|
CONTRIBUTION Les faisceaux hertziens en France Contribution à l'histoire des faisceaux hertziens
civils de 1945 à 1990 par Marcel Thué Cette contribution a été communiquée à l’AHTI par le
Colidre, que nous remercions ici. Elle a été écrite en novembre 2003 et révisée
en mars, juin et octobre 2004. Le présent
texte constitue une synthèse des renseignements recueillis dans les documents
et témoignages cités en bibliographie, complétés par des souvenirs personnels
pendant la période (1952 - 1960) où l'auteur a été associé à l'étude et au
développement des faisceaux hertziens. Le plan suivi
est le suivant : 1.
Liaisons expérimentales 2.
Liaisons Continent - Corse 3.
Premières liaisons avec relais 4.
Normalisation des faisceaux hertziens 5.
Constitution du réseau national 6.
Liaisons à faible distance 7.
Constitution d'un réseau pour télévision 8.
Transistorisation et augmentation de capacité. Développement du réseau
national 9.
Numérisation des liaisons régionales 10.
Réseau numérique national 11.
Faisceaux hertziens transhorizon 12.
Faisceaux hertziens divers Le terme
« faisceau hertzien » est une expression typiquement française, créée
à l'Union internationale des télécommunications (UIT) par Georges VALENSI et
Jean LALOU, qui désigne une liaison radioélectrique par ondes dirigées obtenues
à l'aide d'antennes directives. Le terme allemand Richtfunklinie a sensiblement la même signification, mais il
n'y a pas de terme anglais équivalent. En anglais, on utilise l'expression
radio relay system qui provient du fait
que les liaisons par faisceau hertzien sont généralement conçues pour pouvoir
utiliser des relais.
Une autre
expérimentation fut réalisée en 1950 avec du matériel utilisant la modulation
par impulsions sur une fréquence voisine de 1,5 GHz avec une puissance de
quelques watts, entre le centre d'amplification des Lignes souterraines à
grande distance des PTT (LSGD) au Havre et une station hertzienne installée à
Hennequeville, près de Deauville, de l'autre coté de la Seine, à environ 20 km.
Le système multiplex à impulsions modulées en position (IMP) assurait la
transmission de 12 ou 24 voies téléphoniques. 2. Liaisons Continent-Corse On doit faire
une place à part aux liaisons avec la Corse, l'utilisation d'ondes
radioélectriques permettant d'augmenter significativement la capacité, par
rapport au câble sous-marin à une voie téléphonique. Toutefois, les stations
terminales n'étant pas en visibilité, il convenait d'utiliser des ondes de
fréquence suffisamment basse pour qu'elles puissent être diffractées par la
surface de la mer sans introduire trop d'affaiblissement. La première liaison
Continent-Corse (Grasse-Calenzana, 1947, 12 voies téléphoniques en multiplex à
courants porteurs) fonctionnait sur des fréquences voisines de 100 MHz ; la
seconde (Mont Doublier-La Punta, 1953, 3 multiplex de 24 voies) utilisait des
fréquences encore plus basses, dans la gamme 50 à 80 MHz, mais la partie du
trajet où la propagation se faisait par diffraction était plus courte, compte
tenu de l'altitude des deux stations terminales. Cette liaison
a d'ailleurs été prolongée ultérieurement (1956) jusqu'en Algérie (Bou Zizi
près de Bugeaud) grâce à deux stations intermédiaires implantées respectivement
dans le Nord et dans le Sud de la Sardaigne (Canistraddu et Campo sa Spina),
les deux tronçons intermédiaires fonctionnant en visibilité sur des fréquences
de l'ordre de 400 MHz. La liaison
hertzienne Continent-Corse a assuré l'acheminement de l'essentiel du trafic
téléphonique avec la Corse jusqu'à la mise en service des câbles sous-marins à
répéteurs immergés.
La rénovation
du réseau français de télécommunication avait été quelque peu oubliée lors de
l'adoption des plans de développement après la 2ème Guerre mondiale,
la priorité ayant été donnée aux réseaux de transport (routes, chemins de fer),
ainsi qu'à la production et distribution d'énergie (charbonnages, électricité,
gaz). Les télécommunications n'étaient pas alors ressenties comme une condition
du développement économique, mais plutôt comme un « gadget » utile
mais non indispensable. Compte tenu des besoins en communication formulés par
l'armée américaine, entre les ports de l'Atlantique et les troupes stationnées
en Allemagne, la Direction générale des télécommunications (DGT) put obtenir
des « crédits d'infrastructure » substantiels provenant de
l'Organisation du Traité de l'Atlantique Nord (OTAN/NATO) ce qui lui permit de
rénover les liaisons souterraines à grande distance (LSGD) au moyen de câbles
coaxiaux à grande capacité installés à partir de 1952 dans l'ensemble du réseau
français, et en priorité sur les liaisons Paris-Bordeaux et Paris-Strasbourg.
