CNES Mag n°43 oct/nov/déc 2009
CNES Mag n°43 oct/nov/déc 2009
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°43 de oct/nov/déc 2009

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Centre National d'Études Spatiales

  • Format : (210 x 280) mm

  • Nombre de pages : 72

  • Taille du fichier PDF : 11,5 Mo

  • Dans ce numéro : l'espace au service de la défense.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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J dossier Special report u PATRICK DUMONT, CNES DUALITÉ EN TÉLÉCOMMUNICATIONS SPATIALES Technologies, standardisation et partage de capacité Pendant de longues années, le monde des communications satellitaires militaires a vécu isolé du monde commercial. Aujourd’hui, avec l’apparition de nouveaux services et de nouvelles architectures de système pour les applications commerciales, les imbrications avec les applications militaires se multiplient ouvrant la voie, pour le futur, à encore plus de dualité dans le domaine des télécommunications spatiales. Athena-Fidus en est une parfaite illustration qui s’inscrit dans la continuité d’Agora, un avant-projet CNES sur la réduction de la fracture numérique ! Sur le terrain, un soldat communique via son antenne portable Syracuse (manpack). A soldier in the field communicates with his Syracuse manpack. Si, à l’origine, les missions militaires ont pu être prises comme passagers sur des satellites commerciaux (charges utiles militaires Syracuse sur les satellites français Telecom 1 et 2), elles ont rapidement exigé un emport sur des satellites autonomes (Syracuse 3). Les caractéristiques des ses missions ont nécessité le développement de technologies spécifiques (évasion de fréquence cryptée, antenne active avec annulation de brouillage, etc.) qui ne trouvaient pas d’application dans le commerce. Deux niveaux de convergence sont alors apparus pour faire se rejoindre ces deux mondes. L’évolution très rapide du besoin en capacité de transmission due à la numérisation des informations (voix, données, images, vidéos), facilitée par l’essor des technologies IP, a créé une forte demande pour un accès haut débit pour tous, civil (Internet haut et très haut débit) et militaire (communications haut débit sur les théâtres d’opération). Ce premier niveau s’est doublé d’une convergence technologique : la migration vers des fréquences élevées, à cause de la saturation et de l’inadéquation de celles traditionnelles. Le programme franco-italien Athena-Fidus, destiné à offrir des services de télécommunications haut débit par satellite pour les forces armées et les services de la sécurité civile, en France et en Italie, est basé sur les deux volets de cette dualité : une même infrastructure satellitaire et une dualité technologique. Réutilisation de développements technologiques Ce second point bénéficie essentiellement à l’application militaire. En effet, la proximité des bandes de fréquence (Ka commerciale de 19,5 à 20 GHz et Ka militaire de 20 à 21 GHz) a permis la réutilisation des développements. La dynamique du monde commercial a été porteuse des principales innovations et des développements système, bord et sol. Elle a été soutenue par un effort important des agences spatiales (programme Artes de l’Esa, programme Agora du CNES pour lutter contre la fracture numérique via « le village Communicant »). Les technologies bord nécessaires pour l’utilisation d’une nouvelle bande de fréquence ont constitué une part très importante des développements réutilisés pour les applications militaires. De même que les concepts des systèmes élaborés pour les usages commerciaux ont été utilisés pour la conception des applications militaires. Standardisation des protocoles de communication La standardisation du protocole de communication DVB- RCS a permis, quant à lui, la production de terminaux et d’équipements chez les industriels de plusieurs milliers d’exemplaires par an d’où un prix de revient exceptionnellement bas. Une dérivation de ce standard aux applications 54/cnesmag OCTOBRE 2009
J Special report dossier Les forces australiennes de la Kfor combattent un feu dans le camp Casablanca au Kosovo. Australian forces from KFOR fighting a fire at the Casablanca camp in Kosovo. militaires a été élaborée dans le cadre du Joint IP Modem du département de la Défense américain. Les développements des stations de connexions pour les réseaux commerciaux ont permis d’apporter des éléments technologiques clés et des solutions pour la gestion du réseau et/ou sa sécurité. L’investissement institutionnel au côté de celui industriel pour ces développements en série a des retombées importantes pour les applications militaires (réduction des risques et des délais, disponibilité de technologies qualifiées, réduction du coût des