SYSTEME DE RECEPTION DE TELEVISION MULTI-SATELLITE

1 . Mise en situation

a) Télévision par réseau hertzien b) Télévision par câble c) Télévision par satellite

2. Présentation du système de télévision par satellite

a) Bref historique b) Union Internationale des télécommunications (U.I.T.) c) Digital Video Broadcasting d) Position orbitale des satellites e) Fréquences utilisées f) Polarisation du signal émis par le satellite g) Synthèse

3. Présentation du système de réception

a) Principe de réception b) Tête de réception ou L.N.B. c) Différents types d’antennes paraboliques d) Taille des antennes paraboliques e) Câble blindé f) Connecteur de type F

4 . Description du cheminement des informations de positionnement de la parabole

a) Informations codées reçues par le démodulateur b) Informations codées reçues par le positionneurc) Cheminement des informations de positionnement de la parabole d) Protocole DiSEqC

SYSTEME DE RECEPTION DE TELEVISION MULTI-SATELLITE.

1. Mise en situation

Il s’agit d’étudier un système de télévision par satellite. Les paragraphes suivants font un tour d’horizon des différents systèmes de télévision.

a) Télévision par réseau hertzien

La télévision est présente dans tous les foyers grâce au réseau hertzien. Dans ce cas, l’entreprise ‘Télédiffusion De France‘ (TDF) gère le système d’émission : A partir de relais situés sur les points hauts d’une ville, l’information est diffusée à l’ensemble des habitations. Il y a donc nécessité d’un grand nombre de relais hertziens pour que chaque foyer ait accès au signal émis. Dans certaines parties isolées, les habitants ne reçoivent pas toutes les chaînes.De plus, le système ne permet pas d’augmenter facilement le nombre de chaînes diffusées simultanément. Il est donc à réserver pour des chaînes généralistes. Devant ces problèmes techniques, deux autres systèmes de diffusion ont vu le jour : la télévision par câble et la télévision par satellite.

b) Télévision par câble

La télévision par câble impose que le foyer soit relié au réseau des fournisseurs. Le câblage des villes s’est ainsi fait rapidement et les foyers concernés disposent, pour un coût approximatif de 130 francs par mois, de plusieurs chaînes dont des chaînes spécialisées.L’avantage principal de ce type de diffusion est la facilité de connexion. L’inconvénient principal est la quasi impossibilité de desservir tous les foyers, notamment en milieu rural.

c) Télévision par satellite

La télévision par satellite impose l’utilisation d’une antenne spéciale (souvent une parabole) permettant de capter les informations provenant d’un satellite.

Le satellite renvoie sur une grande surface de la terre, le signal qui lui est envoyé d’une station émettrice. Ainsi, si le signal est codé de façon analogique ou numérique, il sera renvoyé respectivement de façon analogique ou numérique. Par contre, la fréquence du signal de montée (17.3 < F

uplink < 18,1 GHz ) est

différente de celle du signal de descente (10,96 < Fdownlink

< 12,74 GHz ).

Figure suivante : Principe de l’émission et de la réception :

Chaque foyer reçoit directement le signal du satellite. Pour parcourir la distance séparant le satellite de la terre, le signal doit être codé avec une fréquence différente de celle utilisée pour la réception hertzienne. Il y a donc nécessité d’avoir un appareil appelé démodulateur (ou récepteur), qui fournit le signal utilisable directement par la télévision sur la prise péritel (aussi appelée SCART).

Trois opérateurs français ; Canal Satellite, TPS, AB SAT ; proposent des chaînes payantes sur ce qu’on appelle des bouquets. Ces derniers fonctionnent avec un codage numérique qui permet une plus grande facilité de traitement mais qui impose

un récepteur numérique.

L’avantage de la télévision par satellite réside donc dans la possibilité de recevoir la télévision dans n’importe quelle région, ceci explique le développement de ce type de réception dans les régions montagneuses.

De plus, il est tout à fait possible, en orientant son antenne sur d’autres satellites de capter des programmes de télévisions étrangères.

Les inconvénient principaux sont• Un prix d’achat un peu plus élevé qu ‘une antenne hertzienne (antenne + récepteur).• Une installation plus difficile.

2. Présentation du système de télévision par satellite

a) Bref historique

DATE NOM REALISATION1958 Project score Premier message vocal retransmis depuis l’espace1962 Telstar 1 1er satellite de relais des programmes de

télévision entre les USA et l’Europe.1963 Syncom 2 1er satellite géosynchrone1965 Early Bird 1er satellite de communication commercial1967 Intelsat 2B 1er d’une série de satellites utilisées pour

la télévision, le téléphone et les données.1984 Telecom 1A 1er satellite français de télécommunications.1988 Astra 1B Son émis en FM et souvent en stéréo1991 Telecom 2A 2ème génération de satellites français

de télécommunications.1992 Telecom 2B Emission des 5 chaînes généralistes (TF1, F2 …)1996 19

Astra 1C…G Satellites co-positionnés à 19,2 EST – Télévision numérique : choix de plusieurs programmes.

b) Union Internationale des télécommunications (U.I.T.)