Il ne semblait pas nécessaire alors, pour les besoins de la téléphonie, de
consacrer des crédits importants au développement de liaisons radioélectriques
à grande capacité, les « faisceaux hertziens ». Liaison de télévision Paris-Lille Toutefois,
les
largeurs de bande disponibles sur les câbles coaxiaux
n'étaient pas suffisantes
pour transmettre des programmes audiovisuels, en particulier des images
de
télévision en système français à 819
lignes, plus exigeant que le système européen
à 625 lignes. Il devint donc nécessaire de faire appel
aux faisceaux hertziens,
lorsque l'on voulut transmettre des programmes mis au point pour
l'émetteur de
télévision de Paris-Tour Eiffel vers le premier
émetteur régional, installé à
Lille en 1950. La Radiodiffusion- Télévision
françaises (RTF) mit
en service à cet effet en 1951 une liaison par faisceau hertzien
entre la Tour
Eiffel et le beffroi de Lille, avec deux relais intermédiaires,
à des
fréquences voisines de 1 GHz. Le matériel avait
été étudié et construit, à la
demande de la RTF, par la Compagnie française Thomson-Houston
(CFTH) et était
exploité par la RTF, complètement indépendamment
du réseau français de liaisons
téléphoniques des PTT. Mais cette
liaison sera remplacée en 1953-54 par un des canaux du faisceau hertzien Paris
-Lille étudié et construit par la Compagnie générale de TSF (CSF) pour les PTT,
cette liaison transmettant à la fois téléphonie et télévision. Liaison de téléphonie Dijon-Strasbourg En effet, la
Direction générale des télécommunications (DGT) s'était enfin décidée à
implanter dans son réseau quelques liaisons par faisceau hertzien, à la fois
pour la sécurisation des liaisons téléphoniques par câbles souterrains et pour
la transmission de programmes de télévision. La première
exploitation d'une liaison par faisceau hertzien pour la téléphonie fut
effectuée sur une liaison transportant un multiplex à courants porteurs (à
répartition en fréquence) à 60 voies téléphoniques, (transposées dans
un groupe secondaire entre 60 et 300 kHz) et installée entre Dijon et
Strasbourg, avec deux relais intermédiaires situés à Montfaucon près de
Besançon et au Grand Ballon dans le massif des Vosges. Le matériel,
fonctionnant à des fréquences comprises entre 240 et 280 MHz, avait été étudié
et construit par la Société française radioélectrique (SFR). La liaison
Dijon-Strasbourg, mise en service en 1952, permit d'écouler un trafic
téléphonique plus important entre Strasbourg et le Sud de la France, ainsi que
d'acquérir une certaine expérience sur le comportement de trajets hertziens en
région montagneuse. Liaisons Paris–Lille, Paris–Strasbourg et Paris–Lyon
La
constitution d'un réseau français de faisceaux hertziens commença vraiment en
1953- 54, avec la mise en service des liaisons Paris-Lille, Paris-Strasbourg et
Paris-Lyon. Les motivations de l'établissement de ces liaisons étaient d'une
part la nécessité d'assurer un acheminement alternatif aux liaisons
souterraines à très fort trafic, pour faire face à d'éventuelles coupures des
liaisons coaxiales et sécuriser ainsi les liaisons utilisées par les troupes
américaines stationnées en Allemagne dans le cadre de l'Organisation du Traité
de l'Atlantique Nord (OTAN), d'autre part d'assurer la distribution des
programmes de télévision vers les émetteurs de province à partir de la régie de
programmes située à Paris. Il s'agissait
donc de liaisons à large bande, pouvant transporter sur chaque canal
radioélectrique soit un multiplex téléphonique à 240 voies, soit une voie de
télévision à 819 lignes. Le premier
matériel, étudié et construit à la demande de la DGT par la Compagnie générale
de TSF (CSF) fonctionnait dans la bande des 4 GHz (3,5 à 4 gigahertz) et
permettait la transmission de 3 canaux radioélectriques utilisant les mêmes antennes
à l'émission et à la réception avec un plan de fréquences spécifique. Pour la
première liaison, la priorité fut donnée au trajet Lille-Paris, afin de
transmettre de Londres à Paris les images du couronnement de la reine Elisabeth
II (qui étaient retransmises en Allemagne, Suisse, Italie au moyen d'un réseau
qui préfigurait l'Eurovision) en juin 1953 avant même l'achèvement de la tour
hertzienne de Meudon, un terminal provisoire étant installé à Sannois. La liaison
Paris-Lille fut mise en service peu après, et assura la desserte de l'émetteur
de télévision de Lille (avec 4 relais intermédiaires entre la tour de Meudon et
celle de Loos-les-Lille) puis, à Noël 1953, la liaison Paris-Strasbourg (avec 9
relais), en 1954 la liaison Paris-Lyon (avec 6 relais), qui sera ultérieurement
prolongée jusqu'à Marseille. Ces premières
liaisons utilisaient le même matériel développé par la CSF et désigné par la
DGT sous le nom de faisceau hertzien GDH 101. Les développements ultérieurs,
qui permettront la réalisation d'un réseau à l'échelle de la France, seront
conformes aux normes internationales d'origine européenne. 4. NORMALISATION DES FAISCEAUX HERTZIENS Les liaisons à
grande distance par faisceau hertzien avaient été étudiées aux Etats-Unis, aux
Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) et expérimentées dès 1947 entre New
York et Boston, avec du matériel dit TDX, puis TD2. Le développement de ce
