Longueurs d'onde
Bonjour à tous,
Je me pose une question à laquelle je n'arrive pas à répondre :
- Pourquoi utilise t-on des "micro waves" et non des "radio waves" pour la communication avec un satellite ?
- Pourquoi la lumière visible peut-elle passer dans une fibre optique ? parce qu'elle est absorbé? réfracté?
Je vous remercie d'avance pour vos éventuelles réponses
Shipa
Bonjour et bienvenu au forum.
Les micro-ondes sont aussi des ondes radio. On utilise des micro-ondes avec les satellites pour deux raisons, la première est que les ondes courtes (et donc, les micro-ondes) ne sont pas réfléchies par la ionosphère et la traversent sans problème.
La seconde est que pour avoir des antennes émettrices et réceptrices plus petites, efficaces et souvent directionnelles, il est plus facile de travailler des longueurs d'onde plus petites.
Pour les fibres optiques (de communication) on utilise plutôt de l'infrarouge. La lumière IR ou visible passe dans une fibre optique en se réfléchissant successivement sur les parois internes. Cette réflexion est un peu plus spéciale que la réflexion dans le miroir de votre salle de bains. C'est de la "réflexion totale", dans laquelle 100,000000000000... % de la lumière est réfléchie. Alors qu'un miroir ne réfléchit que quelques 96% de la lumière.
Le processus peut être encore plus "spécialisé" qu'une réflexion multiple, dans les fibres dites "monomode". Mais c'est un peu plus compliqué.
Au revoir.
Bonjour,
Pour la première question, c'est aussi un problème de débit (bande passante). Plus tu es haut en fréquence, plus tu peux faire passer d'information par unité de temps. La contrepartie est que plus tu es haut en fréquence, plus tu as des pertes, et ta portée se réduit d'autant (d'où le fait d'avoir des grandes paraboles qui concentre l'énergie).
J'ajoute qu'avec la demande croissante en télévision HD et en internet de haut-débit, la tendance est de monter toujours plus en fréquence dans les télécommunications par satellite. Ce qui n'est pas sans challenge technologique. Comme l'a dit LPFR, plus on est haut en fréquence, plus la longueur d'onde est petite. Or une onde électromagnétique est sensible à des éléments de la taille de l'ordre de grandeur de sa longueur d'onde. Il faut donc atteindre de grande précision sur l'usinage des matériaux pour travailler en haute fréquence.
Bonjour Theophane.Envoyé par Theophane
Vous avez parfaitement raison sur la bande passante. La bande passante d'un seul canal de télévision d'un satellite demanderait, en basse fréquence, d'utiliser toute la basse fréquence disponible (déjà utilisée pour d'autres choses).
Le seul moyen d'avoir de la bande passante est de monter en fréquence et de trouver des bandes non encore utilisées.
Par contre je ne suis pas d'accord avec votre argument à propos des pertes qui augmentent avec la fréquence. Si pour certaines application on a besoin de paraboles, c'est parce que la distance entre le récepteur et l'émetteur est grande par rapport à la puissance ou la directivité des antennes.
Le GPS ou les téléphones satellite (Iridium) n'ont pas besoin de paraboles (du moins, côté récepteur).
Au contraire, en grandes ondes, les radios périphériques RTL, Monte-Carlo, Europe1, ont besoin des mégawatts en antenne pour atteindre des distances plus faibles que le GPS.
Cordialement,
Bonjour LPFR,
Côté récepteur je vous rejoins, mais côté satellite, il me semble bien que la montée en fréquence s'accompagne d'une augmentation du gain.
Iridium (dans les quelques miliers de km d'altitude de mémoire) et GSM, se sont des portées relativement faibles comparées au 36000km à parcourir depuis une orbite géostationnaire. La facilité avec laquelle on perd le signal dès que la parabole sur le toit d'une maison est un peu dépointée me fait dire qu'on est assez au taquet niveau puissance.
Re.
(GPS et non GSM).
La puissance des émetteurs des satellites de télévision géostationnaires est de l'ordre de 10 à 20 W par émetteur, avec une antenne très directive qui n'éclaire que le pays destinataire (en bavant un peu au delà des frontières). Cela veut dire que, sur terre, vous avez des puissances de l'ordre de 10 µW par km² ou 10 pW par m². On comprend qu'on ait besoin d'une antenne qui récupère une fraction d'un m².
Mais si la fréquence avait été de 100 MHz. et la puissance par surface aussi la même, il aurait fallu une antenne avec une surface équivalente du même ordre de grandeur (une fraction de m²).