La télévision par satellite est organisée au niveau mondial par l’ U.I.T. qui définit notamment :• la position orbitale des satellites • les fréquences utilisées.

c) Digital Video Broadcasting

Le DVB est un groupe d’experts provenant de 200 sociétés internationales. C’est ce groupe qui a définit la norme MPEG pour la télévision numérique : 720 points × 576 lignes. En comparaison, le standard Pal ou Secam utilise : 500 points × 576 lignes.

d) Position orbitale des satellites

L’orbite géostationnaire sur laquelle se trouvent les satellites de radiodiffusion leur permet de faire le tour de la terre en 23h 56min 4s. Ainsi, ces stellites, appelés géosynchrones, donnent l’impression d’être immobiles pour un observateur terrien. La figure ci-dessous montre que l’orbite utilisée, est de forme circulaire. Elle est située sur le plan équatorial à une altitude de 35800 km. Ceci explique que les antennes satellites, en France, doivent être pointées en direction du Sud (dans la direction de l’équateur). Ensuite, elles seront orientées à l’Ouest ou à l’Est par rapport à la référence choisie : le méridien de Greenwich (longitude 0°).

e) Fréquences utilisées

Il existe plusieurs bandes de fréquences attribuées à la transmission par satellite.

Les bandes les plus utilisées (KU et C) sont elles-mêmes divisées en sous-bandes. Exemple : Bande KU (10 à 12,75 GHz) :- Bande FSS : de 10,7 à 11,7 GHz -

Bande DBS : de 11,7 à 12,5 GHz- Bande TELECOM : de 12,5 à 12,75 GHz

Au début de la transmission par satellite, il fallait une tête par bande de fréquence. Maintenant, il existe des têtes universelles (Full Bande) capable de traiter l’ensemble des fréquences émises par un satellite. Ces têtes découpent la bande KU en 2 bandes : Bande basse (10,7 à 11,7 GHz) et bande haute (11,7 à 12,75 GHz).

f) Polarisation du signal émis par le satellite

Pour améliorer la transmission des ondes provenant du satellite, le signal émis est :

- Polarisé linéairement en horizontal ou en vertical,

• Pour la polarisation verticale, les vibrations sont parallèles à une direction donnée dans un plan perpendiculaire au sol.

• Pour la polarisation horizontale, les vibrations sont parallèles à une direction donnée dans un plan parallèle au sol.

- Soumis à une polarisation circulaire droite ou gauche.

• Pour la polarisation circulaire droite, les vibrations tournent de la gauche vers la

droite.

• Pour la polarisation circulaire gauche, les vibrations tournent de la droite vers la gauche.

NB : Les polarisations les plus utilisées sont la polarisation verticale et horizontale.

g) Synthèse

Pour capter une chaîne émise par un satellite, il faut connaître :• Son orientation. Exemple : Astra est situé à 19 ,2° Est. Attention, cette indication doit être corrigée suivant le lieu où est située l’antenne.• Sa fréquence. Exemple : TV5 Europe : 12,245 GHz.• Sa polarisation. Exemple : Canal Assemblées en polarisation verticale. • Le type de signal : Analogique ou numérique.

Souvent, la lettre V (polarisation verticale) ou H (polarisation horizontale) suit la valeur de la fréquence. Exemple : TV5 Asie ; 11,338 V.

3. Présentation du système de réception

a) Principe de réception Positionneur

LNB

Récepteur Coaxial

b) Tête de réception ou L.N.B.

La tête de réception est appelée L.N.B. : Low Noise BlockConverter. Elle transforme la fréquence du signal émis par le satellite en une fréquence utilisable par le démodulateur.Par exemple, pour une tête ayant un oscillateur local de 10,6 GHz, si le signal provenant du satellite a une fréquence de 12,03 GHz, le signal transmis au démodulateur aura une fréquence de F = 12,03 - 10,6 = 1,43 GHz.La Bande de Fréquence Intermédiaire Supérieure(BIS) utilisée par les démodulateurs va de 0,950 à 2,15 GHz.

De plus, la tête de réception amplifie le signal reçu de façon à limiter les pertes dans le câble blindé (le gain est d’environ 60 dB). Elle doit offrir un rapport signal / bruit qui ne doit pas excéder 1,2 dB.

c) Différents types d’antennes paraboliques

• Antenne à foyer primaire ou centré : Elle est très répandue mais présente quelques inconvénients :

- le LNB placé au foyer (prime focus) de la parabole dévie une partie des ondes

venant du satellite, diminuant ainsi le gain de l'antenne.

- le LNB est orienté vers la Terre et capte davantage de bruit.