matériel fut utilisé pour l'équipement d'un réseau de faisceaux hertziens dans
l'ensemble des Etats-Unis, et en particulier pour assurer la liaison dite coast to coast entre New York et San Francisco, mise en service en
1951 (5 000 km avec plus de 100 relais). Les ingénieurs du Bell System ne
se souciaient pas de normalisation et espéraient exporter leur matériel dans le
monde entier. En revanche,
les laboratoires européens, en particulier au Royaume Uni et en Allemagne,
conduisaient des études spécifiques à chaque labo, et commençaient à se
préoccuper d'une normalisation des principales caractéristiques, nécessaire
pour assurer l'interconnexion des liaisons installées dans les différents pays,
afin de pouvoir constituer un réseau européen de faisceaux hertziens. La question de
la normalisation des faisceaux hertziens avait été posée à la VIIème
Assemblée plénière du CCIR (Comité consultatif international des
radiocommunications, de l'Union internationale des télécommunications, UIT) à
Londres en 1953, et avait été confiée à la Commission d'études IX, qui traitait
des « questions techniques diverses ». Compte tenu du développement
rapide en Europe des faisceaux hertziens et de l'intérêt que portaient les
constructeurs à la normalisation des matériels (à la demande des exploitants
qui souhaitaient pouvoir faire cohabiter dans leurs réseaux des matériels de
provenance diverse), ce sujet devint rapidement l'unique préoccupation de la CE
IX, qui dès 1954 organisait à Genève une réunion intérimaire. Les premiers
projets d'Avis (ultérieurement Recommandations) établis à partir de
propositions présentées principalement par les administrations britannique et
française, constituaient, à l'issue de la réunion intérimaire, un ensemble de
normes permettant l'établissement d'un réseau cohérent. Ces Avis
furent légèrement révisés et complétés par la VIIIème Assemblée
plénière, qui se réunit à Varsovie en 1956 et adopta une quinzaine d'Avis qui
traitaient des principales caractéristiques des faisceaux hertziens et
permettaient l'interconnexion de systèmes développés par des constructeurs
différents, soit en hyperfréquences grâce à une « disposition des canaux
radioélectriques » (couramment appelée « plan de fréquences »)
adaptée à la bande 3,8 à 4,2 GHz attribuée aux faisceaux hertziens par la
Conférence administrative des radiocommunications, soit en fréquence
intermédiaire à 70 MHz (avec des valeurs normalisées de l'excursion de
fréquence et de la préaccentuation). Les
représentants des Etats-Unis (provenant essentiellement des Bell Laboratories)
ont d'abord suivi les travaux de la CE IX en observateurs, les caractéristiques
de leur système TD2 ayant été choisies avant les études du CCIR, mais après
1956 ils ont éprouvé des difficultés pour l'exportation de leurs matériels qui
n'étaient pas conformes aux Avis du CCIR. Aussi ont-ils décidé de
participer activement aux travaux de la CE IX à partir de la IXème
Assemblée plénière (Los-Angeles, 1959) et ils ont obtenu que certaines
caractéristiques du système TD2, adaptées à la bande 3,7 à 4,2 GHz, soient
considérées comme des variantes de celles recommandées à Varsovie pour cette
bande. 5. CONSTITUTION DU RESEAU NATIONAL Le groupe Faisceaux hertziens du département Transmission du SRCT (intégré dans le CNET en 1953), alors dirigé par L.J. Libois, avait participé activement à la normalisation des faisceaux hertziens au sein du CCIR. Il avait étudié un matériel de même capacité que le GDH 101 destiné à un système GDH 102 conforme aux Avis du CCIR, et avait fait construire par la CSF une liaison prototype, constituée de deux stations terminales et d'une station relais, et installée aux laboratoires d'Issy les Moulineaux, sur laquelle furent expérimentées et optimisées les caractéristiques destinées à être normalisées. Un certain nombre d'améliorations furent apportées au schéma de base, en particulier pour éliminer certaines fréquences parasites, causées par l'emploi d'un oscillateur unique pour alimenter le mélangeur d'émission et, après transposition de fréquence, le mélangeur de réception. Mais les
laboratoires de la CSF avaient aussi entrepris de leur coté l'étude d'un
nouveau matériel conforme aux Avis du CCIR, plus ambitieux que le GDH 101. Les
caractéristiques de ce matériel, bénéficiant de l'expérience acquise sur les
liaisons GDH 101 et sur les prototypes GDH 102, furent finalisées par accord
entre la CSF et le SRCT, aboutissant à un matériel baptisé GDH 103, qui fut
commandé à partir de 1956 pour l'équipement de ce qui allait devenir le réseau
national de faisceaux hertziens. Chaque artère
pouvait comporter jusqu'à 6 canaux radioélectriques (en principe 5 en service
normal et un en secours) conformes à la disposition des Avis du CCIR. Chaque
canal pouvait transmettre soit une voie de télévision à 819 lignes (avec le son
associé) soit un multiplex de 300 voies téléphoniques (5 groupes secondaires
des systèmes à courants porteurs). Le matériel fonctionnait dans la bande de
3,8 à 4,2 GHz, il était fabriqué par la CSF et par la Société anonyme de
télécommunications (SAT) pour le compte du Service des Lignes à grande distance
(LGD) de la DGT. Il équipa à partir de 1956 les liaisons Paris-Rouen-Caen-Rennes–Nantes.
