Projet Interne FH Final3

Bilan de la liaison hertzienne permettant le déploiement de la 3G à Danzerville, ville située à 115 Km d’Abidjan

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REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE

Union-Discipline -Travail Ministère de la Communication, de l’Economie Numérique et de la Poste

Ecole Supérieure Africaine des Technologies de l’Information et de la Communication

Année académique : 2016/2017

MEMOIRE DE PROJET INTERNE

BILAN DE LA LIAISON HERTZIENNE PERMETTANT LE DEPLOIEMENT DE LA 3G A DANZERVILLE, VILLE SITUEE A 115 KM D’ABIDJAN

Licence 3 Réseaux et Télécommunicatio Télécommunications ns

Présenté par OKON Bal l et Sebas Sebasti ti en KONAN F ranck ranck DOUGROU D omond omond Cyri Cyri ll e Encadrants académiques :

Mr. SORO YAHAFEHE Enseignant-chercheur à l’ESATIC

Mr. SILUE DOZOHOUA Enseignant à l’ESATIC


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DE PROJET INTERNE BILANMEMOIRE DE LA LIAISON HERTZIENNE PERMETTANT LE DEPLOIEMENT DE LA 3G A DANZERVILLE, VILLE SITUEE A 115 KM D’ABIDJAN


Présenté par : OKON Bal l et Sebas Sebasti ti en KONAN F ranck ranck DOUGROU D omond omond Cyri Cyri ll e Encadrants académiques :




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DE PROJET INTERNE BILANMEMOIRE DE LA LIAISON HERTZIENNE PERMETTANT LE DEPLOIEMENT DE LA 3G A DANZERVILLE, VILLE SITUEE A 115 KM D’ABIDJAN


Présenté par : OKON Bal l et Sebas Sebasti ti en KONAN F ranck ranck DOUGROU D omond omond Cyri Cyri ll e Encadrants académiques :




DEDICACES A ceux que nous aimons le plus au monde, nos parents.

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REMERCIEMENTS

Nos remerciements vont de prime abord à l’endroit de l’Ecole Supérieure Africaine des Technologies de l’Information et de la Communication avec à sa tête le Directeur Général, Professeur Adama KONATE pour tous les efforts fournis afin que nous ayons une formation qualifiée. Nous remercions aussi tous les enseignants de l’ESATIC pour le savoir qu’ils nous ont dispensé et leur disponibilité depuis la Licence1. Nous remercions pour finir nos encadreurs M. SILUE DOZOHOUA et M. SORO YAHAFEHE qui malgré leur emploi du temps chargé, nous ont consacré leur temps et nous ont guidé tout au long de notre projet.


SOMMAIRE INTRODUCTION PARTIE I : CONNAISSANCE DES FAISCEAUX HERTZIENS

I.

GENERALITE SUR LES FAISCEAUX HERTZIENS

II.

DIFFERENTS TYPE DE FAISCEAUX HERTZIENS

III.

QUELQUES BANDES ET PLAN DE FREQUENCES UTILISES EN FH

PARTIE 2 : ETUDE THEORIQUE

I. II.

PRESENTATION DU CAHIER DE CHARGE ETUDE DE LA LIAISON HERTZIENNE

PARTIE 3: BILAN DE LA LIAISON

I. II.

BILAN THEORIQUE DE LA LIAISON HERTZIENE SIMULATION DE LA LIAISON HERTZIENNE

CONCLUSION

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6

INTRODUCTION

Depuis l’époque des hommes préhistoriques, l’homme a eu besoin de communiquer. Pour cela il a mis en place des outils (gestes, sons, codes, alphabets, langages) pour pouvoir véhiculer son message. Ces systèmes de transmissions rudimentaires ne pouvant répondre aux contraintes des longues distances ont poussé les hommes à se surpasser et à aboutir à une diversification et une amélioration de ceux-ci. C’est dans ce cadre que s’inscrit le faisceau hertzien qui a connu un développement spectaculaire grâce au développement de la téléphonie mobile. Ainsi pour une étude particulière de ce système de transmission, notre sujet s’intitule : « Bilan de la liaison hertzienne permettant le déploiement de la 3G à Danzerville, ville située à 115 Km d’Abidjan ».

Au vu de ce thème, le problème

qui se pose est comment mettre en place notre liaison de sorte à obtenir à la réception une puissance suffisante pour que la liaison soit bonne. Dans notre travail, nous nous attèlerons d’abord à faire un rappel sur les faisceaux hertziens, ensuite nous ferons une étude théorique pour notre liaison, enfin nous passerons au bilan théorique, suivi d’une simulation de la liaison.


PREMIERE PARTIE : CONNAISSANCE DES FAISCEAUX HERTZIENS

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I.