équipements). Partage de capacité entre militaires et civils Dans le cadre d’Athena-Fidus, la dualité s’exprime par un partage de la capacité de transmission du satellite entre les utilisateurs militaires et de la sécurité civile. Sur l’ensemble des missions française et italienne, la capacité du satellite est partagée sensiblement en un tiers pour les applications civiles et deux tiers pour les applications militaires. Ce partage est facilité par la similitude des services offerts pour les deux communautés (services haut débit sur des petits terminaux), et donc par les mêmes caractéristiques au niveau des charges utiles. Cet usage dual a permis d’optimiser le dimensionnement du satellite autour de trois tonnes pour un lancement compatible avec le lanceur Soyouz depuis Kourou et donc de faire bénéficier les deux communautés d’un meilleur coût de lancement. Dual-use satcoms Technologies, standardization and capacity sharing For many years, military and commercial satcoms remained separate worlds. Today, new services and system architectures for commercial applications are increasingly interlocking with military applications, paving the way in the future for a more dual-use approach to satellite telecommunications. Athena-Fidus, a logical evolution of CNES’s AGORA preliminary project to bridge the digital divide, is a perfect illustration of this trend. While early military payloads were flown on commercial satellites—like Syracuse on the French Telecom 1 and Telecom 2 satellites—they soon began to demand their own dedicated satellites, Syracuse 3 being a good example. These missions called for special encrypted frequency-hopping, active-array and jam-resistant technologies with no equivalent applications in the commercial market. Two areas of convergence brought these two worlds closer together. First, rapid growth in the need for transmission capacity to convey digital data, driven by increasinguptake of IP technologies, created a surge in demand for broadband connectivity from civil and military users. Second, broadband services started migrating to higher frequencies as traditional frequency bands became saturated and no longer suited to modern requirements. The French-Italian Athena-Fidus programme, designed to provide broadband satellite telecommunications services for armedforces and civil protection teams in France and Italy, seeks to employ the same satellite infrastructure while exploiting convergence of dual-use technologies. Technology reuse Military applications will be the main beneficiaries of dual-use technologies, since the proximity of the commercial and military K a bands—19.5 to 20 GHz and 20 to 21 GHz—means that developments can be reused. The commercial market has driven the main innovations and system developments, on both space and ground segments, with significant support from space agencies through ESA’s ARTES programmes and CNES’s AGORA programme to bridge the digital divide through its « communicating village » concept. The onboard systems needed to operate in a new frequency band account for a large portion of the technologies reused for military applications. At the same time, system concepts developed for commercial uses also have been employed for military applications. Standardizing communications protocols The DVB-RCS communications protocol standard has enabled production of user terminals and equipment at several manufacturers, with a production rate of several thousand units a year, thereby ensuring an exceptionally low cost price. A standard derived from DVB-RCS for military applications has been established under the US Department of Defense’s Joint IP Modem programme. Development of connecting hubs for commercial networks has brought key technologies and network management and security solutions. Institutional support for industry efforts to develop such series-produced technologies has major spin-offs for military applications, reducing risks and delivery schedules, offering qualified technologies and cutting equipment costs. Shared civil and military capacity For Athena-Fidus, dual use will be achieved by sharing satellite transmission capacity between military and civil protection users. For French and Italian missions, roughly one-third of capacity will be allocated to civil applications and two-thirds to military applications. Since both communities will be offered similar broadband services employing small terminals and payload features will be the same, sharing capacity will be a lot easier. Combining civil and military applications means the satellite mass has been kept to around three tonnes, making it possible to launch at lower cost with a Soyuz vehicle from Kourou. OCTOBRE 2009 cnesmag/55



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