La
constitution du réseau national fut poursuivie en 1962–65 avec du matériel à
plus grande capacité, bénéficiant des récents progrès techniques et permettant
de transmettre sur chaque canal radioélectrique 600 voies téléphoniques (matériel
FH 686 de CSF, en Bretagne), puis 960 voies (matériel FH 687 de CSF sur les
liaisons Paris–Nancy et Paris– Lyon, deux des artères les plus chargées). 6. LIAISONS A FAIBLE DISTANCE En plus de la
constitution d'un réseau national à grande capacité, destiné à couvrir
l'ensemble du territoire français, en parallèle avec le réseau national de
câbles souterrains, il est apparu nécessaire d'établir des liaisons hertziennes
à faible capacité et petite distance pour assurer des liaisons difficiles à réaliser
en câble souterrain, soit pour traverser des régions accidentées (montagnes,
bras de mer, etc.) soit pour transmettre des programmes de télévision
difficiles à transmettre sur câble à cette période. Outre la
liaison expérimentale Le Havre-Deauville à travers l'estuaire de la Seine (voir
paragraphe 1) et le cas particulier des liaisons Continent-Corse (voir
paragraphe 2), les premiers besoins exprimés concernaient la transmission de
programmes de télévision entre une régie située en centre-ville et un émetteur
localisé sur un point haut des environs, ou pour transmettre vers une station
du réseau hertzien un programme de reportage. Des matériels
conçus à cet effet ont été construits par une équipe de la CSF, dans la gamme
des 7-8 GHz, sous le nom de TM 110 puis TF 120. Ces matériels utilisaient à
l'émission la modulation directe d'un tube à modulation de vitesse (klystron)
et une antenne parabolique à excitation excentrée ; ils étaient destinés à
assurer des liaisons à une seule section radioélectrique, une liaison à deux
sections nécessitant une mise en cascade avec démodulation dans la station
relais. Compte tenu de
sa facilité d'emploi, ce type de matériel a aussi été utilisé sur certains
trajets pour établir des liaisons bilatérales destinées à transmettre des
multiplex à 12 ou 24 voies téléphoniques. Par exemple, une liaison à 12 voies a
été installée en 1953 entre le Pic-du-Midi et Bagnères-de-Bigorre où se
trouvaient les services de gestion de l'Observatoire du Pic-du-Midi ; elle a
été remplacée ultérieurement par une liaison à 24 voies entre le Pic-du-Midi et
Tarbes, pour desservir en outre la station de navigation aérienne et les
services de l'émetteur de télévision installés au Pic. Mais ce type de liaison
locale ou régionale à faible ou moyenne capacité se développera surtout dans le
réseau téléphonique avec les matériels numériques (voir paragraphe 9). 7. CONSTITUTION D'UN RESEAU POUR LA TELEVISION Le
développement des émetteurs régionaux de télévision nécessitait l'établissement
de liaisons à large bande entre la régie des programmes située à Paris et les
émetteurs mis en service progressivement dans les régions. Le premier
émetteur régional, implanté à Lille en 1950, fut alimenté dès 1951 par la
liaison hertzienne Paris-Lille mise en service par la RTF (voir paragraphe 3)
puis à partir de 1953 par le faisceau hertzien Paris-Lille installé par les PTT
(voir paragraphe 3) sur lequel un des 3 canaux radioélectriques était utilisé
pour la téléphonie, un pour la télévision, le 3ème restant disponible
pour assurer des transmissions exceptionnelles ou pour servir à titre de
secours. La même
disposition fut utilisée sur les autres faisceaux hertziens PTT du type GDH 101
(Paris-Strasbourg et Paris-Lyon-Marseille) ou GDH 103 (Paris-Rouen-Caen-Rennes-
Nantes) afin de desservir les émetteurs de télévision situés près d'une station
du réseau PTT, ou éventuellement à faible distance, en utilisant une section de
raccordement (voir paragraphe 6.). Mais la
desserte d'émetteurs de télévision situés assez loin des stations du réseau PTT
posa problème. Il s'agit d'abord de desservir des émetteurs secondaires
recevant leurs programmes d'un émetteur principal relié au réseau PTT, sur un
trajet sur lequel les PTT n'envisageaient pas d'établir un faisceau hertzien.
Après de longues et délicates négociations et un examen au niveau
gouvernemental, la RTF fut autorisée à installer ses propres liaisons
hertziennes réservées à la télévision, par dérogation au monopole des PTT, pour
desservir les émetteurs secondaires sur les trajets pour lesquels n'existait
aucun besoin de transmission téléphonique, compte tenu des ressources du réseau
de câbles existant. C'est ainsi
qu'un faisceau hertzien de télévision fut installé par la RTF en 1955 pour
desservir l'émetteur de Mulhouse à partir de Strasbourg, avec un relais
intermédiaire à Sélestat, puis en 1956 pour desservir l'émetteur de Nice-Pic de
l'Ours à partir de Marseille-Grande Etoile, avec un relais intermédiaire près
de Brignoles. Un problème
plus complexe concernait la desserte de l'émetteur de télévision de Bordeaux,
car la DGT refusait d'établir, comme le demandait la RTF, une liaison
hertzienne entre Paris et Bordeaux, compte tenu de l'existence entre Paris et
Bordeaux de plusieurs câbles coaxiaux modernes, qui n'étaient pas jugés
convenables par la RTF pour la transmission de télévision à 819 lignes.
