FAQ - Aérospatial et Défense

Les communications optiques en espace libre (FSO) sont une technologie qui transmet des données à l’aide d’un faisceau lumineux circulant dans l’air, le vide ou l’espace, sans recourir à des câbles physiques. Au lieu de fibres optiques, les systèmes FSO utilisent des lasers pour établir un lien optique sans fil entre deux points.

Les liens de communications optiques en espace libre (FSO) permettent une transmission de données laser à très haut débit à travers l’atmosphère ou dans l’espace selon plusieurs configurations :
✓ Liens satellite-à-satellite : entre satellites LEO, MEO ou GEO, dans la même orbite ou entre différents plans orbitaux.
✓ Liens satellite-sol : entre satellites (LEO, MEO, GEO) et stations sol optiques (OGS), en uplink comme en downlink.
✓ Liens sol-sol : entre deux sites terrestres en ligne de visée directe.
✓ Liens HAPS et UAV : entre plateformes en haute altitude ou drones et les segments sol ou espace.

Les différences majeures entre communications optiques et RF découlent de leurs fréquences de fonctionnement. Les communications optiques offrent une bande passante beaucoup plus large, des débits jusqu’à 100 fois plus élevés, une latence plus faible, une meilleure sécurité et discrétion grâce à la forte directivité du faisceau et une immunité totale aux interférences électromagnétiques. À l’inverse, les communications RF sont moins sensibles aux conditions atmosphériques et à la turbulence atmosphérique, capables de fonctionner sans ligne de visée directe.

La turbulence atmosphérique correspond aux variations aléatoires de température et de densité de l’air, qui provoquent des fluctuations de l’indice de réfraction. Pour les liaisons optiques, cela engendre un déplacement du faisceau (beam wandering), de la scintillation et un affaiblissement du signal, ce qui dégrade la qualité et la stabilité des communications, surtout pour les liens espace-sol.

Plusieurs techniques avancées permettent de réduire l’impact de la turbulence et de maintenir une liaison optique stable :
✓ MPLC (Multi-Plane Light Conversion, par Cailabs) : en mettant en forme les modes optiques pour rendre le faisceau plus résilient à la turbulence, améliorant le couplage et la stabilité du signal.
✓ Optique adaptative : en corrigeant en temps réel les distorsions du front d’onde via des miroirs mécaniques et déformables.
✓ Diversité spatiale : en utilisant plusieurs émetteurs, récepteurs ou ouvertures pour moyenner les fluctuations et réduire l’affaiblissement du signal.

TILBA® s’appuie sur trois technologies fondamentales, TILBA®-ATMO, TILBA®-IBC et TILBA®-CBC, toutes dérivées de la technologie propriétaire Multi-Plane Light Conversion (MPLC) de Cailabs.
✓ TILBA®-ATMO assure l’atténuation de la turbulence en réception (Rx) sans optique adaptative, grâce à une approche entièrement passive et non mécanique.
✓ TILBA®-IBC utilise l’Incoherent Beam Combining pour l’atténuation de la turbulence en émission (Tx), améliorant la robustesse de la transmission en conditions atmosphériques turbulentes.
✓ TILBA®-CBC exploite le Coherent Beam Combining pour améliorer les performances en émission en alignant la phase de plusieurs faisceaux laser afin d’obtenir une sortie unique, puissante et cohérente.

Une communication optique bidirectionnelle permet un échange de données simultané dans les deux sens entre deux terminaux. Par exemple, elle utilise des canaux optiques séparés pour l’uplink (sol → espace) et le downlink (espace → sol). Cela permet une communication en temps réel, une synchronisation efficace et un flux de données continu.

An Optical Ground Station (OGS) is a turnkey ground-based facility equipped with telescopes and laser-communication hardware, designed to establish high-speed optical links with satellites (e.g., LEO, MEO, GEO)

La Free-Space Optical Communication (FSOC) désigne une technologie de télécommunication utilisant un faisceau lumineux, généralement un laser, pour transmettre des données à travers l’espace libre, sans fibre optique. Le lien optique peut être établi sol-sol, sol-espace ou espace-espace.

La ESA Specification for Terabit/sec Optical Links (ESTOL) est une spécification développée par l’Agence spatiale européenne (ESA), en collaboration avec l’industrie et les partenaires académiques. Elle définit les exigences de couche physique et de couche liaison de données pour les liaisons optiques bidirectionnelles à très haut débit entre satellites et entre l’espace et le sol.

TILBA®-OGS est une station sol optique clé en main développée par Cailabs, permettant des communications optiques bidirectionnelles satellite-sol à des débits de 10+ Gbit/s.
Elle intègre des briques technologiques issues de la technologie brevetée MPLC (Multi-Plane Light Conversion) de Cailabs. TILBA®-OGS inclut notamment les modules TILBA®-ATMO pour mitiger la turbulence atmosphérique en réception (Rx), et TILBA®-IBC pour mitiger la turbulence atmosphérique en émission (Tx).