8

GENERALITE SUR LES FAISCEAUX HERTZIENS 1. Définition des faisceaux hertziens

Un faisceau hertzien est un système qui permet de transmettre des signaux analogiques ou numériques d’un

point à un autre

en utilisant les ondes

radioélectriques (ondes comprises entre 9KHz et 300 GHz) comme support de transmission. 2. Rôle des faisceaux hertziens

Les faisceaux hertziens sont très souvent utilisés dans le cadre de la transmission longue distance (0 à 50km) ou dans les zones où il est difficiles d’utiliser la fibre optique. Ils sont souvent ainsi complémentaires de réseaux de fibre optique pour assurer la continuité de certains points de raccordement. Ou encore, ils peuvent être utilisés pour redonder certaines liaisons cuivre tout en optimisant les coûts notamment par rapport à des liaisons louées. Ce sont des supports de transmissions de signaux d’informations pouvant atteindre quelques fois de très hauts débits

( jusqu’à 155 Mbps). On distingue trois principaux domaines d’applications des faisceaux hertziens : 

La téléphonie mobile



La télévision



La téléphonie fixe RTC (Réseau téléphonique commuté)

II.

DIFFERENTS TYPES DE FAISCEAUX HERTZIENS Les faisceaux hertziens sont classés en deux types en fonction de la nature du signal transmis et du type de modulation :

Les faisceaux hertziens analogiques et les faisceaux hertziens numériques 1. FH analogique 1.1. Schéma d’un FH analogique

Figure 1 : schéma synoptique des FH analogique

M : Modulateur

E : Emetteur

D : Démodulateur

R : Récepteur

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1.2. Fonctions et rôles

Un faisceau hertzien analogique est un dispositif

de transmission de signaux

analogiques via les ondes radioélectriques. Ce dispositif utilise la modulation de type angulaire et permet entre autre : 

La transmission de signaux multiplex analogiques dont la capacité peut atteindre 2700 voies téléphoniques.



La transmission des images TV et des sons qui sont associés à travers la TAT (Télévision Analogique Terrestre). 2. FH numériques 2.1.

Schéma d’un FH numérique

Figure 2 : schéma synoptique des FH numérique

HDB3 :High Density Bipolar Order 3 Encoding Mod : Modulateur Mux : Multiplexeur

2.2.

OL : oscillateur local E : émetteur R : récepteur

TR : Trame relais Demod : démodulateur

Fonctions et rôles

Un faisceau hertzien numérique est un dispositif moderne qui permet la transmission de signaux numériques à l’aide d’antennes directives. La majeure partie des signaux est d’abord analogique, puis est numérisé e avant d’être transmise. Ce système utilise la modulation par déplacement de phase. Les modulations les plus utilisés sont : - 4QAM : deux porteuses en quadrature modulées en 4 états de phases - 16QAM : deux porteuses en quadrature modulées en amplitude et en phase Ce dispositif peut : 

Transmettre des signaux multiplex numériques dont le débit varie de 2 Mbits/s à 140 Mbits/s.



Faire la télévision codée à travers la TNT (Télévision Numérique Terrestre).



Faire de la visiophonie et la transmission des données à grande vitesse.

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III.

QUELQUES BANDES ET PLANS DE FREQUENCES UTILISES EN FH 1. Nécessité de répartition en bandes de fréquences et en plans de fréquences

La répartition des fréquences en bandes et en plans de fréquences est nécessaire dans le sens où elle nous permet de gérer convenablement les ressources fréquentielles utilisées dans plusieurs domaines. Ainsi, on peut attribuer à chaque service une ou plusieurs bandes, faire la distinction entre les bandes militaires et civiles, aussi entre les attributions primaires et secondaires. Cependant, l ’enjeu principal est d’éliminer ou d’écarter dans la mesure du possible les interférences ou les brouillages afin de tirer le maximum de profits des technologies et services sans fil. 2. Tableau de répartition des bandes et leurs plans de fréquence

Bande de fréquence Plage de fréquence (GHz) Ecart duplex Tx et Rx (MHz)

Largeur du canal (MHz) Modulation Utilisation

Portée

6GHz

7GHz

8GHz

10GHz

11GHz

13GHz

15GHz

5,925

7,125

7,9

10,15

10,7

12,75

14,4

–

–

–

–

–

–

–

7,110 160 170

7,725 150 154

8,5 119 126

10,65 91 350

11,7 490 500

13,25 225 266

15,4 315 322

252,04

160

208

530

280

420

300

161

266

475

340

168

311.32

490

350

196

640 644 728 7, 14, 27.5, 28, 35, 40, 56 (ETSI/CEPT); 10, 20, 25, 30, 40, 50, 60 (ANSI/FCC)

QPSK, 8PSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM ,4QAM Réseau Ouvert au Public

20 à 80 km

Audiovisuel

Audiovisuel / Réseau Ouvert au Public

Réseau Ouvert au Public

Réseau Ouvert au Public

15 à 60 km

15 à 50 km

15 à 50 km

Réseau Ouvert au Public / Réseau Indépendant 5 à 35 km

Réseau Ouvert au Public 5 à 30 km


DEUXIEME PARTIE : ÉTUDE THEORIQUE

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I.

