ITU-R RAPPORT F 2062 FRENCH-2005 Enhanced high frequency digital radiocommunication systems capable of providing enhanced applications《可提供增强应用的高频数字增强无线通信系统》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.2062 1 RAPPORT UIT-R F.2062 Systmes numriques amliors de radiocommunication en ondes dcamtriques pouvant assurer des applications amliores (2005) 1 Introduction De par leurs caractristiques spcifiques, les systmes numriques de radiocommunication HF font des ondes dcamtriques une soluti

2、on viable pour de nombreuses applications. On distingue pour ces systmes numriques HF trois applications types: la messagerie (courrier lectronique), les applications Internet interactives et les transferts de fichiers lourds. On peut utiliser des radios logicielles (SDR) pour transmettre des donnes

3、 dans certaines de ces applications. En cas de mise hors service ou de surcharge dun rseau de tlcommunication classique suite une catastrophe naturelle (par exemple, tremblement de terre), et dans dautres situations durgence, un systme numrique HF faisant intervenir des stations fixes portatives et

4、des stations mobiles peut tre mis en place trs rapidement pour tablir les liaisons durgence requises ds le dbut de lalerte ou pendant la coordination des oprations de secours. 2 Messagerie lectronique Les systmes et rseaux de messagerie lectronique fonctionnant en ondes dcamtriques offrent une solut

5、ion de radiocommunication extrmement souple une large gamme dutilisateurs dans le domaine de la protection civile et des oprations humanitaires. Avec de tels systmes, on peut aussi mettre en place des quipements de radiocommunication peu onreux et fiables dans des zones isoles o la population est tr

6、s disperse. 2.1 Caractristiques de fonctionnement Mis part les caractristiques propres aux systmes ondes dcamtriques, ces systmes de messagerie lectronique prsentent deux avantages: Facilit dutilisation: Lquipement ncessaire se rsumant un ordinateur portable et un metteur rcepteur HF fonctions adapt

7、atives, la prsence doprateurs radio spcialiss nest pas ncessaire. Lorsque lquipement a t configur, un non-technicien peut envoyer des messages lectroniques sans laide dun oprateur radio qualifi. Souplesse: Un systme de messagerie lectronique HF permet de disposer dune connectivit Internet fiable rpo

8、ndant aux besoins de communication de notre poque. Les systmes de messagerie lectronique fonctionnent gnralement en mode enregistrement et retransmission: le systme remet les messages leurs destinataires, mais ces derniers nen attendent pas la transmission instantane. Cette caractristique de mise en

9、 mmoire et de retransmission ultrieure rend le systme particulirement adapt aux applications HF, dans lesquels la stabilit des conditions ionosphriques entrane des ruptures de liaison occasionnelles. 2 Rec. UIT-R F.2062 2.2 Description gnrale Les lignes qui suivent dcrivent la configuration gnrale d

10、un systme de messagerie lectronique HF type. Au sol, le point daccs (Fig. 1) est une passerelle Internet (divers types de connexions Internet sont envisageables: rseau local, accs au cble par numrotation, satellite, ligne dabonn numrique). Le site distant (Fig. 2) peut tre limage exacte du point dac

11、cs au sol, lexception de la connexion Internet, absente en loccurrence. FIGURE 1 Configuration daccs 2062-01InternetEmetteur rcepteur HF ModemAntenneLa passerelle daccs a pour fonction essentielle dassurer la connectivit directe avec Internet et de relier le rseau filaire au rseau radiolectrique. En

12、 dehors de cette spcificit, le site daccs et le site distant peuvent tre dots dquipements similaires. FIGURE 2 Configuration du site distant 2062-02Emetteur rcepteur HF ModemAntenneTerminalde loprateurRec. UIT-R F.2062 3 Les rseaux de messagerie lectronique qui fonctionnent en ondes dcamtriques comp

13、ortent souvent un grand nombre de points daccs rpartis dans une rgion ou mme dans le monde entier. Tous les points daccs sont interconnects via Internet aux serveurs centraux du systme de messagerie. Les utilisateurs distants tablissent une liaison HF avec un point daccs de leur choix pour envoyer e