Finalement, la RTF fut autorisée à établir un faisceau hertzien de télévision
entre l'émetteur de Bourges à Neuvy-deux-Clochers et Bordeaux. Cette liaison,
mise en service en 1957, était raccordée à la liaison PTT Paris-Lyon à la
station de Perreuse près de Nevers, elle assurait la desserte des émetteurs de
Bourges, Limoges et Bordeaux, puis, grâce à une dérivation établie
ultérieurement à partir de Limoges, des émetteurs de Toulouse-Pic du Midi et de
Carcassonne-Pic de Nore. Ce faisceau
hertzien utilisait du matériel étudié et développé par un constructeur du
Groupe Philips, Télécommunications radioélectriques et téléphoniques (TRT),
fonctionnant dans la bande de fréquences 3,4 à 3,8 GHz (différente de la bande
3,8 à 4,2 GHz utilisée par la DGT) et avec des caractéristiques différentes de
celles préconisées dans les Avis du CCIR, par exemple avec une fréquence
intermédiaire de 115 MHz au lieu de 70 MHz. Chaque artère peut comporter 4
canaux radioélectriques, dont chacun peut être utilisé pour établir soit une
liaison bilatérale, soit deux liaisons unilatérales de sens opposé. A la suite de
nombreuses discussions au niveau politique, et après la transformation de la
RTF en 1959 en établissement public de l'Etat (devenu en 1964 l'Office de
radiodiffusion-télévision françaises, ORTF), et compte tenu du développement de
la 2ème chaîne de télévision créée en 1963, il fut finalement décidé
de constituer un réseau national de faisceaux hertziens réservé aux
transmissions de télévision, en attribuant à ces faisceaux la bande 8 à 8,5
GHz, en plus de la bande 3,4 à 3,8 GHz. L'état major
de la RTF, rattaché au ministère de l'Information, ne souhaitait pas dépendre
du ministère des PTT (comme cela avait été le cas avant 1940). Cela peut
expliquer le choix d'un matériel non compatible avec celui des PTT, et fabriqué
par un industriel différent (TRT) (matériel type FHD fonctionnant dans la bande
3,4-3,8 GHz avec des caractéristiques différentes de celles recommandées par le
CCIR). Dans la
plupart des pays, l'organisme de radiotélédiffusion et de télévision était
chargé seulement de la production et de la diffusion des programmes
audiovisuels, alors qu'en France il était aussi chargé de la transmission de
ces programmes entre régies de production et émetteurs de diffusion, ne
permettant pas de synergie avec les transmissions de télécommunications. Il faudra
attendre la création de la 5ème et de la 6ème chaînes
pour que Télédiffusion de Fraance, TDF, (qui provient de l’ORTF démantelée en
1974, pour la transmission et la diffusion
des signaux de radiodiffusion et de télévision) fasse appel, en février
1986, au satellite Télécom 1 exploité par les PTT, solution plus facile à
mettre en œuvre que d’ajouter 2 canaux dans l’ensemble du réseau. 8. TRANSISTORISATION ET AUGMENTATION DE CAPACITE DEVELOPPEMENT DU RESEAU NATIONAL Le réseau de
faisceaux hertziens exploité par le Service des Lignes à Grande Distance (LGD,
ex LSGD) se révéla aussi fiable que le réseau de câbles souterrains, avec une
qualité de transmission aussi bonne et une disponibilité parfois meilleure (le
réseau hertzien n'ayant pas à redouter les coupures de câbles causées par les
engins de terrassement). Il fut donc
décidé de doubler les principales artères du réseau souterrain par des artères
hertziennes, d’autant plus que les progrès techniques permettaient d’augmenter
la capacité de transmission de chaque canal radioélectrique. Une
amélioration substantielle résultait des progrès de la transistorisation
d’abord en bande de base, puis en fréquence intermédiaire, et enfin en
hyperfréquence ; un mélangeur d’émission à varactor fut utilisable pour
les capacités de 300 et 600 voies (matériels FH 663 de CSF en 1966, LHP 4 de TRT
en 1967). La capacité de 1800 voies par canal nécessitait encore l’emploi d’un
tube à ondes progressives comme amplificateur de puissance. La capacité des
artères fut aussi augmentée en utilisant, en plus des canaux de la bande des 4
GHz (3,8-4,2 GHz) des canaux des « plans de fréquences » recommandés
dans les bandes des 6 GHz (5,9-6,4 GHz) et des 6,5 GHz (6,4-7,1 GHz). Un système à
1800 voies fut étudié pour la bande des 6 GHz puis, après expérimentation à
partir de 1965, mis en service en 1969 sur la liaison Paris-Bordeaux (FH 693 de
CSF) avec une nouvelle infrastructure, utilisant en particulier des guides
d’ondes semi-rigides à faible affaiblissement pour relier les matériels au sol
et les antennes. La mise en
point d’une antenne multibande, couvrant les bandes des 4 GHz, 6 GHz et 6,5
GHz, facilita l’emploi de ces matériels sur les artères les plus chargées (elle
sera ensuite étendue à la bande des 11 GHz, dans laquelle ont été
développés les premiers systèmes numériques à large bande). L’emploi des
semi-conducteurs, y compris en radiofréquence, procura aussi une amélioration
de la fiabilité, les semi-conducteurs de puissance ayant un fonctionnement plus
satisfaisant et une durée de vie plus longue que les tubes hyperfréquence
(oscillateur à klystron et amplificateur à ondes progressives) malgré les
progrès substantiels réalisés par ces derniers. La fiabilité fut aussi
grandement améliorée par la conception des ateliers d’énergie utilisant une
batterie, compte tenu de la faible consommation des composants à semi-conducteurs. Des
renseignements plus détaillés sur la transistorisation figurent dans l’annexe
