Etoiles & Toile : 
les constellations de satellites multimédia

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Introduction
Gérard POGOREL, Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications

Dans ce contexte, ces quatrièmes débats IDEE Télécom s’articulent autour de trois axes :

• brosser un tableau d’ensemble de la situation actuelle et à venir des télécommunications par satellites ;
• évoquer les cadres réglementaires international et européen dans lesquels ces nouveaux opérateurs vont développer leurs activités ;
• examiner un cas concret, celui du système satellitaire de télécommunications fixes multimédia SkyBridge.

1. Situation actuelle des télécommunications par satellite
François RANCY, Directeur de la Planification du spectre et des affaires internationales, Agence Nationale des Fréquences

1.1 Services offerts et historique des systèmes de communication par satellites

• en premier lieu, on trouve les services de télécommunications, d’une part mobiles, qui utilisent essentiellement les bandes de fréquences situées en dessous des 3 GHz, et d’autre part fixes, qui utilisent essentiellement les bandes de fréquences situées entre 3,4 et 30 GHz ;
• en second lieu, on trouve les services de radiodiffusion, autour de 1,5 GHz pour les services sonores et principalement autour de 12 GHz pour ceux de télévision.

Cette évolution s’inscrit dans l’histoire déjà relativement ancienne des communications spatiales. Les premiers satellites de communication ont en effet été lancés à partir de 1957 (Spoutnik). Ces derniers, dont , n’étaient d’ailleurs pas géostationnaires, les altitudes initialement accessibles aux lanceurs ne le permettant pas. Cependant, du fait de leur plus grande facilité d’utilisation, les systèmes géostationnaires, qui restent en permanence à la verticale d’un point de l’équateur terrestre à une altitude de quelques 35.800 kilomètres, ont été jusqu’à nos jours le vecteur principal du développement des télécommunications par satellite.

Cependant, depuis quelques années, les technologies disponibles permettent la fourniture de services de télécommunications destinés au grand public pour des coûts raisonnables sur des satellites non géostationnaires. Ceux-ci présentent en effet plusieurs avantages spécifiques, du moment qu’il est possible de communiquer avec eux malgré leur mouvement par rapport à la Terre :

• en premier lieu, parce qu’ils sont plus proches de la Terre (c’est ce que reflète leur appellation anglaise de systèmes LEO, pour Low Earth Orbit), les systèmes utilisant des satellites non géostationnaires autorisent des temps de propagation du signal radio relativement faibles (environ 30 à 50 ms pour effectuer un bond Terre-satellite-Terre) en comparaison de ceux des systèmes utilisant des satellites géostationnaires (environ 300 ms par bond), ce qui est comparable au délai offert par les systèmes de Terre. Cela positionne avantageusement les systèmes non-géostationnaires pour acheminer les communications d’applications fortement interactives et/ou à contrainte de temps réel ;
• par ailleurs, la couverture offerte par un système utilisant des satellites non géostationnaires est par nature mondiale, grâce au défilement des satellites non géostationnaires. Cependant, pour cette même raison, un grand nombre de satellites est nécessaire pour assurer une couverture continue en chaque point de la surface terrestre et donc pour permettre les communications permanentes.

1.2. Les projets de systèmes satellitaires en orbite terrestre basse (LEO)

• les "petits LEO", satellites de faible poids et faible débit, permettent de fournir un service de messagerie. La constellation Orbcomm est ainsi déjà déployée depuis quelques semaines ;
• les "gros LEO", qui sont d’un poids plus important, permettent de fournir un service de communications mobiles personnelles par satellite, complété par des services de messagerie et de transfert de données bas débit. Les systèmes les plus connus sont ici Iridium, dont l’ouverture du service est prévue en novembre 1998, et Globalstar, qui doit entamer les opérations commerciales à la mi-1999.
• les "méga LEO", enfin, devraient permettre à partir de fin 2001 de fournir des services fixes multimédia interactifs à haut débit. Les sociétés SkyBridge et Teledesic, si elles n’ont pas encore lancé de satellites, sont lancer le développement des systèmes nécessaires.

A titre de comparaison, un système de 3 satellites géostationnaires permet une couverture mondiale s’étendant jusqu’à 60 à 70° de latitude (chaque satellite assurant un tiers de la couverture globale) et nécessite un investissement d’environ 600 millions de dollars.

