Constelaciones de satélites y broadcast: ¿una alternativa?

Máximo Morales Céspedes, doctorant à la Université Carlos III de Madrid, met en lumière le paysage des constellations de satellites en orbite basse (LEO – Orbite terrestre basse) et ses applications possibles aux flux de transmission vidéo courants des flux de travail de diffusion.

Los satellites géostationnaires, c'est-à-dire les satellites qui de toute vie Ils ont été utilisés pour supporter les diffusions vidéo et ainsi assurer la disponibilité d'une connexion en direct ou le transport de signaux entre les infrastructures de diffusion, ils ont été remplacés ces cinq dernières années par des sacs à dos de diffusion. Il n'est peut-être pas nécessaire d'expliquer bon nombre des raisons qui ont poussé les chaînes de télévision à opter pour ces alternatives, à savoir réduire les coûts se résument en lui et en son versatilité déploiement.

L'évolution de la 3G vers la 4G, en attendant la véritable 5G, a résolu bon nombre des problèmes opérationnels posés lors de son déploiement initial, comme les capacités de retransmission, la résilience des systèmes ou leur capacité à alterner entre différents points de retransmission lorsque ces équipements sont utilisés en déplacement. Il reste cependant des problèmes auxquels ces solutions n'ont pas pu répondre : la stabilité du réseau dans des situations de forte demande (il trancher reste encore une promesse) ou sa dépendance à l'égard du développement du réseau de télécommunications, ce qui rend difficile son utilisation dans des endroits éloignés. Face à ces problèmes, les radiodiffuseurs recherchent des solutions (ce qui est inhérent à leur nature). Certains d’entre eux semblent presque tombés du ciel.

La montée en puissance d'entreprises comme Lien étoile ils démontrent seulement une course aérospatiale autour du constellations de satellites en orbite basse. Et de nombreuses chaînes de télévision ont placé leurs espoirs dans la résolution des problèmes de connectivité et de disponibilité sur ces systèmes, rapides à déployer et faciles d’accès. Sont-ils pour autant une alternative réelle, fiable et rentable pour la vie quotidienne des diffuseurs? Máximo Morales, doctorant à l'Université Carlos III de Madrid, démystifie les mythes sur la énième technologie révolutionnaire du monde audiovisuel.

Le satellite en orbite basse versus le satellite stationnaire

"Lorsque nous parlons de satellites en orbite basse, nous devons voir d'où nous venons", explique Morales, soulignant les différences conceptuelles et fondamentales importantes entre les satellites géostationnaires et les satellites en orbite basse.

La première alternative, celle qui existe depuis le plus longtemps, se situe à une hauteur approximative de 36 000 km et toujours trouvé fixé au même point (ou plutôt, on le fait tourner à la même vitesse que la terre). Cependant, les satellites en orbite basse sont situés à une altitude comprise entre 500 et 1200 kilomètres d'altitude et ils sont dans défilement continuConcrètement, un satellite Starlink, situé à 540 kilomètres d'altitude, tourne autour de la Terre toutes les 93 minutes.

"Le concept de constellation peut s'expliquer en divisant la Terre en plans. Au lieu d'avoir un très gros satellite, vous avez plusieurs très petits satellites qu'est-ce que ils bougent très vite et qui couvrent un certaine zone».

D’où la nécessité de construire ce qu’on appelle «constellations de satellites», une solution qui permettra de conserver une diffusion de plusieurs minutes en échangeant la disponibilité des différents satellites : « La notion de constellation peut s'expliquer en divisant la terre en plans. Au lieu d’avoir un très gros satellite, vous disposez de nombreux très petits satellites qui se déplacent très rapidement et couvrent une certaine zone.

Disponibilité et latence

Ces données, inhérentes au nature de chacune des alternatives, déterminer leurs applications et définir leurs avantages et inconvénients. Par exemple, là où un satellite géostationnaire peut toujours assurer sa disponibilité dans sa zone de couverture, le utilisateur de satellite en orbite faible dépendra de l'emplacement de la constellation de satellites et de son mouvement, forçant ce que l'on appelle dans le monde des télécommunications le « handover entre satellites » : « Dans ces cas-là, vous vous connectez à un satellite et vous devez être prêt à vous connecter à celui qui arrive ou à d'éventuels chevauchements. »

Autre problème critique Pour mieux comprendre la nature de chacune des alternatives satellitaires étudiées se pose la question de latence. La distance à laquelle les signaux doivent être téléchargés fait que le satellite géostationnaire offre un Latence moyenne de 125 ms, alors que le satellite en orbite basse permet de parler d'une latence de 2 ou 5 ms, "ce qui lui permet de concurrencer directement les systèmes 5G d'aujourd'hui", explique Morales.

Satellites à faible optique : des problèmes similaires aux réseaux 5G

Les bases conceptuelles décrites précédemment permettent de comprendre les principales différences qui subsistent aujourd’hui entre les satellites « traditionnels » et LEO : disponibilité oui fiabilité des services.

Pour Morales, l’utilisation de satellites en orbite basse équivaut à « entrer dans un réseau de satellites ». connectivité mobile". L'utilisateur qui souscrit à l'un de ces services (avec un coût de 100 € par mois au forfait auprès de Starlink plus le coût de l'appareil récepteur) Vous n'avez pas la garantie d'accéder au réseau, étant donné que la connexion à une constellation de satellites peut être demandée par d'autres agents. Comme pour les réseaux téléphoniques 4G et 5G, tout dépend du concours. Si plusieurs diffuseurs se connectent depuis le même point géographique à la même constellation pour fournir la même couverture, il est très possible que la disponibilité du réseau faiblisse.