• Antenne à offset (à foyer déporté) : Elle se développe de plus en plus, permettant notamment de doubler la réception par la mise en place de deux LNB, et comporte des avantages significatifs. :

- le LNB n'est plus dans l'axe de propagation des ondes, il n'y a plus l'effet de masquage des ondes venant du satellite.

- Et n'étant plus orienté vers la Terre, il capte moins de bruit.

d) Taille des antennes paraboliques

La taille d’une antenne parabolique varie en fonction du codage utilisé, analogique ou numérique, et en fonction de la façon dont le signal provenant du satellite est capté.

SATELLITES ANALOGIQUE NUMERIQUESatellite Astra seul 60 cm 50 cmSatellite Eutelsat II – F1 seul 85 cm 60 cmCapture bi-tête (Astra + Eutelsat II – F1) 95 cm 75 cmDéplacement de l’antenne (motorisation) 85 cm 85 cm

e) Câble blindé

Le câble coaxial reliant les différents éléments véhicule des signaux hautes fréquences. Il doit donc avoir des spécifications lui permettant de faire circuler des signaux de fréquences allant jusqu'à 2,15 GHz (limite haute de la BIS).

Le double blindage et le recouvrement total sont impératifs (feuillard + tresse).La caractéristique principale d'un câble coaxial est l'affaiblissement du signal sur une longueur de 100m, exprimée en dB / 100m. Cette valeur dépend de la fréquence du signal : Une valeur correcte se situe à 32 dB / 100m à F = 2,15 GHz.

f) Connecteur de type F

Ce connecteur, semblable au connecteur utilisé pour le réseau hertzien, offre une plus grande immunité aux parasites et une plus grande solidité mécanique : il est vissé.

4 . Description du cheminement des informations de positionnement de la parabole :

a) Informations codées reçues par le démodulateur :

Lorsque l'utilisateur actionne une touche de la télécommande, cette dernière génère un code (protocole RC5) reconnu par le démodulateur.

Le démodulateur analyse le code reçu et exécute l'opération demandée par l'utilisateur (changement de chaîne, modification du volume ….)

Toutes les commandes disponibles sont largement détaillées dans la notice d'utilisation fournie par le fabricant (Voir Annexe A-2).

b) Informations codées reçues par le positionneur :

Lors d'une demande de changement de canal par l'utilisateur, le démodulateur génère via le câble coaxial, un signal codé (protocole DiSEqC) de commande du positionneur.

Ceci entraîne automatiquement, si cela est nécessaire, le déplacement de la parabole face au satellite concerné. De plus, grâce à la télécommande, l'utilisateur a la possibilité de déplacer la parabole pas par pas (300 pas pour une rotation de 90°).

c) Cheminement des informations de positionnement de la parabole :

d) Protocole DiSEqC :

d-1) IntroductionUne chaîne de réception satellite comporte au minimum un LNB mais elle peut aussi contenir deux LNB ou un positionneur d’antenne et dans un avenir proche, d’autres éléments, dits intelligents, seront connectables.

Le câble coaxial qui permet de véhiculer le signal reçu du satellite, sert aussi à alimenter les éléments raccordés. Il y a donc nécessité de superposer le signal télévision à la tension d’alimentation.

d-2) Nécessité du protocole DiSEqC

d-2-1) Simplification du câblage

• S an s p ro t o c o le Di SE qC : Le câblage réalisé le plus souvent jusqu’à maintenant pour relier un positionneur d’antenne, nécessitait 2 fils pour l’alimentation du moteur et 2 fils pour la lecture de la position de l’antenne. Si on n’utilise pas un capteur ‘ILS’ mais un potentiomètre couplé à l’axe de l’antenne, il faut 3 fils pour la lecture de la position de l’antenne. La figure ci-contre montre le câblage nécessaire.

Sans DiSEqC

• A v e c le p ro t o c o le Di S E q C : Le protocole DiSEqC permet de relier tous les éléments raccordables avec le même câble coaxial d’antenne. La figure ci-contre indique la nouvelle façon de brancher.

Avec DiSEqC

d-2-2) Informations à véhiculer sur le fil

_ Exemples d’informations en direction de la tête de réception (LNB) :

• La bande de réception est subdivisée en 2 bandes et il faut donc lui indiquer à quelle fréquence son oscillateur local doit fonctionner.

• Le type de polarisation utilisée : verticale ou horizontale.

_ Exemples d’informations concernant le positionneur :

• Positionnement de l’antenne (exemple 5° Ouest).

• Fixer les limites de déplacement du positionneur. Pour éviter que l’antenne touche un obstacle.

Bibliographie :

- Système tv multi-satellites :http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/electronique/theme2001/dostech.pdf

- Parabole motorisée : http://loverde.9f.com/Electronique/Dossier_eleves/Dossier_TECHNIQUE/Systech_fichiers/4_Systeme_technique.html