Par ailleurs, les ressources fréquentielles nécessaires au développement de ces systèmes sont de plus en plus considérables et doivent être rendues disponibles au niveau international. Entre les systèmes de téléphonie (gros LEO) et ceux de communication multimédia (méga LEO), les besoins en fréquences sont ainsi multipliés par cent.

Les enjeux et défis technologiques sont également très importants. La mise au point d’une constellation nécessite en effet la maîtrise d’une production de masse des satellites (par dizaines), ainsi que des lancements groupés pour éviter de consommer l’intégralité des capacités de lancement disponibles et contenir les coûts. Enfin, la gestion de la constellation nécessite la mise en place d'un réseau mondial de stations de contrôle.

1.3 Les acteurs du marché des communications spatiales

Dans le secteur de la téléphonie mobile par satellite, l’organisation intergouvernementale Inmarsat, initialement spécialisée dans les communications maritimes, y compris des services de détresse et de sécurité, a progressivement étendu son champ d’activité à d’autres services de téléphonie mobile où elle exerce une situation de quasi monopole. Pour faire face à la concurrence croissante des systèmes de Terre et à celle, naissante, des constellations de "gros LEO", avec pour objectif de permettre à Inmarsat de continuer à assumer sa mission première de communications en mer, les Etats membres de l’organisation ont récemment voté la transformation d’Inmarsat en une société commerciale privée, quelques années après la création de la société ICO, qui vise à offrir des services de téléphonie mobile portable par l’intermédiaire d’une constellation de 12 satellites en orbite intermédiaire (MEO).

Pour les autres type de service (fixe par satellite et radiodiffusion), le marché des systèmes géostationnaires est actuellement dominé en Europe par SES-Astra et Eutelsat, qui exploitent chacun une dizaine de satellites. Il existe par ailleurs des acteurs plus modestes tels que Hispasat, Sirius ou Bifrost. Au niveau mondial, les acteurs les plus importants sont Intelsat, PanAmsat, GE Americom et Asiasat, qui exploitent chacun une vingtaine de satellites.

Cette situation est en cours d’évolution vers plus de concurrence du fait de l’arrivée prochaine (1998 à 2000) des exploitants de constellations de "gros LEO". Trois projets principaux s’affrontent aujourd’hui : ICO, exploitant européen dont Inmarsat détient 10 %, Iridium, projet américain initié par Motorola, et Globalstar, projet emmené par l’américain Loral et auquel se sont ralliés Alcatel et France Télécom.

A plus long terme (2001-2002), deux grands projets s’affrontent sur le marché des communications de données à haut débit. L’américain Teledesic, conduit par Bill Gates et Craig McCaw, vient en effet de s'associer au projet Celestri développé par Motorola et au projet West de Matra Marconi Space, fait face au projet SkyBridge, conduit par Alcatel.

1.4. L’accès aux ressources en fréquences radio

- au niveau mondial, l'Union Internationale des Télécommunications (UIT, basée à Genève) attribue, par région du globe, des fréquences à des services de radiocommunications, en distinguant entre "Service Fixe par Satellite", "Service Mobile par Satellite" et "Service de Radiodiffusion par Satellite");

- au niveau européen, la Conférence Européenne des Postes et Télécommunications (CEPT), qui regroupe 43 pays de la zone européenne, peut prendre des décisions visant à harmoniser l’utilisation de telle ou telle bande de fréquences en Europe (c’est le cas pour les fréquences des systèmes de téléphonie mobile GSM, de radiomessagerie Ermes, TFTS). Ces décisions peuvent être relayées par une directive au niveau de l’Union européenne (UMTS) ;

- au niveau national, en France, c'est l'Agence Nationale des Fréquences (ANFR) qui coordonne l'usage des fréquences par les administrations ou les autorités "affectataires".

Au niveau mondial, l'UIT établit un Réglement des Radiocommunications (le "RR"), lors des Conférences Mondiales des Radiocommunications (les " CMR"), qui ont lieu environ tous les deux ans (la dernière s’est tenue en 1997). Les modifications à ce règlement sont préparées entre les CMR par le "secteur radiocommunications" de l'UIT (l’"UIT-R") à travers des commissions d'études, un comité spécial sur les questions réglementaires et de procédure et des réunions préparatoires à la Conférence. Le RR est constitué d’articles, qui définissent les procédures d'accès et d'usage des fréquences, d’appendices, et de résolutions qui précisent et complètent ces articles. Dans sa forme révisée lors de la CMR-97, ce réglement comporte notamment les articles principaux suivants :

• article S5 et notes associées portant sur les attributions de fréquences aux différents services ;
• articles S21 et S22 portant sur les contraintes techniques ;
• articles S7 à S14 portant sur les procédures.