Bien sur, à 100 MHz, ce n'est pas envisageable, ni côté satellite ni côté récepteur en raison des dimensions que cela demanderait.
Cordialement,
Bjr à toi,
La montée en fréquence ne procure pas de gain par elle meme. MAIS il est plus facile d'obtenir du gain vue que les dimensions des antennes
sont nettement plus faibles.On peut donc faire de GRANDES structures d'antennes qui seraient prohibitives ( dimensions IMPOSANTES) si on utilise des fréquences
nettement plus basses.
Il est plus facile de "concentrer" des longueurs d'onde de 3cms que de 3m (bonjour la place nécessaire !)
Mais comme tu l'as souligné , plus on monte et plus les "obstacles" deviennent...génants (meme la pluie..parfois).
Bonne soirée
Re,
Effectivement, j'ai fait une confusion. On ne peut pas dire que la contre-partie à l'augmentation en fréquence est les pertes. D'autant plus que le gain se compense tout seul si on est à iso taille de parabole.
Ce qui m'a induit en erreur est je pense les pertes atmosphériques qui ont des raies d'absorption pour certaines fréquences élevées, mais c'est un autre débat.
Merci pour vos réponses.
Bsr à toi,
Ben SI les pertes augmentent tout de meme avec la fréquence.
Reste à savoir de quelle perte l'on parle (perte dans le milieu de propagation ?)
A+
Re,
Je m'explique. J'avais dit dans mon premier message qu'on devait augmenter la fréquence pour avoir du débit (bande passante), mais qu'en contre partie, on avait plus de pertes. Or, à taille de réflecteur donné, monter la fréquence ne dégrade pas le bilan de liaison (hors pertes atmosphériques, ce qui est un autre débat comme dit dans mon message précédent). C'est là que je n'avais pas capté. Le gain étant proportionnelle à la taille du réflecteur compté en longueur d'onde, monter en fréquence augmente le gain d'un réflecteur donné (bon, je considère aussi que l'efficacité reste la même, mais c'est une hypothèse raisonnable).
Si on prend Ge*Gr*(lambda/(4Pi R))², Ge augmente d'autant que lambda² diminue (toujours à taille de réflecteur fixe). C'est ce que j'ai remarqué aujourd'hui grâce à nos échanges
Bonjour,
Je vais surement dire une betisse mais ca metonnerais beaucoup que la TV HD ou l internet haut debit passe par satellite (du moins pour le commun des mortels). Si on fait la somme de tous les flux numerique de la planete je serais pas surpris que les satellites n en represente au une portion assez marginale. C est bien plutot par fibre optique que l info est vehicule (beaucoup moins chere). Je tenais a preciser ca, meme avec nos sms la plupart des personnes s imagine que le signal par dans l espace et retombe sur terre. La realite c est que tout reste confine dans nos jolies petite fibre optique.J'ajoute qu'avec la demande croissante en télévision HD et en internet de haut-débit, la tendance est de monter toujours plus en fréquence dans les télécommunications par satellite. Ce qui n'est pas sans challenge technologique.
Surement ma formation de photonicien qui me fait defendre mon domaine,
Voili
P.S desole pour accent et ponctuation je suis en qwerty
Bonjour.
Pas tout.
Ma liaison Internet passe bien par des fils. Mais le signal Canalsat que je reçois en HD et "normal" passe par satellite. Mais je reçois aussi la TNT HD et "normal" en UHF.
Je pense que les deux types de communication cohabitent et cohabiteront. On peut utiliser les satellites pour Internet, mais j'ai déjà utilise le téléphone international par satellite et le retard de 0,2 s dans chaque sens est insupportable. Surtout si l'écho n'est pas supprimé. Pour ces liaisons la fibre (ou le bon vieux câble sous-marin) sont supérieurs.
Au revoir.
Bonjour
Je ne dis point le contraire mais simplement je tenais a recentrer les choses.
Il m avait sembler que theophane donner plus d importance au satellite qu ils en ont reellement.
Qd je lis "internet haut debit" et "satellite" dans la meme phrase ca m ennuie un peu. Et je voulais juste signaler ca, par experience je sais trop bien que les gens s imagine que tout passe par l espace, je voulais simplement pas que le meme genre de raccourci soit fait ici.
Je ne connais personne qui a une connection satellitaire pour internet ou pour sa telephonie, vous avez bien de la chance d avoir eu un de ces appareils en main, legerement plus emcombrant que les portables dernier cris j imagine.
