projet final

INSTALLATION ET MISE EN
SERVICE
F AISCE AU H E RT ZIE N
ALCATEL 9400UX
ZIMMER Baptiste
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Remerciements
Pour l’élaboration de ce dossier, je tient à
remercier mon formateur au sein d’Amec Spie, M. Jérôme
MERVELET mais aussi toutes les personnes avec qui j’ai
travaillé au quotidien.
Je remercie également l’ensemble des professeurs
du département R&T qui m’ont apportés une formation
efficace, utile au quotidien.
Et je remercie la CCI 54 pour m’avoir permis de
suivre cette formation.
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Table des matières
Introduction .................................................................................................................... 5
Partie 1 .......................................................................................... 6
I. Généralités................................................................................................................. 7
1.1 Principe................................................................................................................... 7
1.2 Mode de propagation.............................................................................................. 7
II. Signaux à transmettre et Multiplexage ................................................................. 7
2.1 Signaux numériques ............................................................................................... 7
2.2 Multiplexage des signaux numériques ................................................................... 8
2.3 Multiplexage PDH.................................................................................................. 9
III. Modulation ............................................................................................................. 9
3.1 Généralités.............................................................................................................. 9
3.2 Modulation QAM................................................................................................. 10
IV. Le spectre radioélectrique................................................................................... 12
4.1 Bandes de fréquence............................................................................................. 12
4.2 Plan de fréquence ................................................................................................. 12
V. Antenne................................................................................................................... 13
VI. Propagation .......................................................................................................... 14
6.1 Ellipsoïdes de Fresnel........................................................................................... 14
6.2 Propagation en espace libre.................................................................................. 14
6.3 Atténuation supplémentaire.................................................................................. 15
VII. Bilan de liaison ..................................................................................................... 16
7.1 Eléments rentrant dans le calcul du bilan de liaison ............................................ 16
7.2 Disponibilité ......................................................................................................... 17
7.3 Seuils .................................................................................................................... 17
Partie 2 ........................................................................................ 18
I. Présentation de l’équipement ................................................................................ 19
1.1 Famille Alcatel 9400 ............................................................................................ 19
1.2 Configuration ....................................................................................................... 19
1.3 Clé logicielle ........................................................................................................ 21
1.4 Fonctionnement .................................................................................................... 22
1.5 Alarmes, télésignalisation et télécommandes....................................................... 26
1.6 Bouclage............................................................................................................... 27
1.7 Visualisation et connectique IDU ........................................................................ 28
1.8 Dimension typiques d’installation........................................................................ 31
II. Installation .............................................................................................................. 32
2.1 Installation des aériens ......................................................................................... 32
2.2 Câblage de l’IDU ................................................................................................. 37
III . Logiciel de configuration et d’exploitation (Nectas)......................................... 39
3.1 Introduction .......................................................................................................... 40
3.2 Barre de menus..................................................................................................... 40
3.3 Ligne de synthèse globale .................................................................................... 42
3.4 Ouverture de session ............................................................................................ 42
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3.5 Liste des applications ........................................................................................... 43
3.6 Application « Paramètres d’installation » ............................................................ 44
3.7 Application « Paramètres Opérationnels ».......................................................... 46
3.8 Application « Alarmes, Etats et Télécommandes » ............................................. 51
3.9 Application « Paramètres de Transmission Radio » ............................................ 55
IV. Mise en service....................................................................................................... 56
4.1 Installation et mise en service site A.................................................................... 56
4.2 Installation et mise en service site B .................................................................... 56
Conclusion..................................................................................................................... 58
Bibliographie................................................................................................................. 59
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Introduction
Faisceau hertzien
Définition :
Dispositif permettant de transformer ( moduler ) un signal électrique à transmettre
afin qu’il puisse se propager dans l’air. L’ensemble de l’énergie propagée étant contenu dans
un faisceau très fin.
Selon les fréquences utilisées et la quantité d’information à transmettre, les distances
pourront être plus ou moins grandes.
Emetteur
Récepteur
Principe d’une liaison hertzien
Une liaison hertzienne permet de relier deux sites distants, c’est une alternative à un réseau
filaire, en effet l’avantage est de pouvoir créer son propre réseau. Un opérateur de téléphonie
mobile peut se développer grâce au faisceau hertzien. Il lui suffit de réserver des gammes de
fréquences pour pouvoir émettre.
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PARTIE 1 : ASPECT THEORIQUE
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I. Généralités
1.1 Principe
Les faisceaux Hertziens sont des supports de transmission point à point.
Les fréquences porteuses utilisent les ondes radio électriques, hyperfréquence de 2 à
40GHz(nous utiliseront des fréquences 13,18, 23 et 38 GHz dans ce dossier).
L’énergie des ondes est concentrée dans une direction donnée à l’aide d’une antenne assez
directive.
1.2 Mode de propagation
En espace libre, les ondes radioélectrique qui se propagent entre les antennes, doivent
être dégagées de tous obstacles, c’est une liaison à visibilité directe :
- les antennes sont installées sur des points hauts, tours ou pylônes.
- Les liaisons sont effectuées en un ou plusieurs bonds.
D’autres modes de transmissions sont possibles(transhorizon, par exemple), mais ne sont
qu’appliqués que part l’armée.
II. Signaux à transmettre, et Multiplexage
2.1 Signaux numériques
La plupart des signaux à transmettre sont des signaux analogiques : sons, voix
humaine, images …
Ces signaux sont donc numérisés avant d’être transmis.
