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Article

1 - DESCRIPTION DU BESOIN D'UN SYSTÈME SATELLITAIRE

2 - CONTRAINTES TECHNIQUES ET CONTRAINTES RÉGLEMENTAIRES

3 - PRINCIPAUX ÉLÉMENTS DE DESIGN DU SYSTÈME SATELLITAIRE

4 - COMPARAISON OBJECTIVE GEO ET NGSO

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : TE7571 v1

Comparaison objective GEO et NGSO
Processus de définition d'un système de télécommunication par satellite

Auteur(s) : Nicolas KUHN

Date de publication : 10 févr. 2026

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RÉSUMÉ

Cet article présente le processus permettant la définition d’un système satellitaire pour les communications civiles, de la description du besoin initial à l'architecture finale.

Cet article décrit d’abord comment un opérateur décrit son besoin, puis les critères techniques et réglementaires dimensionnants avant de présenter les principaux éléments clés de design de la solution. L'article utilise ces critères pour comparer objectivement les orbites géostationnaires et non géostationnaires, cruciales pour les services de diffusion audiovisuelle ou l’accès à l’internet à faible latence.

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Auteur(s)

  • Nicolas KUHN : Architecte SATCOM - Thales Alenia Space, Toulouse, France

INTRODUCTION

Les systèmes de télécommunications par satellite jouent un rôle essentiel dans la connectivité mondiale, offrant des services allant de l’accès Internet à la diffusion télévisuelle, en passant par la téléphonie et l’Internet des objets (IoT).

Cela les conduit à se positionner comme des infrastructures de plus en plus intégrées dans les systèmes de télécommunication terrestre, offrant des services de résilience à haut débit ou offrant des services permettant de couvrir les zones blanches afin d’absorber la fracture numérique. Que ce soit pour la diffusion de télévision ou d’accès à Internet, ou des applications dédiées aux secteurs gouvernementaux et de la défense, l'intégration des satellites est désormais une composante essentielle de l'écosystème numérique.

Les satellites évoluent sur différentes orbites, chacune présentant des caractéristiques techniques et économiques distinctes. De ce fait, la concrétisation d’un système spatial fait intervenir de nombreux éléments techniques, réglementaires, environnementaux et financiers. Cet article décrit le processus d’ingénierie permettant la conception d’un système de télécommunication par satellite, du besoin opérateur vers certains éléments de compromis dimensionnant. Il ne s'agit pas simplement de la mise en orbite d'un ensemble d'équipements, mais d'une démarche structurée et intrinsèquement multidisciplinaire.

Cet article explore d'abord la phase cruciale de formulation de l’expression de besoin, où les opérateurs transforment une idée ou une lacune du marché en exigences techniques précises, définissant le type de service (diffusion TV, internet haut débit, communications mobiles, etc.), l'utilisateur cible (grand public, entreprises, véhicules) et la couverture géographique requise (régionale, nationale, mondiale). Ensuite, cet article plonge au cœur des contraintes et réglementations omniprésentes qui encadrent chaque décision, de la sélection du lanceur qui limite la masse et le volume des satellites, à la gestion du précieux spectre radioélectrique. Les éléments clés du design qui concrétisent l'architecture du système sont définis.

Du fait de l’émergence de systèmes en orbite basse, l'article propose une comparaison objective entre les systèmes géostationnaires (Geostationary Earth Orbit (GEO)) et non géostationnaires (Non-Geostationary Satellite Orbit (NGSO)) comme les orbites basses (Low Earth Orbit (LEO)) et moyennes (Medium Earth Orbit (MEO)).

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te7571


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4. Comparaison objective GEO et NGSO

Le choix de l'orbite est l'une des décisions les plus structurantes dans la définition d'un système satellitaire, avec des implications directes sur la performance, le coût et la complexité.

En effet les systèmes GEO, à environ 36 000 km, ont une latence élevée (240 ms), ce qui les rend moins adaptés aux applications temps réel fortement interactives et nécessitent des transmetteurs puissants et un maintien de position précis. Les MEO, entre 2 000 et 36 000 km, présentent une latence modérée et des besoins en transferts entre satellites (handoffs), tandis que les LEO, à 500-2 000 km, offrent une faible latence (50 ms), mais exigent la gestion de constellations importantes pour assurer une couverture globale et des transferts plus fréquents que les MEO, augmentant du coup la complexité des réseaux.

La durée de vie des NGSO est bien plus courte que pour les GEO, ce qui implique des remplacements réguliers et des coûts de maintenance élevés. De plus avec des milliers de satellites, les LEO, tout particulièrement, augmentent les risques de collisions et de débris, un problème nécessitant des stratégies de désorbitation et des coûts associés.

Les LEO exigent de nombreuses stations sol ou des liens intersatellites (coûteux) pour garantir l’accès continu. Bien qu'ils couvrent de grandes zones, les GEO du fait de leur concentration sur l'arc géostationnaire, cela conduit à des risques de saturation spectrale et implique de gérer les interférences avec d'autres systèmes.

La réalité de terrain est que dans les années 1990, une émergence de systèmes en orbite basse a été observée, mais nombreuses sont les solutions qui ont fait banqueroute ou qui ont dû voir leur positionnement évolué pour survivre. De cette époque, persistent uniquement les systèmes Globalstar, Iridium et Orbcomm .

Toutefois, le marché des télécommunications par satellite est resté dominé par les satellites en orbite géostationnaire. Ce marché des télécommunications...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - THE SHIFT PROJECT -   Énergie, climat. Des réseaux sobres pour des usages connectés résilients.  -  PDF disponible en ligne https://theshiftproject.org/app/uploads/2025/01/The-Shift-Project-Strategie-pour-des-reseaux-numeriques-sobres-et-resilients-Annexes-2024.pdf (2024).

  • (2) - CNES -   La feuille de route décarbonation de la filière spatiale française.  -  Présentée au salon du Bourget (2025).

  • (3) - BRISCOE (B.) et al -   Reducing Internet Latency : A Survey of Techniques and Their Merits.  -  Dans IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 18, n° 3, pp. 2149-2196 (2016).

  • (4) - BUTASH (T.), GARLAND (P.), EVANS (B.) -   Non-geostationary satellite orbit communications satellite constellations history.  -  Dans J. Satell Commun Network, issue 39, pp. 1-5 (2021).

  • (5) -   Eutelsat and OneWeb to combine : a leap forward in Satellite Connectivity.  -  Press release (2022).

  • ...

1 Normes et standards

3GPP (3rd Generation Partnership Project)

ANFR (Agence Nationale des Fréquences)

Broadband Forum

Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS)

DVB Project (Digital Video Broadcasting)

ETSI (European Telecommunications Standards Institute)

FCC (Federal Communications Commission)

Internet Engineering Task Force (IETF)

Union Internationale des Télécom

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2 Annuaire

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2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Airbus Defence and Space (ADS)

https://www.adsgroup.org.uk/

Centre National d’Études Spatiales (CNES)

https://cnes.fr/

European Space Agency (ESA)

https://www.esa.int/

IMT Atlantique

https://www.imt-atlantique.fr/fr

ISAE-SUPAERO

https://www.isae-supaero.fr/

Office National d'Études et de Recherches Aérospatiales (ONERA)

https://www.onera.fr/fr

TéSA

https://www.tesa.prd.fr/

Thales...

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