Faisceau hertzien - Définition

Introduction

Un faisceau hertzien est un système de transmission de signaux - aujourd'hui principalement numériques - mono-directionnelle ou bi-latérale et généralement permanente, entre deux sites géographiques fixes. Il exploite le support d'ondes radioélectriques, par des fréquences porteuses allant de 1 GHz à 40 GHz (gamme des micro-ondes), focalisées et concentrées grâce à des antennes directives.

Ces émissions sont notamment sensibles aux masquages (relief, végétation, bâtiments…), aux précipitations, aux conditions de réfractivité de l'atmosphère, aux perturbations électromagnétiques et présentent une sensibilité assez forte aux phénomènes de réflexion (pour les signaux analogiques mais la modulation numérique peut, au moins en partie, compenser le taux d'erreur de transmission dû à ces nuisances).

A cause des limites de distance géographique et des contraintes de "visibilité", le trajet hertzien entre deux équipements d'extrémité est souvent découpé en plusieurs tronçons, communément appelés "bonds", à l'aide stations relais. Dans des conditions optimales (profil dégagé, conditions géoclimatiques favorables, faible débit, etc), un bond hertzien peut dépasser 100km.

Signal transmis

Pour chaque liaison hertzienne bi-latérales, deux fréquences distinctes sont exploitées; elles correspondent à chacun des sens de transmission.

La ressource hertzienne est saturée en raison des multiples applications exploitées (radiotéléphonie, télédiffusion, transmissions militaires ou de sécurité, etc...). Les bandes de fréquences représentent donc une ressource rare et leur exploitation est règlementée par certains organismes officiels nationaux et internationaux.

Dans le cas d'un réseau composé de plusieurs bonds ou de liaisons géographiquement proches, certains problèmes d'interférences peuvent apparaître, affectant la qualité des transmissions ou pouvant nuire à d'autres transmissions. La définition d'un plan de fréquences est censé minimiser les perturbations tout en optimisant l'efficience de la ressource spectrale exploitée.

Le signal source (vidéo, audio, données, texte, etc...) à retransmettre est transposé en fréquence par modulation. L'opération de modulation transforme le signal d'origine en bande de base, par un signal modulé dit "à bande étroite", dans une bande passante définie et conforme aux normes exploitées.

En France, les modulations analogique (AM et FM) sont désormais remplacées par des normes numériques :

• à 4 ou 16 états (QPSK, 4 QAM, 16QAM…) pour les signaux de type PDH
• à 64 ou 128 états (64 QAM, 128 QAM…) pour les signaux de type SDH

Le doublement du nombre d'états réduit pour un débit donné la bande passante nécessaire d'un facteur 2 (Inversement pour une bande passante donnée, il permet de doubler le débit). En contrepartie, la moins bonne tolérance au bruit des signaux modulés suppose une réduction de la portée effective des liaisons.

Le tableau suivant résume les largeurs de bande nécessaires, en fonction des débits numériques exploités en France ainsi que le type de modulation associée :