Apres j avoue que canalsat (aller tps et d autre tand qu on fait de la pub) passe par satellite, et que c est moi qui est etait un peu vite. Cela n enleve donc rien au defit technologique qu est la monter en frequence de la porteuse, mon travail actuel concerne justement les liaisons espace libre dans le domaine THz et je suis donc bien conscient de l interet de tout cela. J arrete ici ma digression qui n apporte malheuresement rien a la question initiale.
Bonjour Youry,
Je ne tenais pas à donner plus d'importance aux satellites qu'ils en ont, je ne faisais que parler du thème initial qui était les fréquences utilisées dans le domaine de la télécommunication par satellites.
Je ne fais pas parti de ces gens qui croient que tout passe dans l'espace. Mais pour la télévision (et donc notamment HD), je peux t'assurer que les satellites sont omniprésents. Il suffit de regarder le nombre de paraboles sur les toits des maisons. D'ailleurs, si je ne dis pas de bêtises, tout le monde (en Europe) peut acheter une parabole et le décodeur qui va bien pour avoir la télévision via le satellite Astra, de façon gratuite. L'avantage du signal satellite est qu'il est disponible "partout" mais là où le réseau terrestre ne passe pas.
Pour Internet, je suis d'accord que c'est marginal. Il n'en reste pas moins que les canadiens (notamment) qui sont très dispersés et chacun au fin fond de leur pays ont envie d'avoir internet comme les autres. Comme tu le soulignes très justement, la fibre optique est un concurrent très sérieux aux satellites. Ca rejoint donc ce que je disais : la demande croissante pour l'internet haut-débit oblige les fabricants de satellite à faire de l'innovation pour ce marché, si ils ne veulent pas se faire "bouffer" par la fibre. En ville, bien évidemment personne n'utilise les satellites pour se connecter à Internet.
A+
Re-bojour Youry.
Puisque vous y travaillez, quelle est la "transparence" de l'atmosphère et ses nuages aux THz ?
Ça doit poser des problèmes, non ?
On voit dans les films au Canada que le diamètre des antennes satellite est bien plus grand qu'en Europe (et que les paraboles visent plus bas). Et ce n'est encore qu'à 12 GHz.
Merci,
A+
Ok nous sommes parfaitement d accord.
Je me doute que vous ne faite pas l erreur mais beaucoup trop de personne la fond, je sais pas pourquoi ce point de detail m irrite tellement il y a d autre sujet tellement plus ignores, mais voila
Je preche trop mon eglise et perds surement un peu mon objectivite, surtout avec les satellites.
L atmosphere est en effet tres peu transparente,
Il existe quand meme des fenetres de transparence,
Par exemple a 800 GHz, il existe certain telescope terrestre qui scrute les etoiles.
L un des grand objectif de ces telescope et de mesurer la composition chimique des nuages de poussiere froid galactique. Les frequence THz etant de meme niveau energetique que les modes roto vibrationelle des molecules.
Ensuite pour ce qui est des nuages, l eau liquide constituant une vrai barriere pour ce types d onde, la reflection diffusion y est colossale. Ca reste toujours une histoire de sensibilite de detection et de puissance d emission, mais a mon avis aujourd hui personne ne sait faire ca.
Moi je travail sur des distance beaucoup plus modeste de l ordre du m.
L atmosphere est alors assez transparente, sauf a quelque frequence de resonance, notament la vapeur d eau qui possede une jolie foret de pic d absorption dans le domaine THz est qui coupe vraiment tout a ces frequences.
Notre experience est d ailleurs sous caisson d azote pour etre tranquille est realiser de la spectroscopie sur une bande continue et bien propre de frequence. On etudie different emetteur detecteur, ou des dispositifs type guide d onde ou autre. Bref pour dire que meme avec 1m de parcours on peut deja etre ennuyer (a certaine frequence)
Je pense que pour ce qui est des telecommunications (objet de la question), l une des premieres niches du THz pourrais etre un genre de wifi alimentant en donnes le salon/ la chambre d un individu. Genre une "box" THz, Au dela de ces distances l absorption deviens effectivement un vrai probleme.
Si vous souhaitez plus d info n hesiter pas a m envoyer un message personel
Re-bonjour Youry.
Merci pour votre très claire et complète explication.
Merci aussi pour votre gentille offre d'informations additionnelles. C'est noté.
Cordialement,
Merci pour tous vos messages, le moins que l'on puisse dire c'est que les membres de ce forum sont actifs ; )