• les fréquences sont attribuées à des services, de façon à permettre à chaque pays d'utiliser le spectre pour ses propres besoins sans causer de brouillage préjudiciable aux autres pays. Les services acceptés au niveau de l’UIT peuvent être incompatibles entre eux et n'ont pas à être mis en œuvre simultanément sur un même territoire. Par ailleurs, les attributions de fréquences sont différentes selon les trois régions de l'UIT (Amérique, Europe/ex-URSS et Asie/Pacifique) ;
• la cohabitation des différents systèmes est assurée par le respect des dispositions réglementaires (procédures, contraintes techniques, etc.) énoncées dans le Règlement ;
• le Règlement des Radiocommunications définit les relations entre "administrations" (pays ou organisation intergouvernementale de satellites) en matière d’accès au spectre et du partage de l’espace extra-atmosphérique. Chaque exploitant privé de système à satellites est donc représenté par une administration à l’UIT ;
• aucune station d’émission ne peut être établie sans une licence, délivrée sous une forme appropriée et en conformité avec les dispositions du Règlement des Radiocommunications par le gouvernement dont relève cette station (ancien article 24, devenant article S18 à partir du 1^er janvier 1999).

• lorsqu’il y a possibilité de coexistence dans une bande entre les services qui bénéficient d'une attribution de fréquences dans cette bande et que cette coexistence peut être assurée par le respect de certaines contraintes techniques précises (de puissance d’émission par exemple), aucune coordination n'est requise ;
• lorsqu’il existe des risques de brouillage qui pourraient détériorer la performance des systèmes cohabitant dans une bande de fréquences, il est possible de mettre en œuvre des procédures de coordination selon le principe du "premier arrivé – premier servi". Ce sont également ces procédures qui s’appliquent pour la coordination entre systèmes utilisant des satellites géostationnaires, ainsi qu’entre stations terriennes et stations de Terre. Cette approche simple peut cependant se révéler inadaptée en cas de partage difficile. Elle comporte en outre le risque de favoriser un accès inéquitable aux fréquences et l’apparition de "réseaux papiers" (réseaux fictifs destinés à occuper administrativement les fréquences et à limiter la concurrence) ;
• enfin, il est également possible de mettre en place des  "plans de fréquences" attribuant une capacité minimale à chaque pays selon le principe "équitable = égal". Pour éviter à ces plans de rester figés dans leur configuration initiale, des procédures de modification ont été prévues. Ces procédures consistent à n'n’autoriser une modification que si elle est acceptée par les administrations à qui elle pourrait occasionner des brouillages. Ces procédures ne fonctionnent donc que si les critères de protection associés sont appropriés et si le taux de remplissage effectif du Plan est faible. Il faut reconnaître que cela n’est pas souvent le cas et que de ce fait, les possibilités de modification sont en général limitées.

• en premier lieu, le Conseil de l’UIT de 1997 a décidé que les coûts administratifs de fonctionnement de l'UIT pour accomplir les procédures de coordination entre systèmes seront facturés ; cependant, la mise en œuvre de cette décision est pour le moment freinée par l'action de certains pays, notamment les Etats-Unis, qui sont de très loin les principaux consommateurs (et donc les principaux bénéficiaires) de ce système ;
• en second lieu, la CMR-97 a permis d'adopter le principe de la "diligence due administrative". Les opérateurs ont ainsi l'obligation de fournir les renseignements sur leur projet de réseau, qui seront publiés. Cela devrait contribuer à limiter les tentations d’abuser des dépôts tactiques de dossier de demandes d’assignations.

Au niveau européen, l’harmonisation et la coordination de l’usage des fréquences, de même que la préparation des CMR, s'effectue dans le cadre de la Conférence Européenne des Postes et Télécommunications (CEPT), qui rassemble 43 pays européens. La CEPT s'appuie pour ce faire sur l'European Telecommunications Standards Institute (ETSI) en tant qu’organisme européen reconnu de normalisation. Ces travaux sont également ouverts aux opérateurs, regroupés notamment au sein de l'European Public Telecommunication Network Operators Association (ETNO) qui regroupe en association les opérateurs historiques, et aux industriels. La Commission Européenne est également associée étroitement à ces activités.

