La norme DVB-RCS : voie retour sur satellite

La norme DVB-S a été la première norme mettant en place un cadre pour la diusion sur un lien satellitaire, le retour pouvant être mis en place à travers le réseau terrestre téléphonique en utilisant

UDLR (UniDirectionnal Link Routing) [28]. Avec la publication de la norme DVB-RCS [30] une

communication full-duplex à travers le satellite est possible.

La norme DVB-RCS est un standard déni pour la télé interactive. La norme DVB-RCS complète la norme DVB-S en donnant accès au satellite aux terminaux terrestres à l'aide d'une signalisation propre mais qui repose sur la signalisation DVB-S. On parle ainsi d'une architecture DVB-S(2)/DVB-

1.4. Les standards DVB 17 RCS. Il est possible que deux satellites diérents soient employés dans une telle architecture, mais les

deux technologies, DVB-S et DVB-RCS, peuvent cohabiter sur le même satellite (voir gure1.7) et

c'est ce cas que nous retiendrons dans la suite de cette étude. 1.4.5.1 La mise en ÷uvre de la norme DVB-RCS

La norme DVB-RCS permet aux terminaux satellite (appelés Return Channel Satellite Terminal - RCST ) d'accéder directement aux ressources satellitaires. Plusieurs entités sont dénies dans la norme, responsables de l'accès au système, de l'allocation de ressources et de la signalisation cor- respondante. Le premier d'entre eux est le Network Control Centre (NCC), contrôleur du système satellitaire géostationnaire dont les fonctionnalités peuvent être intégrées dans une passerelle (gate-

way) comme le montre la gure1.7.

Fig. 1.7  Architecture DVB-S(2)/DVB-RCS avec terminaux satellite et satellite transparent Les terminaux satellite se partagent les ressources satellite en utilisant la technique MF-TDMA dénie pour l'accès multiple au support dans le cadre de la norme DVB-RCS, qui désigne un multi- plexage en temps et en fréquence. Ils transmettent les données dans des bursts ou rafales composés de slots, un slot étant caractérisé par une fréquence et une durée. Le format MF-TDMA ore deux modes de communication : le mode Fixed Slot" pour une durée et un débit xes et le mode Dynamic Slot" spécie une durée et un débit variables. L'allocation de ressources est transmise dans une table sur la voie descendante, Terminal Burst Time Plan (TBTP), qui fait partie des tables Service Information

(SI) gérées par le NCC [23].

Comme les terminaux peuvent se trouver dans des endroits diérents par rapport au satellite, des collisions entre les données envoyées par les terminaux sont possibles. Pour éviter ce scénario, des corrections de la synchronisation et des mécanismes de localisation sont employés lors de la transmis- sion des données depuis les terminaux. Cette synchronisation est réalisée à l'aide de la signalisation DVB-S envoyée sur tout le faisceau satellite à tous les terminaux.

L'architecture DVB-S/DVB-RCS présente des caractéristiques telles que le délai important dans le processus d'allocation de ressources qui inuence les protocoles de communication déployés comme TCP, aspect que nous citerons plus en détail dans le chapitre concernant ce dernier.

1.4.5.2 L'allocation de ressources DVB-RCS

Les interactions sur la voie retour ne suivent pas le même modèle que la diusion DVB-S. Les requêtes arriveront d'une manière aléatoire, pour des applications IP du fait de la nature même du trac IP. Dans ce sens, le standard DVB-RCS met en place un cadre pour l'allocation des ressources

à l'aide d'un mécanisme de requête. La norme DVB-RCS identie ainsi plusieurs types de demande de ressources :

• Continuous Rate Assignment (CRA) spécie un nombre xe de slots alloués au terminal

lors de la phase d'initialisation (après négociation entre le terminal et le contrôleur) jusqu'à ce que le terminal ait ni d'envoyer les données.