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PRESENTATION DU CAHIER DE CHARGE 1. Thème

« Bilan de la liaison hertzienne permettant le déploiement de la 3G à

Danzerville, ville située à 115 Km d’Abidjan ».

2. Cahier de charge

Chef-lieu de département, Danzerville est une citée suburbaine en plein essor. Elle est située à 115 Km d’une commune périphérique d’Abidjan couverte en 3G.

Le

relief entre ces deux villes est varié. D’abord à 10 Km d’Abidjan, on trouve un massif haut de 35 m puis entre 25 Km et 45 Km, l’on rencontre sur un plateau

une forêt vierge dont la hauteur des arbres

peut atteindre 25 m puis s’en suit un ma rrais

étendu sur 10 Km. Enfin, on rencontre

un sommet dont l’altitude atteint 70 m avec une base étendue sur près de 2 km. La

dernière partie du relief est un plat eau couvert de plantations d’hévéa et de palmiers. Vous devez : -

Choisir l’emplacement des stations nécessaires pour réaliser une liaison radio

entre ces deux villes. -

Choisir le matériel adéquat (antennes, émetteurs, guides d’onde, récepteurs,

connecteurs, amplificateurs…) en fonction de leurs caractéristiques -

Déterminer la hauteur des antennes permettant de toujours dégager le 1 er Ellipsoïde de Fresnel.

-

Choisir un plan de fréquences et justifier le choix des canaux utilisés

-

Faire le bilan de la liaison prouvant que le lien sera adapté.

II.

ETUDE DE LA LIAISON HERTZIENNE ABIDJANDANZERVILLE 1. Choix des sites et détermination de la longueur des bonds


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1.1. Relevé descriptif du relief

Echelle horizontale

Echelle verticale

1 cm 5,75 Km

1 cm 3,5 m Figure 3 : Schéma descriptif du relief Abidjan-Danzerville

1.2. Localisation des sites Pour choisir l’emplacement des sites, nous avons pris en compte la portée maximale

des émetteurs donnée par notre fabricant (35 Km) et les différents reliefs traversées par la liaison. Si donc le dégagement d’un massif engendrerait des antennes trop longues, impossible à implanter, on fera de sorte à mettre un site sur cet obstacle. Ainsi, on choisit d’office à créer un site

sur le massif de 70m situé à 56Km de la

première station. Etant donné que cette distance dépasse 35 Km, il a fallu donc créer un relais à mi-chemin de ce trajet soit à 28Km. Nous constatons également que la distance entre ce même massif et la station terminale B est longue de 59 Km d’où la création d’un autre site a 29,5 Km

du massif. En définitif, pour établir la liaison

Abidjan-Danzerville, nous avons créé cinq(5) stations comprenant deux(02) stations terminales et trois(03) stations relais.    

Bond 1 = 28Km / Bond 2 = 28Km / Bond 3 = 29,5Km / Bond 4= 29,5Km


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1.3. Schéma représentatif de la liaison

Echelle horizontale

Echelle verticale

1 cm 5,75 Km

1 cm 3,5 m Figure 4 : Schéma de la liaison hertzienne

1.4. Tableau récapitulatif

Bond

Bond 1

Station SITE A Station relais 1

Bond 2

Station relais 1 Station relais 2

Bond 3

Station relais 2 Station relais 3

Bond 4

Station relais 3 SITE B

Tx : Emetteur ; H : Horizontale Rx : Récepteur ; V : Verticale

Coordonnées Distance 5.431327 / -4.039052 5.617452/ -3.861041 5.617452/ -3.861041 5.798642/ -3.680580 5.798642/ -3.680580 5.977690/ -3.488757 5.977690/ -3.488757 6.160532/ -3.295037

28Km

Fréquence (GHz) et Polarisation Tx: F1=12,772 ; H Rx :F1’=13,052 ; V

28Km

Tx: F1’=13,052 ; H Rx :F1=12,772 ; V Tx : F1=12,772 ; H

29,5Km Rx : F1’=13,052 ; V 29,5Km

Tx : F1’=13,052 ; H Rx :F1=12,772 ; V


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2. Choix de la Bande de fréquence et des canaux de la liaison hertzienne 2.1. Bandes de fréquence Dans ce projet, il nous a été demandé d’ étudier la liaison hertzienne qui

permettra de déployer la 3G qui est une norme de réseaux mobile offrant en plus de la voix, l’internet haut débit ( jusqu’à 21 Mbit/s) et le transfert de données.