En France, c'est l'Agence Nationale des Fréquences qui coordonne l'attribution des fréquences à des administrations ou à des autorités dites "affectataires" pour des services, tout en respectant le cadre général fixé par l’UIT, la CEPT et l’ETSI. Les administrations "affectataires" font des fréquences un usage propre, comme les ministères de la Défense, celui de l’Intérieur, l’Aviation Civile ou le CNES ; en revanche, les autorités "affectataires" attribuent ensuite ces fréquences à des utilisateurs privés, comme les opérateurs de télécommunications (par l’Autorité de régulation des télécommunications) ou les opérateurs audiovisuels (par le Conseil supérieur de l’audiovisuel).

Du fait de la nature fortement internationale des attributions de fréquences pour les opérateurs de constellations de satellites, il est nécessaire d’approfondir le mécanisme de préparation des Conférences Mondiales des Radiocommunications, au cours desquelles se décident ces attributions.

Les CMR sont tout d'abord préparées au niveau national. En France, des commissions et des groupes de travail sont coordonnés au sein de l'ANFR afin de présenter des propositions sur la base d'un consensus national entre administrations, opérateurs et industriels.

Les 43 pays européens représentés à la CEPT examinent ensuite leurs propositions respectives au sein du Groupe de Préparation des Conférences (CPG), appuyé notamment par des groupes et équipes projet du Comité européen des Radiocommunications (ERC). L'objectif est là encore d'arriver à un consensus, ce qui permet d'établir solidement des propositions européennes communes aux CMR, où le mode de prise de décision est celui du consensus.

Si ce mode de préparation s'est montré particulièrement efficace lors des dernières CMR depuis 1992 en engageant toute l’Europe dans des propositions communes solides, il importe cependant de souligner que la concertation européenne préparatoire aux CMR est favorisée par la faible distance géographique entre capitales en Europe, ainsi que par la proximité des instances de l’UIT (Genève). Dans d’autres régions du monde, la concertation et la préparation sont donc souvent plus difficiles et moins complètes.

2. Les nouveaux systèmes de constellations de satellites
Frédéric PUJOL , IDATE

• les projets actuels de constellations de satellites LEO (Low earth orbit) ;
• la complémentarité/concurrence avec les systèmes de Terre ;
• les constellations de deuxième génération (méga LEO).

2.1. Les projets actuels de constellations de satellites LEO

Ces nouveaux systèmes satellitaires ont également entraîné la nécessité de nouvelles décisions réglementaires et industrielles : attribution de licences et de bandes de fréquences, fabrication et lancement de satellites en masse, etc.

On peut distinguer trois catégories de constellations de satellites de type LEO, qui correspondent notamment au échelles de poids de satellites :
 

2.1.1. Caractéristiques techniques des constellations de satellites LEO

Le caractère défilant des satellites permet d'autre part d'assurer, moyennant un nombre minimal de satellites, une couverture géographique globale .

A ces avantages spécifiques aux satellites LEO, il convient également d'ajouter le fait que tout système satellitaire – géostationnaire ou non – demande peu d'infrastructures en comparaison avec les systèmes de Terre : quelques stations terriennes, sans commune mesure par exemple, dans le cas de la téléphonie cellulaire de Terre, avec le déploiement nécessité par un réseau cellulaire.

Au-delà de ces caractéristiques communes, les systèmes différent sur plusieurs points, notamment sur les modes d'acheminement des communications.

Ainsi, dans les systèmes Iridium et Teledesic, il est prévu de mettre en place des communications intersatellites (interlinks). Selon ce mode d’opération technique, il est possible de choisir dans quel pays les communications effectuées à partir du réseau spatial sont interconnectées aux réseaux terrestres, et donc d’éviter les pays où les charges d’interconnexion internationales (taxes de répartition) sont particulièrement élevées (by-pass).

Ce contournement des réseaux nationaux pourrait par endroit entraîner une perte sensible de revenus issus des appels internationaux, notamment dans les pays en voie de développement. Ces revenus pouvant représenter une grande part des revenus des opérateurs historiques, dans la mesure où le trafic international amène une marge importante lorsqu’il n’y a pas concurrence, cela n’est pas sans poser à ces opérateurs des problèmes stratégiques majeurs.

Cependant, cette perte de trafic devrait être limitée dans les pays où il existe déjà des réseaux de communications mobiles terrestres (GSM ou équivalents) ; en effet, la plupart des terminaux seront bi-standards (téléphonie mobile terrestre et satellite), ce qui permet de conserver le trafic quand il existe un réseau terrestre – et de ne payer le prix de la communication par satellite que lorsqu’elle est véritablement nécessaire.

