puissance (BACK-OFF) Redondance: dans certaines stations isolées, il est préférable d’installer 2 SSPA (Normal et Secours) associés à un système de commutation afin d’augmenter le taux de disponibilité.

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Chaîne émission – Amplification de puissance Fonctionnement en zone de saturation proscrite : génération d’harmoniques et de produits d’intermodulation d’ordre 3. Valeur usuelle du « BACK-OFF » d’entrée : 7 à 10dB

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Chaîne émission – Rayonnement

Caractéristiques requises pour une antenne de station terrienne:  Diagramme de rayonnement à faibles lobes latéraux  Bonne stabilité mécanique pour respecter le pointage  Bonne pureté de polarisation  Bon facteur de qualité (G/T)

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Chaîne émission – Rayonnement Gain d’antenne:   D  2  G  10 log k         K = rendement de l’antenne compris entre 0,5 et 0,8 selon la qualité. D = diamètre de disque du réflecteur parabolique principal Lambda= longueur d’onde de la fréquence porteuse Calcul de la PIRE à l’émission: PIRE (dBw)= Pe(dBw) + Ge (dB)

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Chaîne émission – Rayonnement Diagramme de rayonnement et angle d’ouverture: Formule usuelle: θ3dB = 70 (λ/D) Angle d’ouverture à –3dB Lobe principal Premier lobe secondaire

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Chaîne émission – Rayonnement Représentation cartésienne

Lobes secondaires

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Représentation polaire


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Chaîne réception Les signaux reçus sont très faibles, il a été défini un critère de qualité d’une station de réception:

le rapport (G/T) G = Gain maximum de l’antenne à la fréquence de réception T = Température équivalente du système d’antenne Exemple de spécification Intelsat: (G/T)min = 22,7+20 log (F/4)

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Chaîne réception – Température système Température de bruit du système: T = Ta/A + (A-1)Tamb/A + Tr Bruit de ciel

T amb Pertes A Ta

Bruit de sol

AFB Tr (bruit propre de l’AFB ramené à l’entrée)

Puissance de bruit: N = K T B avec K = 1,38. 10 -23 Août 2012


(J/K)

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Chaîne réception – Amplificateur faible bruit On démontre que dans une chaîne d’étages le bruit ramené à l’antenne dépend du premier étage Celui-ci doit donc présenter un gain très élevé (50 à 60dB) pour un très faible bruit propre (40 à 50 °k) Afin de limiter le bruit causé par les pertes en ligne, ce premier étage doit être placé au plus près de la source

C’est le LNA (Low Noise Amplifier) ou AFB (Ampli Faible Bruit) Août 2012


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Chaîne réception – Transposition de fréquence Dans une station VSAT, la transposition de fréquence SHFFI s’effectue en 2 étapes:  Une première conversion bande SHF > Bande L est réalisée dans le boîtier du LNA qui devient alors un LNB (Low Noise Block) ou un LNC (Low Noise Converter) selon l’endroit où est généré le signal de l’OL  Une deuxième conversion bande L > bande FI (70 MHz ou 140 MHz) est réalisée dans la RFU

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Chaîne réception – Transposition de fréquence

Fréquence de réception de porteuse réglée sur chaque modem

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LNA/B/C


Bande SHF

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Chaîne réception – Démodulation

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Chaîne réception Décodage / désembrouillage / démultiplexage Décodage: restitution du train binaire après correction des erreurs sur les bits (algorithmes de Viterbi et/ou de ReedSolomon) Désembrouillage: (discrambler) restitution du train binaire composite original Démultiplexage: séparation de la voie de signalisation et restitution des trains binaires des différents accès dans le cas du mode MCPC

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Synoptique d’une station VSAT (Bande FI)

Transmit Data

140 MHz 70 MHz Modulator Modulator

Standard Modem Receive Data

140 MHz 70 MHz Démodulator Demodulator

Up Converter 70 MHz IFIF 140 MHz

Antenna

PA RF

RF

Down Converter

LNA

Classic Satellite Station Components

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Synoptique d’une station VSAT (Bande FI)

LNA/LNB/LNC

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Synoptique d’une station VSAT (Bande L)

10 MHz Reference Transmit Data

L-Band Modulator

Bias-T Mux

L-Band Modem Receive Data

BUC Power

BUC

L-Band IF 950 - 1450 MHz

L-Band Demodulator

Antenna

PA RF

LNB

Full L-Band IF Satellite Station Components

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Exemple de réalisation d’une station