Fort de cette instruction qui impose un f aisceau numérique d’au moins 21 M bit/s, nous avons choisi pour notre liaison hertzienne la bande des 13GHz qui offre des débits de 16 x 2 Mb/s. C’est à dire 16 affluents à 2Mbits/s . En plus l’on peut atteindre des portées de 35 Km.

La plage de fréquence correspondante part de 12,25GHz à 13.75GHz. La fréquence centrale de cette bande f 0 est de 12.9995GHz. 2.2.

Canaux de la liaison hertzienne

La bande de fréquence des 13GHz se subdivise en deux sous bandes. La bande Haute et la bande basse. Cette bande est divisée en plusieurs canaux de largeur de 35MHz. L’espacement entre l’émission

et la réception est de 280MHz. On obtient

ainsi un plan de fréquences de 6 canaux résumé dans le tableau ci-dessous et déterminé par les formules suivantes : 

Bande Haute

Fn = f 0 – 17,5 + 35n 

Bande basse

Fn = f 0 – 262,5 + 35n BANDE BASSE(GHz)

F1 F2 F3 F4 F5

12,772 12,807 12,842 12,877 12,912

F6

12,947

BANDE HAUTE(GHz) F1’ 13,052 F2’ 13,087 F3’ 13,122 F4’ 13,157 F5’ 13,192 F 6 ’ 13,227

3. choix du type de liaison

Notre liaison sera un lien de type (1+1) c’est-à-dire un lien principal et un lien secours en cas de dysfonctionnement du lien principal. Aussi nos stations seront en visibilité directe pour tous les bonds de ce lien.


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4. Dégagement du 1er ellipsoïde de Fresnel et Hauteur des antennes 4.1. Définition de l’ellipsoïde de Fresnel

Pour que les antennes soient en visibilité directe, il faut dégager de tout obstacle le 1er ellipsoïde de Fresnel. L’ellipsoïde de Fresnel est une surface plane fermée entre les stations émettrices et réceptrices dont les sections sont de la forme d’une ellipse. C’est dans cette surface que se concentre l’essentiel du signal émis et

reçu par les stations. Le dégagement de l’Ellipsoïde de Fresnel permettra de déterminer la hauteur des

antennes.

Figure 5 : Représentation du premier ellipsoïde de Fresnel

4.2. Principe du dégagement de l’ellipsoïde de Fresnel

En espace libre la puissance reçue varie en fonction de la distance du rayon à l’obstacle le plus haut. Pour être sûr d’avoir une puissance de

réception suffisante

donc supérieure au seuil de réception, on cherche à obtenir un dégagement du rayon au-dessus de l’obstacle. Le rayon du 1 er ellipsoïde de Fresnel est défini par la relation suivante :

12 r =√ 1+2 -

Avec

  = 

d 1 : distance de la station émettrice à l’obstacle le plus haut d 2 : distance de la station réceptrice à l’obstacle le plus haut  : longueur d’onde C: vitesse de la lumière f : fréquence utilisée pour le bond


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4.3. Calcul du rayon du premier ellipsoïde de Fresnel

Bond

Longueur d’onde (

Bond 1 Bond 2 Bond 3 Bond 4

23,49.10-3m 22,98.10-3m 23,49.10-3m 22,98.10-3m

Distance émetteurobstacle (d1)

Distance récepteurobstacle (d2)

Rayon des ellipsoïdes

10Km 14Km 14,75Km 14,75Km

18Km 14Km 14,75Km 14,75Km

12 ,29m 12,68m 13,16m 13,02m

4.4. Principe du calcul des hauteurs des antennes

Pour le calcul des hauteurs d’antennes nous utiliserons la formule suivante :

H =

Hauteur d’antenne : -

12 ℎ   2 0

 = 43

(atmosphère standard) r : rayon du premier ellipsoïde Fresnel h : hauteur de l’obstacle le plus haut d1 : distance de la station émettrice à l’obstacle le plus haut d2 : distance de la station réceptrice à l’obstacle le plus haut Tableau des hauteurs d’antennes Station

Rayon de l’ellipsoïde de Fresnel

Terminal A BOND 1

Hauteur du plus grand obstacle

Hauteur des antennes

35m

60m 60m 80m

Station relais 1

12 ,29m

Station relais 2

12 ,68m

35m 25m

BOND 3

Station relais 3

13,16m

25m

55m

BOND 4

Terminal B

13,02m

25m

55m

BOND 2

NB :

Pour la station relais 2 la formule indiquée pour le calcul des hauteurs

d’antennes n’a pas été utilisée.

