REPOBLIKAN’I MADAGASIKARA Fitiavana – Tanindrazana – Fandrosoana --------------------------------------------- MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE --------------------------------------------- Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique I.S.G.E.I Ingénierie en Signaux, Images et Systèmes Associés Mémoire de fin d’études En vue de l’obtention du diplôme de Licence Parcours : Télémétrie, Surveillance et Navigation Aérienne Intitulé Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Présenté le … Août 2019 Par KASSIM Ibrahima Encadreur professionnel : Monsieur RASOLOFOSOA Mamy Tiana Spécialiste en VSAT aéronautique au sein de l’ASECNA Ivato Encadreur pédagogique : Monsieur RANDRIAMALAZA Arsène Année académique : 2017-2018 Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Remerciements La réalisation de ce travail de mémoire n’aurait été possible sans la contribution et l’aide de certaines personnes. Nous tenons alors à manifester toute notre reconnaissance aux membres de l’administration et aux corps enseignants de l ISGEI en particulier : Monsieur RANAIVO NOMENJANAHARY Flavien, Directeur de l’Institut Supérieur de Génie Electronique et Informatique (ISGEI) de nous avoir accueilli avec bienveillance au sein de son établissement ; Monsieur RANDRIAMALAZA Arsène d’avoir accepté d’être notre encadreur pédagogique malgré son emploi du temps chargé ; Tous les membres du Jury d’avoir consacré du temps pour évaluer ce travail malgré leurs nombreuses occupations ; Tous les personnels enseignants et administratifs de l’Institut Supérieur de Génie Électronique Informatique, qui nous ont permis d’accéder à notre niveau de connaissance actuel. Nous tenons également à adresser nos sincères remerciements aux membres de la société ASECNA Antananarivo notamment : Monsieur ANDRIANANTENAINA Zo, Chef du Service Maintenance Infrastructure Radio Electrique (MIRE) à l’aéroport d’Ivato Antananarivo qui nous a acceptés à bras ouverts dans son Service en tant qu’étudiant stagiaire ; Monsieur RAMANANTSOA Tojo, Chef de l’unité Communication, Navigation et Surveillance (CNS) de nous avoir donné la chance d’effectuer notre stage au sein de la société ASECNA Antananarivo Madagascar ; Monsieur RASOLOFOSOA Mamy Tiana, Spécialiste en VSAT aéronautique, qui a bien voulu partager ses connaissances et nous encadrer durant notre stage ; Tous les techniciens de l’unité CNS qui nous ont été très utiles durant notre séjour de stage au sein de l’ASECNA Ivato ; Enfin nous adressons nos sincères gratitudes aux membres de nos familles pour leurs soutiens moraux et financiers afin que nous puissions poursuivre notre formation. KASSIM Ibrahima Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Sommaire Remerciements Sommaire Avant-propos Liste des figures Liste des tableaux Liste des acronymes Introduction Chapitre I : L’ASECNA de l’aéroport d’Ivato Antananarivo et ses équipements radioélectriques I-1 L’ASECNA I-2 L’ASECNA Madagascar et l’aéroport d’Ivato Antananarivo I-3 Les équipements de radionavigation à Ivato I-4 Les équipements de surveillance et de radiocommunication à Ivato Chapitre II : Les stations VSAT aéronautiques II-1 La technologie VSAT II-2 Les modes d’accès au satellite II-3 Organisation du réseau VSAT à Madagascar II-4 Les équipements d’une station VSAT Chapitre III : Implémentation d’une nouvelle station VSAT secondaire à l’aéroport d’Ivato Antananarivo III-1 Cadre et contexte de l’implantation III-2 Montage de l’antenne VSAT III-3 Configuration du nouveau site III-4 Etablissement d’une connectivité IP avec le Modem Conclusion Références Annexe : L’Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique Table des matières KASSIM Ibrahima -i- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Avant-propos L’Institut Supérieur de Génie Electronique et Informatique (ISGEI) est créé en 1998. Sa vocation est de former des techniciens supérieurs et des ingénieurs en Signaux, Images et Systèmes Associés appelés à être opérationnels dans le monde de travaille plus précisément sur les domaines de spécialité suivante : La navigation aérienne La télécommunication L’audio-visuel Dans le cadre de la formation à l’Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique, nous sommes amenés à effectuer un stage d’une durée de deux ou trois mois en entreprise. Ce stage a pour but d’étudier un thème afin de mieux concrétiser les acquis théoriques avec la réalité pratique dans une entreprise, de permettre aussi aux étudiants d’aborder avec assurance la vie professionnelle. L’élaboration d’un rapport de stage suivi d’une soutenance devant un jury est ensuite la condition essentielle requise pour l’obtention du diplôme de Licence en Télémétrie, Surveillance et Navigation Aérienne. Nous avons ainsi effectué un stage à l’ASECNA Ivato durant la période du 01 Octobre au 02 Décembre 2018 au sein de l’unité Communication, Navigation et Surveillance (CNS) du Service Maintenance Infrastructure Radio Electrique (MIRE). Ce stage nous a conduit à traiter le thème intitulé « Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo ». Il nous a permis de comprendre l’importance du système VSAT (Very Small Aperture Terminal) qui apporte de nombreuses contributions pour assurer la communication entre pilote et contrôleur aérien. KASSIM Ibrahima - ii - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Liste des figures Figure I-1 : Carte illustrant les 18 États membres de l’ASECNA ............................................. 3 Figure I-2 : Organigramme de la direction générale de l’ASECNA .......................................... 6 Figure I-3 : Situation géographique de l’aéroport international d’Ivato Antananarivo ............. 8 Figure I-4 : Organigramme de l’ASECNA Ivato Antananarivo ................................................ 9 Figure I-5 : Baie du système d’atterrissage aux instruments IL ............................................... 12 Figure I-6 : Baies du système CVOR 431/DME 435 ............................................................... 13 Figure I-7 : Baies du système radar RSM 970 S ...................................................................... 15 Figure I-8 : Baies des équipements de radiocommunication HF et VHF ................................ 16 Figure II-1 : Réseau VSAT étoilé ............................................................................................ 20 Figure II-2 : Réseau VSAT maillé ........................................................................................... 20 Figure II-3 : Réseau VSAT hybride ou mixte de l’ASECNA .................................................. 21 Figure II-4 : Représentation schématique de l’accès FDMA ................................................... 25 Figure II-5 : Représentation schématique de l’accès TDMA ................................................... 25 Figure II-6 : Représentation schématique de l’accès CDMA .................................................. 27 Figure II-7 : Architecture VSAT à Madagascar ....................................................................... 29 Figure II-8 : Baie du multiplexeur VSAT ................................................................................ 29 Figure II-9 : Le système de messagerie automatique AMS 1500 ............................................ 31 Figure II-10 : Architecture du réseau RSFTA via le système AMS 1500 ............................... 32 Figure II-11 : Schéma d’ensemble des équipements VSAT .................................................... 33 Figure II-12 : Différents types de LNB .................................................................................... 34 Figure II-13 : Module IBCU .................................................................................................... 34 Figure II-14 : Modem satellite ................................................................................................. 35 Figure II-15 : Multiplexeur Memotec ...................................................................................... 35 Figure II-16 : Emetteur VHF .................................................................................................... 36 Figure II-17 : Récepteur VHF .................................................................................................. 37 Figure III-1 : Structure de la station Hub d’Ivato..................................................................... 40 Figure III-2 : Schéma synoptique de l’installation standard du VSAT .................................... 42 Figure III-3 : Assemblage du LNB et du Transmetteur ........................................................... 43 Figure III-4 : Guide de polarisation.......................................................................................... 43 Figure III-5 : Réglage de l’élévation et azimut de l’antenne .................................................... 44 Figure III-6 : Analyseur de spectre .......................................................................................... 44 KASSIM Ibrahima - iii - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure III-7 : Ajustement de la polarisation horizontale .......................................................... 46 Figure III-8 : Connectivité des câbles ...................................................................................... 47 Figure III-9 : Liaisons entre le PC et le Modem ...................................................................... 47 Figure III-10 : Lancement de l’application Hyperterminal ...................................................... 48 Figure III-11 : Choix du nom et de l’icone pour la connexion ................................................ 48 Figure III-12 : Choix du port de communication ..................................................................... 49 Figure III-13 : Choix des paramètres du port utilisé ................................................................ 49 Figure III-14 : Redémarrage du système en cas de besoin ....................................................... 50 Figure III-15 : Réinitialisation ou modification du mot de passe ............................................ 51 Figure III-16 : Exécution de la commande « ping » ................................................................ 52 Figure III-17 : Première réponse de la commande « ping » ..................................................... 52 Figure III-18 : Désactivation des interfaces réseaux du PC ..................................................... 53 Figure III-19 : Icône « Connexion au réseau local » ................................................................ 53 Figure III-20 : Choix des adresses IP pour la connexion avec le Modem ............................... 54 Figure III-21 : Réparation de la connexion avec le Modem .................................................... 54 Figure III-22 : Réponse de la commande « ping » après réparation ........................................ 55 KASSIM Ibrahima - iv - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Liste des tableaux Tableau II-1 : Les gammes de fréquences utilisées en communication par satellite ............... 22 Tableau II-2 : Les bandes collectes et étendues ....................................................................... 22 Tableau II-3 : Extrait des fréquences porteuses en émission/réception des stations VSAT .... 28 Tableau III : Identification selon le type de session Hyperterminal ........................................ 50 KASSIM Ibrahima -v- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Liste des acronymes AMRC : Accès Multiple à Répartition par Code AMRF : Accès à Multiple Repartions de Fréquence AOR : Atlantic Ocean Region ARMT : Accès Multiple à Répartition dans le Temps ARTI : Architecture et Réseau Téléinformatique ASECNA : Agence pour la Sécurité de la Navigation aérienne en Afrique et Madagascar ASP : Air Service Provider ATM : Asynchronous Transfert Mode ATS/DS: Air Traffic Service/ Direct Speech BDP : Bibliothèque Département du Prêt BER : Bit Error Rate BIA : Brevet d’Initiation Aéronautique BLU : Bande Latérale Unique BPSK : Binary Phase Shift Keying BUC : Block Up Converter CAFAC : Commission Africaine de l’Aviation Civil CCR : Coefficient de Capitalisation des Résultats CDMA : Code Division Multiple Access CED : Centre d’Emission Déportée CIV : Communication Inter ventriculaire CNS : Communication Navigation et Surveillance CRD : Centre de Réception Déportée DAMA : Demand Assigned Multiple Access DME : Distance Measuring Equipment DTS : Diplôme de Technicien Supérieur EAMAC : Ecole Africaine de Management et de l’Aviation Civile ELB : Energie Lumineux et Balisage ERNAM : Ecole Régionale de la Navigation Aérienne et Management ERSI : Ecole Régionale de la Sécurité Incendie ETS : Etablissement Technique Supérieure FCFA : Franc de la Communauté Financière Africaine KASSIM Ibrahima - vi - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo FDD : Frequency Division Duplex FDMA : Frequency Division Multiple Access FI : Fréquence Intermédiaire FIR : Flight Information Region GCAA : Ghana Civil Aviation Autorité GEO : Geostationary Earth Orbit GSM : Global System for Mobile communication HEO : High Earth Orbit HPA : High Power Amplifier IBCU : Intelligent Block Up converter IDU : Indoor Unit IFR : Instruments Flight Rule ILS : Instruments Landing System IOR : Indian Ocean Region IP : Internet Protocol ISGEI : Instruit Supérieur de Génie Electronique et Informatique JIRAMA : Jiro sy Rano Malagasy LED : Luminance Electro Diode LEO : Low Earth Orbit LNB : Low Noise Block LNC : Low Noise Converter MEB : Microscopie Electrique à Balayage MEO : Medium earth Orbit MODEM : Modulation Démodulation NACA : Navigation Aéronautique aérienne et Communication OACI : Organisation de l’Aviation Civile Internationale ODU : Outdoor Unit OMM : Organisation Météorologique Mondiale PAMA : PreAssigned Multiple Access PAPI : Indicateur de Pente d’Approche de Précision PIRE : Puissance Isotrope Rayonne Equivalent POR: Pacific Ocean Region PSE : Plan de Service et Equipements PSM : Poste Sanitaire Mobile KASSIM Ibrahima - vii - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo RDA : Résidence de Développement Aéronautique RFU : Radio Frequency