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Exemple de réalisation d’une station 22,3° LN

Tx

B

Bande L

Bande C

Rx

Transceiver

Bande FI

Tx

Data

Rx Modem Satellite

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Exemple de réalisation – Station simple

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Exemple de réalisation – Station doublée (1+1)

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Exemple de réalisation – stations VHF avancées

CENTRE D'INFORMATION DE VOL Radio Fréquence

CLIMATISATION

RF & Modem Convertisseur

Modem

ALIMENTATION

SUPERVISION

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Panneaux Solaires


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Exemple de réalisation – stations VHF avancées

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Eléments d’environnement Alimentation en énergie: utilisation d’un réseau secouru ou d’un générateur solaire + utilisation obligatoire d’un onduleur Conditionnement d’air: utilisation obligatoire d’un système de climatisation (température constante de l’ordre de 20°) Infrastructures : Shelter ou salle technique étanche aux intempéries et à la poussière. Parcelle protégée, entretenue et surveillée. Système de supervision: télésurveillance ou la télémaintenance des installations associées à la VSAT

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PARAMETRES DE TRANSMISSION D’UNE STATION VSAT

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Paramètres de transmission

Eléments d’une liaison

(G/T) sat Pire Sat

Bruit de ciel / interférences

PERTES Bruit / interférences

PERTES Pire Station

(G/T) Bruit de sol / interférences

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Grandeurs physiques en jeu PIRE station: sa valeur dépend de la puissance fournie à l’antenne d’émission et du gain de celle-ci (environ 40 dBW pour une station Vsat ASECNA). PIRE satellite: sa valeur dépend du niveau de porteuse reçu à l’entrée du récepteur satellite et du gain global du satellite (quelques dBW en Vsat) Facteur de mérite: (G/T) du satellite (environ –2dB/K) et (G/T) de la station réceptrice (environ 26dB/K) Perte en espace libre: atténuation de l’énergie rayonnée inversement proportionnelle au carré de la distance (environ 200dB) Pertes atmosphériques/pluie/nuages: environ (10dB) Bruit à la réception: dépend du niveau de bruit de ciel , de sol, de brouillage et de l’AFB (soit une température système d’environ 100°K) Bande de fréquence: prendre en compte la bande de fréquence en sortie du filtre placé à l’entrée du démodulateur ( fonction du débit: B =0,5 à 0,6Dt en MDP4)) Août 2012


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Critères de qualité – Notations des paramètres C: puissance totale de la porteuse reçue (W) Co: densité de puissance de la porteuse (W/Hz) N: puissance de bruit en sortie du filtre de réception (W) No: densité de bruit (W/Hz) Ebt: énergie par bit se rapportant au débit transmis Ebc: énergie par bit se rapportant au débit composite Bn: bande de Nyquist (largeur à 3dB du filtre = 0,5Dt en MDP4) Bf: bande occupée par la porteuse (0,6Dt en MDP4) Dt: débit transmis au satellite (dépend du FEC et de la modulation) Dc: débit composite (débit d’information + overhead) Di: débit d’information (à l’entrée de l’interface terrestre) Août 2012


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Critères de qualité – rapports usuels TEB (BER) : taux d’erreur sur les bits (ou taux d’erreur binaire) Exprime en % le nombre de bit erronés reçus sur le nombre de bits transmis pendant une durée donnée. Eb/No: rapport de la puissance d’un élément binaire sur la densité de bruit C/No: rapport de la puissance de la porteuse sur la densité de bruit C/N: rapport de la puissance de la porteuse sur la puissance de bruit dans une bande de fréquence considérée (C+N)/N: rapport de la puissance de la porteuse et du bruit sur la puissance de bruit (dans une bande de fréquence donnée) (Co+No)/No: rapport de la densité de puissance de porteuse et de bruit sur la densité de bruit Août 2012


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Critères de qualité – Performance d’un démodulateur

La fonction de transfert utile d’un démodulateur traduit la qualité de démodulation . Plus un démodulateur est capable d’assurer un TEB donné avec un faible Eb/No, plus il est performant .