Ayant choisi de positionner la station relais 2 sur le

sommet de 70m, on constate que le premier ellipsoïde de Fresnel est automatiquement dégagé. Cependant le pylône supportant les antennes est à une hauteur de 10m à partir du sommet de notre massif d’où une hauteur d’antenne de 80m.


TROISIEME PARTIE : Bilan de la liaison hertzienne

18


19

I. BILAN THEORIQUE DE LA LIAISON HERTZIENNE 1. Eléments du bilan

Pour la réalisation du bilan de la liaison plusieurs éléments rentrent en ligne de compte. On note les paramètres suivants : 

La Puissance d’émission(Pe) : c’est la puissance émise par l’émetteur ALCATEL 9413UX, elle s’exprime en dBm.



L’Affaiblissement

en Espace Libre(AEL) : C ’est l’affaiblissement que subit

le signal lors de sa propagation en espace libre, il s’exprime en dB. AEL = 20Log (4πD/λ) 

Le gain à l’émission (Ge) est le facteur ajouté à la puissance émise permettant son amplification. Il peut être ajouté par l’antenne d’émission ou par le

système émetteur. il s’exprime en dB. Ge (Gain à l’émission)= Gain 

système+ Gain antenne émettrice

Le gain à la réception (Gr) est le facteur ajouté à la puissance reçue permettant son amplification. Il peut être ajouté par l’antenne de réception ou

par le système récepteur. il s’exprime en dB Gr (Gain à la réception)= Gain système+ Gain antenne réceptrice 

Les pertes dues à la pluie(Lpluie) sont l’ensemble des atténuations causées par la pluie sur notre signal. Elles s’expriment en dB.



Les pertes à l’émission(Le) sont causées par les câbles (flextwist) et par les branchements à l’émission.



Les pertes à la réception(Lr) sont également causées par les câbles (flextwist) et par les branchements à la réception. 2. Caractéristiques des équipements 2.1. Faisceau hertzien

Pour notre liaison hertzienne numérique le choix du faisce au hertzien s’est porté sur le 9413UX. L’Alcatel 9413 UX est un système de faisceau hertzien numérique fonctionnant dans la bande de fréquences des 13GHz. Il permet l’utilisation d’une large gamme d’application en matière de

publics et privés.

transmission numérique dans les réseaux


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2.1.1. Les éléments constitutifs du faisceau hertzien Alcatel 9413UX

Le Faisceau hertzien Alcatel 9413UX comprend : 

Un ODU (Outdoor Demod Unit)

Un coffret extérieur (ODU : Outdoor Demod Uni t) comporte l’émetteur et le récepteur complet (modem, unités HF, filtre de branchement) et une antenne intégrée ou séparée.

Figure 6 : image d ’u n ODU



Un IDU (Indoor Demod unit)

Un coffret intérieur (IDU : Indoor Demod Unit) qui assure le traitement en bande de base et offre des interfaces aux affluents ainsi que des voies de service et de supervision. Différentes versions du coffret IDU existent selon la configuration du système : -

la version économique (Light) est disponible pour la configuration 1+0 jusqu’à 4x2 Mbit/s La version classique permet toutes les configurations (1+0, 1+1) et ayant une capacité pouvant aller jusqu’à 16x2Mbit/s. 2.1.2. La configuration

Pour le faisceau hertzien Alcatel 9415UX on compte plusieurs configurations. - une configuration sans protection (1+0) - une autre configuration avec protection (1+1). Pour notre liaison nous avons opté pour la configuration avec protection (1+1).Une liaison secours est donc ajoutée. Cette liaison permet tra l’augmentation de la disponibilité de la liaison et de la sécuriser en cas de défaut. La configuration avec protection (1+1) choisie se compose des éléments notifiés dans le tableau suivant :


Configuration ODU (OutDoor Demod unit) -2 coffrets ODU 1+1 -1 coupleur -1 antenne intégrée

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Configuration IDU (InDoor Demod unit) -IDU principal 1+1 (classique) - IDU d’extension

NB : Sur chaque pylône des différentes stations

terminale (émettrice et réceptrice comme et relais) la configuration (1+1) sera adoptée

Figure 7 : Configuration 1+1

2.1.3. Type de modulation L’Alcatel 9415UX utilise deux types de modulations numériques. La modulation

4QAM (Quadrature amplitude modulation) à 4 états ou le 16QAM à 16 états. Nous avons choisis pour la réalisation de notre projet la modulation 4QAM car c’est une modulation robuste face aux perturbations et permet d’avoir d’excellents résultats

lorsque le signal est bruité. 2.1.4. Capacité de la liaison L’Alcatel 9415UX offre des débits dépendant de

la largeur de bande choisie et

mentionnée dans le plan de fréquence. Pour une largeur de bande de 35MHz notre faisceau a une capacité de 16x2Mbit/s c’est-à-dire 16 affluents à un débit de 2Mbit/s 2.1.5. Sensibilité du récepteur

La sensibilité du récepteur du 9415X est de -86 dbm correspondant à un TEB (Taux d’erreur Binaire) de 10 – 3.


