Bon, je vous envoie de la lecture (c'est un peu long et technique, mais vous prendrez ce que vous voulez): Cà concerne le système SAM développé à l'époque (1980/1985) par Thomson/CSF mais qui n'a jamais été mis en service,les télécommunications par satellite ayant pris le dessus.
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Le système SAM.
1. Préambule.
Les radio-communications longue distance utilisant les hautes fréquences (HF) sont basées sur les propriétés de la propagation ionosphérique et de ce fait, la qualité des transmissions est en grande partie conditionnée par la qualité de la propagation.
La propagation ionosphérique est à la fois complexe et instable et les prévisions à moyen terme, mensuelles par exemple, qui sont indispensables à l’établissement de liaisons de qualité satisfaisante nécessitent des moyens de mesure et de calcul tout à fait considérables qu’il n’était pas possible, jusqu’à ces dernières années, d’intégrer dans les terminaux d’extrémité de liaison , surtout dans le cas de liaisons fixe/mobile , cas général des transmissions navire/terre de la marine.
Le seul paramètre sur lequel peut agir l’utilisateur pour améliorer la qualité de la liaison est la fréquence qu’il choisit en particulier à l’aide des Bulletins de Prévisions Ionosphériques édités par le C.N.E.T SPI, bien connus des opérateurs radio. Il existe en effet à tout moment une fréquence ou une bande de fréquences optimale pour établir la communication, en fonction de la position respective des correspondants et donc de la distance qui les sépare, de l’heure et donc de l’activité solaire qui détermine la position, la hauteur et la consistance des couches ionisées de l’ionosphère.
Mais, si le choix correct de la fréquence reste le préliminaire à l’établissement de toute communication par radio, il n’en reste pas moins que de nombreuses perturbations peuvent venir en altérer la qualité (fadding, brouillage, interférences …).
Plusieurs méthodes existent pour se prémunir des erreurs de transmission dues aux perturbations, qui constituent un compromis entre les délais de transmission et le taux d’erreur admissible, la plus courante étant le dialogue, automatique entre les systèmes (TOR par exemple) ou manuel entre les opérateurs, à chaque extrémité, ce dernier requérant des personnels qualifiés et entraînés. Mais il arrive souvent que dans les périodes de trafic intense les opérateurs ou même les systèmes automatiques aient le plus grand mal à assurer la gestion des réseaux.
2. Le projet SAM.
C’est en tenant compte de tous ces paramètres que la Marine Nationale a confié à la société Thomson CSF l’étude d’un système permettant d’automatiser l’écoulement du trafic télégraphique entre les navires et les différentes stations réparties dans le monde, tout en améliorant la résistance aux erreurs et en étant compatible avec le système existant pour les navires non équipés.
Ce nouveau système, le S.A.M. (Système d’Acheminement automatique des Messages) a été développé depuis 1980 pour aboutir, en 1985 à des essais en grandeur nature avec la Marine Nationale.
Le but du système :
- Réduction, voire suppression de l’intervention de l’opérateur.
- Amélioration des performances des transmissions télégraphiques entre les navires et les stations à terre.
- Intégration du système dans l’organisation actuelle.
3. Fonctionnement du SAM.
a). Gestion du réseau :
Le réseau est constitué par l’ensemble des stations terrestres et des navires désirant écouler leur trafic vers la terre.
La gestion du système doit permettre à chaque station terrestre de conduire en parallèle quatre liaisons avec quatre navires différents, aucune synchronisation n’étant nécessaire.
Chaque station terrestre doit être capable :
- De conduire automatiquement les phases de prise de contact, de transmission et de fin de liaison.
- De permettre l’accès des navires au réseau en fonction de leur priorité.
- De gérer des files d’attente d’au plus 20 navires.
- D’émettre des séquences de test sur chacune des fréquences libres dont elle dispose.
- De gérer quatre émetteurs de manière qu’ils n’émettent en système SAM qu’un quart du temps.
- De gérer le flux sortant du trafic télégraphique en tenant compte des priorités et de son acheminement vers le terminal (téléimprimeur) qui permet à l’opérateur de faire un contrôle de chaque message soit pour son acheminement sur les autres réseaux ou son rejet.