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Objectifs de performance d’un démodulateur TEB = nombre de bits erronés / nombre de bits transmis par seconde

Performance sur TEB en standard IBS (Intelsat Business Service) en bande C: Condition

T.E.B requis

Ciel clair typique Dégradée

< 10 -8 pour > 95,90% an 10-6 pour > 99,36% an

Performance sur TEB en standard de téléphonie MIC:

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Condition

T.E.B requis

0,3% d’un mois quelconque

10 -4


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Objectifs de performance sur la liaison INDISPONIBILITE en % = (durée d’interruption / durée requise) x 100 DISPONIBILITE en % = 100 – IND%

Critère de performance selon recommandation G821 du CCITT pour des débits < 64Kb/s: 8% de SAE (Seconde Avec Erreur: période de 1 seconde comportant au moins une erreur de transmission) 0,1% de SGE (Seconde Gravement Erronée: seconde affectée d’un taux d’erreur par seconde supérieur à 10e-3)

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Bilan de liaison Ce calcul permet de dimensionner les éléments d’une liaison en fonction des performances requises (Eb/No ou TEB) ou de vérifier si les performances requises peuvent être atteintes dans des conditions données.

(C/N)m

Trajet montant

(C/N)d

Trajet descendant

(C/No) m = Pire Tx . (1/L)m .(G/T)sat . (1/K) (C/No) d = Pire Sat . (1/L)d . (G/T) Rx . (1/K) (C/No)g -1 = (C/No)m -1 + (C/No)d -1 Remarque: le (C/N) global est inférieur au plus petit des (C/N) en jeu Août 2012


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Principaux facteurs dégradants du (C/N) global • Bruit d’intermodulation de la station émettrice (si back-off insuffisant) • Bruit d’intermodulation du satellite (si porteuses reçues au satellite plus puissantes que la normale) • Bruit de phase des OL des stations émettrices et réceptrices (stabilité des références de temps) • Bruit dû aux interférences des signaux brouilleurs (permanents ou temporaires) et des signaux perturbateurs (aléatoires)

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Principaux facteurs dégradants du (C/N) global •Mauvaises conditions Météo (pluies de mousson) • Interférences solaires (périodes d’équinoxe) • Dépointage de l’antenne (d’émission ou de réception) • Découplage de polarisation insuffisant (mauvaise installation des polariseurs) • Instabilité de la PIRE émission (instabilité du gain des divers amplificateurs de la station d’émission)

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INTERPRETATION DES INDICATEURS D’ETAT DE FONCTIONNEMENT DE LA STATION VSAT

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Interprétation des indicateurs d’état de fonctionnement

Modem Satellite DATUM Vue des Leds de signalisation du panneau avant

Power: Vert: l’appareil est sous tension. Alarm: Rouge : en cas de présence d’une alarme de synthèse Local:

Vert: l’appareil est commandé par le panneau avant.

Remote: Vert: l’appareil est commandé à distance Août 2012


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Modem Satellite DATUM Modulator LED Indicators Transmit: Vert: sortie FI active Vert clignotant : test IF Loopback en cours et porteuse coupée. Major Alarm:

Rouge: panne d’émission, perte de trafic

Minor Alarm:

Jaune: anomalie d’émission

Test Mode:

Jaune clignotant: bloc d’émission en cours de test. Demodulator LED Indicators

Lock: Vert: récepteur verrouillé sur une porteuse avec réception des données et synchronisation du circuit FEC. Major Alarm:

Rouge: panne de reception, perte de traffic

Minor Alarm: Jaune: anomalie de reception, soit à cause d’ e porteuse trop faible ou de mauvais Eb/No (seuil d’alarme configurable Test Mode: Août 2012

Jaune clignotant: bloc de réception en cours de test. EAMAC / MPN VSAT / MODULE 1

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Bloc Radiofréquence RFU ANASAT

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Bloc Radiofréquence RFU ANASAT • Signalisation d’alarme par 2 LEDS en face avant du bloc radio: « OK » LED verte: allumée en fonctionnement normal « ALARM » LED rouge: allumée en cas de défaut de fonctionnement (nécessaire de connecter le SUPERVISOR pour déterminer l’origine de l’alarme)

LEDS sur la droite du coffret radio

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Bloc Radiofréquence RFU ANASAT Supervisor : Fenêtre principale

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Bloc Radiofréquence RFU ANASAT Supervisor : Fenêtre de supervision

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Bloc Radiofréquence RFU CODAN-C

Boutons de commande et LEDS de signalisation

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Bloc Radiofréquence RFU CODAN-C Commandes d’alimentation

Alarmes

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Bloc Radiofréquence IBUC TERRASAT

• L’iBUC

est équipé d’une fonction « Monitor and Control » pour les opérations de configuration et de surveillance en local et à distance. Plusieurs types de connexions sont disponibles en fonction de l’interface utilisé (Handheld terminal, RS-232, RS-485, Modem FSK, Ethernet, …)

• Une LED multi fonctions est incorporée à l’équipement afin de fournir des indications visuelles (alarmes et status) sur le fonctionnement de l’IBUC.