Ordres de grandeurs des débits nécessaires :
- voix humaine(300 – 3400 Hz) codée à 64kbit/s
- données codées de 300 bit/s à 2 Mbit/s(data)
- image animée, cinéma ou TV : de 216 Mbit/s à 128 kbit/s(dépendant de la
qualité voulue)
Pour numériser un signal, il est tout d’abord échantillonné, ce qui lui permet d’être
converti en nombre binaire ; et il ensuite quantifier, pour lui attribuer un niveau de tension par
rapport à son échantillonnage ; et pour terminer, il est codé pour être ainsi transmis.
Afin de conserver un rapport signal à bruit constant quelle que soit la valeur de l’échantillon,
les segments de quantification sont comprimés selon une loi logarithmique et codés sur 8
bits ; 8 bits tous les 125µs.
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2.2 Multiplexage des signaux numériques
Pour être transmis entre les centraux téléphoniques, les voies téléphoniques sont
multiplexées.
Les éléments binaires issus de la numérisation sont donc multiplexés dans le temps pour
construire une trame.
Voie n°1
Voie n°2
Sortie avec les voix multiplexées
Multiplexeur
temporel
Voie n°N
-la trame après multiplexage a un débit de 2Mbit/s.
La période de 125µs comprise entre échantillons consécutifs d’une même voie est
divisée en 32 intervalles de temps notés IT 0 à IT 31(IT : Intervalles de Temps).
Par convention, l’IT 0 et l’IT 16 sont réservés aux besoins de l’opérateur.
Il reste donc 30 IT pour transporter l’information, soit 30 voies.
Cette structure périodique est dite « trame MIC », et ce multiplexage par répartition dans le
temps est un multiplexage TDM(Time Division Multiplexing).
IT i voie I
32 intervalles de temps (IT) de 8 bits, soit 256 bit par trame
Durée de la trame : 125 µs (fréquence de trame : 8kHz)
Débit nominal = (32*8) bits / 125 µs = 2048 kbits/s
Durée d’un IT(une voie) : 3.9 µs, soit 64kbit/s par voie
Durée d’un bit : 488ns
L’IT0 sert de drapeau permettant la synchronisation entre émetteur et récepteur.
L’IT16 supporte à tour de rôle la signalisation de 2 IT de la trame.
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2.3 Multiplexage PDH
PDH : Plesiochronous Digital Hierarchy.
Le faisceau hertzien utilise un multiplexage PDH, avec une trame de 2 Mbit/s(32 * 64kbit/s
soit 30 voies téléphoniques)
Remarques :
Le faisceau hertzien peut transporter plusieurs trames PDH de 2Mbit/s(4x, 8x,
16x2Mbits/s)
Lorsqu’un équipement de transmission transporte un signal PDH, il est ajouté à ce
signal des éléments propres a la supervision de la transmission (voies de service, alarmes,
télécommandes, télésignalisations…) et à l ‘amélioration de la qualité (code correcteur
d’erreurs…).
Le débit réel de l’agrégat ainsi constitué est donc toujours supérieur au débit utile client.
III. Modulation
Les ondes radio sont des ondes sinusoïdales.
Les modulations possibles sont des modulations d’amplitude, de fréquence et de phase.
Etant donné que les signaux à transmettre sont de signaux numériques, ils ne peuvent
prendre que quelques états possibles, ce qui permet d’utiliser des techniques optimales de
modulation et de démodulation.
3.1.Généralités
L’opération de modulation a pour objet de fournir à chaque niveau du signal un état
d’amplitude, de fréquence ou de phase d’une onde porteuse sinusoïdale.
L’encombrement spectral autour d’une fréquence porteuse après modulation dépend du débit
d’informations à transmettre et du type de modulation choisi. Dans les systèmes de
transmission radio électrique, où l’économie maximum de la largeur de bande est de rigueur,
le codage NRZ offrant une largeur de bande plus faible est préféré aux autres codages(RZ,
bipolaire..).
L’inconvénient majeur des systèmes de transmission numérique réside dans la
croissance de la bande proportionnellement au débit d’informations.
La durée élémentaire T des symboles transmis ne peut pas être indéfiniment réduits mais par
contre, le nombre de bits possibles par symboles peut être augmenté.
Ainsi pour une modulation donnée, on peut disposer de 2ⁿ états du signal, ce qui permet de
transmettre n bits par symbole.
Les 2ⁿ points obligatoirement situés dans un plan complexe (appelé constellation) sont
disposés de façon à obtenir :
- un taux d’erreur minimum pour une puissance émise donnée
- un système relativement simple à mettre en œuvre.
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Parmi les modulations les plus utilisées il faut retenir :
- deux porteuses en quadrature modulées en 2 états de phases : 4 états (4QAM)
- deux porteuses en quadrature modulées en amplitude et en phase : 16 états
(16QAM)
3.2 Modulation QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
-Modulation 4 QAM
Principe : le signal numérique entrant A(t) de débit D et d’horloge H est divisé en 2
signaux P et Q de débit D/2 et d’horloge H/2. Chacun de ces signaux module en amplitude
des porteuses déphasées de π /2 L’une par rapport à l’autre.
Les deux signaux sont additionnés par un coupleur de sortie.
S (t) = P.cos ω0t + Q. sin ω0t
Les signaux P et Q sont des signaux à deux états de phase à la fréquence F/2.