• Rate-Based Dynamic Capacity (RBDC) assure un débit pour le terminal, débit soumis

à une limite maximale établie lors de la phase de négociation entre le NCC et le terminal. Chaque requête est absolue et remplace la précédente.

• Volume-Based Dynamic Capacity (VBDC) exprime une requête en nombre de slots

d'une manière dynamique et cumulative. La requête correspond au nombre de paquets dans la le MAC. VBDC représente le mode par défaut en DVB-RCS.

• Absolute Volume-Based Dynamic Capacity (AVBDC) est presque identique à VBDC,

chaque demande remplaçant la précédente.

• Free Capacity Assignment (FCA) représente l'allocation de capacité résiduelle (après avoir

traité toutes les autres demandes). FCA est surtout utilisée pour les applications tolérantes à la variation de délai.

L'allocation de ressources a lieu dans des conditions intrinsèques aux réseaux satellitaires : un délai important, des conditions variables du support de transmission accompagnées par des demandes en ressources également variables. Dans les réseaux géostationnaires, le délai d'allocation de ressources est important, de l'ordre d'environ 1 seconde pour un satellite transparent, et de 500 ms pour un satellite capable d'allouer des ressources à bord. Le délai a pour conséquence une capacité de ressources xée lors de l'envoi d'une demande, une éventuelle variation n'étant prise en compte que lors de l'envoi d'une nouvelle requête de ressources.

1.4.5.3 Les dés encourus par les satellites de communication

Nous avons mis en évidence dans les sections précédentes, les caractéristiques des réseaux sa- tellitaires et des normes DVB illustrant ainsi le fait que les réseaux géostationnaires ont été conçus particulièrement pour des services de diusion. L'interactivité a été ajoutée tardivement avec la norme DVB-RCS mettant en ÷uvre des mécanismes d'allocation de ressources propres introduisant un délai supplémentaire, tandis que la norme DVB-S2 implique une adaptation aux conditions de transmission faisant varier ainsi la capacité du système. Ce cadre de référence pose des dés pour le déploiement des protocoles de communication IP, impossible à relever par l'architecture en couches indépendantes. Les mécanismes cross-layer ont déjà été employés dans les réseaux sans l terrestres, dont nous détaillons les implantations et les architectures existantes dans le chapitre suivant.

Conclusion du chapitre

Les satellites ont subi une évolution importante, on retrouve des satellites transparents, régéné- ratifs (non-transparents) avec des techniques comme la commutation et le routage à bord, jusqu'à des constellations de satellite dotées de liens inter-satellites. Les satellites ont joué un rôle important dans les réseaux de communication, mais doivent aujourd'hui trouver des moyens pour proposer une solution ecace capable de prendre en charge des applications avec leurs contraintes QoS.

Les réseaux satellitaires sont ainsi capables de prendre en charge un grand nombre d'applications, ayant des avantages comme la diusion naturelle et la facilité de déploiement. Parmi les satellites de communication, la majorité se trouve sur une orbite géostationnaire ce qui a motivé notre choix pour ce type de réseau comme sujet de recherche de ce mémoire.

1.4. Les standards DVB 19 Une des dernières technologies est le codage et la modulation adaptatifs (ACM) dénies dans le cadre de la norme DVB-S2. On prévoit une croissance importante de la demande de trac symétrique dans le futur ce qui permettra des transferts des chiers importants ou de la vidéo, de la vidéocon- férence ou de l'apprentissage en ligne (e-learning). Cela a pour conséquence la nécessité d'accroître les débits de transmission dans les deux sens et de proposer un système bi-directionnnel orant une symétrie entre la voie aller et la voie retour.

Les dicultés inhérentes au déploiement des protocoles de communication IP constituent le grand dé pour l'intégration du satellite dans le monde des réseaux de télécommunications. Dépasser les limites imposées par le support et permettre le déploiement de nouvelles applications est le dé à relever.

Chapitre 2

État de l'art des techniques cross-layer

Sommaire

2.1 Contexte . . . 21