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• Interprétation

de la couleur de la LED multi fonctions :

• Vert clignotant (aucune alarme signalée) • Rouge clignotant (alarme mineure signalée) • Rouge fixe (alarme majeure signalée)

• Il existe une commande permettant à l’utilisateur de désactiver la LED multi fonctions.

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CONSIGNES D’ ENTRETIEN SYSTEMATIQUE

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Consignes d’entretien systématique

Référentiel: le RIC-M de l’ASECNA Ce document est un Recueil qui regroupe les Instructions et Circulaires à l’usage des services de Maintenance

Extrait: « Les responsables des Services Equipements concernés dans les Représentations, les Ecoles, les Délégations et Directions sont invités à faire de ce document, un usage assidu et à respecter les directives qu’il contient. »

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Référentiel: le RIC-M de l’ASECNA

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RIC-M - Chapitre 7 – Consignes de maintenance

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RIC-M - Chapitre 7 – BON DE TRAVAIL Le Bon de Travail est destiné à l’ensemble des Services de maintenance équipements, c’est un bordereau de suivi des coûts et des interventions techniques. Il permet la planification des travaux. Un bon de travail sera systématiquement émis pour toutes les interventions de dépannage, de réparation sur site, ainsi que pour les actions préventives significatives ou nécessitant un arrêt de la fonction. Note: il est rappelé que les techniciens des représentations ne peuvent intervenir au niveau des dépannages ou des réparations qu’après accord de leur Chef de bureau de Maintenance qui se sera assuré au préalable que la panne a bien été décelée, que les composants sont disponibles au magasin, que le technicien est en possession des outils et appareils de mesures adaptés. Dans le cas contraire, sous la responsabilité du Chef de bureau de maintenance, le sous-ensemble ou l’ensemble supérieur sera envoyé en réparation conformément à la procédure décrite dans le RIC 8-4 (cf. Réparation des matériels). Août 2012


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PLAN D’ ENTRETIEN Le plan d’entretien se compose des documents suivants:

 L’arborescence technologique  Le planning d’entretien systématique  Les gammes (G1, G2,…)  Les fiches (F1, F2,….) de consignes permanentes et d’instruction

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PLAN D’ ENTRETIEN - Documents L’Arborescence Technologique Permet d’établir le fichier de l’Ensemble Supérieur considéré. Le découpage en sous ensembles et modules est vu sous l’angle de la gestion des travaux de maintenance. Le Planning d’Entretien Tableau succinct présentant, dans le temps, les travaux à effectuer, leurs périodicités, les conditions dans lesquelles ils devront être réalisés. Sont indiquées les gammes et les fiches d’entretien nécessaires à la mise en application du planning. Les Gammes Décrivent l’enchaînement des phases de travail et donnent la liste des fiches de consignes permanentes et d’instructions nécessaires à la réalisation de chacune des phases de l’intervention préventive.

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PLAN D’ ENTRETIEN - Documents Les Fiches d’Entretien Décrivent les opérations correspondant à une même phase de travail. En principe, ce travail est exécuté en totalité par une même équipe. Les fiches d’entretien systématique donnent la durée optimale de l’intervention ainsi que le niveau de compétence de l’intervenant. Généralement les fiches de Consignes Permanentes regroupent les opérations des visites ayant une périodicité égale ou inférieure à 7 jours. Les fiches d’Instructions regroupent les opérations de périodicité supérieure à 7 jours. Remarque : Certaines phases de travail telles que : Consignation, déconsignation, mesure de terre etc.., ne nécessitent pas la création d’une fiche d’entretien spécifique, ces opérations sont simplement portées sur la Gamme correspondante.