Le seul rôle de l’opérateur sera donc l’initialisation de la station et la supervision des messages reçus.
b). Le choix de la meilleure fréquence par le navire :
Chaque navire pourra veiller en permanence 16 fréquences programmées préalablement par l’opérateur. Le système SAM pourra reconstituer les moments d’écoute de chacune de ces fréquences et :
- En déduire le cycle d’écoute optimum (en phase de trafic, le navire n’écoutant que les fréquences situées à + ou – 10% de sa fréquence d ‘émission) ;
- D’accorder une note de qualité à chacune des fréquences veillées et de les classer en 4 catégories :
Fréquence « bonne » : taux d’erreur < à 5x10-3.
Fréquence « moyenne » : taux d’erreur compris entre 5x10-3 et 10-2.
Fréquence « mauvaise » : taux d’erreur > à 10-2.
Fréquence « non classée » : écoute impossible.
Le rôle de l’opérateur du navire se bornant à déterminer la liste des fréquences à veiller, il peut à tout moment modifier cette liste de fréquences et consulter l’état de qualification, sorti sous forme de tableau sur son téléimprimeur.
c). Choix de l’antenne par la station à terre :
Chaque station devra disposer d’une antenne omnidirectionnelle et de quatre antennes directionnelles. Les appels des navires reçus sur l’antenne omnidirectionnelle, sont ensuite commutés sur l’antenne directionnelle la plus adéquate pour augmenter la qualité de la liaison : Après son appel, le navire génère une séquence de test reçue successivement sur chacune des antennes directionnelles de la station et, après mesure de la qualité, la meilleure antenne est sélectionnée.
d). Gestion des messages départ des navires :
Le SAM doit pouvoir gérer jusqu’à 80 messages ou 2000 caractères. L’opérateur du navire compose les messages et les introduit dans le système SAM, la gestion est ensuite automatique.
e). Journaux de bord :
A terre comme à bord, chaque tentative de liaison donne lieu à la rédaction d’un journal de bord qui contient les principaux paramètres de la liaison (fréquence, horaires, indicatifs), les messages de service et les en-têtes des messages transmis.
L’amélioration des performances sera mesurée sur les délais d’acheminement des messages et le taux d’erreurs : Le principe est celui du codage / décodage avec correction d’erreurs ou demande de répétition :
- Proportions d’erreurs automatiquement corrigées.
- Demande de répétitions faites automatiquement et ne portant que sur des portions courtes des messages.
Intégration dans l’organisation actuelle :
- Les procédures sont issues des procédures actuelles.
- Les matériels de transmission et de traitement des messages restent les mêmes, de même que le système prend en compte le trafic A1 et F1 classique (modes A11 et A12).
Phases de la procédure :
- Choix de la meilleure fréquence par écoute de séquence.
- Prise de contact par appel du navire et accusé de réception de la station.
- Choix de la meilleure antenne de réception par la station.
- Acheminement du trafic et éventuellement demandes de répétitions par la station.
- Envoi d’un accusé de réception par la station.
Matériel :
- Dans la station à terre, matériel classique : 4 émetteurs à bande latérale unique émettant une sous porteuse à 500 Hz modulée en A1 (modulation A11) et une sous porteuse à 2000 Hz partagée entre le F1 SAM et la liaison en mode A12.
- A bord, émetteur télécommandable en fréquence.
Compatibilité :
- Possibilité pour le navire d’écouler du trafic A1 ou F1 classique.
Développement : Le SAM 1 a été abandonné car nécessitant trop d’émetteurs à terre. La version actuelle est le SAM 2.
4. La mesure de qualité dans le système SAM.
Deux mesures sont effectuées :
- Mesure de la qualification des fréquences.
- Mesure puis choix de la meilleure antenne.
Deux méthodes sont utilisées :
- Démodulation F1 par seuils décalés (traitement SAFOC).
- Méthode de mesure « de gigue de phase » des signaux reçus.
-a). Méthode de démodulation par seuils décalés :
On procède par une augmentation artificielle du taux d’erreur de manière à réaliser une mesure sur un temps très court.
Après passage dans un discriminateur de phase, le signal est appliqué à un comparateur de seuil qui donne le résultat suivant :
état (+) état 1 [ état positif + état 1 ]
- - - - - seuil +v si [ ] signal bon
erreur état 0 [ état négatif + état 0 ]
erreur
----------------- 0
systématique
- - - - - seuil –v état 1 [ état positif + état 0 ]
si [ ] erreur
état (-) état 0 [ état négatif + état 1 ]
-b). Mesure de la gigue de phase :
On mesure la durée des bits reçus et on évalue la gigue de phase (variation de la phase du signal reçu par rapport à celle du signal transmis) par rapport à un écart type, donné par la mesure précédente.