A1 « Transistorisation des faisceaux hertziens ». Les matériels
étaient construits principalement par la Compagnie Générale de TSF (CSF) dans
les bandes des 4 GHz, 6 GHz et 6,5 GHz, en association avec la SAT pour les
bandes des 6 et 6,5 GHz, puis par la Société Télécommunications
radioélectriques et téléphoniques (TRT) dans la bande des 4 GHz, à la fois pour
les PTT (3,8-4,2 GHz) et pour l’ORTF (3,4-3,8 GHz). Dans les
années 1970, ont été mis en service environ 1800 émetteurs-récepteurs à 4 GHz
(960 / 1260 voies), 2000 à 6 GHz (1800 voies) et 1300 à 6,5 GHz (2700 voies). Ainsi, la
France disposait vers 1970-1975 de matériels de faisceaux hertziens analogiques
à grande capacité, permettant de constituer des artères d’infrastructure. Un
réseau hertzien à l’échelle nationale, différent et complémentaire du réseau
national souterrain (câbles coaxiaux) a été progressivement constitué pour
augmenter la souplesse d’exploitation et la disponibilité des circuits, le
réseau hertzien assurant la sécurisation du réseau souterrain en cas
d’incidents majeurs. Des
renseignements plus détaillés sur le développement du réseau national de
faisceaux hertziens figurent sans l’annexe B1 « Développement du
réseau ». Le
réseau
national était complété, à
l’échelon régional et local (réseau
d’accès) par des
faisceaux hertziens à faible et moyenne capacité, en
particulier par des
faisceaux hertziens régionaux numériques, qui se sont
développés à partir de
1970 (voir paragraphe 9.). Il cohabitait par ailleurs avec le
réseau national
d’infrastructure pour transmission de télévision,
mis en œuvre par l’ORTF avec
du matériel construit par TRT (voir paragraphe 7.), lui aussi
complété par des
liaisons régionales et locales de contribution et de
distribution, réalisées
avec des matériels construits par CSF (TF 120) et par TRT. A partir de
1980, les artères du réseau analogique de la DGT ont été progressivement
équipées de matériels numériques (voir paragraphe 10.). La France était un des
rares pays (sinon le seul) disposant de deux réseaux hertziens différents à
l’échelle nationale, dont un spécialisé pour la transmission de programmes de
télévision. 9. NUMERISATION - LIAISONS NUMERIQUES REGIONALES Les progrès
réalisés sur les composants numériques ont permis de mettre en œuvre la
numérisation de la voie téléphonique résultant des processus d'échantillonnage
(à une fréquence de 8 kHz), de quantification et de codage, ce qui conduit à la
« modulation par impulsion et codage » (MIC) (avec un débit de 64
kbit/s). Cela a permis
de substituer aux « multiplex à courants porteurs » (multiplexage à
répartition en fréquence, MRF) des « multiplex à impulsions codées »
(multiplexage à répartition dans le temps, MRT). Les premières
réalisations faites au CNET, vers 1965, concernaient un multiplex à 36 voies
codées à 6 moments, au débit de 1,776 Mbit/s, puis en 1967, à la suite des
discussions préparatoires à une normalisation, on s'orienta vers un système à
32 intervalles de temps transmettant 30 voies téléphoniques codées à 8 moments
plus 2 voies de signalisation, avec un débit d'environ 2 Mbit/s. Ces
caractéristiques furent normalisées au niveau européen par la Conférence
européenne des administrations des postes et télécommunications, CEPT, alors
que les Etats-Unis normalisaient un système à 24 voies au débit d'environ 1,5
Mbit/s déjà fabriqué et en cours d'installation sur le réseau américain, au
moment où se décidait la normalisation européenne. Le premier
niveau de multiplexage défini par la CEPT (TN 1, 30 voies, débit voisin de 2
Mbit/s) fut bientôt suivi d’un deuxième niveau (TN 2, 120 voies, débit voisin
de 8 Mbit/s). Les multiplex correspondants étaient faciles à transmettre sur
une porteuse radioélectrique en utilisant une modulation par déplacement de
phase à 2 ou 4 états (MDP 2 ou MDP 4), ce qui fut fait dans la bande des 2 GHz
(2,1 à 2,3 GHz) peu utilisée en France. Une telle
capacité correspondait bien aux besoins des réseaux locaux et régionaux, dans
lesquels ces systèmes furent introduits vers 1970. Les matériels correspondants
avaient été étudiés vers 1965 par la SAT, en liaison avec la CSF et le CNET
(matériels FHD 22 à 2 Mbit/s, puis FHD 28 à 8 Mbit/s). Les premières
liaisons numériques ont été installées dans les réseaux régionaux à partir de
1969, d’abord des systèmes à 36 voies dans le réseau dit de Basse
Normandie, puis des matériels normalisés à 30 voies, multiplex TN 1. Dès 1973
fut installé du matériel FHD 28 à 120 voies. En 1975,
étaient déjà en service environ 150 matériels à 30 voies et 300 matériels à 120
voies, fonctionnant à 2 GHz. Plus tard fut réalisé, dans la même bande, du
matériel à 480 voies (FHD 234 à 34 Mbit/s). A cette date
apparut aussi un nouveau matériel construit par TRT, baptisé FLD 15, avec une
capacité de 30 ou 120 voies, mais fonctionnant dans la bande des 15 GHz Pour les
réseaux régionaux, pour lesquels une capacité plus importante était
souhaitable, les progrès techniques ont permis la mise au point d'un système à
52 Mbit/s étudié au CNET et construit par CSF (FHN 13-06 transmettant 6 fois
120 voies, soit 720 voies téléphoniques, au voisinage de 13 GHz). Ce système
équipa en particulier, à partir de 1975, le réseau nodal dit Pharaon
urbain (Pharaon était explicité ainsi : Plate-forme hertzienne d'aiguillage
pour réseau automatique à organisation numérique) destiné à écouler le trafic
téléphonique entre le centre interurbain de Paris et les centres de transit de