P
Q
Représentation dans le Plan de Frenesl
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La démodulation s’effectue sur le même principe en utilisant deux démodulateurs
déphasés de π /2 de fréquence F récupérés à partir du signal reçu, ce qui permet de séparer par
filtrage les trains bande de base P et Q.
C’est une modulation efficace, car le débit d’information est doublé, cependant il faut
des filtres symétriques par rapport aux fréquences centrales sinon il y a création de distorsion
inter symbole (mélange des deux voies), et on remarque un bruit de phase de la porteuse plus
important.
-Modulation 16 QAM
Même principe que la 4QAM, mais ici, pour transmettre 4 bits par symbole, on utilise
deux porteuses qui seront modulées en amplitude par 4 niveaux(3, 1 ,-1, -3), ce qui conduit
dans le plan de Fresnel :
Remarque :
Il faudra faire attention au bruit en réception, en effet la 16QAM est plus sensible au
bruit, les points sont plus proches, il y a plus de risque de distorsion.
-Taux d’erreur
TEB(Taux d’Erreur Bit) = Nbr de bits reçus erronés/ Nbr de bits reçus.
Il y a erreur lorsque le bruit conduit à une erreur d’interprétation du symbole.
Le taux d’erreur varie très rapidement en fonction du rapport signal à bruit.
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On peut retenir trois taux :
10-3 = limite de qualité inacceptable pour une voie téléphonique
10-6 = limite de qualité correcte pour une voie téléphonique
10-8 = limite de qualité correcte pour une transmission de données.
IV. Le spectre radioélectrique
Le spectre radioélectrique est organisé pour :
- transmettre le maximum d’information
- avoir une bande la plus étroite possible
- obtenir des brouillages acceptables
4.1 Bandes de fréquences
Elles déterminent le nombre de canaux pour une fréquence et un débit donné.
Ex : pour la fréquence 13 GHz
Bande de fréquence : 12.75 – 13.25 GHz
- 16 x2Mbit/s => 8 canaux
- 8 x2Mbit/s => 16 canaux
- 4 x2Mbit/s => 32 canaux
Une liaison s’organise sur un canal donné, on trouve dans ce canal une bande haute et une
bande basse (une bande pour l’émission et l’autre pour la réception).
4.2 Plan de fréquence
Les différentes bandes de fréquence sont allouées par l’UIT (Union International des
Télécommunications).
Ces bandes sont partagées entre les différents utilisateurs et la puissance rayonnée est limitée.
Il est judicieux d’avoir des polarisations alternées entre les bandes(canaux) adjacents, on
peut utiliser cette technique pour économiser les canaux, en effet, sur un même site on peut
retrouver le même canal deux fois mais avec une polarisation inversée.
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V.
Les antennes
Une antenne est un dispositif qui assure le couplage entre un équipement émetteur (ou
récepteur) d’ondes radioélectriques et l’espace où se propagent ces ondes.
- Gain d’une antenne
Une antenne à un gain g dans une direction donnée si la densité d’énergie recueillie
dans cette direction est g fois plus élevée que celle que celle qu’aurait rayonné l’antenne de
référence(antenne isotrope). L’antenne isotrope est fictive et ponctuelle, elle rayonne
uniformément dans toutes les directions de l’espace. Son gain est g=1.
Le gain d’une antenne s’exprime en dBi, c’est le gain par rapport à l’antenne isotrope.
Si la puissance p0 est appliquée à l’entrée d’une antenne à effet directif, celle-ci
rayonne une puissance p( θ, φ ) dans chaque direction ( θ, φ ).
La définition du gain de l’antenne dans une direction ( θ, φ ) est :
g(θ,φ) = p( θ, φ )/ p0/4π
Par conséquent le Gain maximum : gmax = pmax / p0/4π
en dBi : G=10 log gmax
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VI. Propagation
Les ondes radioélectriques des FH se propagent d’une antenne à l’autre.
Il faut que les antennes soient en visibilité directe et que le premier Ellipsoïde de Fresnel soit
dégagé.
6.1. Ellipsoïdes de Fresnel
Elles sont le lieu des points M pour lesquels la différence de trajet [ (EM + MR) –
ER] est égale à un nombre entier de demi longueurs d’onde.
La plus grande partie de l’énergie issue de l’émetteur est contenue à l’intérieur du
premier ellipsoïde, définie par : EM + MR = d . λ/2
M
E
d1
d2
R
d
Plus la fréquence est faible, plus l’ellipsoïde sera grand, par exemple, pour une
distance 10km avec une fréquence de 23GHz, le rayon maximum de l’ellipsoïde est de 5m.
Remarque :
Il suffit que 60% du premier ellipsoïde de Fresnel soit dégagé de tout obstacle pour
que le niveau reçu soit égal au niveau d’espace libre.
6.2. Propagation en espace libre
On considère sur un trajet dégagé une source émettrice de puissance pe (watt), couplée
à une antenne isotrope.