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2.1.6. Puissance d’émissions L’Alcatel 9413UX offre une puissance émise

réglable de +20 à -6dBm par pas de

1dB. 2.1.7.

Tableau récapitulatif

Paramètres

Choix

Bande de fréquences (GHz) Plage de fréquences (GHz)

13 12.75 à 13,25 12,772 GHz 13,052 GHz 35

Fréquences porteuses utilisées Largeur du canal (MHz) Espacement canaux Tx et Rx (MHz)* Modulation

280 4QAM

Capacité (Mbps)

16x2Mbit/s.

Puissance émise (dBm)

25dBm

Sensibilité récepteur (dBm)

-86dBm

2.2. Antennes

Le faisceau hertzien Alcatel 9400UX peut être utilisé avec une antenne intégrée ou avec une antenne non intégrée. Pour notre projet, nous avons opté pour une antenne parabolique non intégrée car ce type d’antenne est idéal lorsque nous cherchons un gain élevé et donc une forte directivité. Elle a un diamètre de 90cm et offre un gain de 38,3dB. Les antennes utilisées pour les stations émettrices relais et réceptrices sont identiques.

Figure 8 : Antennes paraboliques

2.3. Câbles et connecteurs

Nous utilisons deux types de câbles pour les antennes émettrices et réceptrices.

Bilan de la liaison hertzienne permettant le déploiement de la 3G à Danzerville, ville située à 115 Km d’Abidjan 

23

Connecteurs et câble coaxiaux

Pour notre liaison nous avons opté pour les câbles coaxiaux

7-16 Din (Male

connector 7/8 ) câble coaxial. Ce câble sera utilisé avec les connecteurs 7/8“. D’une longueur de 55m il permettra de relié l’ODU à l’IDU. L’atténuation due au câble coaxial n’entre pas en ligne de compte dans le bilan de la liaison car tous les

traitements sur les signaux sont effectués au niv eau de l’émetteur qui est l’ODU. L’IDU permet juste l’envoi d’affluents lorsqu’il y a une liaison de fibre optique et la configuration de l’IDU.

Figure 10 : connecteur

Figure 9 : câble 7-16 Din



Flextwist

Le câble flextwist est intégré au faisceau Alcatel 9400UX. Il permet de relier l’ODU à l’antenne d’émission ou de réceptio n. Ce câble a une longueur de 0,6m ce

qui cause une atténuation de 0,35dB. 3. Calcul du bilan 3.1. Principe du calcul de bilan Lors de l’établissement d’une

liaison utilisant les ondes radioélectriques,

plusieurs phénomènes interagissent sur le signal lors de sa propagation. On assiste très souvent à une atténuation ou à une modification du signal durant sa propagation. Il faut donc pour une liaison fonctionnelle que le signal reçu par la station réceptrice soit supérieur à la sensibilité du récepteur. Alors le bilan de la liaison hertzienne consiste à évaluer la puissance reçue par la station réceptrice en tenant compte des différents paramètres de la liaison (pertes et gains). La formule utilisée pour déterminer la puissance reçue est la suivante : Pr = Pe + Ge + Gr – (Lpluie + Le + Lr + AEL)

Lpluie=longueur du bond x atténuations introduite par la pluie (dB/km)


24

Concernant les pertes engendrées par les hydrométéores, nous avons considéré l’élément le plus sévère en matière d’atténuation du signal qui est la pluie. Pour cela

nous avons pris la donnée pluviométrique du 06 Juin 2014 qui se trouve être l’intensité maximale de précipitation tombée en

Côte d’Ivoire depuis ces dernières

années. Cette valeur est estimée à 3,708 mm/h . En utilisant l’abaque fournissant l’atténuation supplémentaire introduite par la pluie,

ces deux données (intensité

de la pluie et la fréquence utilisée) nous ont permis de déterminer l’atténuation due à

la pluie. La valeur obtenue est de 0,1 dB/km.