la grande banlieue parisienne (Vélizy, Le Blanc Mesnil, etc.). La station
nodale de Paris était située au sommet de la Tour Montparnasse et le réseau
nodal permettait de recueillir une certaine compétence pour la mise au point
d'un satellite à accès multiple (Eutelsat, puis Télécom 1). Le
débit de 52
Mbit/s fut utilisé au niveau régional dans la bande des 7
GHz pour prendre la
suite de la transmission analogique à 600 voies ; il fut
développé dans la
bande des 13 GHz (12,75 à 13,25 GHz) ; dans les
années 1970, environ 1000
émetteurs-récepteurs à 7 GHz et 400 à 13
GHz ont été utilisés à ce débit. Mais le débit
choisi pour la normalisation européenne fut fixé à 34 Mbit/s (soit 480 voies),
et les réalisations françaises ultérieures furent faites avec un débit de 34
Mbit/s ou de 2 fois 34 Mbit/s (soit 960 voies), le premier matériel aux normes
CEPT à 34 Mbit/s fut installé en 1976 dans un réseau local proche de
Strasbourg. A partir de
1980, des matériels à 2 x 34 Mbit/s furent utilisés dans les bandes des 7 et 13
Mbit/s (en MDP 4 ou MDP 8) ainsi que dans les bandes des 4 et 8 GHz (en
MDP 8). Les matériels
fonctionnant dans la bande des 2 GHz (à 2 ou 8 ou 34 Mbit/s, soit 30 ou 120 ou
480 voies) convenaient bien aux besoins locaux et régionaux ; ils étaient
économiques et faciles à mettre en œuvre, aussi ils se sont rapidement
développés, en particulier en raison du développement de la commutation
d’abonnés en technique temporelle, ce qui permit de constituer des zones
numériques homogènes sans démodulation au niveau de la voie. Vers 1990, environ
5000 émetteurs-récepteurs étaient en service dans la bande de 2 GHz, on
prévoyait de les remplacer par des matériels à 13 ou 15 GHz, une partie de la
bande des 2 GHz devant être libérée au profit des liaisons avec les mobiles. 10. RESEAU NUMERIQUE NATIONAL Les progrès
techniques réalisés sur les composants à semi-conducteurs permirent, dès 1975,
d’envisager d’utiliser les techniques numériques pour transmettre des capacités
plus importantes. De telles liaisons numériques correspondaient bien aux transmissions
entre centres de commutation, après que fut été décidé en 1978 de généraliser
la commutation temporelle. Cela
permettait d’établir des voies numériques directes entre abonnés, en
particulier pour la constitution de Réseau numérique à intégration de services
(RNIS/ISDN) que l’on souhaitait développer à cette période. La voie RNIS,
résultant de l’association de deux voies A et B à 64 kbit/s et d’une voie D à
16 kbit/s, soit un débit total de 144 kbit/s, permet d’établir des
connexions de téléphonie, télégraphie, vidéotex, etc. sur les voies à
64 kbit/s et de transmettre des données sur la voie à 16 kbit/s (ainsi que
les signalisations associées aux voies A et B). Le débit de
numérisation de la voie téléphonique restait fixé à 64 kbit/s et les signaux
numériques pouvaient être transmis aisément sur faisceau hertzien au moyen
d’une modulation de phase à 4 ou 8 états (MDP 4, MDP 8), avec une capacité par
canal radioélectrique de 1920 voies, ce qui correspond à environ 140 Mbit/s, et
un espacement entre canaux de 60 MHz, permettant de transmettre dans la bande
des 11 GHz (10,7-11,7 GHz) 8 canaux radioélectriques par artère (7 canaux
en service, soit 13 440 voies, et un en secours). Des
caractéristiques améliorées ont pu être obtenues au moyen d’une modulation
d’amplitude en quadrature, d’abord à 16 états (MAQ 16), permettant la
transmission de canaux espacés de 40 MHz, selon les Recommandations du CCIR,
dans les bandes des 11 GHz et des 6,5 GHz, puis à 64 états (MAQ 64) avec
espacement de canaux voisin de 30 MHz recommandé pour la bande des 6 GHz (5,9-6,4
GHz) (ainsi que pour les bandes des 4 et 8 GHz), mais au prix d’une grande
complexité des matériels. Les premières
liaisons à 140 Mbit/s dans la bande des 11 GHz, avec du matériel FHN 11-14
réalisé par Thomson CSF et SAT, ont été expérimentées en 1979 près de Paris et
de Lannion, puis installées progressivement sur les artères hertziennes. Des matériels
numériques à 140 Mbit/s ont été aussi développés par TRT dans les bandes des 4
et 6 GHz. Des renseignements plus détaillés figurent dans l’annexe A3 sur les
techniques de numérisation, et dans l’annexe B2 sur le développement du réseau
numérique. Les systèmes à
140 Mbit/s ont été généralisés sur toutes les artères d'infrastructure du
réseau hertzien ; ils ont progressivement remplacé les systèmes analogiques,
dont une partie a été conservée pour assurer des transmissions de programmes
audiovisuels. Vers 1990,
fonctionnaient dans le réseau numérique environ 2000 émetteurs-récepteurs à 140
Mbit/s dans la bande 11 GHz, 1000 dans la bande 6,5 GHz. Ainsi était
constitué un réseau national de faisceaux hertziens numériques à 140 Mbit/s,
doublant le réseau sur câbles coaxiaux, également à 140 Mbit/s, assurant ainsi
une excellente sécurisation et une très grande disponibilité. Vers la fin du
XXième siècle, ces systèmes seront supplantés par des systèmes sur
fibre optique, qui posent des problèmes d'installation (pose des câbles à fibre
optique), mais assurent ensuite un fonctionnement fiable à grande disponibilité,
si bien qu'il a été décidé en 1996 de supprimer progressivement (de 1996 à
1998) le réseau national de faisceaux hertziens, le réseau de câbles à fibre
optique étant devenu autosécurisé par l’utilisation de structures en anneau.