A la distance d, pe est répartie uniformément sur une sphère de surface 4πd², ce qui représente
une densité de puissance de pe /4πd² W/m².
d
pe
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Une antenne à la distance d, de surface équivalente Seq, va capter la puissance :
pr = (pe /4πd²) . Seq (W)
Si on remplace Seq par sa valeur tirée de la relation liant gain, surface équivalente et
fréquence : g = 4 π Seq / λ²
ge
d
pe
gr
pr
D’où : pr = pe . gr . ( λ/4πd )²
Enfin, si l’antenne d’émission n’est pas isotrope mais présente un gain ge , la puissance
délivrée à la sortie de l’antenne de réception est :
pr = pe . gr . ge .( λ/4πd )²
soit en dB : Pr = Pe + Ge +Gr – 20 log (4πd / λ)
La qualité A0 = 20 log (4πd / λ) est l’affaiblissement de propagation en espace libre
entre antennes isotropes que l’on peut aussi exprimer en fonction de la fréquence par :
A0 = 92.4 + 20 log F + 20 log d
6.3. Atténuation supplémentaire
-Atmosphère :
pour les fréquences supérieures à 10GHz il faut tenir compte d’affaiblissements dû aux
gaz de l’atmosphère.
L’affaiblissement est du à l’absorption moléculaire de l’oxygène et de la vapeur d’eau.
-Précipitation :
Même principe que pour l’atmosphère mais c’est ici des molécules d’eau qui sont
traversées.
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Pour le calcul de cet affaiblissement, il existe une carte de France avec les zones de pluie, par
exemple Nancy se trouve dans une zone 1(22mm/h)
VII. Bilan de liaison
Le bilan de liaison a pour but de calculer la marge, c’est à dire al différence entre la
puissance du signal reçu à l’entrée du démodulateur et la puissance minimale que doit
recevoir le récepteur pour assurer une démodulation correcte.
7.1. Eléments rentrant dans le calcul du bilan de liaison
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7.2.Disponibilité
On appelle taux d’indisponibilité, le pourcentage de temps pendant lequel la liaison
sera coupée ou fonctionnera de façon dégradée. Ce taux est calculé à partir de la marge
obtenue dans le bilan de liaison, en tenant compte, entre autre, des conditions climatiques.
En fonction des ces résultats, on est conduit à modifier le projet, par exemple, en
modifiant le diamètre des antennes, en ajoutant une diversité d’espace, voir même diviser la
liaison en rajoutant un bond.
7.3.Seuils
En général sont définis les seuils suivants dans le système :
surveillance de la propagation :
-
Seuil de puissance reçue : choix d’une valeur maximale de la marge, au-dessus
de laquelle l’alarme puissance reçue est activée.
Surveillance de la qualité :
-
Demande de commutation anticipée est activée si le champ reçu est inférieur
au seuil à 10-8 ou si le taux d’erreur est supérieur à 10-8. Cela déclenche une
commutation sur le canal secours, quand il existe et si son taux d’erreur est
meilleur.
-
Demande de commutation est activée si le taux d’erreur est supérieur à 10-6
(alarmes majeure). Cela déclenche une commutation sur le canal secours,
quand il existe et si son taux d’erreur est meilleur.
-
Une troisième valeur de seuil ( de l’ordre de 10-3 ) définit le seuil de coupure
de la liaison suite à une mauvaise qualité de la réception.
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PARTIE 2 : ASPECT PRATIQUE
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I. Présentation de l’équipement
1.1 Famille Alcatel 9400
La famille Alcatel 9400 de systèmes de faisceaux hertziens numériques point à point est
conçu pour répondre aux différents besoins en transmission numérique des réseaux publics et
privés dans une large gamme d’applications
Elle couvre la plage de fréquence de 13 à 38 GHz, correspondant à un éventail de conditions
de propagation et de configurations de réseaux.
Elle offre les capacités suivantes :
- 2x2, 4x2, 8x2, 16x2 Mbit/s.
Des systèmes de la famille Alcatel 9400UX sont actuellement en service dans le monde
entier :
- des réseaux cellulaires
- des réseaux fixes d’accès des opérateurs publics
- des réseaux privés
- des réseaux de distribution, réseaux de sécurité, de défense
Les distances typiquement couvertes sont de l’ordre de quelques kilomètres pour les
fréquences 38 et 23 GHz, et de 10 à 30 kilomètres pour les fréquences 18 et 13 GHz.
Le 9400UX est en tout point conforme aux normes internationales dans les bandes 13, 18, 23,
38 GHz. Les séparations possibles entre les fréquences d’émission et de réception sont
fonction de la réglementation nationale.
1.2 Configuration
-Configuration sans protection
L’Alcatel 9400UX sans protection(1+0) se compose des éléments suivants :
-
un coffret extérieur (ODU : Outdoor Demod Unit) qui comporte l’émetteurrécepteur complet (modem, unités HF, filtre de branchement) et une antenne
intégrée ou séparée. L’ODU est indépendant de la capacité.
-
Un coffret intérieur (IDU : Indoor Demod Unit) qui assure le traitement en bande
de base et offre des interfaces aux affluents ainsi que des voies de service et de
supervision.
L’IDU est indépendant de la fréquence, de la configuration et du débit.
Ces deux équipements sont reliés avec un câble coaxial pouvant aller jusqu’à 300m.
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-Configuration avec protection
Deux types de problème peuvent affecter la disponibilité d’une liaison hertzienne : des
défauts d’équipement et des problèmes de propagation.
Les configurations de protection 1+1 permettent d’augmenter la disponibilité de la liaison par
rapport à la configuration 1+0, en ajoutant des fonctions redondantes à l’IDU et à l’ODU
afin :
- d’améliorer les performances de propagation des équipements (dans certaines
configurations du coffret ODU seulement).
- de sécuriser la liaison en cas de défaut fugitif (alarme provisoire) ou définitif
(panne d’équipement).