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PLAN D’ ENTRETIEN - Documents La Fiche de Suivi Sur le carnet de Fiches de Suivi placé auprès de chaque ensemble ou groupe d’ensembles supérieurs, (cf :RIC 7 Annexe 4) le technicien, chargé d’effectuer les opérations, note : - la date de l’intervention - l’intitulé de la fiche ou la gamme (F1, F2, G1, G2 ... ) - son nom - le détail des interventions préventives - le détail des dépannages ou des réparations - le numéro du bon de travail dans le cas d’un dépannage ou d’une réparation Le Chef SIRE doit s’assurer périodiquement du respect de ces consignes d’entretien et rappeler, si nécessaire, le caractère obligatoire de l’application des instructions. Août 2012


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INSPECTION D’ UNE STATION VSAT

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Inspection d’une station VSAT

But de l’inspection Déceler la présence d’une anomalie ou d’un début d’anomalie afin d’anticiper la survenue de défauts de fonctionnement ou de pannes et d’éviter des indisponibilités de service. Cette inspection porte:  Sur les éléments INDOOR de la VSAT  Sur les éléments OUTDOOR de la VSAT  Sur les équipements intrinsèques à la VSAT  Sur les équipements auxiliaires et sur l’environnement immédiat de la station

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Eléments de l’inspection Intérieur du local: Équipements VSAT: tous les éléments de la chaîne de transmission Environnement: état du local, état de la climatisation, état des équipements d’énergie Extérieur du local: Equipements VSAT: Câbles FI et SHF, RFU, intérieur du moyeu d’antenne, intérieur du bol d’antenne Environnement: parois extérieures du local, sol de la parcelle, clôture, végétation, nouvelles constructions proches

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Facteurs de dégradation INTERIEUR (liste non exhaustive) • Infiltration d’eau ou de poussière: dégradation générale • Fuite d’eau au plafond: risque de court-circuit • Fenêtres /portes défectueuses: risque d’intrusion et de mauvaise climatisation • Intrusions d’insectes: risque de nid d’abeilles, fourmis dans les équipements • Intrusions d’animaux : risque de panne (lézard qui se réfugient dans les cartes électroniques, souris qui rongent les fils électriques à l’intérieur des châssis, rats qui rongent les câbles électriques à l’extérieur des châssis,…)

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Facteurs de dégradation • Mauvaise régulation de température du local: risque de vieillissement prématuré de circuits, dérives de fréquences d’oscillateurs, rupture de composants de puissance • Exposition directe au soleil de parties des équipements : risque de surchauffe de certains composants jusqu’à la panne • Filtres à poussière obstrués: risque de sur-échauffement • Ventilateurs encrassés et bruyants: risque de blocage des ventilateurs • Dérive des paramètres de transmission au fil des visites (baisse de pire ou de E/No par exemple) : risque de panne

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Facteurs de dégradation EXTERIEUR (liste non exhaustive) • Arbres à proximité de l’antenne: diminution de PIRE et de C/N • Nid d’oiseaux dans l’antenne ou dans le cornet d’antenne • Retenue d’eau dans l’antenne: perte de PIRE et de C/N > percer le fond du bol d’antenne • Plantes grimpantes dans l’antenne: risque de présence d’humidité, d’insectes et d’animaux, corrosion accélérée • Arbres devant les panneaux solaires: risque de perte de rendement

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Facteurs de dégradation • Panneaux solaires sales ou poussiéreux: risque de perte de rendement et de décharge des batteries • Connecteurs de câbles RFU et antenne non protégés (ruban isolant auto-vulcanisant): risque d’infiltration d’eau dans les connecteurs entraînant pertes et désadaptations • Batteries sulfatées (présence de sels grimpants) : risque de perte d’autonomie

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Procédure d’inspection

Il est possible de commencer indifféremment par l’intérieur ou l’extérieur du local VSAT. Suivre la fiche d’aide au travail et cocher les cases en fonction des constatations Apporter les commentaires nécessaires dans les cases prévues à cet effet

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Conseils pour l’inspection Penser à bien utiliser ces 4 sens: Vue: scruter les équipements et l’environnement avec concentration et acuité à la recherche de tout élément suspect. Ouïe: vérifier l’absence d’un son anormal (frottement de ventilateur, sifflement de convertisseur, claquement de compresseur de climatiseur, bruit d’animal ou d’insecte,…) Odorat: vérifier l’absence d’odeur de caoutchouc brûlé, de composant électronique brûlé, d’acide (batteries), de putréfaction (animal mort), d’humidité excessive,… Toucher: en cas de doute vérifier l’absence de surchauffe excessive des éléments électroniques en appliquant la main sur le boîtier. La main doit pouvoir être maintenue en place plusieurs secondes. Août 2012


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VSAT - Presentation M1.pdf

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