Unit ROS : Retour d’Onde Stationnaire RSFTA : Réseau de Système Fixe de Télécommunication Aéronautique RSI : Réseau et Système Informatique RTC : Réseau Téléphone Commuté SAF : Service Administratif et Financier SFS : Service Fixe par Satellite SMS : Service Mobile par Satellite SRS : Service Radiodiffusion par Satellite SEM: Search Engine Marketing SENA : Service d’Exploitation de la Navigation Aérienne SHF : Supra Haute Fréquence SIGC : Service Infrastructures et Génie Civil SIRE : Service Infrastructure Radioélectrique SMAD : Société de Media de Madagascar SPAD : Système de Production d’Altitude et Durabilité SSLL : Sélection de Sauvetage et Lutte Contre Incendie SSPA : Sold Stat Power Amplifier TCP : Transmission Control Protocol TDD : Time Diffusion Duplex TDMA : Time Division Multiple Access TEB : Taux d’erreur sur les Bites TWR : Tower Control UMTS : Universal Mobile Telecommunication System VFR : Visual Flight Rule VHF : Verry High Frequency VOR : VHF Omnidirectional Range VSAT : Very Small Aperture Terminal WCDMA : Wideband Code Division Multiple Access KASSIM Ibrahima - viii - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Introduction L’Agence pour la sécurité de la navigation aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA), comme son nom l’indique, gère la navigation aérienne dans certains pays d’Afrique et à Madagascar et assure toutes responsabilités concernant le guidage de l’aéronef en route, durant l’atterrissage ou le décollage. D’une manière générale, l’ASECNA assure la disponibilité de trois catégories d’équipements radioélectriques couvrant la surface aérienne occupée par ses pays membres : la première catégorie d’équipements regroupe les équipements d’aides à la navigation tels que le système d’indication de direction VOR (VHF Omnidirectional Range), le système de mesure de distance DME (Distance Measuring Equipment) et le système d’atterrissage aux instruments ILS (Instruments Landing System). La deuxième catégorie d’équipements concerne le radar de surveillance aérienne qui consiste à détecter et/ou à identifier tous les aéronefs survolant l’espace aérien concerné à l’aide d’un écran d’affichage destiné à cet effet. La troisième catégorie d’équipements regroupe les équipements de radiocommunication HF (High Frequency) pour l’espace aérien non contrôlé, VHF (Very High Frequency) et VSAT (Very Small Aperture Terminal) pour l’espace aérien contrôlé. La HF et la VHF servent de support aux communications entre pilotes et contrôleurs. Etant donné la vaste dimension de l’espace à contrôler, la communication VHF est complétée par le VSAT qui fournit le lien de communication nécessaire à l’établissement d’un réseau basé sur les télécommunications par satellite. C’est à travers l’unité Communication Navigation et Surveillance (CNS) que la maintenance et l’entretien des différents équipements sont assurés car il est nécessaire de les garder en bonne état de marche et en cas de défaillance, il faut y effectuer un dépannage le plus vite possible. Par ailleurs, l’ASECNA vise à améliorer la qualité de service sur son réseau de transmission VSAT et une nouvelle station VSAT a été implantée pour renforcer les stations déjà existantes. Nous avons ainsi choisi le thème « Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo » durant notre stage au sein de la dite entreprise dont l’objectif est d’entreprendre les travaux de techniciens supérieurs y afférents. Ce mémoire est organisé en trois chapitres : Le premier chapitre consiste d’abord à présenter l’ASECNA et ses équipements radioélectriques à l’aéroport d’Ivato Antananarivo. Puis le deuxième chapitre porte sur les stations VSAT aéronautiques. Enfin, le troisième chapitre est consacré à l’implémentation de la station VSAT à Ivato Antananarivo. KASSIM Ibrahima -1- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Chapitre I : L’ASECNA de l’aéroport d’Ivato Antananarivo et ses équipements radioélectriques KASSIM Ibrahima -2- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo I-1 L’ASECNA I-1.1 Etats membres Le 12 décembre 1959 à Saint Louis au Sénégal a vu naître l'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA). L'agence est un établissement public à caractère multinational. Et, cela au moment où les pays représentés par les dignitaires décidèrent d'aller en ordre dispersé à l'indépendance. Partager, administrer un bien aussi imperceptible qu’insaisissable est une tâche assurément considérable, mais possible. Il fallait mettre en œuvre les moyens très modestes des pays membres en les regroupant autour de ce projet communautaire, pour réduire les efforts d'inventions et permettre aux innovations d'être à l'actif de tous. Il fallait s'appuyer sur le socle technologique et financier du partenaire le plus puissant, la France, pour unifier les concepts et standardiser les méthodes de réalisation de gestion d'exploitation. Figure I-1 : Carte illustrant les 18 États membres de l’ASECNA KASSIM Ibrahima -3- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Après avoir été longtemps un modèle de coopération nord / sud entre la France et des pays africains, l'ASECNA est devenue progressivement un organisme de coopération interafricaine, (l'organe de l'unité africaine par excellence dans le domaine de l'aviation civile). Cette transformation s'est traduite dans les faits : d'abord par le transfert du siège de Paris à Dakar et, ensuite par l'africanisation du poste du Directeur Général. Au moment où la tendance est au « ciel unique », l’ASECNA constitue un modèle historique d’organisme régional dédié à la gestion coopérative des espaces aériens et à la fourniture des services de sécurité de la navigation aérienne. Elle compte aujourd’hui 18 Etats membres, dont 17 pays africains et la France, qui matérialisent ainsi leur attachement à cet outil commun, symbole achevé des vertus de la coopération et de l’intégration régionale : Bénin, Burkina, Cameroun, Centrafrique, Congo, Côte d’Ivoire, France, Gabon, Guinée Bissau, Guinée Equatoriale, Madagascar, Mali, Mauritanie, Niger, Sénégal, Tchad, Togo et l’Union des Comores. Ces pays sont marqués en vert sur la figure I-1. I-1.2 Missions et activités L’ASECNA constitue, après plus d'un demi-siècle, un modèle achevé de gestion coopérative des espaces aériens. Dans un espace aérien couvrant une superficie de 16 100 000 km2 (1,5 fois l'Europe) réparti en 6 régions d'information en vol ou FIR (Flight Information Region) : Antananarivo, Brazzaville, Dakar Océanique, Dakar terrestre, Niamey, Ndjamena, définies par l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI) l’Agence est chargée à ce titre de : la fourniture des services de la navigation aérienne en route dans les espaces aériens, de l’organisation de ces espaces aériens et des routes aériennes en conformité avec les dispositions de l’OACI, de la publication de l’information aéronautique, de la prévision et de la transmission des informations dans le domaine de la météorologie aéronautique. la définition des spécifications relatives aux fonctions, systèmes et moyens, ainsi que des procédures et méthodes de travail mises en œuvre, de l’étude, de la définition des spécifications, à l’achat, à la réception, à l’installation, à la vérification technique, au maintien en condition opérationnelle, à l’exploitation des équipements et installations, des systèmes de communication, de navigation, de surveillance et de gestion du trafic aérien ainsi que de météorologie aéronautique, de la mise en œuvre d’un système de gestion de la sécurité et de la qualité, conformément aux normes et pratiques recommandées par l’OACI. KASSIM Ibrahima -4- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo la fourniture, au niveau des aérodromes qui lui sont confiés, des services de circulation aérienne d’approche et d’aérodrome et des services de lutte contre l’incendie et de sauvetage des aéronefs ainsi que de la publication de l’information aéronautique, de la prévision et de la transmission des informations dans le domaine de la météorologie aéronautique. L’Agence peut en outre assurer des prestations d’études et de services en rapport direct avec ses missions. Elle est dotée d’équipements performants de communication, de navigation et de surveillance. Les aérodromes sont équipés des moyens modernes conformes aux normes de l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI). Une redevance unique de survole est perçu pour chaque vol quel que soit le type de l’avion a l’intérieur de l’espace aérien de l’ASECNA. Elle supervise à ce titre : 10 centres de contrôle régionaux 57 tours de contrôle 25 aéroports internationaux 76 aéroports nationaux et régionaux Pour la sécurité de la navigation aérienne, l’Agence effectue deux types d’activités à savoir : Les activités communautaires Les activités nationales Dans le cadre des activités communautaires, l’Agence se charge de l’espace aérien couvert par ses six centres d’informations en vol. Elle y assure le contrôle de la circulation aérienne, le guidage des avions, la transmission des messages techniques et de trafic, l’information de vol, ainsi que le recueil des données, la prévision et la transmission des informations météorologiques. Ces prestations couvrent aussi bien la circulation en route que l’approche et l’atterrissage. Elle assure les aides terminales sur les principaux aéroports des pays membres, c’est-à-dire le contrôle d’aérodrome, le contrôle d’approche, le guidage de roulement des aéronefs au sol, l’aide radio et visuelle à l’approche et à l’atterrissage, les transmissions radio, les prévisions météorologiques, le bureau de piste, et d’information aéronautique ainsi que les services de sécurité incendie. Elle a en charge à ce titre la maintenance de l’ensemble de l’installation nécessaire à la mise en œuvre de ces différentes prestations (mais non des pistes). Pour le contrôle en vol périodique des aides radioélectriques en route et à l’atterrissage, l’ASECNA dispose d’un avion laboratoire ATR 42 équipé d’un banc de calibration à la pointe de technologie. KASSIM Ibrahima -5- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Quant aux activités nationales, l’Agence peut se voir confier par chacun des Etats membres la gestion ou l’entretien de toute exploitation d’utilité aéronautique ou météorologie et l’exécution d’étude et le contrôle des travaux d’aéroport ou d’installations techniques ainsi que leur maintenance. A ce titre, l’ASECNA a assurée en 2004 la gestion des activités nationales de neufs Etats (Benin, Burkina, Centrafrique, Gabon, Guinée équatorial, Mali, Niger, Sénégal, et Tchad) qui ont signés des contrats particuliers avec elle. I-1.3 Organigramme de la direction générale L’organigramme de la direction générale de l’ASECNA est représenté sur la figure I-2 suivante : Figure I-2 : Organigramme de la direction générale de l’ASECNA Le Comité des Ministres définit la politique générale de l'Agence et se réunit au moins une fois l'an en session ordinaire; la présidence est tournante, à un rythme annuel. Le Conseil d'Administration prend les mesures nécessaires au fonctionnement de l'ASECNA, au moyen de délibérations relatives notamment aux budgets annuels de fonctionnement et d'équipement et se réunit au moins deux fois par an, Le Directeur Général, assisté de deux Directeurs, assure la gestion de l'Agence en exécution des décisions prises par les deux instances statutaires précitées. Il recrute tout le personnel de l'Agence à l'exception de l'Agent Comptable et du Contrôleur Financier. Il est responsable de la gestion administrative de l'Agence. Il nomme dans chaque Etat membre un « Représentant », responsable des activités de l'Agence dans son Etat d'affectation. KASSIM Ibrahima -6- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo L'Agent Comptable est nommé par le Conseil d'administration après agrément du Comité des Ministres. Il tient la comptabilité générale et la comptabilité analytique d'exploitation. il prépare le compte financier, présenté au Conseil d'administration après avoir été soumis au contrôle de la Commission de Vérification des Comptes. Le Contrôleur Financier est nommé par le Conseil d'administration après agrément du Comité des Ministres. Il a comme mission générale du contrôle de la gestion de l'établissement et de la surveillance de toutes les opérations susceptibles d'avoir directement ou indirectement une répercussion économique et financière. La Commission de Vérification des Comptes, composée de trois membres désignés par le Conseil d'administration, établit pour le Conseil d'Administration et pour chaque Ministre de tutelle, un rapport sur la régularité de la gestion comptable de l'Agence. Elle formule des propositions motivées sur le quitus à donner à l'Agent Comptable. La Commission de Vérification de la Sécurité, composée de quatre experts désignés par le Conseil d'administration, assiste le Conseil d'Administration dans ses attributions relatives à la sécurité et à ce titre, suit la mise en place et le bon fonctionnement d’un système de gestion de la sécurité conforme aux normes et pratiques recommandées par l’OACI. I-2 L’ASECNA Madagascar et l’aéroport d’Ivato Antananarivo Madagascar est un membre de l’ASECNA depuis le 12 Décembre 1959. Le siège de l’ASECNA à Madagascar a changé au cours du temps mais se trouve toujours à Antananarivo : 1960 à Tsaralalàna 1972 à Tsimbazaza Et depuis 1976 à Ivato : BP 46 à 49 Ivato Aéroport Tel : (+261) 20 22 581 13 - (+261) 20 22 581 14 Fax : (+261) 20 22 581 15 A Madagascar, l’ASECNA gère trois aéroports : l’Aéroport International d’Ivato qui se trouve à Antananarivo et deux autres aéroports secondaires à savoir l’aéroport de Toamasina et celle de Mahajanga. Ces derniers peuvent être utilisés comme des aéroports de dégagement en cas de besoin. Toutefois, ils ne disposent pas d’une capacité suffisante pour accueillir des gros avions comme l’airbus A320 et sans parler de l’airbus A380 qui est le plus gros avion de ligne actuellement. KASSIM Ibrahima -7- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo I-2.1 L’aéroport international d’Ivato Antananarivo L'aéroport international d'Ivato Antananarivo est le principal aéroport de Madagascar, localisé à 20 kilomètres au Nord-Ouest de la ville d’Antananarivo (la