Les configurations 1+1 prévoient le basculement automatique sans erreur du récepteur.
Si la liaison est protégée, le trafic auxiliaire et les voies auxiliaires sont automatique protégées
aussi.
Différentes configurations de protection sont disponibles avec les applications suivantes :
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Ces configurations de l’ODU s’utilisent avec l’une des configurations suivantes de l’IDU
1.3 Clé logicielle
La clé logicielle utilisée avec l’IDU assure la souplesse de paramétrage de la configuration de
l’équipement et des options :
- définition de la configuration maximale : 1+0 ou 1+1
- définition de la capacité maximale : nx2 Mbit/s jusqu’à 16x2 Mbit/s
- définition de la plage de fréquence d’émission
- autorisation de l’option de réglage de la puissance d’émission
- autorisation de l’option de médiation intégrée (terminal maître ou terminale
esclave)
Clé logicielle
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1.4 Fonctionnement
-configuration 1+0
Schéma synoptique d’une station 1+0
Fonctionnement de l’IDU
La ou les cartes LAU (Line Access Unit) assurent l’ensemble des fonctions passives
nécessaires à l’interfaçage type G703, émission et réception, des affluents et du train
auxiliaire a 2 Mbit/s.
Il s’agit essentiellement de l’adaptation d’impédance.
La ou les cartes LIU (Line Interface Unit) effectuent l’ensemble des fonctions actives
nécessaires à l’interfaçage type G703, émission et réception, des affluents et du train à 2
Mbit/s(essentiellement un transcodage HDB3 HCMOS). Il s’agit de cartes filles qui
s’enfichent sur la carte MCU.
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La carte MCU (Multiplexing and Control Unit) assure :
-
-
-
-
les fonctions de multiplexage/démultiplexage, afin de constituer l’agrégat à
émettre et reconstituer les affluents à partir de l’agrégat reçu
le brassage des affluents 2 Mbit/s
l’insertion/extraction des voies de service (5 au maximum) et du train auxiliaire
2Mbit/s :
o voie de service 1 : réservée au canal de supervision
o voie de service 2 : voie téléphonique à appel sélectif
o voie de service 3 : interface 64 kbit/s V11 ou V28
o voie de service 4 et 5 : interface 64 kbit/s V11
la connexion de supervision locale, permettant de brancher un PC de supervision.
Le logicielle de supervision, en fonction de la version installée, utilise des barrettes
mémoire de deux types :
o une version de base pour les versions de logiciel d’exploitation de type
946LUX11 ou946LUX12 (RQ2)
o une version étendue (option vendue sous la référence 9400UXB267) pour
le logiciel 946LUX40 (SNMP)
le traitement des commandes externes : télésignalisations et
télécommandes(TS/TC)
la commande du coffret Outdoor
l’interfaçage avec le coffret avec le coffret Outdoor pour :
o l’alimentation du coffret
o la transmission et la réception de l’agrégat
o la transmission et la réception de la supervision de l’ODU
o la transmission et la réception de la voie de service téléphonique entre
l’IDU et l’ODU
la mémorisation des événements, au moyen d’une mémoire de maintenance,
sauvegardée par une pile.
Le bloc alimentation PSU (Power Supply Unit) existe en deux versions, pour
alimentation primaire 24VDC ou 48VDC flottant. Il effectue la conversion continu/continu
permettant d’élaborer les tensions nécessaire au fonctionnement du coffret Indoor et la tension
primaire d’alimentation du coffret Outdoor.
Câble IDU/ODU
un câble coaxial d’impédance 50Ω unique, de longueur 300m, relie l’IDU à l’ODU, il
véhicule :
- les trains de données numériques transitant dans les sens IDU ODU, constitués
par :
o l’agrégat résultant du multiplexage des affluents
o les signaux de contrôle de l’ODU
o la voie téléphonique IDU/ODU (voie de service 2)
- la tension continue d’alimentation primaire de l’ODU
Fonctionnement de l’ODU
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La référence du coffret Outdoor dépende de la bande de fréquence.
L’interface de câble assure :
- la réception et l’émission des trains de données
- la séparation de ces signaux et de la tension d’alimentation, afin d’alimenter les
sous-ensembles du coffret
- l’interface de l’agrégat, à émettre ou reçu, avec le modem
la fonction Modem (modulateur/démodulateur) reçoit l’agrégat issu de l’interface câble et
assure le traitement du signal bande de base pour la transmission hyperfréquence en
modulation 4QAM, à savoir :
- à l’émission :
o filtrage numérique et codage correcteur d’erreurs (CCE)
o conversion numérique/analogique des trains I et Q issus du codage
-
à la réception :
o une partie de la fonction de CAG(Commande Automatique de Gain)
o la conversion analogique/numérique des trains I et Q issus de la
démodulation.
Elle s’interface avec le bloc FI pour les trains I et Q émission et réception.
Le bloc FI assure la modulation et la démodulation de l’agrégat, au moyen des
fonctions suivantes :
- à l’émission :
o filtrage analogique des trains I et Q (deux filtres commutables selon la
capacité)
o modulation 4 QAM d’une porteuse FI, selon le plan de fréquence adopté,
générée par l’oscillateur local interne
o amplification et réglage de niveau (CAG), en fonction d’une mesure de la
valeur efficace de la puissance de sortie du bloc
-
à la réception :
o amplification, avec CAG, du signale reçu, transposé par l’ensemble
réception, selon le plan de fréquence adopté
o démodulation de ce signal, permettant de récupérer les trains I et Q à la
carte Modem
Le mélangeur émission assure la transposition de la fréquence intermédiaire en
hyperfréquence. L’agilité en fréquence est obtenue au moyen d’un OL synthétisé.