=×( )  =  or

D : longueur du bond C : célérité de la lumière F : fréquence d’émission au niveau du bond

Bilan de la liaison hertzienne Abidjan-Danzerville ELEMENTS

Pe

Ge

Le

AEL

Lpluie

Gr

Lr

Pr

(dBm)

(dB)

(dB)

(dB)

(dB)

(dB)

(dB)

(dBm)

BOND 1

25

149,3

1,35

143,51

2,8

149,3 1,35 174,59

BOND 2

25

149,3

1,35

143,7

2,8

149,3 1,35

25 25

149,3 149,3

1,35 1,35

143,96 2,95 149,3 1,35 173,99 144,15 2,95 149,3 1,35 173,8

BONDS

BOND 3 BOND 4

Nous constatons bien que pour chaque bond, la puissance reçue est supérieure au seuil de sensibilité du récepteur qui est de -86 dBm.

174,4


3.2.

25

Qualité de la liaison

La marge de seuil est un élément qui permet de garantir la liaison au cas où elle se trouve dans des conditions atmosphériques plus sévères. Il faut au moins une marge de 15 dBm. Marge seuil = Puissance reçue – sensibilité du récepteur

Les marges de nos liens sont sensiblement les mêmes. Marge de seuil du lien 4 = 173,8dBm -(-86dBm) = 259,8 dBm Nous avons une puissance de 259 ,8 dBm au-dessus du seuil. Etant donné que nous sommes en FH numérique on considéra le taux d’erreur binaire, l’équipementier nous a fourni un seuil de TEB de 10 – 3 pour notre équipement utilisé. III.

SIMULATION DE LA LIAISON HERTZIENNE 1. Présentation du simulateur

Pour la simulation de notre liaison nous avons eu recours à l’outil Ligowave Link Calculator. C’est un outil de planification de lien FH disponible en ligne sur la plateforme http://www.ligowave.com/linkcalc /. Il permet aux utilisateurs du module LIGOPTP ou aux utilisateurs d ’un autre module d’équipementiers quelconque de calculer et de prévoir les performances du lien en tenant compte des informations géographiques, la distance entre les stations, la hauteur des antennes, la puissance émise et d’autres facteurs pour une liaison convenable. En même temps, cet outil est offert gratuitement, et les utilisateurs ont beso in seulement de s’enregistrer pour bénéficier d'un accès rapide et facile à cet outil très utile. En outre, chaque utilisateur est capable de sauver et créer une base de données de liens, téléchargez un document PDF qui contient toute l'information nécessaire au sujet du lien.


26

2. Simulation

Dans le cas notre travail, nous avons inséré les résultats de la simulation du premier bond qui comprend le Site A et le premier relais. L’entrée des coordonnées géographiques (latitude et longitude) du si te A et de

la station relais 1 dans le simulateur lui a permis de générer la carte montrant le lien (Voir Figure 1 ).

Figure1 : Position géographique des stations du bond 1 Lorsqu’on fait la simulation du premier lien, on a obtenu un b on dégagement du

premier ellipsoïde de Fresnel comme l’indique la F igure 2.

Figure2 : Profil de la liaison et l’ellipsoïde de Fresnel


27

Au niveau de cette figure nous avons un tableau qui nous donne en plus des résultats un aperçu général de notre liaison c’est-à-dire les informations sur les sites et les paramètres de notre lien

Figure3 : Rapport de la simulation

De plus, la puissance reçue pour le premier bond lors de la simulation est de 176,633 dBm. On remarque que cette valeur est proche de la valeur théorique qui est de 174,59 dBm. Elle est aussi supérieure à la sensibilité de notre récepteur qui est de -86 dBm. La simulation des autres liens a également fourni des résultats analogues prouvant que tous les liens sont fonctionnels.


28

CONCLUSION

Au terme de notre bilan, nous pouvons affirmer que le module Alcatel 9413UX et l’emplacement des différents sites de notre liaison permettent d’établir un lien fiable entre Abidjan et Danzerville

quelques soient les conditions

atmosphériques. En outre, cette liaison, bien qu’elle soit bonne, est limitée à 32

Mbits/s. Ce qui

ne permet pas de l’utiliser pou r de très hauts débits.

Etant donné que les faisceaux hertziens sont limités en termes de débits, ne pouvons-nous pas étendre ses capacités, sa qualité et sa stabilité vers celles de la fibre optique ?