Si plusieurs diffuseurs Ils se connectent depuis le même point géographique au même constellation pour offrir la même couverture, il est très possible que la disponibilité du rouge se tambalee.

En outre, Morales souligne que jusqu'à ce que les fournisseurs de solutions de diffusion proposent des solutions entièrement intégrées à leurs systèmes d'encodage vidéo, elles seront nécessaires correctifs pour résoudre des problèmes supplémentaires : "La vitesse sera très variable, donc même l'encodeur vidéo peut varier. Pour résoudre ce problème, il sera nécessaire de concevoir un tampon qui stocke les paquets vidéo, car il peut y avoir des moments d'échec lorsque le transfert du signal d'un satellite à un autre ne se produit pas de la manière la plus appropriée."

LEO : alternative pour des cas particuliers

Pour toutes ces raisons, pour Morales ça n'a aucun sens optez dès aujourd'hui pour une connexion avec constellations de satellites en orbite basse pour les connexions vidéo en direct.

Bien sûr, tant qu'il existe des alternatives telles que parler de 5G ou l'option de connexion via fibre à l'Internet public. Si ce n'est pas le cas, les satellites en orbite basse peuvent offrir des solutions pour transmettre du contenu depuis ces satellites. endroits où la connectivité mobile n'est pas disponible, qu'il s'agisse des zones rurales, des jungles ou de l'Antarctique lui-même. Avec les difficultés évoquées précédemment, il sera possible de transmettre vidéo en direct avec des résolutions et des fréquences d'images élevées.

De même, ces systèmes pourraient remplacer et réduire le coût des envoi de matériel audiovisuel (quotidiens) sur les tournages dans lesquels les producteurs ou les équipes de production peuvent avoir besoin d'un accès immédiat à des pièces situées dans des endroits éloignés : "Si nous voulons envoyer un colis vidéo de l'Antarctique à Los Angeles, et que nous ne nous soucions pas de savoir si ce colis arrive dans 30 minutes ou 35 minutes, ces systèmes peuvent être une alternative."

Une course pour améliorer les satellites en orbite basse

Les nanosatellites qui composent les constellations orbitales fondent leur nature sur la norme de construction CubeSat: un carré de 10x10x10 centimètres qui, combiné avec d'autres unités CubeSat, permet de former des équipements aérospatiaux avec différentes fonctions.

Avec une fabrication « super standardisée » et avec sorties qui peut déjà être géré de manière indépendante par des capitaux privés, le grand défi de l'industrie est de améliorer les capacités technologiques de ces équipes. Ils ne résoudront pas les problèmes de leur nature, comme la disponibilité ou leur déplacement rapide autour de l'orbite terrestre, mais beaucoup de leurs processus seront améliorés : « Il y a une course pour introduire toute l'électronique nécessaire aux différents processus dans un CubeSat. Mais c'est compliqué, car il faut penser à beaucoup de choses : comme c'est une si petite pièce, on ne peut pas mettre de très grands panneaux solaires ; comme on est dans l'espace, il est très difficile de dissiper la chaleur, il faut donc trouver des solutions très efficaces... ».

« Les satellites en orbite basse, ayant une petite durée de vie, peut intégrer différents outils de traitement du signal, ce qui est quelque chose de très attrayant.

Contrairement aux satellites géostationnaires, les satellites à faible optique possèdent également un élément différenciateur qui marque la course technologique qui les entoure : leur durée de vie limitée. Compte tenu de leur proximité avec l’atmosphère terrestre, il est « inévitable » qu’ils tombent d’ici « trois à sept ans ». "Ce n'est pas un drame, mais quelque chose de tout à fait normal", dit Morales, qui voit aussi ce fait comme un chance afin que, dans les applications vidéo, ces appareils profitent de la dernières technologies de codage vidéo: "Les satellites géostationnaires lancés dans les années 90 sont transparents ; d'une certaine manière, ils ignorent le passage du temps et peuvent continuer à recevoir des signaux et à les transporter efficacement. Les satellites en orbite basse, ayant une durée de vie courte, peuvent intégrer différents outils de traitement du signal, ce qui est très intéressant."

La convergence entre réseaux mobiles et satellites

À l'avenir, il y a de fortes chances qu'un flux vidéo diffusé à l'antenne soit diffusé à partir d'un dongle de diffusion. alimente l’industrie croissante des satellites en orbite basse sans que l'utilisateur lui-même ait connaissance de l'utilisation de cette technologie.

Comme l'explique Morales : « Les dernières versions de la 5G ou les premières esquisses de la 6G ne considèrent pas les communications par satellite comme quelque chose d'étranger. Les communications par satellite en orbite basse vont être intégrées aux systèmes de communication mobile. De cette façon, peut-être en 2030 ou avant, nous pourrons ignorer si notre téléphone mobile se connecte via un satellite en orbite basse, un réseau WiFi ou un système de communication mobile.

L'arrivée des systèmes satellites en orbite basse a las ofertas de las empresas de telecomunicaciones ya está en marcha: operadores de todo el mundo están anunciando acuerdos con empresas especializadas en este campo o potenciando sus capacidades aeroespaciales ante las promesas de esta nueva ventana, especialmente en lo que respecta a dar cobertura en zonas remotas, el mundo IoT o, por supuesto, en aplicaciones broadcast.

Un reportage de Sergio Julián Gómez