DIFFUSION TELEVISION: Analyse des moyens de transmission audiovisuelle.

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 La diffusion terrestre numérique et le MMDS: une alternative attrayante au câble et au satellite.

Le câble, bien adapté aux villes à habitat très dense, piétine avec moins de 10% de pénétration. Datant des années 1980, l'hésitation de la part des pouvoirs publics français, le coût rébarbatif (5 à 9000 F. la prise) et le manque de programmes, lui a fait prendre un retard irrattrapable. Ce moyen, car il ne s'agit bien que d'un moyen de véhiculer des informations, semble aujourd'hui dépassé à une époque où tous les nouveaux moyens de communication utilisent le "sans-fil" (téléphone portable, satellite, etc.). Ce moyen de distribution vers l'abonné, "petit frère" de l'installation collective, doit pourtant continuer à être développé dans les villes, de façon à réduire la multitude des installations hertziennes et satellitaires qui envahissent les toits. Chaque nouvelle tranchée réalisée dans une ville devrait prévoir le passage d'une gaine qui pourra, un jour ou l'autre, être desservie par un câble et permettre, dans le principe "collectif", de distribuer plusieurs foyers.

Le satellite individuel a réalisé une percée depuis ces deux dernières années et équipe plus de 6,6% de la population et principalement les foyers arabophones (42%). Ces pourcentages pourraient néanmoins évoluer et dépasser rapidement les 10% avec l'arrivée de programmes ou bouquets de programmes sur les satellites, mais surtout à la suite de la baisse de prix des kits de réception par satellite.

Le MMDS est un moyen attrayant qui peut offrir d'intéressantes perspectives. Destiné à l'origine, à la transmission point à point de signaux provenant d'une tête de réseau câblée urbaine, vers une tête de distribution par câble rurale, il offre l'avantage de pouvoir être capté "dans les airs" par un abonné situé sur le parcours de ce faisceau. En extrapolant légèrement la loi, on dispose d'un magnifique moyen de transmission sur de nouvelles fréquences. Ce moyen permet de toucher certaines zones rurales. Actuellement avec les transmissions analogiques, il n'offre guère d'avantage et la qualité du signal "en A.M. " (modulation d'amplitude) est compromise, car le signal sur bruit dans les fréquences proposées n'est pas bon. La plus grosse difficulté du MMDS vient de la norme "spécifique", actuellement retenue par la France. Dans le monde entier, la bande 2,5 Ghz est utilisée pour le MMDS et du matériel de type "grand public" existe et permet aux opérateurs d'offrir un service à un coût attractif. A l'étranger, le MMDS peut espérer conquérir 30% du marché. En France, la bande de fréquence 2,5 Ghz est allouée aux Militaires. La bande 3,4/3,8 Ghz a été libéralisée par le CSA... Cette bande de fréquence, déjà testée en analogique avec de piètres résultats, impose aux fabricants de mettre en oeuvre des moyens entièrement nouveaux, donc d'un coût élevé. Il ne semble pas que ces moyens, en raison de leurs prix de revient, sont en mesure de concurrencer les systèmes de réception par satellite.

L’émetteur de télévision hertzien reste la meilleure et la plus économique des solutions pour la transmission des chaînes conventionnelles diffusées en clair. Avec un coût moyen de 20€. par chaîne et par habitant, il reste "le meilleur placement". Le réseau a le mérite d'exister et de couvrir 100% de la population. Les chaînes nationales, mais également, pour une bonne part, les collectivités locales par l'établissement des sites et les téléspectateurs par le biais de la redevance, ont participé à son financement. Les technologies nouvelles et l'arrivée de la télévision numérique (compression d'images) lui offre un avenir indéniable. Ce réseau qui couvre la totalité des téléspectateurs est le meilleur support des futures autoroutes de l'information. Les nouvelles technologies numériques permettront, sans aucun doute, de véhiculer un très grand nombre d'informations dans le large plan de fréquences déjà réservé à la télévision terrestre . Ce plan de fréquences ne peut être amputé. Les moyens de réception ne changeront guère pour les utilisateurs. Les tests ont été concluants et les autorisations vont être données aux opérateurs désignés par le CSA. Comme cela existe déjà en radio modulation de fréquence, la technologie multiporteuses numériques permettra la diffusion de plusieurs fréquences (bouquet) où n'est transmis aujourd'hui qu'un seul canal. Mieux, la synchronisation OFDM devrait permettre d'utiliser pour un bouquet de programmes, le même canal dans toute la France. Actuellement, en France des bandes de fréquences ont été réservée au numérique. A terme, il est possible d'espérer que le système d'émission au "pas de trois", séparant les canaux de quelques 20 Mhz, permettra sans aucun doute l'utilisation par les canaux numériques de ces tranches de fréquences libres. Les programmes de télévision devraient rapidement être diffusés en "simulcast" c'est à dire en analogique et en numérique depuis les mêmes sites. L'initialisation de ce marché sera immédiate car les équipements de réception resteront compatibles avec l'adjonction d'un décodeur et une partie des moyens d'émission restera commune. L'importance des sites est donc indéniable et il est essentiel que les Politiques le comprennent afin que les collectivités en conservent la gestion et puissent faire jouer la concurrence...