29

BIBLIOGRAHIE Sites Internet : [1] http://www.mongosukulu.com/index.php/en/contenu/informatique -etreseaux/telecommunications/738-les-faisceaux-hertziens?showall=1 [2] Wikipédia “faisceau https://fr.wikipedia.org/wiki/Faisceau_hertzien 2017]

hertzien numérique’’, [page consultée le 25 février

[3] GOY, Raymond, « La répartition des fréquences en matière de télécommunication », Annuaire Français de droit international, volume5, N°1 (1959) http://www.persee.fr/doc/afdi_0066-3085_1959_num_5_1_1453 [page consultée le 16 Février 2017] [4] AOUN, André, Histoire de la communication, [en file:///D:/Histoire%20de%20la%20communication.html [page consultée Février 2017 à 06H22]

ligne] le 22

[5] http://www.hypcom.fr/fh.htm , Antennes paraboliques, [images en ligne], (consultée le 25 Février 2017) LIVRE : [1] Alcatel 9400 UX, Manuel utilisateur, Edition 01, 2005, 332 pages [2] Besoin en spectre du service de radiocommunication fixe, Rapport de la CRVS pour 2010, 21, 2010, 34 pages. [3] ARIFON(PIERRE), Connaissance THOMSON-CSF, 161 pages.

des

liaisons

hertziennes, France,

[4] Gbalou D. Techniques de transmission par faisceaux hertziens, fascicule de Télécommunication, 2004, 40 pages .


30

TABLE DES MATIERES DEDICACES ..................................................................................................... 3

......................................................................................... 4 REMERCIEMENTS SOMMAIRE ..................................................................................................... 5 INTRODUCTION ........................................................................................... 6 PREMIERE PARTIE ...................................................................................... 7 GENERALITE SUR LES FAISCEAUX HERTZIENS ........................ 8

I. 1.

Définition des faisceaux hertziens ........................................................ 8

2.

Rôle des faisceaux hertziens .................................................................. 8 DIFFERENTS TYPES DE FAISCEAUX HERTZIENS .................. 8

II.

1.2. Fonctions et rôles ................................................................................... 9 FH numériques ...................................................................................... 9

2. 2.1.

Schéma d’un FH numérique ............................................................. 9

2.2.

Fonctions et rôles ................................................................................ 9

III. QUELQUES BANDES ET PLANS DE FREQUENCES UTILISES EN FH ........................................................................................................... 10 1. Nécessité de répartition en bandes de fréquences et en plans de fréquences .................................................................................................... 10 DEUXIEME PARTIE : ................................................................................. 11 PRESENTATION DU CAHIER DE CHARGE .................................. 12

I. 1.

Thème.................................................................................................... 12

2.

Cahier de charge .................................................................................. 12

II. ETUDE DE LA LIAISON HERTZIENNE ABIDJANDANZERVILLE ............................................................................................ 12 1. Choix des sites et détermination de la longueur des bonds .............. 12 1.2. Localisation des sites .......................................................................... 13

..................................................... 14 1.4. Tableau récapitulatif ........................................................................... 14 1.3. Schéma représentatif de la liaison

2. Choix de la Bande de fréquence et des canaux de la liaison hertzienne

...................................................................................................................... 15 2.1. Bandes de fréquence ............................................................................ 15 2.2. Canaux de la liaison hertzienne ...................................................... 15 3. choix du type de liaison ........................................................................ 15 4. Dégagement du 1er ellipsoïde de Fresnel et Hauteur des antennes ... 16


31

4.1. Définition de l’ellipsoïde de Fresnel. .................................................. 16 4.2. Principe du dégagement de l’ellipsoïde de Fresnel .......................... 16

........................... 17 TROISIEME PARTIE : ................................................................................... 18 I. BILAN THEORIQUE DE LA LIAISON HERTZIENNE ..................... 19 1. Eléments du bilan ................................................................................. 19 2. Caractéristiques des équipements. ...................................................... 19 2.1. Faisceau hertzien ............................................................................... 19 4.3. Calcul du rayon du premier ellipsoïde de Fresnel

2.1.1.

Les éléments constitutifs du faisceau hertzien Alcatel 9413UX

20 2.1.2.

La configuration ............................................................................ 20

2.1.3.

Type de modulation ...................................................................... 21

2.1.4. Capacité de la liaison ...................................................................... 21 2.1.5. Sensibilité du récepteur.................................................................. 21 2.1.6. Puissance d’émissions..................................................................... 22

2.1.7.

Tableau récapitulatif ..................................................................... 22

2.2. Antennes .............................................................................................. 22 2.3. Câbles et connecteurs ......................................................................... 22 3. Calcul du bilan ........................................................................................ 23

................................................................. 23 3.2. Qualité de la liaison .......................................................................... 25 III. SIMULATION DE LA LIAISON HERTZIENNE .......................... 25 1. Présentation du simulateur ................................................................. 25 2. Simulation ............................................................................................. 26 Figure1 : Position géographique des stations du bond 1 ................................. 26 CONCLUSION .............................................................................................. 28 BIBLIOGRAHIE ........................................................................................... 29 RESUME ........................................................................................................ 32 3.1. Principe du calcul de bilan

Projet Interne FH Final3

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