capitale de la Grande île), plus précisément dans le district d’Ambohidratrimo d’après la carte représentée sur la figure I-3 suivante : Figure I-3 : Situation géographique de l’aéroport international d’Ivato Antananarivo Les principales caractéristiques de l'aéroport d'Ivato Antananarivo sont les suivantes : Code AITA (Association Internationale du Transport Aérien) : TNR Code OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale) : FMMI Latitude : 18° 47’ 49 ’’ Sud, Longitude : 47° 28’ 44’’ Est Altitude : 4198 pieds ou 1 280 mètres Longueur de la piste : 10171 pieds ou 3100 mètres Orientation de la piste : 11/29 KASSIM Ibrahima -8- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo I-2.2 Structure organisationnelle de l’ASECNA Ivato L’organigramme de l’ASECNA Antananarivo Madagascar est représenté sur la figure I-4 : on distingue principalement le Représentant de l’ASECNA Madagascar, l’Agent payeur, les responsables des opérations : Commandant d’aérodrome chargé du contrôle en route, Chargé de maintenance IRE (Infrastructure Radio Electrique) et informatique, Chargé de maintenance IGC (Infrastructure et Génie Civile), Chargé des services météorologiques, Chargé de l’administration et des finances et le Responsable de contrôle sécurité et qualité. Commandant d’aérodrome (chargé exploitation aérodrome) REPRESENTANT PAYEUR TWR/APP SSLI AIM CCR/CIV Chargé du contrôleen route RESPONSABLE DES OPERATIONS Chargé des services météorologiques Responsable Contrôle Sécurité et Qualité Chargé maintenance IRE et informatique CELICA Energie et Balisage Equipements CNS RSI/MTO Chargé maintenance IGC Chargé de l’administration et des finances Transit, App et magasin TWR/APP Personnel Commandants aérodromes secondaires (chargé exploitation aérodrome) Prevision/ protection SSLI BIA/BDP MIRE MIGC Budget Facturation Réseaux Météo BNI Qualification Exploitation Telecom Figure I-4 : Organigramme de l’ASECNA Ivato Antananarivo KASSIM Ibrahima -9- Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo L’ASECNA travaille en collaboration avec l’Aéroport De Madagascar (ADEMA) qui est une société Anonyme de droit privé malagasy et qui est chargé de la gestion, de l'exploitation et de l'entretien des infrastructures aéroportuaires (piste et voies de circulation des avions, aérogares, tarmac, parking public pour les voitures, etc.) des 12 principaux aéroports se trouvant à Madagascar. L’exploitation technique de l’aéroport : assistance à l’atterrissage et au décollage, service de sauvetage et de lutte contre l’incendie des aéronefs etc.… est assurée par l’ASECNA dans le but de garantir le bon déroulement du vol d'un aéronef se trouvant dans la zone qu'elle prend en charge. I-2.3 Le service MIRE Le service MIRE (Maintenance Infrastructure Radio Electrique) est responsable de l'entretien des équipements et des installations de la navigation aérienne, de la communication, de la surveillance, de la météorologie et de l’informatique. Il comprend trois unités à savoir l’unité RSI/Météo, l’unité Energie et balisage et l’unité Equipements CNS : L’unité Réseaux et Système Informatique (RSI/Météo) constitue la fusion des maintenances Météo et Centre Automatique de Transit (CAT). La maintenance météo a pour fonction d'assurer le bon état de fonctionnement des équipements météorologiques. Car la navigation aérienne exige une bonne maîtrise des paramètres atmosphériques tels que le vent, l'humidité, les précipitations, la hauteur des bases de nuages. L’unité Energie Lumière et Balisage (ELB) : Compte tenu des coupures imprévisibles dans la fourniture de l'électricité publique, l'ASECNA s'est dotée d'une centrale énergie qui assure la permanence du courant électrique. L’unité ELB s'occupe aussi du maintien des balises lumineuses aux abords de la piste d'atterrissage et des zones de parcages des aéronefs, cela est appelé le balisage. L’unité Communication Navigation et Surveillance (CNS) nous a accueilli durant notre stage au sein de l’ASECNA. Elle assure le suivi ainsi que la maintenance et la surveillance des équipements de radiocommunication et de radionavigation nécessaire pour les trafics aériens se trouvant dans la région d’information de vol ou FIR (Flight Information Region) de Madagascar. L’unité CNS s’occupe des équipements permettant la liaison sol/sol, c’est-à-dire entre deux stations terriennes, et air/sol, entre le pilote et le contrôleur, mais aussi procure des informations permettant de faciliter la navigation. La communication entre pilote et contrôleur est indispensable pour les procédures d’atterrissage et de décollage, pour celle de KASSIM Ibrahima - 10 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo l’approche mais aussi les informations de navigation en vol. La communication entre contrôleur et contrôleur se fait pour la passation d’aide à la navigation lors de la sortie de l’avion de la FIR de Madagascar. La communication entre deux stations terriennes est nécessaire pour échanger les différentes informations d’un vol entre tous les services concernés. En résumé, c’est cette unité CNS qui s’occupe des équipements de radionavigation, de surveillance et de radiocommunication que nous allons présenter par la suite. I-3 Les équipements de radionavigation à Ivato Les équipements de radionavigation sont composés du système d’atterrissage aux instruments ILS (Instruments Landing System), du système d’indication de la direction VOR (VHF Omnidirectional Range) associé au système de mesure de distance DME (Distance Measuring Equipment). I-3.1 Le système d’atterrissage aux instruments ILS L’ILS (Instrument Landing System), comme son nom l’indique, est un système radioélectrique destiné à faciliter l’atterrissage d’un aéronef et permettant au pilote de s’aligner sur l’axe de la piste et d’ajuster la pente de descente, quelles que soient les conditions météorologiques. L’ILS était initialement constitué de trois éléments à savoir le Localizer, le Glide path et les markers. Le Localizer (LOC) ou Radioalignement de piste (RAP) permet de matérialiser l’axe de la piste par l’intersection de deux signaux radios. Il assure donc le guidage de l’avion pour que ce dernier puisse s’aligner correctement sur l’axe de piste. Le Glide path (GLI) ou radioalignement de descente (RAD) fournit au pilote des informations continues d’écarts par rapport à un plan oblique de descente par l’intersection de deux signaux radios. Il assure donc le guidage de l’avion suivant le plan de descente idéal. Les Markers ou radiobornes permettent de connaitre la distance de l’avion par rapport au seuil de piste. Ils sont au nombre de trois : l’Outer Marker (OM ou balise extérieure) implanté à 7500 m du seuil de la piste, le Middle Marker (MM ou balise médiane) implanté à 1050 m du seuil et l’Inner Marker (IM ou balise intérieure) situé à 300 m du seuil. Mais les markers ont été remplacés par le système DME qui donne d’une manière continue la distance de l’aéronef par rapport à la station au sol. La baie des émetteurs des composants de l’ILS est représentée sur la figure I-5. KASSIM Ibrahima - 11 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure I-5 : Baie du système d’atterrissage aux instruments IL I-3.2 Le système d’indication de direction/distance VOR/DME Le VOR (VHF Omnidirectional Range) est un système de positionnement radioélectrique utilisé en navigation aérienne fonctionnant en VHF. Un récepteur situé à bord de l’avion permet de déterminer un relèvement magnétique par rapport à une station au sol (balise émetteur VOR dont la position est connue) et donc le radial sur lequel le récepteur (l’avion) est situé. Par déduction, il permet de suivre n'importe quelle route passant par la station (en rapprochement ou en éloignement de celle-ci). Le principe du VOR est de créer une émission dont la phase soit caractéristique de l'azimut par rapport à l'émetteur. Pour cela il émet une fréquence porteuse sur laquelle deux modulations distinctes de 30Hz (Référence et Variable) sont appliquées. Pour distinguer à la réception la modulation Variable de la modulation Référence, l'une de ces fréquences sera transmise par l'intermédiaire d'une sous porteuse. Une de ces modulations a une phase indépendante de la position en azimut du récepteur. C'est la phase de référence. L'autre modulation a une phase dépendante de la position du récepteur par rapport à la balise. C'est la phase position. Que le signal variable soit émis par un système tournant ou par des antennes fixes, le résultat reste le même : un champ tournant de façon uniforme à 30tr/sec (équivalent de la fréquence de 30Hz). En effet lorsque le champ VHF du signal de référence est en phase avec le champ VHF de l'un des lobes du signal tournant, il est en opposition de phase avec l'autre. Donc quand les deux champs s'ajoutent l'un des lobes est renforcé, alors que l'autre est partiellement annulé. Le signal de référence et le signal variable sont émis de façon à être en phase au Nord magnétique de la KASSIM Ibrahima - 12 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo station sol. C'est à dire que le maximum positif du signal variable a lieu simultanément avec le maximum positif du signal de référence 30Hz contenu dans la modulation de fréquence. Le DME (Distance Measuring Equipement) est un équipement de navigation de grande portée qui donne la distance à tout moment entre l’avion et une station au sol. Il a été défini par l’OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale), comme un système radio civil d’aide à la navigation aérienne avec couverture omnidirectionnelle à court et moyen rayon, en action dans la bande de fréquence autour des 1000 MHz. Il est destiné à donner en lecture directe à bord de l’avion, la distance oblique entre l’aéronef et une station au sol dûment sélectionnée et identifiée par un transpondeur au sol. L’information de la distance est obtenue à partir de l’indicateur de bord de l’avion du temps de propagation aller-retour des impulsions UHF émises par l’interrogateur à bord et renvoyées par le transpondeur au sol. L’aéroport d’Ivato dispose d’un VOR conventionnel du type CVOR 431, co-implanté avec un DME de route du type DME 435. Leurs antennes sont superposées : celle du DME est fixée dans celle du VOR et les équipements correspondants sont implantés dans un même abri. Pour se caller à la fréquence du VOR/DME Moroni, un pilote doit juste se caller à la fréquence du VOR et il obtient automatiquement la fréquence du DME. Dans le cas où le VOR serait donc en panne, le pilote ne reçoit pas non plus le signal DME. Un terminal intelligent (PC/portable) permet de régler toutes les données importantes localement ou à distance et d’assurer ainsi la maintenance du système CVOR 431/DME 435. Pour des motifs liés à l’intégrité, la saisie de données n’est possible que dans le mode maintenance. L’accès au système est verrouillé par une procédure de mot de passe disposant de différents niveaux de sécurité. Figure I-6 : Baies du système CVOR 431/DME 435 KASSIM Ibrahima - 13 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo I-4 Les équipements de surveillance et de radiocommunication à Ivato I-4.1 Radar de surveillance aérienne Pour surveiller et contrôler l’espace aérien sous sa responsabilité, l’ASECNA utilise le système radar. Ce dernier est un système consistant à donner des informations au contrôleur aérien afin de bien gérer les aéronefs se trouvant à l’intérieur de son espace aérien en toute sécurité. Selon le type d’exploitation, on distingue deux types d’exploitations fonctionnellement très différentes : la surveillance non coopérative et coopérative. La surveillance non coopérative est assurée sans intervention de la cible à sa détection. C’est la propriété de la réflexion d’une onde électromagnétique sur la surface physique de la cible qui est utilisée. La détection se fait par reconnaissance de la présence d’un signal réfléchi, la mesure de distance par mesure du temps de propagation radar – cible – radar. La mesure d’azimut par utilisation d’une antenne directive tournante. Les équipements correspondants sont caractérisés comme « radars primaires ». La surveillance coopérative est assurée grâce à la participation active de la cible à sa détection. La cible est équipée d’un répondeur (ou transpondeur). Ce transpondeur reçoit des interrogations du radar et répond. Les mesures de distance et d’azimut utilisent les mêmes principes qu’en radar primaire. L’originalité de l’exploitation coopérative est que le signal reçu est renseigné en identification ou altitude en fonction de l’interrogation du radar. Les équipements correspondants sont caractérisés comme « radars secondaires ». L’aéroport d’Ivato dispose d’un radar secondaire RSM 970 S destiné à détecter des aéronefs disposant d’un transpondeur. Ce radar Mode S permet une haute contribution à la sécurité du trafic aérien en assurant une grande intégrité et disponibilité des données de surveillance fournies au contrôleur. Le principe du Mode S est basé sur le séquencèrent amélioré des interrogations / réponses : Les interrogations sont adressées sélectivement à un seul aéronef (le « S » dans le Mode S signifie « Sélectif ») au lieu d’être émises dans tout le faisceau de l’antenne. Ainsi, bien plus de données peuvent être échangées entre le radar et les aéronefs. Le système RSM 970 S offre une mission de surveillance en envoyant les données au Centre de Contrôle du Trafic Aérien (ATCC). Il délivre aux ATCC des différentes informations qui donnent : Le code du transpondeur La distance de la cible et son azimut, L’altitude (ou le niveau de vol) et la pression KASSIM Ibrahima - 14 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Le vecteur vitesse (la vitesse sol et l’évolution du mouvement : montée, croisière, descente) La majorité des équipements internes du RSM 970 S est installée dans trois baies (figure I-7), ce qui assure une compatibilité électromagnétique satisfaisante et un câblage d’interconnexion court. Les trois baies sont montées sur un skid contenant toute l’interconnexion du système, les autres équipements, principalement dédiés à la maintenance, sont situés dans le local technique. Figure I-7 : Baies du système radar RSM 970 S Les principaux éléments constitutifs des baies du système RSM 970 