Les constellations LEO dessinent une nouvelle géographie de l’accès Internet pour les zones isolées et les villes périphériques. Starlink, OneWeb et Amazon Kuiper incarnent ce déplacement technologique vers des satellites de faible altitude.
Ces réseaux offrent des débits améliorés et des latences réduites adaptées aux voix et aux jeux en temps réel. Ces éléments sont résumés dans la section A retenir suivante :
A retenir :
- Accès haut débit pour zones rurales et isolées sans infrastructures filaires
- Latence réduite compatible appels vidéo, visioconférence et jeux en ligne
- Planification hiérarchique globale et locale pour optimisation des liaisons
- Préférence pour satellites récents, haute élévation et exposition solaire
À partir de ces éléments, Architecture des Constellations LEO et structure de Starlink
Composants principaux des constellations LEO et rôle opérationnel
Cette description décline les quatre éléments constitutifs qui assurent la connectivité. Les satellites, les terminaux utilisateurs, les stations au sol et les points de présence forment un écosystème interconnecté.
Les terminaux orientables suivent les satellites en mouvement pour maintenir un lien radio efficace. Les stations au sol et les PoP relaient ensuite le trafic vers l’Internet public mondial.
Composants système principaux :
- Satellites LEO — relais radio et routage des paquets entre orbite et sol
- Terminaux utilisateurs — antennes orientables pour liaison bidirectionnelle
- Stations terrestres — points d’entrée vers le backbone filaire
- Points de présence (PoP) — routage et peering avec les opérateurs Internet
Élément
Rôle
Exemple pratique
Observation
Satellites
Relais radio et routage
Constellation LEO multi-orbite
Préférence pour haute élévation
Terminaux
Liaison utilisateur
Dish orientable à domicile
Sensible aux obstructions locales
Stations au sol
Backhaul vers Internet
Point de connexion terrestre
Peering critique pour latence
PoP
Routage et services
Serveurs proches des ASN
Optimisent le chemin réseau
« J’ai installé Starlink dans ma ferme et la latence a transformé le télétravail pour ma famille »
Lucie B.
Fonctionnement du contrôleur global et du contrôleur local
La gestion du trafic explique comment les éléments précédents coopèrent pour acheminer les flux. Selon arXiv, Starlink combine un contrôleur global et un contrôleur local pour organiser les liaisons utilisateur.
Le contrôleur global réassigne les satellites à intervalles brefs pour optimiser la couverture et la charge. Le contrôleur local sur chaque satellite ordonnance ensuite les transmissions vers les stations au sol.
Critères de sélection :
- Angle d’élévation élevé pour meilleure qualité radio
- Âge du satellite favorisé pour performance et fiabilité
- Exposition solaire pour puissance opérationnelle accrue
- Vue dégagée du terminal pour minimiser les pertes
Ces mécanismes conditionnent la variabilité observée et appellent une analyse ciblée des performances utilisateur. L’observation de ces facteurs conduit au diagnostic des latences et à la modélisation prédictive suivante.
Conséquence sur la performance utilisateur : latence, assignation et mesures observées
Observations empiriques des changements de latence toutes les 15 secondes
Cette section présente les mesures temporelles et leur interprétation pour l’expérience utilisateur. Les enregistrements montrent des variations périodiques concordantes avec la réaffectation des satellites par le planificateur global.
Selon Wikipédia et des études publiées, la fenêtre de quinze secondes apparaît comme un intervalle typique de réallocation. Selon arXiv, ces réaffectations entraînent des fluctuations de latence perceptibles pour certains flux interactifs.
Impacts pour utilisateurs :
- Variations de latence perceptibles lors des appels longs
- Possibilité d’oscillations de qualité lors du basculement satellite
- Amélioration générale des débits malgré micro-variations
- Nécessité de bons alignements d’antenne côté utilisateur
« Les interruptions sur mon terminal suivaient un motif de quinze secondes, surprenant au départ et analysable ensuite »
Marc D.
Facteur
Effet observé
Implication
Élévation
Meilleure qualité radio
Priorité d’allocation accrue
Âge du satellite
Satellites récents privilégiés
Fiabilité opérationnelle améliorée
Exposition solaire
Plus de puissance disponible
Augmentation de la capacité de transmission
Obstructions locales
Atténuation du signal
Risque de dégradations et réassoc.
Pour visualiser ces dynamiques, plusieurs équipes mesurent les cartes d’obstruction et corrèlent les positions satellites publiques. Ces méthodes permettent d’identifier le satellite connecté à un terminal à un instant donné.
Méthodes d’identification des satellites assignés et cartes d’obstruction
Ce point détaille la corrélation entre images d’obstruction et positions orbitales publiques. Les cartes d’obstruction révèlent comment bâtiments et arbres influencent la sélection et la qualité du lien.
La combinaison de ces outils permet de reconstituer le plan d’assignation et d’améliorer les diagnostics sur site. Selon arXiv, cette approche a permis de modéliser le scheduler global avec une précision notable.
Après avoir mesuré ces effets, Modélisation prédictive et perspectives pour les Constellations LEO
Variables clefs du modèle prédictif et précision atteinte
Cette partie explique les variables utilisées pour anticiper l’assignation satellite. L’angle d’élévation, l’azimut, la date de lancement et l’exposition solaire constituent la base du modèle prédictif.
Le modèle améliore la prédiction des caractéristiques du satellite avec une précision supérieure aux méthodes simples. Cette capacité permet d’ajuster l’ordonnancement et d’anticiper les congestions locales.
Étapes de diagnostic :
- Collecte des cartes d’obstruction et des télémétries locales
- Corrélation des positions orbitales et des mesures temps réel
- Application du modèle prédictif pour anticiper allocations
- Validation sur le terrain avec mesures de latence et débit
Conséquences pour opérateurs, concurrents et régulation
Cette analyse éclaire les stratégies de Starlink et de ses concurrents comme OneWeb et Amazon Kuiper. Telesat Lightspeed, Eutelsat Konnect et SES O3b mPOWER présentent des architectures différentes et des positionnements commerciaux distincts.
Les acteurs de niche comme Iridium, Athena, Skynet ou Swarm Technologies apportent des services spécialisés pour l’IoT et la connectivité résiliente. L’évolution réglementaire et technique dépendra de la coexistence et du peering entre ces réseaux.
« Le modèle a amélioré nos capacités de planification locale et réduit les congestions réseau pendant les pics »
Anne L.
« Grâce à la connexion satellite, l’école du village a obtenu des ressources pédagogiques en direct et des conférences »
École locale
Source : Hammas Bin Tanveer, Mike Puchol, Rachee Singh, Antonio Bianchi, Rishab Nithyanand, « Making Sense of Constellations: Methodologies for Understanding Starlink’s Scheduling Algorithms », arXiv, 2023-07-01.