Application au système SAM :
a). Choix de la meilleure fréquence par le navire :
Le navire fait 5 mesures à intervalle de 11,5 secondes sur chaque fréquence, soit au démarrage (qualification) soit en cours de fonctionnement (entretien). Chaque mesure détermine une note et le système calcule une moyenne :
Nm = 1/5 (N1 + N2 + … N5). La mesure suivante annule la première et donne
Nm = 1/5 (N2 + N3 + .. N6) etc…
Chaque mesure se fait sur un palier T→N de 2,8 secondes (palier N→T) de 8,7 sec).
- Fréquence Terre/Navire libre : Pendant 2,8 sec. Toutes les 11,5 sec. , émission de la séquence de test (13 mots de 15 bits).
- Fréquence Terre/Navire occupée : 1 palier de test sur 10 pour permettre aux prioritaires de s’intercaler. Le reste du temps, séquence de procédure sous forme d’octets comportant des groupes de 7 bits associés à 1 bit de parité. La mesure se fait alors sur es octets reçus.
b). Mesure de la gigue de phase :
L’occupation ou non de la fréquence n’influence pas cette mesure qui est indépendante de la valeur des bits démodulés et tient seulement compte de leur durée.
Notas :
1. Le navire ne qualifie que la fréquence T/N mais les fréquences T/N et N/T étant voisines, les notes seront semblables.
2. La qualification se poursuit pendant le dialogue préalable à l’envoi des messages (phase d’appel, test d’antenne, initialisation, chiffre) ce qui permet également de qualifier la fréquence N/T.
c). Choix de la meilleure antenne directive à terre (paliers TESTANT):
Seule la méthode de mesure de gigue de phase est employée. L’appel du navire et la séquence de synchronisation du palier permettant la mesure de choix d’antenne sont reçus sur l’antenne omni-directionnelle. Puis, pendant 7,3 sec. Le navire envoie une série de bits de roulement dont une fraction est aiguillée successivement sur chaque antenne directionnelle. Après une mesure de gigue de phase sur chacune de ces antennes, le système classe et choisit le meilleure. Le palier se termine par une séquence particulière de 32 bits qui permet de choisir définitivement la meilleure antenne.
5. Protection de l’information.
Après les procédures de choix de fréquence et d’antenne, il est nécessaire de protéger les informations T→N (procédure) et N→T (procédure et messages) contre les indiscrétions et les brouillages.
Sens navire → terre : Chiffrement des caractères du message.
Codage BCH des caractères chiffrés.
Entrelacement des mots BCH obtenus.
Répétition éventuelle de certains caractères.
Sens terre → navire : Pas de chiffrement mais codage selon le principe de parité et répétition d’ordre 2.
6. Description de la procédure SAM.
Rappel du cycle : Sur 1 fréquence, la station à terre n’émet que 2,8 sec. toutes les11,5 sec. La tranche de 8,7 sec. restante permet au navire d’émettre selon la procédure suivante :
o Prise de contact.
o Initialisation de la liaison.
o Transmission des messages.
o Fin de la liaison.
a). Prise de contact :
o Appel du navire (précédé de la réception d’un test).
o Réponse de la terre sous forme de paliers.
o Palier de test émis par la station à terre (2,8 sec toutes les 11,5 sec) puis séquence de synchronisation (roulement de 104 bits (0.1.0.1.0.1 … puis séquence de 32 bits PN [SEC7CD21] et 13 fois le mot de 15 bits 23D6).
o Palier d’appel du navire : séquence de synchronisation (roulement de 104 bits puis séquence de 32 bits PN et indicatif de 2 lettres de 5 bits et 4 bits de priorité [14 bits] codés en 48 bits).
L’intervalle d’appel durant 8,7 sec , on définit dans cet intervalle 5 cases d’appel numérotées de 0 à 4.
En cas d’appel Flash : case 0 puis répétition dans 1 des 4 autres cases.
En cas d’appel non Flash : case tirée au hasard.