S sont les suivants : L’Armoire Energie AE 2000 qui fournit les tensions nécessaires aux équipements associés, L’Armoire d’antenne AA 2000 qui est une armoire avec automates de commande et de surveillance du mécanisme d’entrainement d’antenne. Le Tiroir de Distribution Azimut ADU 2000 qui est composé de 2 voies redondantes identiques A et B, permettant de distribuer les informations sur la position en azimut de l’antenne Les récepteurs GPS 2000 qui s’utilisent pour piloter les horloges et permettant aussi de mesurer le temps avec précision. KASSIM Ibrahima - 15 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo I-4.2 Système de radiocommunication HF et VHF Le HF (High frequency) est utilisé dans l‘espace qui comprend les routes ATS (Air Traffic Service) non contrôlées ainsi que le reste de l'espace aérien non contrôlé. De ce fait, la mise en œuvre de moyens de télécommunications pour le contrôle s'est avérée jusqu'à présent difficile et seul le service d'information est fourni pour ce qui concerne une grande partie de l'espace supérieur. La technique utilisée jusque-là est la HF dont les performances sont sujettes aux aléas de propagation, c’est donc une technique peu fiable et ne permettant pas d'assurer une disponibilité et une continuité de service efficace. Ainsi, pour compléter les performances des équipements, on utilise également le VHF (Very High Frequency) notamment pour la communication air/sol. L'ASECNA dispose de divers émetteurs et récepteurs exploitant les bandes HF et VHF. Tous les émetteurs et récepteurs ont été rassemblés dans un bâtiment appelé salle technique (figure I-8). Chaque émetteur est calé sur une fréquence bien précise pour l'établissement des communications. La maîtrise parfaite des communications VHF entre contrôleur et pilote est indispensable dans le but d'assurer une dialogue plus sûr et précise. On utilise le VHF dans l‘espace qui comprend les routes ATS et les TMA (Air Traffic Management) au voisinage des aéroports. Dans ce cas, l'agence assure un service de contrôle, d'information et d'alerte. Figure I-8 : Baies des équipements de radiocommunication HF et VHF La transmission VHF est une transmission à très haute fréquence, sa bande de fréquence est de 300 à 3000 kHz. Le relais VHF comporte, un ensemble d’émetteur/récepteur KASSIM Ibrahima - 16 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo VHF associé à un pylône supportant l’antenne. Remarquons que le fournisseur particulier de l'ASECNA en matière d'équipements de radiocommunication est TELERAD. Pour une qualité de communication meilleure, il faut des émetteurs et récepteurs multi modes possédant des modems intégrés capables de faire de la transmission de tous types de flux donc des équipements numériques. Cette spécificité permet du coup d'écarter les émetteurs et récepteurs analogiques. Par ailleurs, pour assurer avec toute sécurité la communication aérienne, l’ASECNA utilise les communications de type VHF DP (VHF Déporté). L’utilisation du VHF DP n’est autre que le renforcement du VHF à travers une antenne VSAT. Vu que le VHF est une onde courte c'est-à-dire qu’elle ne peut pas parcourir des longues distances, on essaie de couvrir ces espaces à partir de plusieurs stations terriennes qui vont déporter le signal VHF, ce qui donne le nom du VHF déporté utilisant un système de relais. La technologie VSAT (Very Small Aperture Terminal) est basée sur l’utilisation d’un satellite de communication comme étant un relais hertzien. Le satellite mis à disposition de l’ASECNA est l’INTELSAT 1002 qui est un satellite géostationnaire couvrant la zone de l’Afrique et de Madagascar. L’ASECNA dispose ainsi de plusieurs stations VSAT à Madagascar afin d’assurer la couverture en communication aéronautique de ce dernier. La suite de notre travail porte alors sur ces stations VSAT aéronautiques. KASSIM Ibrahima - 17 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Chapitre II : Les stations VSAT aéronautiques KASSIM Ibrahima - 18 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo VSAT (Very Small Aperture Terminal) signifie « terminal à très petite ouverture ». Il s'agit d'une technique de transmission de données qui utilise des satellites en orbite géostationnaire autour de la terre. Cette technologie a recours à des antennes paraboliques de réception et de transmission de petites tailles qui varient en fonction des fréquences. Pour les communications aéronautiques, c’est la bande C qui est la bande de fréquences généralement utilisée : 6 GHz dans le sens montant et 4 GHz dans le sens descendant. Le diamètre de l’antenne varie de 1,1 m à 4,2 m. II-1 La technologie VSAT II-1.1 Topologies d’un réseau VSAT Le VSAT est un système qui repose sur le principe d’un site principal (le Hub) et d’une multitude de points distants (les stations VSAT). On parle ainsi de réseau VSAT. Le Hub est le point le plus important du réseau, c’est par lui que transite toutes les données qui circulent sur le réseau. De par son importance, sa structure est conséquente : une antenne entre 5 et 7 mètres de diamètre, plusieurs baies remplies d’appareils et un prix unitaire environ 1 million d’Euro. C’est aussi lui qui gère tous les accès à la bande passante. Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de ressource au réseau. Dans la mesure où tout est géré par le Hub, les points distants ne prennent aucune décision au réseau ce qui a permis de réaliser des matériels relativement petits et surtout peu couteux. Dans la plus part de cas, une antenne d’environ 1 mètre permet d’assurer un débit de plusieurs un débit de plusieurs centaines de Kb/s. Une station VSAT n’est donc pas un investissement important et l’implantation d’un nouveau point de réseau ne demande aucune modification du réseau existant. Ainsi une nouvelle station peut être implantée en quelques heures et ne nécessite pas de gros moyens. (Il suffit d’un technicien spécialisé). Un réseau VSAT est généralement configuré selon une des topologies suivantes : La topologie en étoile et la topologie maillée. Néanmoins, il existe une autre configuration qui est la combinaison de ces deux types de topologie : la topologie mixte ou hybride. La topologie en étoile est l’architecture la plus exploitée. Elle utilise un Hub pour relier les VSAT entre eux à travers le satellite d’après la figure II-1. Le Hub est le point le plus important du réseau, c’est par lui que transitent toutes les données qui circulent sur le réseau. L’ensemble de la voie montante et la voie descendante allant du VSAT émetteur vers le Hub est appelé inbound link tandis que l’ensemble de la KASSIM Ibrahima - 19 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo voie montante et la voie descendante allant du Hub vers le VSAT récepteur est appelée outbound link. Figure II-1 : Réseau VSAT étoilé Dans la topologie maillée représentée sur la figure II-2, chaque VSAT est directement connecté à un autre VSAT en passant par le satellite, mais pas par le Hub. Il n’existe pas, dans ce cas, de point central. Figure II-2 : Réseau VSAT maillé Le réseau VSAT de l’ASECNA utilise la topologie hybride ou mixte combinant la topologie étoilée et la topologie maillée d’après la figure II-3. La topologie étoilée est KASSIM Ibrahima - 20 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo utilisée avec une station Hub dans chaque FIR (Dakar, Ndjamena, Nyamey, Brazaville, Ivato). Puis les Hubs sont reliés entre eux à l’aide de la topologie maillée. Figure II-3 : Réseau VSAT hybride ou mixte de l’ASECNA La mission de télécommunication d'un système à satellite consiste à prendre en charge les informations générées à partir d'une station terrienne, et à les acheminer grâce à un support radioélectrique (ondes porteuses) vers une ou plusieurs stations réceptrices, en utilisant le satellite comme relais radioélectrique. En ce qui concerne les échanges (transmissions et réceptions), il faut distinguer plusieurs techniques, associées entre elles, qui sont utilisées pour les télécommunications par satellite. II-1.2 Bandes de fréquences utilisées Pour éviter un chaos total dans le ciel, une réglementation internationale spécifique et stricte a été mise en place par l’Union Internationale des Télécommunications (UIT) concernant la répartition des fréquences; elle fait partie intégrante du règlement international des radiocommunications. Cette réglementation définit notamment la position orbitale des satellites et les bandes de fréquences qu’ils doivent utiliser et respecter. Plusieurs types de services de communications par satellites sont définis dans la réglementation : le service fixe par satellite (SFS), le service mobile par satellite (SMS), qui comporte un service mobile KASSIM Ibrahima - 21 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo terrestre et un service mobile maritime, le service de radiodiffusion par satellite (SRS). Les bandes de fréquences utilisées en communication par satellite sont consignées dans les tableaux II-1 et II-2. Tableau II-1 : Les gammes de fréquences utilisées en communication par satellite Bandes Fréquences Services L 1 – 2 GHz Communication avec les mobiles S 2 – 3 GHz Communication avec les mobiles C 4 – 6 GHz X 7 – 8 GHz Communication militaire Ku 11 – 14 GHz Communication civiles internationale et nationale Ka 20 – 30 GHz Nouveau système d’accès aux réseaux large bande EHF 21 – 45 GHz Communication militaire Communication civiles internationale et nationale (ASECNA) Tableau II-2 : Les bandes collectes et étendues Bandes de fréquence Uplink (GHz) Downlink (GHz) Bande C 5,925 à 6,425 3,700 à 4,200 Bande collecte 6,725 à 7,025 4,500 à 4,800 Bande Ku 14,000 à 14,500 10,950 à 11,700 II-1.3 Les satellites de télécommunication Un satellite étant un élément spatial qui a pour rôle de produire ou relayer des données vers des différents récepteurs terrestres. L’avantage évident présenté par les solutions par satellite est que les stations terrestres ne dépendent plus des infrastructures terrestres existants à travers le monde et donc peuvent être mobile. Par ailleurs les transmissions par satellites permettent de mettre en œuvre aisément (à comparer avec les structures câblées) les principes de diffusion. En effet il est possible de diffuser facilement et de façon économique depuis un satellite la même information à nombreuses stations ou à l’inverse relayer depuis un satellite la synthèse de multiples ressources terrestre ou spatial. KASSIM Ibrahima - 22 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Un satellite tourne autour de la Terre suivant un trajet appelé « Orbite ». Les satellites utilisent la force gravitationnelle de notre planète afin de se maintenir à une position et à une distance déterminée de la Terre. Il est ainsi possible de définir à tout moment quelles sont les caractéristiques du satellite pour établir des transmissions. Il existe plusieurs types d’orbite, notamment : LEO (Low Earth Orbit) pour des altitudes allant 500 à 2000 km, orbite basse MEO (Medium Earth Orbit) pour des altitudes allant à 5000 à 20000 km, orbite moyenne HEO (High Earth Orbit) ou les satellites hautement en orbite elliptique. GEO (Geostationary Earth Orbit) située à une altitude 36000 km fixe par rapport à la terre. On compte actuellement plus de 50 satellites en orbite GEO, orbite sur laquelle se trouve le satellite Intelsat utilisé par l’ASECNA. L’orbite d’un satellite de par sa forme et son rayon définit la zone de couverture et la portée du satellite. Plus le satellite est éloigné de la Terre et plus sa couverture est étendue. Bien qu’évident ce critère reste un élément majeur dans le choix et l’élaboration d’une solution satellite. En effet plusieurs systèmes de satellites peuvent couvrir la même superficie mais chacun se distinguera par un ensemble de caractéristiques particulières. Parmi elles, la plus déterminante est le nombre de satellites composant le système et la méthode utilisée pour les gérer. En effet, la couverture d’un satellite géostationnaire peut être atteinte par une constellation de satellites à plus basse altitude mais il faudra alors s’intéresser aux moyens de ce réseau homogène sur l’ensemble de la zone. Pour cela deux solutions existent soit les satellites communiquent entre eux soit un relais terrestre permet de les synchroniser. La couverture totale du globe est organisée en 3 régions dont : Atlantic Ocean Region (AOR) Pacific Ocean Region (POR) Indian Ocean Région (IOR) Il existe également plusieurs opérateurs de satellites géostationnaires à savoir Intelsat, Inmarsat, Eutelsat, Asiasat,… Intelsat a été créé en 1964 en tant que coopérative de moyens entre états associés (près de 150 états à ce jour) transformée en entreprise commerciale en 2001. Il devient le premier opérateur mondial de satellites sachant que plus de 200 opérateurs de services liés aux télécommunications sont ses clients. L’ASECNA est liée à Intelsat par un contrat de location de bandes de fréquence sur un de ses satellites KASSIM Ibrahima - 23 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo II-2 Les modes d’accès au satellite Les signaux délivrés à la station terrienne peuvent être transmis individuellement sur une porteuse radioélectrique ou bien multiplexés. Des méthodes d’accès au satellite permettent de gérer le trafic, les problèmes de surcharges et de collisions ainsi que le gaspillage de bande passante dans le cas des liaisons par satellite. Les ressources physiques dans toute communication sans fil sont le lien radio composé d’une bande passante limitée donc incapable de répondre à une demande toujours croissante. C’est pourquoi, des méthodes d’accès aux canaux de communication ont été définies pour partager ces canaux entre plusieurs utilisateurs et aussi pour utiliser le même medium physique pour les deux sens de communication ascendant (uplink) et descendant (downlink). Deux méthodes de duplexage sont connues pour séparer ces deux sens : Time Division Duplex (TDD) et Frequency Division Duplex (FDD). Ce sont des applications des techniques d’accès multiple existantes actuellement. L’accès multiple vise à exploiter au maximum les ressources limitées en bande passante pour admettre le plus grand nombre possible d’utilisateurs. Trois modes d’accès aux satellites sont adoptés jusqu’à