La diffusion UHF numérique permettra la diffusion des chaînes thématiques à péage en évitant la multiplicité des paraboles.

La Société Française d' Emetteurs ( SFE ), travaille sur ces projets et a été la première à réaliser des expérimentations. L'UHF numérique ou le MMDS, représentent une solution attrayante et un véritable outil multimédia. Ils présentent une alternative technique, fiable et économique, au câble et au satellite. Ils se préparent à devenir le porteur des futures autoroutes de l'information dans les zones rurales. Tout comme le câble, il offre aux opérateurs le moyen de contrôler l'image. Dans ce type de projet, SFE souhaite proposer un partenariat avec de futurs opérateurs ou collectivités locales.

 FM

Qu'est ce que la modulation de fréquence ?

L'émission en modulation de fréquence (FM) utilise une onde radio d'amplitude constante, dont la fréquence varie dans une faible proportion, appelée excursion. Cette variation de fréquence est obtenue à partir du signal de modulation (BF) et varie avec l'amplitude du signal de modulation.
Une émission en modulation de fréquence est caractérisée par:
- La fréquence d'émission
- La puissance d'émission
- L'excursion

En radio diffusion l'excursion est limitée à 75Khz.

Relation entre la puissance émise et la portée d'un émetteur

Voici une des données les plus difficile à appréhender, car elle va dépendre essentiellement de la hauteur des antennes, de la puissance émise, de la sensibilité du récepteur, et surtout du relief du terrain.
La station de radiodiffusion ne peut maîtriser que la hauteur des antennes et la puissance émise.
Par puissance émise il faut entendre la puissance apparente rayonnée (PAR) qui est le résultat de la puissance nominale de l'émetteur, de la perte dans le câble reliant les antennes, et du gain des antennes.
Pour le récepteur de l'auditeur, l'élément déterminant, sera l'intensité du champ dans lequel se trouve l'antenne de son récepteur. Elle peut s'exprimer en fonction de la puissance disponible en cet endroit.
La puissance reçue par notre auditeur peut se calculer en fonction de la puissance émise, la fréquence d'émission, la distance entre l'auditeur et l'émetteur:

Où : Pr est la puissance reçue en watts, Pe la puissance PAR en watts, f la fréquence en mégahertz, d la distance en mètres entre l'émetteur et le récepteur.

Par exemple un émetteur de 1Kw PAR sur 100Mhz à 10Km donne une puissance reçue de 0.00000008W.
Un calcul qui ne sera pas détaillé ici, permet de convertir cette puissance en valeur de champ reçu ce qui donne un champ d'environ
65 dBµV ce qui sera tout à fait confortable.
Il faut noter que la puissance reçue décroît comme le carré de la distance, ce qui signifie que si l'on souhaite doubler la puissance reçue à un endroit donné, ou ce qui revient au même la portée utile d'une émission, il faut multiplier la puissance apparente rayonné par 4.

L'excursion de fréquence

Lorsque l'auditeur se situe dans une zone de réception confortable, c'est de l'excursion que dépend le niveau sonore qui sortira du récepteur pour un réglage de volume constant.
Le diffuseur aura donc intérêt à moduler au maximum, pour offrir à son auditeur, un niveau d'écoute important.
Toutefois la réglementation impose de ne pas utiliser une excursion supérieure à 75Khz, pour éviter la gêne aux émissions de fréquence voisine. Il faut aussi savoir que les récepteurs ne peuvent pas admettre une excursion trop importante et que ceci se traduit par de la distorsion.
On se trouve devant la nécessité d'utiliser au mieux les 75Khz d'excursion disponible en y mettant le maximum de modulation.
Voici trois exemples de modulations relevés en réel sur trois radios différentes.

Ce graphique montre une excursion dépassant fortement les 75Khz. Le résultat sera une distorsion importante sur certains récepteurs et une gêne sur les fréquences voisines. Son auteur peut s'attendre à un rappel à l'ordre du CTR et à ce que les auditeurs se détournent rapidement suivant la qualité de leur récepteur.

Ici, les pointes de modulation donnent de la distorsion avec en plus un phénomène de sifflantes important et gênant. Pour les mêmes raisons que précédemment le CTR risque d'intervenir, et les auditeurs de se fatiguer.

Ce relevé correspond à un signal pratiquement parfait techniquement et auditivement. Il fidélise l'auditeur.