14、t recevoir leurs messages. Les systmes de messagerie lectronique HF utilisent souvent, dans la section hertzienne, des protocoles spcialiss. 3 Applications Internet/Intranet interactives A linverse de la messagerie lectronique, les autres types dapplications Internet et Intranet sont interactifs: le

15、s utilisateurs attendent des rponses rapides leurs interventions (saisie au clavier, clicks de souris). Citons, pour exemple de ce type dapplications, la navigation sur le web, louverture de sessions distance et la messagerie instantane (que lon appelle parfois tchat en HF). 3.1 Caractristiques de f

16、onctionnement Les protocoles dinterface utiliss, tout comme les architectures de rseau qui sous-tendent les applications Internet, sont variables. Dans certains cas, la section ondes dcamtriques assure un dernier bond radiolectrique de lInternet filaire aux utilisateurs distants, fixes ou mobiles. D

17、ans dautres cas, des rseaux multinoeuds ondes dcamtriques constituent les rseaux hertziens locaux ou de zone tendue (WLAN et HF-WAN) qui assurent la connexion du ou des routeurs lInternet filaire, mais ces infrastructures peuvent aussi tre indpendantes. Les systmes de radiocommunication HF sont gnra

18、lement utiliss pour tendre les communications hertziennes au-del de la ligne de visibilit directe. Mais, malgr cette porte importante, il faut parfois prvoir un routage indirect, mme dans des rseaux HF. Par ailleurs, une infrastructure de radiocommunication HF peut servir interconnecter des sous-rse

19、aux filaires dans diverses applications de systmes durgence. 3.2 Description gnrale La Fig. 3 schmatise une configuration rseau local, routeur et noeud HF. 4 Rec. UIT-R F.2062 FIGURE 3 Schma dun rseau local HF La Fig. 4 reprsente trois noeuds interconnects par des liaisons radio HF, constituant un r

20、seau de zone tendue fonctionnant en HF. Chaque noeud est dot de sous-rseaux IP. Les adresses des sous-rseaux peuvent avoir t attribues indpendamment, et rien ne garantit lexistence dun prfixe commun ces adresses. Il convient de noter que le noeud comportant 6.x sous-rseaux dispose aussi dune connexi

21、on par satellite avec Internet (SATCOM); le port routeur du sous-rseau SATCOM a pour adresse IP ladresse 12.23. FIGURE 4 Schma de rseau HF de zone tendue 2062-041234HtesRouteurPasserelleHFHFRouteurHFNoeud depasserelle1a 2a 3a 4aHtesSATCOM1b 2b 3b 4bHtesRouteurPasserelleHFHFRec. UIT-R F.2062 5 4 Tran

22、sfert de fichiers En raison de la largeur de bande limite des liaisons radio HF, il faut tenir compte de la capacit du systme dans tout transfert de fichiers qui occupe une liaison pendant une priode prolonge. Les transferts frquents de quelques centaines de kilooctets sur liaison HF sont faciles, m

23、ais les transferts de fichiers de plusieurs mgaoctets sur liaison HF sont plus rares en raison de cette limitation de la largeur de bande. 4.1 Caractristiques de fonctionnement Comme partout ailleurs sur Internet, le systme le plus communment utilis pour le transfert de fichiers (de quelques centain

24、es de kilooctets) sur liaison radio HF est le systme des pices annexes des courriers lectroniques. Dans certaines applications, lchange de fichiers plus lourds se fait directement sur la liaison HF (par exemple, dans les applications dimagerie en temps quasi rel ou dactualisation de bases de donnes)

25、. 4.2 Description gnrale Le transfert de fichiers (de plusieurs centaines de kilooctets) impose des valeurs de dbit aussi leves que possible, de sorte que lon utilise normalement des modems donnes HF. Les rseaux non adaptatifs se calent souvent sur un dbit fixe pouvant tre assur sans ajustement pend