présent : L’accès multiple à Répartition en Fréquence (AMRF ou FDMA), l’Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT ou TDMA) et l’accès multiple à répartition par code (AMRC ou CDMA). II-2.1 L’Accès Multiple à Répartition en Fréquence (AMRF) L’accès AMRF ou FDMA (Frequency Division Multiple Access) est le premier procédé employé mais il a tendance à disparaître. Il est particulièrement adapté aux transmissions analogiques. Son principe est, pour N stations dans le système de communication, de découper la bande passante du transpondeur du satellite en N sous-bandes (500 sous-bandes de fréquence par transpondeur). Chaque sous-bande est assignée à une station et lui permet d’émettre simultanément mais indépendamment des autres stations. Pour pouvoir mettre en place cette technique, chaque station possède un modulateur, un émetteur, N récepteurs et N démodulateurs. De plus, chaque satellite doit posséder la possibilité d’amplifier simultanément N porteuses. Si des stations n’émettent pas, il y a perte sèche de la bande passante qui leur est affectée. De plus il y a un asservissement constant des puissances d’émission, c’est à dire qu’une station qui a besoin d’une plus grande bande passante va être gênée par cette contrainte d’avoir des bandes passantes de taille fixe. Enfin, si de nouvelles stations se joignent au système, il est obligatoire d’assigner de nouvelles bandes de fréquences. KASSIM Ibrahima - 24 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure II-4 : Représentation schématique de l’accès FDMA II-2.2 L’Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT) La méthode AMRT ou TDMA (Time Division Multiple Access) est à l’heure actuelle la plus utilisée dans le domaine des transmissions par satellites. Son rendement est bien meilleur que celui de l’AMRF. De plus, si de nouvelles stations arrivent dans le système de communication, il est facile de découper de nouvelles tranches de temps. On peut distinguer deux types d’AMRT : l’AMRT statique, le plus simple, et l’AMRT dynamique. Figure II-5 : Représentation schématique de l’accès TDMA Le principe de l’AMRT statique est de découper le temps en plusieurs tranches qui vont être affectées aux stations terrestres. Dans ce cas toutes les stations émettent sur le canal KASSIM Ibrahima - 25 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo avec la même fréquence tout en utilisant la totalité de la bande passante, mais de façon successive. Au contraire de l’AMRF, les stations ne sont donc équipées que d’un récepteur démodulateur. Par ailleurs, cette technique nécessite le besoin d’une station de synchronisation temporelle ainsi que le besoin de synchroniser l’émission en début de tranches pour éviter les chevauchements de signaux. Pour cela, il y a entre chaque tranche de temps un intervalle réservé à cet effet. Chaque tranche de temps est composée d’un en-tête. Les premiers bits de cet en-tête sont utilisés pour l’acquisition des circuits de recouvrement de porteuse et de rythme du démodulateur. L’en-tête sert également à identifier la station émettrice. Plus les tranches de temps sont grandes, et moins l’en-tête prend de place par rapport aux données à transmettre, donc le taux d’utilisation du canal satellite. Par contre, si la station n’utilise pas sa tranche de temps pour émettre, il y a perte de la tranche : d’où l’apparition l’AMRT dynamique L’AMRT dynamique a été mis en place pour pouvoir donner la main aux stations qui en ont réellement besoin. En effet, dans l’AMRT statique, si une station n’émettait pas de données dans sa tranche de temps, la tranche était inutilisée. Le but de cette technique est donc d’allouer des tranches de temps aux stations qui en font la demande et selon leurs besoins. En revanche, cette allocation dynamique alourdit la gestion du système et augmente le temps de réponse, car il faut au minimum deux allers-retours avant que les stations terrestres obtiennent de la part de la station de gestion les tranches de temps correspondant à la demande II-2.3 L’Accès Multiple à Répartition par Code (AMRC) Le principe de l’AMRC ou CDMA (Code Division Multiple Access) est l’allocation de canal par durée et non par paquet, ceci en utilisant un code identifiant chacune des stations du système de communication. En effet, les stations peuvent alors utiliser la totalité de la bande passante, le code qui leur est affecté permet de dissocier les données qu’elles envoient de celles des autres stations. Pour illustrer cette méthode, prenons l’exemple d’une foule de personnes qui sont en conversation. Si nous écoutons de façon générale les conversations, il ne se dégage de la foule qu’un bruit incompréhensible. En revanche, si l’on se focalise sur une discussion entre deux personnes de la foule, il est possible de comprendre la conversation. Le principe de focaliser son attention sur une chose donnée correspond, dans le cas de l’AMRC, à l’affectation d’un code identifiant chaque station émettrice. En effet, toutes les stations vont émettre sur le même canal en même temps, avec la même fréquence, mais chacune de ces KASSIM Ibrahima - 26 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo stations pourra reconnaître les données qui lui sont destinées grâce au code d’identification approprié. Dans ce système, chaque temps bits (durée de transmission d’un bit) est décomposé en m intervalles de temps élémentaires, appelés chips. Un exemple simple pour illustrer la méthode AMRC, est le codage de la valeur binaire 1 par +1 et celui de la valeur binaire 0 par -1. Prenons l’exemple d’une station qui est identifié par son code 00011011. Pour transmettre un bit à 1, la station transmet la séquence de chips (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) et pour transmettre un bit à 0, elle transmet la séquence de chips (+1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1). Aucune autre station du système de communication ne peut utiliser ces deux séquences spécifiques à cette station. Figure II-6 : Représentation schématique de l’accès CDMA Nous pouvons constater que l’accès CDMA repose sur un système complexe car toute la difficulté est de pouvoir donner des codes suffisamment différents à chaque utilisateur pour qu’il n’y ait pas d’interférence. II-3 Organisation du réseau VSAT à Madagascar Le réseau VSAT à Madagascar est configuré selon une topologie en étoile. Il utilise un point central Hub placé à Ivato Antananarivo, et relié par les stations VSAT via le satellite INTELSAT 10-02. Un extrait des fréquences porteuses en émission (Tx) / réception (Rx) des stations VSAT de Madagascar (dans la bande C) est donné dans le tableau II-3. Pour des KASSIM Ibrahima - 27 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo raisons de confidentialité des informations au sein de l’ASECNA, il y a encore d’autres stations VSAT qui ne sont pas présentées dans ce tableau. Les fréquences des signaux en émission ou en réception sont converties par un convertisseur pour fournir des signaux exploitables en bande de fréquence intermédiaire (FI). Il existe deux bandes FI normalisées liées à la largeur des transpondeurs d’un satellite (pour une raison historique) : Bande 70 MHz 18 MHz, soit une largeur disponible de 36 MHz Bande 140 MHz 36 MHz, soit une largeur disponible de 72 MHz Les équipements radio d’une chaine sont choisis en fonction de la bande FI utilisée. Selon la capacité des stations, il faut parfois combiner les porteuses FI issues de plusieurs modems afin de transmettre l’ensemble du spectre FI dans un seul câble. Tableau II-3 : Extrait des fréquences porteuses en émission/réception des stations VSAT Hub vers VSAT (MHz) VSAT vers Hub (MHz) VSAT Tx Hub Rx VSAT FI Tx Tx VSAT Rx Hub FI Rx Mahajanga 5882.4104 3657.4105 149.5895 5883.1650 3658.1650 149.8350 Toamasina 5882.0440 3657.0440 149.9560 5882.8300 3657.8300 149.1700 Mananjary 6149.1107 3924.1107 122.8893 6149.1077 3924.1077 122.8923 II-3.1 Architecture VSAT à Madagascar La figure II-7 représente l’architecture VSAT aéronautique à Madagascar. On compte neuf stations VSAT au total dont une station centrale Hub à Ivato et huit stations régionales à savoir (du Nord vers le Sud) : Antsiranana, Antalaha, Mahajanga, Toamasina, Maintirano, Mananjary, Toliara Tolagnaro KASSIM Ibrahima - 28 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Ces stations VSAT régionales ne peuvent pas se communiquer directement entre elles mais toutes les communications doivent passer par la station centrale Hub à Ivato qui contrôle ainsi le réseau VSAT à Madagascar. Figure II-7 : Architecture VSAT à Madagascar II-3.2 Les modules de communication VSAT Les modules de communication par satellite VSAT d’un multiplexeur sont représentés sur la figure II-8 suivante : Figure II-8 : Baie du multiplexeur VSAT KASSIM Ibrahima - 29 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Les modules VSAT sont divisés en deux parties : La partie utilisatrice pour la communication entre pilote et contrôleur aérien et le système de messagerie automatique pour le transfert des données sur le réseau RSFTA. Les équipements utilisés dans une transmission des données aéronautiques sont : le commutateur de messages, le commutateur de paquets et le Switch Ethernet. Le commutateur de messages est un équipement destiné pour la commutation des messages. Il permet la gestion des messages aéroportuaires (asynchrones, synchrones, IP) selon les normes OACI. Rappelons que la commutation de messages est le processus d’acheminement de messages dans un réseau de télécommunication. Les messages qui arrivent dans le nœud de commutation sont traités selon l’ordre d’arrivée : file FIFO (First In First Out). S’il y a trop de trafic, il y a attente dans la file. Donc, le temps de traversée du réseau n’est pas constant et dépend des temps d’attente qui est fonction du trafic. La technique utilisée est le « store and forward » ou mise en mémoire et retransmission des messages. II-3.3 Le système de messagerie automatique AMS 1500 Le système de messagerie automatique AMS 1500 (Automatic Message System) représenté sur la figure II-9, sis au site central de données Ivato et proposé par la société française Sagem, gère essentiellement le réseau RSFTA (Réseau de Service Fixe des Télécommunications Aéronautiques) selon les normes OACI. Il assure la commutation des messages aéronautiques (asynchrones, synchrones, IP) d’un correspondant à l’autre. Il est constitué de trois ensembles : commutation et interfaces, exploitation, et utilisateurs. Deux ordinateurs (écran, clavier et unité centrale) appelés AMS1 et AMS2 jouent le rôle de serveur. Ils sont configurés en Maitre/Esclave ou Normal/Secours afin que le système fonctionne 24h sur 24h en cas de défaillance ou maintenance de l’un des serveurs. Les deux serveurs tournent sur le système d’exploitation Unix. Ils sont constitués des interfaces selon différents types de protocoles de communications : pour l’interface X25, ces serveurs sont caractérisés par deux cartes Eicon X25 qui gèrent les voies au protocole X25, pour l’interface V24, une carte V24 gère les voies du protocole V24, pour l’interface réseau, chaque serveur est caractérisé par une carte réseau Ethernet qui gère les abonnés au protocole TCP/IP over Ethernet à travers un Switch. Les adresses IP de ces abonnés sont de classe A (Ivato : 10.61.141.0 ; Mahajanga : 10.61.142.0 ; Toamasina : 10.61.143.0, etc.) KASSIM Ibrahima - 30 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure II-9 : Le système de messagerie automatique AMS 1500 L’exploitation du système est assurée par quatre PC, chacun dénommé respectivement exploit 1, exploit 2, exploit 3 et exploit 4, fonctionnant sous Windows NT. Ces PC sont reliés entre eux de même qu’avec chaque serveur et équipés d’une interface réseau Ethernet assurée par un Switch. Deux de ces PC (exploit 1 et exploit 2) sont prévus pour gérer les tables d’exploitation et l’archivage. Pour ce faire, on utilise les disques amovibles qui sont installés dans les deux PC. L’un pouvant recevoir en secours en cas de panne de l’autre. Ces disques sont au nombre de deux et assurent la duplication. Ces deux KASSIM Ibrahima - 31 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo PC servent donc de base de données. Le poste de retraitement des messages est réalisé par l’exploit 3. Un exemple de retraitement est la correction d’un message erroné ou rejeté. L’exploit 4 assure l’acheminement des informations météorologiques. La figure II-10 suivante montre l’architecture du réseau RSFTA via le système AMS 1500 fonctionnant avec le réseau VSAT de l’ASECNA. Figure II-10 : Architecture du réseau RSFTA via le système AMS 1500 II-4 Les équipements d’une station VSAT Les stations VSAT ou stations terriennes peuvent être de diverses échelles. Les grandes stations dont les antennes paraboliques peuvent avoir jusqu’à 30 m de diamètre, permettent de collecter les communications d’une zone à un niveau international. Elles sont réservées aux grands opérateurs. Et les petites stations plus légères, les VSAT, qui sont dotés d’antennes paraboliques de diamètre plus petit de l’ordre d’un mètre. A part de l’antenne parabolique qui est le premier élément constitutif d’une station VSAT, il y a aussi plusieurs équipements formant les circuits émetteur/récepteur d’une station VSAT. L’ensemble de ces équipements est représenté sur la figure II-11. Sur cette figure, on distingue le réseau Ethernet entre le PC serveur et les PC clients, le lien série entre le modem satellite et le PC serveur, la liaison IP pour se connecter sur le Hub IP. KASSIM Ibrahima - 32 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure II-11 : Schéma d’ensemble des équipements VSAT II-4.1 Module RFU (Radio Frequency Unit) Le module RFU permet d’amplifier le signal provenant du modem avant de l’envoyer vers le satellite. Certains paramètres sont configurables. C’est un équipement conçu pour des stations terriennes de petite capacité. Il est composé de trois unités : Convertisseur assurant la transposition de fréquence en émission et en réception. SSPA (Solid State Power Amplifier) constituant l’amplificateur d’émission RF LNB (Low Noise Block) constituant l’amplificateur faible bruit de réception. La sortie du LNB se faisant en bande C. Fonction émission : Bloc Up-converter FI vers RF (70 ou 140 MHz en bande C) Bloc amplificateur de puissance RF (modèles 5W, 10W, 20W) Fonction réception : Amplification faible bruit dans le LNB Bloc Down-converter RF vers FI (4GHz vers 70 ou 140 MHz) avec amplification KASSIM Ibrahima - 33 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure II-12 : Différents types de LNB En réception satellite, le signal recueilli par l’antenne parabolique est trop faible pour pouvoir exploiter directement ; il faut amplifier, c’est l’un de rôle du LNB nommé également tête. Avant le LNB se trouve l’IBUC (Intelligent Block Up Converter) qui permet d’amplifier en bande L le signal provenant du modem avant de l’envoyer vers le satellite d’après la figure II-13 suivante : b) IBCU monté sur l’antenne a) IBCU isolés Figure II-13 : Module IBCU II-4.2 Modem satellite et multiplexeur Memotec Le modem satellite permet d’assurer le lien satellite entre 2 stations VSAT. Il est associé à un démodulateur et un IDU (Indoor Unit). Certains paramètres sont configurables. KASSIM Ibrahima - 34 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure II-14 : Modem satellite Le démodulateur, aussi appelé récepteur, peut recevoir un signal modulé en haute fréquence et le transformer en information basses fréquences. En réception satellite, il permet l’obtention des signaux audio, vidéo et données véhiculés par une onde porteuse, afin de les restituer via les circuits du téléviseur, d’un ordinateur. Il transforme les fréquences en tension et traite l’information de façon à ce qu’elle soit lue par un ordinateur. L’IDU est relié à l’ODU (Outdoor Unit) par un simple câble (distance maximale d’éloignement environ 60m). Le rôle de l’ODU est de transformer le signal reçu à partir de l’antenne parabolique afin qu’il soit exploitable pour un ordinateur. De même le terminal numérique va « traduire » le signal en provenance de l’ordinateur pour qu’il puisse être relayé par l’antenne parabolique. Le Modem satellite est relié au multiplexeur Memotec servant à multiplexer les données IP, VHF, RSFTA, METEO et téléphonique. Il n’est pas configurable. Figure II-15 : Multiplexeur Memotec II-4.3 Emetteur VHF L’émetteur VHF (figure II-16) est nécessaire pour la communication aéronautique entre pilote et contrôleur aérien en passant par le réseau VSAT. L’ASECNA utilise des équipements VHF fabriqué par le constructeur Telerad. Caractéristiques générales : Modes A3E, MODE2, MODE3 & possibilité de MODE4 Bande de fréquence : 118-136.975 MHz KASSIM Ibrahima - 35 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Stabilité de fréquence : < 1ppm Espacement des canaux : A3E : 25 kHz & 8.33 kHz Autres modes : 25 kHz Alimentation : 24V DC & 120-240V AC Consommation : 2,2A AC, 10A DC en émission Ports série pour le contrôle Local (RS232) & Distant (RS485) et pour la transmission de données (RS485). Commandes logicielles en Local / Distant pour la maintenance, la programmation des paramètres de configuration et de fonctionnement, les mesures. Fonctionnement avec décalage de fréquence (climax) Puissance de sortie : 50, 25 & 10 W Rapport cyclique : 100% Fonctionnement jusqu’à ROS de 2 sans réduction de puissance protections Figure II-16 : Emetteur VHF Mode A3E : Modulation : >= 85% Distorsion : < 3% Sensibilité niveau ligne BF : -30 à 0 dBm Variation : < 0,5 dB pour 30dB de variation sur l’entrée BF. KASSIM Ibrahima - 36 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Bande passante BF : A3E canaux espacés de 25kHz : >> -3dB à 300-3400Hz, < -40dB à 5000Hz A3E canaux espacés de 8,33kHz : >> -3dB à 300-2500Hz, < -40dB à 3200Hz Pureté spectrale : Harmoniques : < -36 dBm (-83dBc) Parasites : < -54 dBm (-101dBc) Bruit à 1% de F0 : -150 dBc/Hz ACP : Mode A3E dans des canaux à 25kHz & 8,33kHz : < -70dBc II-4.4 Récepteur VHF Le récepteur VHF (figure II-17) doit être compatible avec l’émetteur VHF pour permettre une communication sûre et simultanée entre pilote et contrôleur. C’est aussi donc un équipement fabriqué par le constructeur Telerad. Figure II-17 : Récepteur VHF Caractéristiques générales : Modes A3E, ACARS, MODE2, MODE3 & MODE4 Bande de fréquence : 118-136.975 MHz Stabilité de fréquence : < 1ppm Espacement des canaux : A3E : 25 kHz & 8.33 kHz, autres modes : 25 kHz Alimentation : 24V DC & 120-240V AC Consommation : 180mA sur alimentation 230V AC, 500mA sur alimentation 24V DC KASSIM Ibrahima - 37 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Ports séries pour le contrôle Local (RS232), Distant (RS485) et pour la transmission de Données (RS485). Commandes logicielles en Local / Distant pour la maintenance, la programmation des paramètres de configuration et de fonctionnement, les mesures. Bref, ce deuxième chapitre nous a permis de comprendre le principe de fonctionnement ainsi que les éléments constitutifs des stations VSAT aéronautiques. La communication par satellite, utilisé comme étant un relais hertzien, est indispensable pour couvrir la totalité de l’espace aérien de Madagascar et assurer ainsi la transmission de données sur le réseau RSFTA et la communication VHF entre pilote et contrôleur aérien. Dans le but d’améliorer le fonctionnement de la station centrale (Hub) d’Ivato Antananarivo, l’ASECNA a décidé d’implanter une autre station VSAT secondaire. Le chapitre suivant sera alors dédié à l’implémentation de cette nouvelle station. KASSIM Ibrahima - 38 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Chapitre III : Implémentation d’une nouvelle station VSAT secondaire à l’aéroport d’Ivato Antananarivo KASSIM Ibrahima - 39 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Toute entreprise ou organisation cherche à gagner en compétitivité et a besoin d’améliorer ses activités et ses processus de fonctionnement et de production. L’ASECNA a fait aussi de son mieux pour améliorer son réseau VSAT en implantant une station nouvelle VSAT secondaire pour renforcer la station Hub centrale à Ivato. Ce troisième chapitre est alors consacré à l’implantation de cette station VSAT. III-1 Cadre et contexte de l’implantation III-1.1 Renforcement de la station Hub d’Ivato Le système VSAT est une solution très performante car il permet la création de très large réseau d’entreprise, fiable, disponible et évolutif (apporter des améliorations). La station VSAT d’Ivato est constituée d’une station centrale primaire (Hub) et de quelques stations secondaires se trouvant aux alentours de la station centrale (Figure III-1). Les stations secondaires sont en communication avec la station centrale, c’est-à-dire que toutes les VSAT se communiquent directement entre elles et le Hub se contente de la gestion et du contrôle du réseau VSAT à Madagascar. Stations secondaires Station centrale Figure III-1 : Structure de la station Hub d’Ivato Les stations secondaires ont pour but de la réception très rapide des informations venant du satellite. Le VSAT est un système qui repose sur le principe d’un site principal central et d’une multitude de sites distants secondaires. Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de ressource au réseau dans la mesure où tout est géré par le Hub, les sites distants ne prennent aucune décision au réseau ce qui permet de réaliser des matériels relativement petits et surtout peux couteux. Ainsi, l’ASECNA a décidé d’implanter une nouvelle station VSAT dans le but d’améliorer le fonctionnement de son réseau VSAT. KASSIM Ibrahima - 40 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-1.2 Choix de l’emplacement du nouveau site Avant l’installation, un choix judicieux de l’emplacement de la station VSAT à installer est nécessaire. Pour des raisons de confidentialité de certaines informations au niveau de l’ASECNA, nous ne pouvons pas détailler ici toutes les informations relatives à l’installation d’un nouveau site VSAT mais nous devons nous contenter de décrire brièvement les essentiels des travaux de techniciens supérieurs liés à ce sujet. Pour choisir le bon emplacement du site, on doit tenir compte des aspects suivants : Absence des hauts bâtiments ou d’arbres qui peuvent bloquer la trajectoire du signal. Absence d’interférence en utilisant un analyseur de spectre. Existence de l’alimentation AC pendant l’installation. Existence d’une ligne de vue directe sur le satellite désigné. Acquisition de la longitude et de latitude en utilisant un GPS Existence d’un réseau LAN près de l’IDU Estimer la longueur maximale du câble L’accès libre au toit des bâtiments est nécessaire Si pénétrer le toit est permis, on fixe l’antenne avec des grands verrous et on applique la silicone pour la protection contre la pluie (étanchéité). Dans le cas où la pénétration du toit n’est pas possible, un montage non-pénétrant devrait être utilisé. III-1.3 Matériels nécessaires pour l’installation Le système VSAT comprend principalement les matériels suivants : L’Outdoor Unit assembly L’Indoor Unit assembly L’Outdoor Unit (ODU) comprend : Une antenne de 1,2 m de diamètre qui opère dans la bande Ku. Il s’agit d’une nouvelle série d’antenne conçue pour fournir une solution de grande fiabilité et longue durée de vie afin de répondre aux applications VSAT. Les améliorations ont portés de la structure et sur les tolérances de fabrication du réflecteur. Cette antenne répond aux spécifications de performance des plus grands fournisseurs de service par satellite (notamment INTELSAT). Un LNB (Low Noise Block) en bande L standard pour le signal de réception. Le LNB convertit le signal reçu en bande Ku du satellite dans un signal en bande L. Un Transmetteur pour la transmission du signal. Le transmetteur convertit le signal en bande L transmis par le VSAT dans un signal en bande Ku. KASSIM Ibrahima - 41 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo L’OMT (Transducteur Orthomode) qui sépare le signal transmis du signal reçu, prenant avantage de leur polarisation et fréquence différente. Des câbles IFL (Inter Facility Link) connectant les équipements intérieurs aux équipements extérieurs. Le câble IFL transporte les signaux inbound et outbound et les 24V DC pour le LNB. L’Indoor Unit (IDU) comprend les éléments suivants : Le modulateur Le Démodulateur Deux ports séries et un port Ethernet Par ailleurs, l’IDU est conçu pour une installation en intérieur. Il peut être placé sur un banc ou sur une étagère dans un casier. L’IDU inclut un ventilateur et pour autoriser l’écoulement d’air adéquat et garantir une exploitation sans danger du matériel VSAT, il faut s’assurer que : Le panneau arrière de l’IDU n’est pas couvert L’IDU n’est pas placé dans une clôture non ventilée Laisser au moins 10 cm d’espace le long des côtés de l’IDU pour la ventilation. Le maximum la température ambiante est de 50 °C L’IDU est placé là où il peut être atteint facilement par un technicien pendant l’entretien et loin du champ électromagnétique perturbateur émis par des autres appareils. III-2 Montage de l’antenne VSAT L’installation typique d’une antenne VSAT est représentée sur la figure suivante : Figure III-2 : Schéma synoptique de l’installation standard du VSAT KASSIM Ibrahima - 42 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-2.1 Assemblage de l’ODU On installe la casquette AZ/EL sur le mât en insérant les quatre verrous dans les trous du réflecteur, puis on serre les boulons. Après avoir mis l’antenne à l’azimut et l’élévation approximatifs, on attache l’ODU à l’antenne et on attache le LNB et le transmetteur à l’OMT (Transducteur orthomode) après avoir placé la bague « O » Ring sur sa rainure correspondante (Figure III-3). On vérifie ensuite que la polarisation du guide d’onde est correcte des deux côtés du LNB et du transmetteur (Figure III-4). La polarisation correcte est mise en tournant l’électronique de l’ODU à la place appropriée. Le VSAT est conçu pour recevoir et transmettre en polarisation opposée. Figure III-3 : Assemblage du LNB et du Transmetteur Figure III-4 : Guide de polarisation On serre les quatre vises et on monte les bras sur l’antenne. Le bras inferieur est la plus court. Ensuite on monte le bloc du feed sur le bras de l’antenne et on serre le matériel aux différents bras de l’antenne, afin d’éviter tout mouvement. Nous avons placé l’ODU sur le bras du support de l’antenne en serrant les vis. Et finalement on connecte les deux câbles coaxiaux à la sortie LNB et à l’entrée du transmetteur. KASSIM Ibrahima - 43 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-2.2 Pointage de l’antenne Le mât de l’antenne est fixé sur le béton armé coulé au sol. L’antenne est posée sur le mât et fixée sur son azimut, repéré à l’aide d’une boussole. Le pointage de l’antenne consiste à déterminer l’angle d’élévation et l’angle d’azimut le plus approprié à l’emplacement de l’antenne pour une meilleure qualité de la communication satellite. Figure III-5 : Réglage de l’élévation et azimut de l’antenne Figure III-6 : Analyseur de spectre Pour trouver les bonnes valeurs de l’élévation et de l’azimut, nous avons relié le LNB à un analyseur de spectre (Figure III-6) au moyen de câble coaxial. Puisque le LNB reçoit une tension DC par câble coaxial, il n’est pas possible de connecter l’analyseur de spectre KASSIM Ibrahima - 44 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo directement sur le LNB. On l’a connecté à la sortie du moniteur du récepteur, et il faut être prudent de ne pas alimenter l'analyseur de spectre avec un courant DC car dans la plupart de cas ça peut l’endommager immédiatement. Avant de commencer à rayonner de la puissance vers le satellite, on vérifie les informations prescrites dans le document de configuration de la radio qui est fourni par les services des satellites et nous avons contacté le centre du contrôle du satellite au moins 24h avant le line up de l’antenne pour programmer notre action. On informe aussi le centre de contrôle du satellite au sujet des détails emplacement spécifique comme nom du client et le code du site en confirmant les fréquences de transmission et de la réception. Une fois l’analyseur de spectre mis sous tension, il faut laisser au système radio de se réchauffer au moins 15 minutes avant toute transmission ; Puis nous avons procédé à l’insertion de données de transpondeur : fréquence, polarisation…. Une fois que ces éléments sont réunis, on