Par ailleurs, le by-pass peut être interdit par les autorisations données aux opérateurs nationaux commercialisant les services Iridium, notamment pour des raisons de sécurité (écoutes judiciaires, par exemple). Ceci souligne le rôle-clef des distributeurs locaux des services des réseaux satellitaires ; seuls les acteurs locaux disposent en effet de la connaissance suffisante de leur marché pour mener à bien ce type de négociations avec les autorités nationales.

A contrario des projets Iridium et Teledesic, les systèmes Globalstar et SkyBridge ne prévoient pas de liens intersatellitaires ; les satellites sont donc de simples "tuyaux coudés" (bent pipes) qui transmettent les signaux entre le terminal de l’abonné et une station relais, sans aucun élément de commutation en orbite.

Autre différence technique entre les différents projets, les modes d’accès radio. Comme dans les radiocommunications numériques terrestre, deux approches se côtoient en ce domaine : les systèmes à division temporelle (TDMA) et ceux à division par code (CDMA). Ces choix distincts ne sont pas sans conséquences sur la cohabitation entre systèmes, afin d’éviter tout risque de brouillage - dans les bandes de fréquences utilisées pour le service, bien entendu, mais également dans les bandes de fréquences utilisées pour le contrôle des satellites.

Pour conclure sur ces éléments techniques des différents projets de constellations, on peut dresser le tableau suivant :
 

2.1.2. Marchés, services et acteurs

• la couverture n'est pas assurée sans visibilité directe et la liaison risque donc de ne pas être assurée à l'intérieur de bâtiments ("in door") ;
• un nombre limité de conversations peut être acheminé simultanément à partir de chaque cellule vers un satellite (spot).

En revanche, les systèmes satellitaires non-géostationnaires permettent d’offrir une connectivité instantanée à l’échelle mondiale à un coût inférieur à celui des systèmes Intelsat ou Inmarsat là où les services mobiles terrestres ne sont pas présents, notamment dans les zones rurales non rentables (zones très enclavées, zones peu denses).

Dans ce contexte, le marché potentiel pour les services satellitaires est difficile à évaluer ; le marché inital semble résider principalement dans des niches spécifiques, la plus citée étant celle des voyageurs internationaux (global roamers).

En matière de communication de données, une offre de transfert de données bas débit est prévue par les constellations "gros LEO". Cependant, ces offres sont sans commune mesure avec les débits que proposeront les constellations "méga LEO", dont le cœur de cible est le service fixe haut débit pour le multimédia.

2.1.3. Coûts des constellations

Il importe avant de donner des chiffres sur le coût des constellations de satellites de souligner que le service offert est par nature mondial, ce qui rend trompeuses les comparaisons avec les systèmes terrestres, qui sont pour leur part locaux :

• les constellations de type "petits LEO" sont des projets relativement mesurés ; ainsi, le projet Orbcomm a par exemple coûté 350 millions de dollars ;
• les constellations de type "gros LEO" représentent pour leur part un investissement moyen 15 à 20 milliards de francs, ce qui représente l’équivalent à la mise en place d’un réseau cellulaire terrestre en France.

Les systèmes de type "mega LEO" sont eux beaucoup plus chers ; Teledesic annonce par exemple des investissements de l’ordre de neuf milliards de dollars. Cependant, si ces chiffres paraissent impressionnants, il faut garder à l’esprit qu’ils fournissent une couverture mondiale ; à titre de comparaison, ils restent comparables avec les prévisions de financement d’un réseau UMTS couvrant la France (de l’ordre de 50 milliards de francs).

2.1.4. Jeux et stratégies d'acteurs

Ces acteurs ont en particulier fourni les compétences techniques nécessaires pour valider les concepts proposés et rassembler les financements nécessaires aux investissements initiaux. En effet, les projets de constellations de satellites étant de très grande envergure et comportant une part de risque global très importante (comme l’a montré récemment l’accident survenu le 9 septembre 1998 lors du lancement de 12 satellites de Globalstar – soit un sixième du nombre total), à la fois en termes financiers, technologiques et économiques. Les investisseurs ont donc été sceptiques au départ. Cependant, le marché boursier s’est montré favorable une fois que ces projets ont reçu le soutien d'acteurs solides du monde des satellites (Loral, Matra Marconi Space, etc.) et de celui des télécommunications (Motorola, Alcatel, Microsoft, etc.).