26、ant toute la journe, souvent 6 400 bit/s par canal de 3 kHz dans les applications onde de surface. Lorsque lon utilise des radios double bande latrale indpendante, on obtient donc 12 800 bit/s sur le canal rsultant de 6 kHz. En revanche, les systmes adaptifs adaptent le dbit de canal en continu, sel

27、on la capacit du canal. Pour les liaisons ionosphriques longue distance, le dbit pouvant tre obtenu sur 3 kHz est gnralement compris entre 2 400 et 4 800 bit/s. Sur des canaux moins exigeants, on utilise des dbits qui peuvent atteindre 9 600 bit/s sur 3 kHz. 5 Tlphonie numrique La tlphonie numrique

28、offre, par rapport la tlphonie analogique, deux avantages fondamentaux, savoir une meilleure intelligibilit en prsence de perturbations modres sur le canal et la possibilit de crypter le flux de donnes pour des raisons de confidentialit. 5.1 Caractristiques de fonctionnement La tlphonie numrique dif

29、fre des applications donnes considres aux paragraphes prcdents en ce sens quelle tolre les erreurs mais ne tolre pas les retards de propagation. En consquence, les erreurs ne sont pas corriges au niveau de la retransmission: la correction est assure par un code de correction derreur en aval performa

30、nt. 5.2 Description gnrale La technologie de tlphonie numrique, par exemple de type MELP (prdiction linaire excitation par squences), assure un bon compromis entre la qualit vocale et le dbit de donnes. Les systmes de tlphonie les plus rcents offrent une qualit vocale excellente 2 400 bps, mais peuv

31、ent encore fonctionner, au prix dune qualit vocale rduite, 1 200 et mme 600 bit/s. 6 Rec. UIT-R F.2062 6 Radios logicielles Lvolution des protocoles dinterface, qui ne rsident plus au niveau de la couche physique mais au niveau des couches transport et session, est finalement une tendance qui complt

32、e la tendance localiser directement au niveau de linterface rseau les fonctions de liaison de donnes et de couche physique des radios logicielles (SDR, software defined radios). En fait, les modems HF grand dbit et dautres quipements de couche physique/liaison de donnes sont dj prvus comme futures f

33、onctionnalits des radios SDR. Pour que la stratgie de transition technique soit efficace, il y a lieu dtudier soigneusement les spcifications techniques requises par un environnement de normes ouvertes. Le systme doit optimiser le niveau de capacit offert lutilisateur tout en dfinissant lactivit de

34、la couche liaison et les hirarchies dcisionnelles au niveau du rseau. 6.1 Caractristiques de fonctionnement Les quipements SDR, qui assurent le trafic donnes par paquets entre rseaux locaux et rseaux de zone tendue, ont ainsi une fonction effective de support de transport, mais ninterviennent que tr

35、s peu, ou pas du tout, au niveau de la couche session ou de la couche prsentation dans la commande des flux et la corrlation des adresses IT. 6.2 Description gnrale Dans notre secteur, la mise au point des applications HF amliores se fait normalement par une mise jour des microprogrammes ou des logi

36、ciels prcdemment utiliss. Les logiciels des quipements SDR peuvent prendre en compte ces mises jour de la technologie HF. Certains concepteurs de systmes SDR ont entrepris de normaliser les interfaces de programme dapplication dfinies paralllement llaboration des matriels et des techniques hertzienn

37、es. En dernier ressort, cette normalisation a pour objet doptimiser la portabilit et lactualisation des applications techniques indpendamment des quipements SDR considrs. Pour parvenir cet objectif, il faut sparer le domaine radiolectrique du domaine non hertzien. Une application radiolectrique doit

38、 sarticuler sur des spcifications purement radiolectriques, tandis quau niveau du service, linfrastructure logicielle doit sparer les fonctions logicielles des fonctions matrielles. Lorsque cette sparation est assure, le concepteur dapplications radiolectriques peut utiliser des interfaces prdfinies pour accder aux fonctions des quipements SDR de son choix. Du fait que les services requis par lapplication sont activs au niveau de lquipement SDR, le potentiel de portabilit de lapplication est optimis.