a commencé l’opération de recherche du signal ou de la connexion au satellite. Cela consiste à pivoter l’antenne de l’Est vers l’Ouest ou vice-versa afin de se connecter. On utilise aussi un inclinomètre pour fixer la bonne élévation en le plaçant sur le cadre métallique à l’arrière de l’antenne, et on ajuste l’élévation jusqu’à ce que l’inclinomètre indique la valeur correcte qui est de 22.62° pour le site considéré. On bouge l’antenne lentement (pas plus de deux degrés par seconde) de gauche à droite, puis on déplace l’antenne en regardant l’analyseur du spectre. Apres avoir trouvé le satellite un tas de signaux est apparu sur l’analyseur du spectre et on l’a programmé à un span très étroit sachant qu’on a vu que la porteuse du pilote n’est pas stable. On cherche le maximum de pilote et le rapport signal sur bruit C/N devrait être meilleur que 20dB et ensuite on fixe l’azimut et l’élévation. Pour trouver un minimum pour le niveau de pilote on ajuste le polariseur (place du feed) seulement, et on trouve deux encoches dans la plupart de cas en choisissant celui qui donne les meilleurs résultats (la différence entre minimum et maximum doit être au moins 35 dB). Puis on marque cette place sur le don et on déplace le feed de 90° exactement et si la polarisation du down Link est donnée dans l’ARC est à l’opposé de la polarisation du pilote alors le polarizer est dans sa place correcte (90° de balancement). III-2.3 Ajustement de la polarisation horizontale On essaie d’optimiser la communication en tournant le feeder lentement de gauche à droite et on serre le feeder. Ceci doit être fait prudemment (un tour de vis à la fois, seulement un tour jusqu’à toutes les vis soient en place). KASSIM Ibrahima - 45 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure III-7 : Ajustement de la polarisation horizontale On met l’antenne à l’azimut et l’élévation approximatifs. L’azimut et l’élévation exacts sont calculés à partir de la latitude et longitude prises par le GPS. Notons que l’antenne spécifique Channel master a une 17° d’offset. Ainsi, on ajoute 17° à l’angle de l’élévation calculé et on connecte le spectromètre au câble de réception IFL. On a utilisé le mécanisme d’ajustement de l’antenne jusqu’à ce que l’inclinomètre indique l’élévation calculée puis on déplace l’azimut de l’antenne et l’élévation jusqu’à ce que les porteuses soient affichées sur le spectromètre. Et finalement on a tourné lentement l’antenne pour avoir l’amplitude de la porteuse avec la plus grande valeur possible. Une fois cette valeur optimale est trouvée, on fixe tous les matériels de l’antenne. La dernière étape de l’ajustement est la procédure Peak and Pole consistant à se connecter avec le centre des opérations du satellite en insistant sur l’alignement correct de l’antenne et le polarizer pour s’assurer que l’antenne ne perturbe pas les satellites adjacents ou les autres sites connectés sur le même satellite. III-2.4 Connectivité des câbles Pour connecter l’ODU à l’IDU on a utilisé deux câbles coaxiaux IFL en connectant un câble IFL du transmetteur au port RF OUT de l’IDU et aussi le deuxième câble IFL au port RF IN de l’IDU. La longueur du câble ne devrait pas dépasser les 30 mètres pour un câble de type RG 6. Nous avons utilisé RG 11 type câble coaxial pour les plus longues distances en assurant que tous les câbles sont connectés aux bornes correctes et sont serrés fermement. On a laissé un surplus de câble à l’antenne et on l’a enroulé autour du mât en assurant que les connecteurs en plein air sont protégés de l’eau. KASSIM Ibrahima - 46 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Pour connecter les câbles on a utilisé des connecteurs pour pouvoir les insérer sur chaque port correspondant. Par contre celle de l’alimentation on l’insère sans utiliser un connecteur. Ces quatre types de câbles servent à se connecter au BCU (Block Up converter), au LNB, à l’alimentation et à l’Ethernet pour l’internet. Figure III-8 : Connectivité des câbles III-3 Configuration du nouveau site III-3.1 Configuration de la connexion entre le PC et le Modem satellite Tout d’abord on met en place deux liaisons avec deux câbles Ethernet entre le PC et Modem (Figure III-9). Un câble droit (jaune) entre le port console du Modem et le port série du PC via un connecteur DB9 – RJ45 Ethernet. Un câble de préférence croisé, mais un câble droit peut aussi fonctionner (bleu), entre le port LAN A du Modem et le port Ethernet du PC. Figure III-9 : Liaisons entre le PC et le Modem KASSIM Ibrahima - 47 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Puis on lance l’application Hyperterminal afin de déterminer l’adresse IP du modem. On clique sur le menu démarrer > Tous les programmes > Accessoires > Communication > HyperTermina d’après la figure III-10 suivante : Figure III-10 : Lancement de l’application Hyperterminal Puis il est nécessaire de choisir le nom et l’icône pour la connexion d’après la figure III-11 suivante : Figure III-11 : Choix du nom et de l’icone pour la connexion On choisit ensuite le port « COM 1 » qui est le port habituel pour la passerelle vers le port série du PC d’après la figure III-12. KASSIM Ibrahima - 48 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure III-12 : Choix du port de communication Et on choisit les paramètres du port utilisé ou on clique sur « Restore Defaults » pour configurer automatiquement les paramètres de la connexion du port série avec les valeurs par défaut (Figure III-13). Figure III-13 : Choix des paramètres du port utilisé A ce moment-là on allume le modem, ou s’il était déjà en marche on coupe l’alimentation et on le rallume. Si le modem ne se lance pas sa procédure de démarrage on change le « Bits per second » avec 4800 Bps puis on redémarre le modem. KASSIM Ibrahima - 49 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-3.2 Identification sur une session HyperTerminal Une fois la procédure de connexion finie, le modem nous invite à nous identifier. Le login et le mot de passe varie selon le type de session HyperTerminal d’après le tableau III suivant : Tableau III : Identification selon le type de session HyperTerminal Session/Identification Login Password Session HyperTerminal root iDirect Session Telnet (utilisateur) user iDirect admin P@55w0rd! user iDirect Session Telnet (administrateur) Session iSite Si on ne peut pas loger, il est possible que le mot de passe (password) soit été modifié. Dans ce cas et seulement dans ce cas précis, on fait la réinitialisation du mot de passe et on saisit la commande suivante : Reboot Pendant le reboot (redémarrage), le système invite à taper la barre d’espace pour arrêter la procédure en cas de besoin d’après la figure III-14 suivante : Figure III-14 : Redémarrage du système en cas de besoin On saisit ensuite les deux commandes suivantes (permettant de lancer linux) : fis load Linux exec -c "root=/dev/mtdblock2 console=ttyS1, 9600 single" KASSIM Ibrahima - 50 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Le symbole /# apparait et représente un login sans password et on saisit la commande suivante : Passwd On tape un nouveau password (iDirect par défaut) et on appuie sur « Enter ». Encore on tape de nouveau le password (Figure III-15). On tape la commande « Login » pour entrer l’utilisateur et mot de passe (root et iDirect par défaut) Figure III-15 : Réinitialisation ou modification du mot de passe III-3.3 Paramètres de configuration de l’IDU La configuration de l’IDU est exécutée via un terminal VT 100 ou un PC qui émule l’opération d’un VT 100 qui utilise un câble de configuration comme pour le cas de la figure III-13. On se connecte au modem et on choisit les paramètres de la communication d’après la configuration du VT 100 comme suit : Bits per second : 9600 Data bits : 8 Parity : None Stop bits : 1 Flow control : None KASSIM Ibrahima - 51 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-4 Etablissement d’une connectivité IP avec le Modem III-4.1 Première vérification de la connexion IP Le lancement de la commande « ping » permet de vérifier la validité de l’adresse IP du modem (192.168.0.1). Pour cela, on va dans le menu Démarrer > Exécuter. On entre dans la fenêtre la commande ping 192.168.0.1 –t puis on clique sur le bouton « Ok » Figure III-16 : Exécution de la commande « ping » Après avoir exécuté la commande « ping », la réponse représentée sur la figure III-17 montre que le délai d’attente de la demande est dépassé, c'est-à-dire qu’il n’est pas possible de se connecter avec le Modem. Figure III-17 : Première réponse de la commande « ping » KASSIM Ibrahima - 52 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo III-4.2 Résolution du problème de connexion Afin de résoudre le problème de connexion précédent, on laisse la fenêtre « ping » de la figure III-17 tourner en tâche de fond. On va dans : Panneau de configuration > Connexions réseau et on désactive toute les interfaces réseaux du PC (wifi, 1345, …) sauf celle du port Ethernet RJ45 ou icone « Connexion au réseau local » Figure III-18 : Désactivation des interfaces réseaux du PC Nous repérons l’icône « Connexion au réseau local », représenté sur la figure III-19, qui doit être le seul icone activé dans la fenêtre « Connexions réseau ». Figure III-19 : Icône « Connexion au réseau local » Et on clique droit sur cet icon « Connexion au réseau local » > Propriétés, onglet Général > dans le menu déroulant > cliquer sur « Protocole Internet (TCP/IP) et on remplit les champs représentés sur la figure III-20. Puis dans la fenêtre Hyperterminal, entré scrupuleusement et successivement les commandes suivantes ligne par ligne : Ipconfig ixp0 192.168.0.1 netmask 255.255.255.0 Ipconfig ixp1 192.168.0.3 netmask 255.255.255.0 KASSIM Ibrahima - 53 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure III-20 : Choix des adresses IP pour la connexion avec le Modem On peut à chaque étape vérifier les adresses IP par la commande « ipconfig » puis faire ceci si le ping 192.168.0.1 ne répond pas. Dans Panneau de configuration > Connexions réseau on clique droit sur l’icône « Connexion au réseau local » puis faire « Réparer » : Figure III-21 : Réparation de la connexion avec le Modem III-4.3 Dernière vérification de la connexion IP Après avoir réparé la connexion avec le modem, dans la fenêtre « Ping » il devrait y avoir une réponse de l’adresse 192.168.0.1 comme l’indique la figure III-22 suivante : KASSIM Ibrahima - 54 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Figure III-22 : Réponse de la commande « ping » après réparation Cette figure III-22 montre qu’il est possible d’établir la connexion avec le Modem satellite. Autrement dit, l’implantation du nouveau site VSAT a été achevée avec succès. KASSIM Ibrahima - 55 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Conclusion Ce travail de mémoire met l’accent sur les activités effectuées, les équipements utilisés et les actions entreprises par l’ASECNA pour garantir la sécurité de la navigation aérienne dans l’espace aérien sous sa responsabilité. Le domaine de la sécurité de la navigation aérienne étant en perpétuelle évolution, le besoin de transmettre les informations en temps réel oblige l'ASECNA à faire appel aux technologies satellitaires pour remplir sa mission. Le thème que nous avons traité durant notre stage consiste à améliorer le système de communication VSAT en installant une nouvelle station à Ivato. En effet, nous avons produit ce document décrivant les stations VSAT aéronautiques avec leurs principes de fonctionnement et éléments constitutifs assurant la couverture du réseau VSAT/VHF de l’ASECNA à Madagascar. Il décrit en clair les spécificités de la liaison dans une architecture propre à l'agence. Il fournit en outre, les paramètres de configuration pour l'exploitation et les éléments pour la supervision et la maintenance des équipements. Par ailleurs, le développement de la technologie VSAT surtout pour l'extension de la couverture radioélectrique VHF, montre que l'agence concrétise avec succès, sa capacité à maitriser l'espace aérien sous sa responsabilité en faisant confiance aux télécommunications par satellite. De ce fait, les systèmes de télécommunications par satellite demeurent promis à un bel avenir, ils constituent actuellement une solution efficace pour permettre les communications directes entre les contrôleurs aériens et les pilotes. Pour notre apport personnel, cette étude nous a permis d'acquérir de nouvelles connaissances, notamment la maîtrise de l’implémentation des équipements de radiocommunication par satellite. La technologie VSAT est apparue il y a une vingtaine d'années. Le système a été amélioré au cours du temps et sa démocratisation a permis de faire baisser les prix des matériels. Aujourd'hui, certains opérateurs et fournisseurs d'accès on fait l'acquisition de Hubs et louent des accès pour que des entreprises qui n'ont pas les moyens possèdent leur propre Hub. Ceci permet à des petites entreprises d'interconnecter plusieurs points pour un coût équivalent à un système filaire. Bref, ce travail a été bénéfique pour notre formation. Les pratiques sur terrain nous ont permis d’avoir une connaissance claire du milieu. C’est aussi une opportunité d’élargir nos connaissances et de faire d’autres relations dans d’autres secteurs. Nous pouvons conclure que ce travail d’études a été pour nous un grand succès, car nous avons effectué un stage qui nous a aidé à connaitre les infrastructures de la télécommunication aéronautique. KASSIM Ibrahima - 56 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Références Documents écrits [1] LECOY Pierre, Technologies des télécoms, Paris, HERMES sciences publications, 1999, 365 pages. [2] SERVIN Claude, Réseaux et Télécoms, Paris, Dunod, 2003, 811 pages [3] MACABIAU Christophe, Télécommunications par satellite, Paris, ENAC, 1995. [4] LONGUESPEH & NEVEUA, Dossier technique: Télécommunications par satellite, Eudillille, 2001, 24pages. [5] Fleury S, GIRODJ & WTANABER, Les satellites et les technologies VSAT, Université de Marne-la-Vallée, 1997, 20pages. [6] CORIS, Antennes avancées, INEOSat Dakar, 1998 [7] ASECNA, Stations VHF avancées, EAMAC Niamey, 1999 [8] Du Puy de Goyne T., Plays Y., Lepourry P., J. Besse J., Initiation à l’aéronautique, Edition Cepadues, 2001 [9] CORIS, Stage VSAT-VHFAAV-1, 1998 [10] RAKOTOARIMANANA Nirison, Navigation aérienne, cours à l’ISGEI, 2015-2016 et 2017-2018. [11] J.