Tout sur le Satellite

AFFAIBLISSEMENT DES SIGNAUX
EN RAISON DE LA PLUIE

Les Faits - Les télécommunications par satellite utilisent l'une de deux fréquences, celle de la bande C ou celle de la bande Ku. Lorsque l'on emploie la fréquence de la bande ku, qui est plus élevée, il arrive que des pluies très abondantes réduisent temporairement l'intensité du signal. Pour compenser ce phénomène, les stations terrestres situées dans les régions de précipitations importantes sont dotées d'une puissance d'émission et de réception accrue. Quant aux émissions dans la bande C, elles sont à peu près insensibles aux intempéries.

L'affaiblissement du signal à cause de la pluie est caractéristique tant des communications par satellite que de la transmission à hyperfréquences. Les gouttes de pluie perturbent les signaux électromagnétiques qui se déplacent dans l'atmosphère; l'émission est affaiblie parce que la pluie absorbe et diffuse les signaux.

Le degré d'affaiblissement dépend de plusieurs variables et, pour réduire au minimum la portée du phénomène, Télésat prévoit une marge d'affaiblissement à cause de la pluie dès la conception de ses services et de son matériel. Cette marge correspond à la puissance ajoutée par Télésat à l'intensité du signal pour neutraliser la possibilité d'affaiblissement. Dans la plupart des cas, il ne dépasse pas la marge établie par Télésat et n'a donc aucun effet sensible sur la transmission.

Humidité - Les signaux transmis par satellite se déplacent dans l'atmosphère, et la présence d'une cellule pluvieuse à n'importe quel point du parcours affaiblit l'intensité d'une transmission. Cependant, la pluie n'existe que dans la troposphère qui s'élève à 11 km au-dessus du sol, tandis que les satellites de Télésat sont en orbite géostationnaire à 35 800 km de la terre: le signal qui traverse une cellule pluvieuse ne sera affaibli que pendant une courte partie de sa trajectoire. Les transmissions terrestres à hyperfréquences risquent davantage d'être affaiblies par la pluie parce que le parcours intégral se situe dans la troposphère, et parce que le signal traverse parfois un foyer de pluie entier.

Fréquence - En général, l'affaiblissement dû à la pluie devient plus marqué à mesure que la fréquence du signal augmente. Ainsi, les émissions en 6/4 GHz ne connaissent qu'un affaiblissement insignifiant tandis que les émissions en 14/12 GHz souffrent davantage du phénomène. Les signaux dans la bande des 6/4 GHz ne seraient perturbés que par des orages dont la violence approcherait celle d'un ouragan. Lorsque les fréquences sont plus élevées, cependant, les signaux peuvent être perturbés par des orages moins importants.

L'affaiblissement varie selon la longueur d'onde de chaque fréquence et la taille de la goutte de pluie traversée par le signal. Dans la bande des 6/4 GHz, la longueur d'onde des émissions est plus grande que dans la bande des 14/12 GHz: elle est d'environ 7 cm dans le premier cas et d'environ 2 cm dans le second. L'affaiblissement a lieu lorsqu'un signal traverse une goutte de pluie dont la taille approche la moitié du diamètre de la longueur d'onde, et c'est pourquoi il est moins prononcé dans la bande des 6/4 GHz.

Durée - La durée de l'affaiblissement et l'importance du phénomène varient selon l'abondance de la pluie. En général, l'intensité d'un signal peut être modifiée pendant deux à trois minutes au cours d'une pluie ordinaire, et pendant une quinzaine de minutes dans le cas de précipitations très abondantes. Il est cependant très rare que l'affaiblissement dure quinze minutes, et dans tous les cas, même si l'intensité du signal diminue, la transmission ne souffre d'aucun effet notable tant que l'affaiblissement ne dépasse pas la marge d'affaiblissement prévue.

Conditions météorologiques et Angle de Site - Les conditions météorologiques et les angles de site constituent également un facteur important. Les régions comprises dans la zone de desserte d'un satellite offrent des caractéristiques distinctes du point de vue de la météorologie, et les antennes de chaque région ont des angles de site différents.

Ainsi, il existe une différence considérable entre les conditions météorologiques de Vancouver et de Toronto. Il pleut très souvent à Vancouver, mais les pluies y sont moins fortes qu'à Toronto; il pleut moins souvent à Toronto, mais les pluies y sont plus intenses. C'est pourquoi, à Vancouver, l'affaiblissement dû à la pluie est mineur et passe généralement inaperçu; un affaiblissement marqué y est très rare. À Toronto, par contre, l'affaiblissement est moins fréquent mais plus prononcé.

L'angle de site de l'antenne pointée vers le satellite joue également un rôle. Cet angle est déterminé par la latitude et la longitude de la station terrestre. Quand la latitude est basse, l'angle de site est élevé et la distance que doit parcourir le signal dans l'atmosphère est réduite; quand la latitude est élevée, l'angle de site diminue et la distance à franchir dans l'atmosphère augmente. Or, plus la distance parcourue dans l'atmosphère est grande, plus le signal a de chance de traverser la pluie.

La Solution - Pour neutraliser les effets de forces externes sur la transmission par satellite, Télésat ajoute à ses calculs, au moment de concevoir votre service, une marge applicable aux liaisons. Cette marge correspond à la puissance de transmission supplémentaire ou à l'amplification de l'intensité d'un signal qui permet à Télésat de maintenir le service pendant une averse normale.

La marge d'affaiblissement, qui fait partie de la marge applicable aux liaisons, repose sur le calcul des probabilités à cet égard au cours d'une année. En combinant des données sur les précipitations, l'angle de site et les conditions météorologiques, on voit à accorder à chaque client le surplus de puissance nécessaire: ainsi, même en cas d'atténuation due à la pluie, le service est rarement perturbé.

Grâce à la marge applicable aux liaisons et à la marge d'affaiblissement qui y est incorporée, le service offert à chaque client doit typiquement répondre aux exigences de rendement du secteur spatial ou les dépasser dans une mesure de 99,9 p. 100 pendant une période d'un an pour les services en 14/12 GHz ou de 99,95 p. 100 pour les services en 6/4 GHz. Les risques de perturbation de votre service par l'affaiblissement dû à la pluie sont donc réduits: il s'agit d'un problème très rare qui ne surgit qu'au moment de précipitations particulièrement abondantes.