Le signal RF émission est ensuite transmis à l’amplificateur de puissance, contrôlé par
un dispositif d’asservissement de la puissance de sortie et muni d’un circuit de coupure de
l’émission de la porteuse en cas de détection d’un défaut dans les circuits émission.
Le signal RF réception, issu du branchement, est appliqué au circuit de réception RF,
constitué par la mise en cascade d’un amplificateur à faible bruit RF, d’un mélangeur et d’un
amplificateur FI. Le mélangeur, qui reçoit la fréquence RF amplifiée, transpose le signal RF
en signal FI réception en utilisant le même OL que le mélangeur émission.
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Après amplification, ce signal est transmis aux circuits réception du bloc FI pour
démodulation.
Le branchement intègre un filtre duplexé permettant la séparation des signaux RF
émission et réception présents à l’accès antenne. Il peut recevoir l’option bouclage RF, qui
fait appel à une transposition effectuant la conversion fréquence émission/fréquence réception
pour réaliser des tests.
L’alimentation élabore, à partir de la tension primaire reçue de l’IDU via le câble de
liaison, les tensions nécessaire au fonctionnement des sous-ensembles du coffret Outdoor.
-Configuration 1+1
Elle se compose d’un coffret IDU principal (identique à celui de la configuration 1+0), d’un
coffret IDU extension, de deux coffrets ODU et d’un coupleur.
Le coffret IDU extension contient une carte SCU ( Service Channel Unit) qui assure les
fonctions suivantes :
- fourniture des interfaces utilisateurs des voies de service 3 à 5
- commande du deuxième ODU
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- interfaçage du câble de liaison avec le deuxième ODU
La carte MCU du coffret principal envoie à la carte SCU l’agrégat à émettre et en
reçoit l’agrégat réception. C’est la MCU qui assure la fonction e commutation, à la réception,
entre les canaux normal et secours.
Les deux ODU sont reliés par l’intermédiaire d’un coupleur HSB (Hot StandBy) qui
assure une atténuation de 10 dB sur le canal secours. De plus, par conception, la puissance de
l’amplificateur secours est :
- diminuée de 15 dB pour les gammes de fréquence de 13 à 18 GHz
- coupée pour les gammes de fréquence 23 à 38 GHz
La commutation à l’émission s’effectue sur détection d’une panne pouvant provenir d’une
défaillance :
- de l’interface de câble
- de l’alimentation de l’ODU
- du synthétiseur FI émission
- du synthétiseur RF
- de l’amplificateur
Le retour au canal normal est automatique dès qu’il fonctionne à nouveau (du fait de la
non symétrie du système), à l’émission comme à la réception.
Cette commutation peut également s’effectuer au moyen d’une télécommande de
commutation manuelle sur le canal secours.
La télécommande de coupure de la puissance émission ne provoque pas de commutation.
1.5 Alarmes, télésignalisations et télécommandes (TS/TC)
L’équipement dispose de :
-
trois boucles préaffectées respectivement aux états « Alarmes urgente » (URG),
« Alarmes non urgent » (NURG) et « Attente » (ATT). Chaque alarme ou
événement généré par l’équipement peut être classé URG, NURG, Etat ou inhibé
au moyen du logiciel de supervision.
-
une boucle de télécommande, à la disposition de l’utilisateur.
Les trois contacts de cette boucle (commun, repos et travail) son accessibles sur le
connecteur « ALARM.I/O »
La boucle constitué par les contacts commun et repos est normalement fermée (en
l’absence d’alarme ou de télécommande).
-
huit alarmes d’environnement, (télésignalisations par boucles sèches), à la
disposition de l’utilisateur. Les boucles de télésignalisation sont configurées
comme normalement ouvertes et peuvent être configurées comme normalement
fermées selon le positionnement de liaison soudée sur la carte MCU. Un nom peut
être affecté à chaque boucle, par logiciel, lors de l’installation. Ces boucles sont
disponibles sur le connecteur « ALARM.I/O ».
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1.6 Bouclage
Des bouclages sont possibles sur le canal actif pour faciliter les opérations de mise en service
et de maintenance.
Bouclages possibles :
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1.7 Visualisations et connectique des coffrets IDU
Les équipements indoor comportent une face connectique et une face exploitation. Cette
dernière et équipée de commandes et visualisations doublant celles présentes sur la face
connectique. Les tableaux ci-après détaillent ces éléments.
-IDU principal
La face connectique de l’IDU principal est équipée :
- d’éléments de visualisation permettant de connaître immédiatement l’état
opérationnel de l’équipement
- de connecteur de raccordement.
Elle est munie des éléments répertoriés dans le tableau ci-après.
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-IDU extension
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La face connectique de l’IDU extension est équipée :
- d’éléments de visualisation permettant de connaître immédiatement l’état
opérationnel de l’équipement
- de connecteur de raccordement.
Elle est munie des éléments répertoriés dans le tableau ci-après.
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1.8 Dimensions typiques d’installation (cas 1+0)
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II. Installation
2.1 Installation des aériens
-montage de l’antenne sur le polemounting
L’ensemble mécanique est livré complet, monté mécaniquement, un kit de visserie et de
cosses de masse est incorporé.