-L.Sicre, Formation pilote; Navigation et pratique de la radionavigation, 2ème édition Général Aviation; 111 rue Nicolas-Vauquelin, 31100 Toulouse, 2011 Pages web [12] https://www.asecna.aero/index.php/fr/2014-03-31-16-47-51/2014-03-31-16-5308/presentati-on-missions, Août 2018 [13] https://fr.wikipedia.org/wiki/Agence_pour_la_s%C3%A9curit%C3%A9_de_la_ navigation_a %C3%A9rienne_en_Afrique_et_%C3%A0_Madagascar, Août 2018 [14] http://www.securiteaerienne.com, Août 2018 [14] http://foudaloic.over-blog.com/article-les-equipements-de-telecommunication-vsat-fibreoptique-47861314.html, Septembre 2018 KASSIM Ibrahima - 57 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Annexe : L’Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique 1 Historique L'Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique (ISGEI), Etablissement d'Enseignement Supérieur Privé, sis à Ampandrana Ouest II.H 28 Antananarivo, institué en l'année 2000, a pris des mesures concernant les outils pédagogiques et l'amélioration de la qualité de l'apprentissage pour faire face au nouveau système éducatif malgache qu'est le LMD. Tout en profitant de sa mise en place, l'Institut traduit ses compétences en matière de « Traitement du Signal et des Images » aux différents niveaux de ce système. Il présente ainsi des parcours diversifiés focalisés sur : la manipulation des supports physiques de l'information et des outils associés, cycle de Licence : Licence d'Ingénierie en Signaux, Images et Systèmes Associés (LISISA) la compréhension de l'information elle-même et la maîtrise des systèmes temps réel, cycle de Master : Master Sciences et Techniques de l'Information et des Systèmes Temps Réel (MSTI-STR) Pour favoriser l'orientation progressive de l'étudiant vers les domaines d'applications dans ces parcours, l'Institut définit équitablement la charge totale de travail requise pour l'obtention d'une Unité d'Enseignement. L'information ou ses supports (signal, image, données, ...) y constituent des références permanentes des contenus et des activités visant à faire : Percevoir à l'étudiant sa réalité et ses usages dans de nombreux domaines, notamment scientifiques, Accéder à la connaissance des concepts et des modèles scientifiques qui sont au cœur des systèmes technologiques producteurs d'Information, de signaux ou d'images, En effet, le « Traitement du Signal et des Images » constitue aujourd'hui une discipline centrale dans les « Sciences et Technologies de l'Information ». C'est à la fois une discipline constituée, disposant de méthodes spécifiques, et aussi un point de passage, à l'interface de plusieurs autres disciplines. Il vise à développer des outils et méthodes d'extraction, puis d'interprétation de l'information contenue dans des données observables. Le « Traitement du Signal et des Images » s'attache plus spécifiquement au cas où les données d'intérêt (Signal, Images) présentent une structure forte, en particulier temporelle (signal audiofréquence), spatiale (image, réseau de capteurs), spatiotemporelle (séquence vidéo), mais également KASSIM Ibrahima - 58 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo multi-composantes (imagerie multi spectrale), ou multimodale (interaction homme-machine). Le « Traitement du Signal et des Images » s'appuie sur des connaissances externes issues des domaines d'application, notamment des modèles physiques de description des signaux, des capteurs ou de la perception humaine ainsi que sur des méthodes et outils génériques qui forment le cœur de la discipline scientifique. 2 Cycles de formation Pour être compétitif au sein du marché du travail aussi bien sur le plan de formation de techniciens, de renforcement de capacité de cadres, avec l'accord des différents ministères de tutelles, l'ISGEI a mis en place, conformément aux règles régissant le Système LMD les cycles de formation suivants : TSETI (Bacc+2) : Technicien Supérieur en Electronique Télé-Informatique, version améliorée de notre ancien DTS, constitué d'un parcours commun « Traitement du Signal, des Images et ses Applications » (TDSIA, S1, S2, S3) et d'un parcours partie « Electronique Téléinformatique » (TSETI, S4). LISISA (Bac +3) : Licence d'Ingénierie en Signaux, Images et Systèmes Associés, constitué d'un parcours commun « Traitement du Signal, des Images et ses Applications (TDSIA, S1, S2, S3) et deux parcours optionnels « Signaux, Images, Multimédia et Réseaux (SIMR, S4, S5, S6) et « Télémétrie, Détection, Surveillances et Navigation (TDSN, S4, S5, S6) MSTI-STR (Bacc+5) : Master « Sciences et Techniques de l'Information et des Systèmes Temps Réel », constitué de deux parcours optionnels conduisant aux spécialités « Signaux et Systèmes Temps Réel » et « Système d’Information, Multimédia et Réseaux ». Pour le Cycle de Licence, LISISA est essentiellement axé sur les supports physiques de l'information. Les signaux et images qui y sont étudiés sont : les signaux interpersonnels : la parole, les musiques, l'écriture, ... les signaux de télécommunications créés par des ingénieurs pour transporter une information par modulation, les signaux géophysiques : courbes d’évolution de température ou de pression, signaux acoustiques et d’ondes de vibration, des images environnementales (aériennes, satellitaires, …), KASSIM Ibrahima - 59 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo les signaux biologiques, les images médicales, les échographies, les électrocardiogrammes, les signaux cosmiques, les images stellaires, ... L'apprentissage dans LISISA s’intéresse à la fois aux mécanismes de production des signaux, des images ainsi qu'à leur manipulation. Il regroupe les méthodes analytiques et numériques qui permettent d'analyser et de synthétiser ces signaux. L'évolution rapide des techniques d'acquisition, d'exploitation, de transmission de ces signaux impliquent une évolution parallèle des connaissances des utilisateurs de ces matériels. Le grand public ne connaît généralement pas le terme de « Traitement du Signal » et pourtant tout le monde peut le pratiquer. Ses domaines d'applications sont très vastes : l’Audiovisuel, l'imagerie satellitaire (informations météorologiques, géologiques, climatiques, cartographiques), l'Imagerie Médicale, la Télécommunication, la Télémétrie, la Navigation Aérienne, la Géomatique, la Topographie, Surveillances et sécurités industrielles, ingénierie et autres. 3 Organigramme KASSIM Ibrahima - 60 - Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo Table des matières Remerciements Sommaire .................................................................................................................................... i Avant-propos .............................................................................................................................. ii Liste des figures ........................................................................................................................ iii Liste des tableaux ....................................................................................................................... v Liste des acronymes .................................................................................................................. vi Introduction ................................................................................................................................ 1 Chapitre I : L’ASECNA et ses équipements radioélectriques à l’aéroport d’Ivato Antananarivo .............................................................................................................................. 2 I-1 L’ASECNA en général ................................................................................................... 3 I-1.1 Historique et Etats membres .............................................................................................. 3 I-1.2 Missions et activités ........................................................................................................... 4 I-1.3 Organigramme de la direction générale ............................................................................. 6 I-2 L’ASECNA Madagascar et l’aéroport d’Ivato Antananarivo ........................................ 7 I-2.1 L’aéroport international d’Ivato Antananarivo .................................................................. 8 I-2.2 Structure organisationnelle de l’ASECNA Ivato ............................................................... 9 I-2.3 Le service MIRE .............................................................................................................. 10 I-3 Les équipements de radionavigation à Ivato ................................................................ 11 I-3.1 Le système d’atterrissage aux instruments ILS................................................................ 11 I-3.2 Le système d’indication de direction/distance VOR/DME.............................................. 12 I-4 Les équipements de surveillance et de radiocommunication à Ivato ........................... 14 I-4.1 Radar de surveillance aérienne ........................................................................................ 14 I-4.2 Système de radiocommunication HF et VHF .................................................................. 16 Chapitre II : Les stations VSAT aéronautiques ........................................................................ 18 II-1 La technologie VSAT.................................................................................................. 19 II-1.1 Topologies d’un réseau VSAT ....................................................................................... 19 II-1.2 Bandes de fréquences utilisées ....................................................................................... 21 II-1.3 Les satellites de télécommunication ............................................................................... 22 II-2 Les modes d’accès au satellite .................................................................................... 24 II-2.1 L’Accès Multiple à Répartition en Fréquence (AMRF) ................................................. 24 II-2.2 L’Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT) ............................................... 25 II-2.3 L’Accès Multiple à Répartition par Code (AMRC) ....................................................... 26 II-3 Organisation du réseau VSAT à Madagascar ............................................................. 27 KASSIM Ibrahima Implémentation d’une station VSAT à l’ASECNA Ivato Antananarivo II-3.1 Architecture VSAT à Madagascar .................................................................................. 28 II-3.2 Les modules de communication VSAT .......................................................................... 29 II-3.3 Le système de messagerie automatique AMS 1500 ....................................................... 30 II-4 Les équipements d’une station VSAT ......................................................................... 32 II-4.1 Module RFU (Radio Frequency Unit) ............................................................................ 33 II-4.2 Modem satellite et multiplexeur Memotec ..................................................................... 34 II-4.3 Emetteur VHF ................................................................................................................ 35 II-4.4 Récepteur VHF ............................................................................................................... 37 Chapitre III : Implantation d’une nouvelle station VSAT secondaire à l’ASECNA Ivato ...... 39 III-1 Cadre et contexte de l’implantation ........................................................................... 40 III-1.1 Renforcement de la station Hub d’Ivato........................................................................ 40 III-1.2 Choix de l’emplacement du nouveau site...................................................................... 41 III-1.3 Matériels nécessaires pour l’installation ....................................................................... 41 III-2 Montage de l’antenne VSAT ..................................................................................... 42 III-2.1 Assemblage de l’ODU .................................................................................................. 43 III-2.2 Pointage de l’antenne .................................................................................................... 44 III-2.3 Ajustement de la polarisation horizontale ..................................................................... 45 III-2.4 Connectivité des câbles ................................................................................................. 46 III-3 Configuration du nouveau site ................................................................................... 47 III-3.1 Configuration de la connexion entre le PC et le Modem satellite ................................. 47 III-3.2 Identification sur une session Hyperterminal ................................................................ 50 III-3.3 Paramètres de configuration de l’IDU .......................................................................... 51 III-4 Etablissement d’une connectivité IP avec le Modem ................................................ 52 III-4.1 Première vérification de la connexion IP ...................................................................... 52 III-4.2 Résolution du problème de connexion .......................................................................... 53 III-4.3 Dernière vérification de la connexion IP ....................................................................... 54 Conclusion ................................................................................................................................ 56 Références ................................................................................................................................ 57 Annexe : L’Institut Supérieur de Génie Electronique Informatique ........................................ 58 KASSIM Ibrahima