Cependant, une fois les constellations opérationnelles, il devient nécessaire d’y associer des distributeurs nationaux, qu’il s’agisse d’opérateurs de réseau fixe, de radiocommunications ou de sociétés de commercialisation de services. Les deux projets "gros LEO" rassemblent donc aujourd’hui chacun des industriels porteurs de projets (télécommunications et spatial), des partenaires financiers et des distributeurs nationaux de services.

La constitution d’alliances a également été indispensable en raison de l’étude des compétences à mobiliser : terminaux, segment spatial, opérateur de réseaux (système de facturation, de commercialisation, etc.). Selon ce cheminement du projet, les industriels perdent tôt ou tard le contrôle des activités, et par voie de conséquence celui de la valeur ajoutée. Mais auparavant, ils auront réussi à démultiplier leur activité à moindre frais en initiant de nouveaux services et de nouveaux réseaux.

2.1.5. Aspects réglementaires

• pour l'exploitation du système spatial ;
• pour la mise en place et l’exploitation des stations terriennes ;
• pour les offres de services. Pour ce dernier cas, les consortiums doivent obtenir des licences dans chacun des pays où ils veulent pouvoir commercialiser leurs services.

Enfin, certains pays imposent aux distributeurs de donner la priorité à un réseau mobile terrestre à chaque fois que cela est possible ; les terminaux bi-modes le permettent – il est cependant possible de passer outre cette fonctionnalité (override). Les terminaux bi-modes devront indiquer à l’utilisateur le passage d’un mode à l’autre, pour des raisons de coût d'utilisation.

2.2. Complémentarité entre systèmes cellulaires terrestres et constellations LEO

2.3. Le marché des constellations de satellites de télécommunications fixes multimédias

• le développement de l’xDSL ;
• l’amélioration des réseaux de diffusion (CATV HFC) ;
• la montée en puissance du LMDS ;
• la mise en place de l’UMTS ( à partir de 2002, jusqu’à 2 Mb/s).

Cependant, de nombreux problèmes restent à résoudre avant que les systèmes SkyBridge ou Teledesic ne puissent ouvrir :

• les projets sont de très grand envergure financière ;
• les distributeurs de services ne sont pas encore déterminés ;
• les modèles économiques sont à valider ;
• des obstacles commerciaux et techniques ne sont pas franchis, notamment du fait du manque d’expérience en commercialisation et du risque lié à la diffusion non sécurisée des données.

3. Évolution du rôle de l'Union Européenne dans le domaine spatial
Joël HAMELIN, Délégué à la Coordination Spatiale, Commission Européenne

3.1. L'Union Européenne et l'espace

De ce constat et de cette compétence découlent les lignes d'actions qui ont fondé l’action initiale de la Commission dans le domaine spatial :

• promouvoir la complémentarité entre la recherche et développement coopératif à l’échelon communautaire et les activités des agences spatiales nationales ;
• développer une approche cohérente en matière de télécommunications spatiales ;
• stimuler le marché des applications de l’observation de la Terre ;
• créer des conditions favorables à une adaptation des structures industrielles à l’échelle européenne, conséquences du marché unique ;
• contribuer à l'établissement d'un environnement juridique et réglementaire favorable au développement des activités économiques dans le domaine de l’espace ;
• favoriser le développement de formations spécifiques (programme COMETT).

Les priorités ont alors été redéfinies. Il s’agissait de :

• contribuer à l'établissement d'un système opérationnel européen d’observation de la Terre ;
• garantir un cadre réglementaire favorable au développement des télécommunications spatiales ;
• assurer la croissance et la compétitivité de l'industrie spatiale européenne ;
• mettre en place une coopération internationale avec l'ex-URSS et les pays d'Europe centrale et orientale.

Un nouveau bilan a été effectué en 1996, alors qu'un large processus de restructuration de l'industrie européenne se mettait en place. L'importance stratégique de l'espace pour l'Europe dans l'avènement de la société de l'information y a été soulignée, dans une communication, qui constate également l’importance économique croissante des applications spatiales : télécommunications personnelles, observation de la Terre, lanceurs et pour la première fois la navigation par satellites.

Cette communication de 1996 est axée sur la promotion des applications, des marchés et de la compétitivité de l'industrie en s'appuyant sur quatre lignes d'actions :

• soutien de la compétitivité de l'industrie spatiale par des initiatives réglementaires et normatives et par la mise en place d'instruments d'ingénierie financière spécifiques ;
• mise en place d'une action coordonnée en matière d'observation de la Terre ;
• démarche auprès de l'Organisation Mondiale du Commerce pour la libéralisation des services spatiaux de télécommunications et action concertée pour l'allocation de fréquences et de positions orbitales aux systèmes européens ;
• concertation et mise en cohérence des politiques de l'Agence Spatiale Européenne et de l'Union.