Le système mécanique se fixe sur un tube dont le diamètre est compris entre :
- pour les antennes de 30 cm : 90 et 114 mm
- pour les antennes de 60 cm : 114 mm
-ODU
Ils sont conçus pour le montage sur une antenne intégrée ou non.
Important : Ne jamais enlever les pastilles rondes de couleur jaune servant à l’étanchéité du système sur l’ODU
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-polarisation de l’antenne
Les antennes sont livrées en polarisation verticale.
-installation de l’antenne et de l’ODU sur le polemounting
procédure :
1 – placer l’antenne verticalement (nez horizontal), le trou de drainage doit être situé dans la
partie inférieure et dégagée.
2 – Mettre le pion de centrage du polemounting dans le trou prévu de l’antenne(1)
3 – insérer les vis M6 (7 au total) (2) avec leur rondelle élastique « onduflex » (3) serrer et
bloquer les vis.
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Pour l’ODU, il convient d’enlever le pare soleil, en dévissant les vis de fixation.
Ensuite, présenter les deux bossages situés dans le nez du coffret en vis-à-vis des deux
rainures du nez de l’antenne (la sortie du câble de liaison ODU-IDU doit être située dans la
partie inférieure de l’ODU).
Tout en maintenant l’ODU, commencer à verrouiller les deux grenouillères latérales sur le
support, ensuite celle du bas pour finir par celle du haut.
Remarque :
Il judicieux de prépointer l’antenne en orientant grossièrement le polemounting
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Le prépointage en élévation doit être effectué uniquement avec les ridoirs.
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-Installation sur le polemounting 1+1
même principe que pour le polemounting 1+0
Pour le prépointage
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-Montage de la configuration 1+1
Pour les ODU, même principe qu’avec la configuration 1+0.
2.2 Câblage de l’IDU
-énergie
Le kit de connexion raccordement 48 VDC, ou 24VDC, permet d’effectuer le raccordement
énergie de l’IDU principal ou extension et le bandeau énergie de la baie.
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-mise à la masse
Tous les équipements doivent être mis à la masse, mais le câble de liaison IDU/ODU doit être
lui aussi à la masse
-câblage des nx2 Mbit/s
Les accès utilisateur se font sur le coffret IDU principal par le connecteur 37 points
« I/O (1/8) » et « I/O (1/8) »
Il est conseillé de ne pas venir câbler directement sur les connecteurs (très délicat sur
site), mais d’utiliser les adaptateurs pieuvres se connectant sur des distributeurs prévus à cet
effet qui permettent en outre des extensions sans coupure.
-câblage des voies de service
Ce câblage permet de relier l’équipement terminal de l’utilisateur au connecteur de la voie de
service.
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-câblage intercoffrets d’un terminal
câblage IDU principal – IDU extension
Relier le connecteur ESC EXT du coffret IDU principal au connecteur ESC MAIN du coffret
IDU extension.
Même principe pour les connecteurs MAIN et EXT, I/O 1/8 et I/O 9/16.
III. Logiciel de configuration et d’exploitation (Nectas)
La mise en service, l’exploitation et la maintenance d’un équipement s’effectuent au moyen
d’un ordinateur équipé du logiciel de supervision « Nectas », fonctionnant sous
l’environnement Windows. Il se connecte directement sur le port F de l’IDU principal.
Ce logiciel permet, pour le terminal sur lequel il est connecté et pour le terminal distant
(lorsque la liaison est établie) :
- la visualisation et la gestion de toutes les alarmes, états et télécommandes
- la lecture et la modification de la configuration(débit, fréquences, …)
- la visualisation des paramètres de transmission(puissance reçue, taux d’erreur)
- la mesure de la qualité(G821)
- le téléchargement des logiciels
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3.1 Introduction
Les applications courantes sont accessibles à partir du menu principal « Synthèse des
alarmes » du poste d’exploitation
La Synthèse des alarmes comporte :
- une barre de menus, donnant accès aux applications
- une ligne de synthèse globale, constituée par la somme de toutes les alarmes de
synthèse de tous les éléments de réseaux
3.2 Barre de menus
-Afficher
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-Alarme sonore
Inhiber : Inhibition locale et définitive (jusqu’à la fermeture du logiciel) de l’alarme sonore
du PC. L’état actif de ce mode est signalé par la présence du symbole « √ » en face de la
commande du menu déroulant. En recliquant sur la commande, l’inhibition est supprimée.
Arrêt : Interruption de l’alarme sonore du PC jusqu’à l’apparition d’une nouvelle alarme.
Alarme coupure : diffusion d’un acquittement des alarmes urgentes et non urgentes :
- dans l’équipement, si celui-ci est en supervision locale
- Dans tous les équipements apparaissant dans la synthèse si celui-ci est en
supervision maître.
-Historique
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3.3 Ligne de synthèse globale
La ligne de synthèse globale est constituée par 15 boîtes d’informations détaillées ci-après :
3.4 Ouverture de session
Au lancement de Nectas, la synthèse des alarmes s’affiche à l’écran avec le menu
« Application… .
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3.5 Liste des applications
Les fonctions réalisées par les différentes applications et leur utilisation sont résumées par le
tableau suivant.
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3.6 Application « Paramètres d’installation »
L’application « Paramètres d’installation » permet de déclarer, au logiciel de gestion, les
paramètres matériels de l’équipement.