Palier de réponse de la terre aux appels reçus (ACK) : Roulement de 104 bits , puis séquence PN de 32 bits, puis roulement de 913 bits, puis séquence PN de 32 bits.
b). Initialisation de la liaison :
Choix de la meilleure antenne de réception à terre (TESTANT) : Le navire émet un roulement de 104 bits puis une séquence PN de 32 bits, puis un roulement de 913 bits, puis une séquence PN de 32 bits.
Réponse de la terre au TESTANT (DARK) :
Si le palier TESTANT échoue →ACK
Si le palier TESTANT est ok → DARQ (roulement de 104 bits puis séquence PN de 32 bits, puis séquence de 63 bits codés).
Initialisation des circuits de chiffrement MAC (palier MARQUANT).
Roulement de 104 bits, puis séquence PN de 32 bits, puis 7 mots BCH répétés 6 fois, puis le mot NUL chiffré sur 7 bits puis sur 8 bits et répété 12 fois, puis le mot NUL (15 bits).
Réponse de la terre au MARQUANT :
Un palier DARQ tout à 0 si l’initialisation est correcte.
Un palier DARQ tout à 1 pour demander répétition d’un MARQUANT.
Un ZNO pour indiquer un problème de chiffrement à bord ou à terre.
Un ACK ou un TEST en cas de 2 échecs consécutifs.
Phase de transmission du message : Le message est envoyé sous forme de paliers de 62 bits codés BCH , les paliers PALES. Séquence de 104 bits de roulement, puis séquence PN de 32 bits, puis 1 mot de contrôle de 15 bits, puis 62 mots (62 caractères de message) chiffrés puis codés BCH (les 63 mots sont entrelacés).
Phase de fin de liaison : Emission par le navire de 3 fois le dernier palier de message, puis émission par la terre de 3 fois un DARQ 1, puis émission par la terre d’un DARQ 0 pendant la supervision, puis émission par la terre du palier ACCU (roulement de 104 bits – séquence PN de 32 bits – 2 fois un mot de 6 lettres codé contenant soit QSL, ZRE ou ZNO avec XY [2 lettres d’indicatif du navire et un blanc : exemple QSLXY_]
Phase de test : Dès la fin de la séquence de fin de liaison émise par la station à terre.
Résumé :
Terre Navire
TEST
APPEL
ACK
TESTANT
DARQ 1
MARQUANT
DARQ 0
PALMES
DARQ
PALMES (1)
DARQ
PALMES (2)
DARQ
Etc…
Dernier palier PALMES
DARQ 1 3 fois
DARQ 0 (2 fois) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - )
) Navire en écoute
ACCU (2 fois) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - )
TEST
Caractéristiques radio-électriques :
Modulation FSK
Rythme : 125 Bauds
Saut de shift : + / - 125 Hz
Matériel à terre :
Récepteurs F1
Emetteurs BLU
Matériel embarqué :
Récepteur télécommandable (procédure manuelle prévue)
Emetteur télécommandable en fréquence , gamme de fréquence de 2 à 24 MHz.
Décomposition de la fourniture SAM :
A terre (réception) : 1 boîtier central de gestion (BCG)
4 tiroirs Terre Réception (TTR
1 mini clavier
1 téléimprimeur (T80) pour la supervision du trafic.
1 téléimprimeur (TTY) pour le journal de bord.
A terre (émission) : 1 coffret émission terre (CET)
A bord : 1 coffret Navire (NAV)
Fonction des différents éléments :
B.C.G. : Gestion des tiroirs TTR et du CET
Transmission des messages venant du navire vers le T80
Transmission du journal de bord vers le TTY
Dialogue avec l’opérateur
Surveillance et test de la station à terre
TTR : Etablissement de la procédure de liaison SAM
Gestion des équipements cryptologiques
Sélection de la meilleure antenne
Edition du journal de bord
Fourniture au BCG des messages codés venant des navires
Mini clavier : Prise en compte de l’accusé de réception par l’opérateur. Le mini clavier est fixé sur le T80.
CET : Elaboration des signaux de modulation des émetteurs
Commande de l’alternat des émetteurs
Le CET est relié au BCG par une liaison télégraphique.
NAV : Gestion des messages
Gestion des fréquences à veiller
Gestion des équipements de cryptologie
Télécommande de l’émetteur et du récepteur
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