3.2. Les télécommunications spatiales

En 1994 la directive sur le marché des télécommunications a été amendée pour y inclure les communications par satellites. Une résolution est adoptée, la même année, pour recommander une politique volontariste en matière d'accès aux capacités spatiales.

Enfin, le plan d'action sur les communications par satellite dans la société de l'information a été adopté en mars 1997. C’est ce dernier que nous allons maintenant détailler.

3.3 Plan d'actions

L’achèvement du marché intérieur passe par :

• la mise en place effective de l'ensemble de la législation européenne ;
• le réexamen des barrières réglementaires existantes, en concertation avec les industriels ;
• l’intensification des travaux de l'ETSI dans le domaine de l'harmonisation ;
• l’orientation du programme de travail de l'ETSI selon les priorités du plan d'action (en particulier pour la normalisation des terminaux de satellites multimédia).

• la suppression des obstacles à l'accès au marché ;
• le réexamen des questions économiques et commerciales liées aux orbites et aux fréquences ;
• le réexamen de la stratégie européenne dans les secteurs couverts par l'UIT ;
• l’évaluation des questions touchant aux droits de propriété intellectuelle ;
• l’évaluation des possibilités qu'offre une coopération politique et industrielle accrue en union européenne et pays tiers.

Le cadre international d'activité des nouveaux opérateurs
François RANCY, Directeur de la Planification du spectre et des affaires internationales, Agence Nationale des Fréquences

4.1. Le spectre disponible pour des systèmes satellitaires

• bandes de 10 à 18 GHz (Bandes Ku) : 2 x 2050 MHz ;
• bandes de 18 à 30 GHz : 2 x 2400 MHz ;
• bandes de 37 à 50 GHz : 2 x 5000 MHz.

4.2. La CMR 1997

Les décisions de 1997, qui complètent celles de 1995, permettent en revanche d'organiser le spectre de manière à favoriser la concurrence :

• dans les bandes de fréquences de 10 à 18 GHz :
  • 2 x 2050 MHz sont ouverts en partage entre systèmes géostationnaires et non géostationnaires ;
  • des limites "dures" de puissance à respecter ont été fixées afin d’éviter tout risque de brouillage, ce qui permet d’éviter toute coordination. Les valeurs de ces limites sont en cours d'examen par l'UIT-R et devront être confirmées lors de la CMR de 2000. A ce jour, cet examen n’a mis en évidence aucune difficulté particulière avec les limites actuelles pour assurer la protection des systèmes géostationnaires  ;
  • les systèmes géostationnaires présents et planifiés sont protégés.

• dans les bandes de fréquences de 18 à 30 GHz :
  • 2 x 1300 MHz en partage entre systèmes géostationnaires et non géostationnaires, comportant également des limites " dures " de puissance et, de ce fait, ne nécessitant pas de coordination ;
  • 2 x 500 MHz en partage entre systèmes géostationnaires et non géostationnaires sans limites de puissance, d’où la nécessité d’une coordination et la mise en place de seuils de coordination (à l'étude) ;
  • dans les bandes 18,1-18,4 GHz et 21,4-22 GHz, , aucune limite n’est imposé mais l'article S22.2 s'applique - à savoir la priorité aux systèmes géostationnaires.

• pour les bandes de fréquences supérieures à 30 GHz, aucune décision n’est encore prise, mais le sujet est étudié à l’UIT.

• pour le partage entre systèmes géostationnaires, il s’agit moins aujourd’hui de problèmes techniques que du risque de prolifération de " réseaux papier " visant à préempter des fréquences ;
• pour le partage entre systèmes non-géostationnaires, des problèmes techniques demeurent pour assurer le partage d’une même bande entre plusieurs systèmes. C’est à fait cette limitation qui a poussé la CMR-97 à ouvrir 10 fois plus de bandes aux systèmes non-géostationnaires que ne l’avait fait la CMR-95 ;
• pour le partage entre systèmes non-géostationnaires et systèmes géostationnaires, les études détaillées menées depuis la CMR 1997 confirment à ce jour le bien fondé des décisions prises par l’UIT ;
• pour le partage de fréquences entre systèmes non géostationnaires et systèmes de Terre, il existe des problèmes de coexistence entre les stations terriennes des systèmes satellitaires et les stations des systèmes de Terre dans les bandes partagées Ces problèmes se posent particulièrement lorsque la densité de stations est élevée pour chacun des deux services - la bande des 18 GHz est la plus concernée par ces difficultés.