Au lancement de l’application, les paramètres courants sont lus sur l ‘équipement et
chargés. Une barre de progression permet de suivre le déroulement de ce chargement.
Lorsque le chargement est terminé, l’écran « Configuration Matérielle » de l’ER raccordé
s’affiche.
Le menu "Tables" permet de configurer, il comporte les éléments suivant :
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3.7 Application « Paramètres Opérationnels »
L’application « Paramètres opérationnels » permet de déclarer les paramètres de
fonctionnement de l’équipement dont les paramètres matériels ont été préalablement définis et
transmis à l’équipement au moyen de l’application « Paramètres d’installation ».
Menu Terminal
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-Menu « Réseau »
Ce menu gère les paramètres qui permettent d’insérer l’ER dans le Système de Gestion de
réseau, c’est à dire qu’il permet de gérer l’ER à partir de la Fonction de Médiation ou de la
station maître.
Le sous-menu : Equipement de réseau donne accès à un écran dans lequel il est possible de
sélectionner l’équipement en tant que :
- éléments de réseau
- fonction de médiation
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L’adressage des équipements secondaires n’est disponible que pour les fonctions de
médiation.
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3.8 Application « Alarmes, Etats et Télécommandes »
Ecran d’accueil
En cliquant sur le rectangle bleu, l’écran principal est visualisé.
Cet écran donne toutes les informations dynamiques de l’équipement connecté. Il se
compose généralement, de trois zones d’information :
- une partie synthèse, dans la zone supérieure de l’écran, regroupant :
o les boîtes d’informations et d’alarmes supportées par l’ER
o le type d’ER connecté, le nom de la station et de la station distante
- une partie fonctionnelle présentant le synoptique de l’équipement (ici à droite de
l’écran)
- une représentation physique de l’équipement qui permet une localisation des
alarmes « cartes » ou des fonctions internes (ici à gauche de l’écran)
A partir de cet écran, il est possible d’obtenir et de visualiser des informations
d’alarmes et d’état des différents constituants de l’ER connecté.
Dans le cas d’un défaut interne d’une carte ou d’un équipement, un changement de
couleur du voyant de signalisation apparaît dans la représentation physique de l’équipement
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concerné. La présence de ce symbole, sur un autre fond que le vert, indique qu’une alarme a
été détectée ; sa couleur est fonction du degré de gravité de l’alarme :
- fond rouge : alarme Urgente
- fond jaune : alarme Non Urgente
- fond magenta : Etat : alarme ni Urgent ni Non Urgent
- fond vert : Pas d’alarme, état normal ou alarme inhibée.
-Visualisation des informations d’alarme et de synthèse
-Accès aux écrans secondaires
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-Ligne de synthèse des alarmes
-Menu « Télécommandes »
L’envoi d’une télécommande par Nectas ne sera autorisé que si le mnémonique
AE(Access Enable) apparaît sur fond vert dans la ligne de synthèse. L’autorisation de la
télécommande est subordonnée à une autorisation de la station centrale (si elle existe) ou à
l’utilisation d’un mot de passe, si celui-ci a été introduit à l’installation du logiciel. Dans le
cas contraire, le message « Télécommande non autorisée » apparaît.
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3.9 Application « Paramètres de Transmission Radio »
Cette application Paramètres de Transmission Radio (RTP) permet :
- de surveiller l’évolution des principaux paramètres de transmission (puissance
émise, puissance reçue, taux d’erreur)
- de réaliser un premier diagnostic sur les alarmes émission et réception.
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IV. Mise en service
Les opérations de mise en service décrites ci-après concernent une liaison constituée par une
station A et une station B.
4.1 Installation et mise en service de la station A
Procéder à l’installation de la station A en suivant les instructions du chapitre II.
Vérifier la présence de la tension d’alimentation correcte, avec la bonne polarité, sur la prise
d’alimentation
Après câblage et mise sous tension de l’IDU, configurer le demi-bond conformément au bilan
de liaison(puissance d’émission, seuil, fréquence…).
Il est judicieux de prépointer le site A vers le site B (avec une boussole, ou des jumelles), il
est tout aussi judicieux de vérifier l’état des équipement (cf. § 3.9).
4.2 Installation et mise en service de la station B
Procéder identiquement qu’en A.
Le pointage peut commencer et être affiner de la manière suivante, il important de se
rappeler de la morphologie d’une antenne (notion de lobe secondaire).
Les antennes doivent être pointées dans le lobe principal pour avoir le maximum de
puissance.
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Il est possible de repointer légèrement le site A pour affiner.
Pour vérifier la liaison, il convient aussi d’effectuer un comptage des trains 2Mbit/s (avec un
analyser de TEB).
Il convient également d’effectuer une série de test sur la liaison, plus particulièrement sur une
configuration 1+1, en forçant la commutation sur le secours, et en effectuant des bouclages à
tout niveau (§1.6)
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Conclusion
L’installation d’un faisceau hertzien fait appel à une bonne connaissance théorique.
Mais installer une liaison c’est aussi connaître le matériel à installer :
- antennes(Gain, ouverture à –3dB …)
- règles d’installation
- principe du pointage
Il permet de relié des sites très éloignés de plusieurs kilomètres avec des débits très correct.
Un Faisceau hertzien est aussi une bonne alternative à une liaison louée, il offre aussi
l’avantage de développer et d’utiliser son propre réseau.
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Bibliographie
- www.wikipedia.org
- intranet Amec Spie
- cd installation Alcatel
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