L'étude de ces trois graphiques permet de constater:
- Le premier signal , est obtenu sans traitement de son ou avec un simple compresseur de sonorisation. La modulation moyenne se situe aux alentours de 95Khz et donnera un son fort mais avec des défauts. L'auditeur potentiel risque de se lasser rapidement.
- Le deuxième signal est compressé avec un traitement de son destiné à la radiodiffusion, mais est surmodulé. La modulation moyenne se situe aux alentours de 105Khz. Certains récepteurs et auditeurs ne vont pas aimer.
- Le signal du bas est obtenu avec un traitement de son destiné à la radiodiffusion, et est modulé correctement. C'est lui qui garanti dans tous les cas la meilleure écoute. La différence de niveau sonore par rapport aux deux signaux précédents est infime et largement compensée par le confort d'écoute.

Une étude approfondie de ces graphiques permet d'analyser le travail des processeurs de son, et d'améliorer leur fonctionnement. Ceci nécessite des moyens de mesure et reste l'affaire d'un spécialiste.


Qu'est ce que la PAR?

La PAR (puissance apparente rayonnée) est le résultat de la puissance sortant de l'émetteur, diminuée de la perte dans le câble d'antenne, et multipliée par le gain des antennes.
Les techniciens utilisent comme unité de gain ou de niveau de signal le décibel (dB).
Suivant le cas, gain, niveau de signal, puissance, ce n'est pas le même décibel !!!
Alors qu'est ce qu'un décibel ? Monsieur de La Palisse répond: "C'est le dixième d'un Bel" . Nous voilà bien renseignés…
Le Bel, donc le décibel exprime le rapport de deux grandeurs de même nature. Mais pour corser le tout, on utilise le logarithme du rapport de ces valeurs. Cela permet par la suite de procéder à des additions plutôt que des multiplications, c'est plus simple non?
Donc si l'on néglige les pertes dans le câble (vous avez bien sûr un câble et des connecteurs d'excellent qualité) et connaissant le gain des antennes, on va pouvoir calculer la PAR avec une table de logarithmes:

L'émetteur délivre 100W

Antenne:
1 dipôle gain 0 dB facteur de multiplication 1 PAR:100W
2 dipôles gain 3 dB facteur de multiplication 2 PAR:200W
4 dipôles gain 6dB facteur de multiplication 4 PAR:400W
8 dipôles gain 9 dB facteur de multiplication 8 PAR:800W

Miracle, à part le prix des antennes cela ne coûte rien !!!

Peut -on mettre autant d'antennes que l'on veut?

Réponse de normand "p'tet ben qu'oui, p'tet ben que non".
Si la zone à couvrir est plate sans relief, on peut aller jusqu'à 8 dipôles.
Si la zone est faiblement accidentée, 4 dipôles fonctionneront très bien
En zone de montagne deux dipôles seront le maximum.
En effet le gain de l'antenne est obtenu par compression du faisceau rayonné. On peut faire une analogie en comparant le faisceau rayonné à un ballon. Dans le cas d'un dipôle le ballon n'est pas écrasé, mais plus on ajoute des dipôles plus on écrase le ballon.

La réception de la FM

On peut recevoir la FM sur différents types de récepteurs:
- Un autoradio
- Un récepteur transportable (transistor, baladeur)
- Une chaîne HI FI
Dans l'un ou l'autre cas les résultats seront différents, à cause de la sensibilité de ces différents types d'appareils. Les autoradios sont plus sensibles que les chaînes HI FI prévues pour fonctionner avec une antenne extérieure.

Les récepteurs FM sont basés sur le principe du superhétérodyne à changement de fréquence. Cela signifie que le signal reçu par l'antenne dans la bande 88 à 108Mhz est converti en signal à fréquence intermédiaire (FI) à 10.7Mhz, et c'est sur cette FI que va s'effectuer la restitution du signal sonore.
Pour cela le signal FI est amplifié au maximum par un étage appelé limiteur. Il a pour effet de supprimer les variations de niveau du signal reçu et de supprimer les parasites éventuels. Toutefois, si le signal reçu par l'antenne est insuffisant, le limiteur ne pourra pas jouer son rôle efficacement.
Ensuite le signal est démodulé dans un circuit spécial appelé discriminateur qui peut être une boucle à verrouillage de phase dans les récepteurs modernes.

Trois cas peuvent se présenter:
- Le signal reçu est suffisant pour que le limiteur joue parfaitement son rôle: le signal démodulé est parfait, il n'y a pas de parasites, pas de variation du niveau de sortie BF, l'image stéréo est parfaitement restituée.
- Le signal reçu est un peu faible: le niveau BF diminue, du souffle apparaît pouvant aller jusqu'aux parasites, l'image stéréo est amoindrie.
- Le signal reçu est encore plus faible, le souffle augmente, les parasites sont importants, la stéréo peut disparaître.

Que faire?
La seule solution dans le cas d'une mauvaise réception est d'augmenter le niveau de signal reçu. Il faut donc disposer d'une antenne bien dégagée, en ajoutant si besoin un préamplificateur d'antenne, bien que celui-ci ne soit pas toujours la panacée universelle.

Il faut encore signaler lors de la réception en intérieur, sur un récepteur portable avec antenne télescopique, que la position de l'antenne et du récepteur peut avoir une grande influence sue la qualité du signal reçu.