4.3. Aspects juridiques de l’activité des opérateurs de systèmes spatiaux

Par ailleurs, une démarche dans un seul pays au plan mondial est nécessaire pour la partie proprement spatiale du système, puisque la coordination de cette partie peut être réalisée par un seul pays auprès de tous les autres. En revanche, il faut une autorisation dans chaque pays pour les stations terriennes et pour l’exploitation commerciale du réseau.

5. SkyBridge, une constellation de satellites non-géostationnaires pour le service fixe haut débit
François BRUN - Vice President , Business Development, Alcatel SkyBridge

5.1. Paramètres techniques stratégiques

• toute l’intelligence du système se situe au niveau des stations terrestres, les satellites n’étant que des relais de transmission point-à-point entre les points terrestres ; il n’y a donc pas de commutation embarquée, de même que dans Globalstar, et pas non plus de liens intersatellites (interlinks) ;
• le temps de retour doit être relativement faible pour être acceptable en haut débit multimédia (environ 30 ms), d’où le choix d’une constellation en orbite basse (1469 km) ;
• le système doit être compatible avec les systèmes existants et être capable de réutiliser des technologies déjà éprouvées ; un des objectifs était également de le situer dans une bande de fréquence qui lui soit propre, d’où le choix de la bande Ku (10-18 GHz).

5.2. Marchés visés

SkyBridge fournira sur ces zones un service multimédia en boucle locale fixe, même si la couverture est mondiale. Selon le modèle également développé par les autres opérateurs satellites, SkyBridge commercialisera son système à destination des opérateurs exclusivement, à charge pour eux de créer et de commercialiser des services au consommateur final autour de ce système.

5.3. Débits et tarifs

En termes tarifaires, SkyBridge prévoit une commercialisation au kilobit et non à la minute, qui correspond mieux à la transmission de données. Les prévisions de tarifs devraient permettre à SkyBridge de concurrencer les systèmes terrestres ; en effet, il s’agit de 0,03 dollars par mégabit, ce qui correspond à 0,04 dollars pour un appel téléphonique international de trois minutes à 64 kb/s.

Les terminaux, devraient être d’une taille d’environ 50 cm, devraient être commercialisés au prix de 700 dollars.

5.4. Questions à M. Brun

5.4.1. Quelle est la taille critique de la zone que doit couvrir chaque passerelle pour que le système SkyBridge soit économiquement viable ?

Les satellites du système SkyBridge sont orientables, permettant ainsi de concentrer plusieurs spots de 700 km de diamètre sur une même zone. Il existera 18 spots pour chacun des 80 satellites de la constellations. Une passerelle peut opérer sur une ou plusieurs zones selon l’intensité du trafic.

5.4.2. Quel avenir peut-on prévoir pour les boucles locales "mixtes" (voie descendante satellitaire, voie de retour par réseau terrestre bas débit) ?

5.4.3. Tous ces systèmes multimédias lancés par les industriels, et non par les opérateurs, ne sont-ils pas principalement bénéfiques aux vendeurs de matériel ?

Conclusion
Claire ANCELIN, Chargée de la Sous-Direction nationale, Direction des Postes et Télécommunications

• le système doit être totalement opérationnel à l'ouverture, ce qui représente des investissements financiers considérables avant la commercialisation ;
• l'opérateur qui utilise la capacité spatiale fournie par l’exploitant du système satellite doit pour espérer rentabiliser cet investissement obtenir des licences dans chaque pays dans lequel il veut opérer, ce qui implique des procédures longues et également coûteuses. Cette exigence motive le modèle de commercialisation des constellations satellitaires, qui s’appuient sur un partenaire local à même d’obtenir l’autorisation nécessaire ;
• le réglementeur doit faire face à de nombreuses sollicitations, qu'il s'agisse du chantier permanent des CMR, des difficultés ponctuelles, tel l'accord ad hoc qu'ont dû trouver Iridium et les radio-astronomes, ou bien les questions nouvelles soulevées par la distinction entre exploitant de système à satellites et opérateur de réseau, par les possibilités de réorientation du trafic international et la réflexion sur le système des quote-parts internationales que cela implique, etc.

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