Les faisceaux hertziens restent utilisés pour les liaisons régionales et
locales, ainsi que, à titre exceptionnel, pour des liaisons temporaires et des
liaisons de secours, qui sont surtout assurées par satellite. 11. FAISCEAUX HERTZIENS TRANSHORIZON L'emploi de
systèmes transhorizon n'est pas nécessaire pour assurer des liaisons en France
sur le continent. En plus des premières liaisons Continent-Corse à fréquence
relativement basse (voir paragraphe 2.), des matériels transhorizon ont été
étudiés et développés en France pour être utilisés Outre-Mer, en particulier en
Algérie et au Sahara pour desservir les centres de production pétrolière (Hassi
Messaoud et Edjelé) où ils rendirent de grands services en attendant
l'utilisation de satellites. En métropole,
une station a été construite au Mont Artzamendi, près de Biarritz, pour
constituer l'extrémité française d'une liaison France-Portugal, qui permettait
de compléter la transmission à travers le réseau de câbles espagnols. La
liaison a fonctionné vers 1965 et a permis de recueillir des enseignements sur
la propagation transhorizon. Une liaison à
deux sections transhorizon (de plus de 300 km chacune) a été établie par l'ORTF
pour transmettre en Algérie les programmes de télévision élaborés en métropole,
avec une station d'émission à Fonfrède, près de Perpignan, une station relais à
Majorque et une station de réception à Alger. Le matériel construit par TRT par
extrapolation du matériel pour faisceaux hertziens dans la bande des 4 GHz a
fonctionné à partir de 1960 avec une puissance d'émission de 500 W obtenue par
un postamplificateur à klystron placé à la sortie du matériel normal, ainsi qu'avec
des antennes de grandes dimensions (diamètre 6 m) et une réception en
diversité. Une liaison de
caractéristiques intermédiaires (puissance d'émission normale, 8W, mais grandes
antennes et diversité) a fonctionné entre le Mont Agel et Bastia (190 km). 12. FAISCEAUX HERTZIENS DIVERS En plus des
systèmes de faisceaux hertziens qui ont connu un grand développement et ont
assuré l'infrastructure du réseau national et des réseaux régionaux de
télécommunications, il convient de mentionner un certain nombre de réalisations
destinées à satisfaire des besoins particuliers, ou à expérimenter un nouveau
système en attendant un développement plus systématique. Il n'est pas
nécessaire de revenir sur les liaisons expérimentales Paris-Montmorency (12
voies téléphoniques à 3 GHz) ou Le Havre-Deauville (24 voies à 1,5 GHz) (voir
paragraphe 1.), ni sur les liaisons entre le continent et la Corse (12 puis 24
voies sur des fréquences comprises entre 50 et 100 MHz) (voir paragraphe 2.),
ni sur les premières liaisons avec relais : Paris-Lille (1 voie de télévision à
1 GHz avec 2 relais), Dijon-Strasbourg (60 voies téléphoniques à 250 MHz
avec 2 relais) (voir paragraphe 3.). Parmi les
autres systèmes correspondant à des usages particuliers, il convient de
mentionner : - dans la bande des 1,4 GHz
des matériels pour liaisons régionales de type point-multipoint IRT 1500 à 10
voies et IRT 2000 à 30 voies, en accès multiple à répartition dans le temps
(AMRT), construits par TRT, équipant une cinquantaine de réseaux régionaux et
locaux pour le raccordement d’abonnés, - dans la bande des 8 GHz (8,025-8,5
GHz) des matériels pour transmission de télévision ou de multiplex AMRF à 960
voies, ou de multiplex AMRT à 34 Mbit/s dans des réseaux régionaux, - dans la bande des 10 GHz
(10,5-10,68 GHz) des faisceaux hertziens dits d'intervention permettant
d'assurer des liaisons temporaires (à l'occasion d'événements ponctuels ou en
secours d'une liaison en panne) (matériel FLD 10 de TRT, pour 1 voie de
télévision ou téléphonie numérique à 34 Mbit/s), - dans la bande des 19 GHz
(17,7–19,7 GHz) des matériels pour artères numériques à 140 Mbit/s destinées à
la pénétration urbaine (matériel FHN 19-28 de CSF à 2 fois 140 Mbit/s en
complément au matériel FHN 13-06 à 2 fois 34 Mbit/s dans la bande des 13 GHz,
cité au paragraphe 9), - dans la bande des 23 GHz (22-23,5
GHz) des matériels, principalement analogiques, pour transmission de télévision
et de voies audio sur des distances inférieures à 10 km, compte tenu de
l’affaiblissement élevé dans cette bande (à cause de la présence d'une raie
d'absorption de l'eau à environ 23 GHz), par exemple pour des liaisons entre
studios et émetteurs, - dans la bande des 30 GHz
(31-31,3 GHz) des matériels numériques (2 Mbit/s) pour liaisons régionales ou
locales, - dans la bande des 40 MHz
(37,5-39,5 GHz) des matériels analogiques (TM 440 de Thomson CSF) pour transmission
de programmes audiovisuels, Les fréquences
supérieures à 15 GHz, encore peu utilisées vers 1990, le seront plus
abondamment ultérieurement, avec le développement des réseaux d'accès
hertziens, couramment appelés boucles locales radioélectriques (
BLR). Des renseignements plus complets
que ceux figurant dans le texte ci-dessus ont été reçus de Philippe Magne et de
Jacques Verrée, relatifs d’une part aux problèmes techniques liés à la
transistorisation et à la numérisation, d’autre part au développement du réseau
national, analogique puis numérique. Ils sont contenus dans les Annexes A et
B : -
Annexe
A - Transistorisation et numérisation,
par Philippe MAGNE -
Annexe
B -
Le réseau hertzien national, par Jacques VERRÉE. Une bibliographique commentée (non
exhaustive) donne la référence d’un certain nombre de textes, dans lesquels ont
été puisées la plupart des données figurant dans le texte ; une liste des
principaux témoignages recueillis y est jointe, ainsi que la liste des
documents de travail qui ont préparé le présent texte. |