Mesurer le réseau de satellites OneWeb
En bref
- L'absence de liaisons intersatellites (ISL) sur OneWeb nuit à la continuité des transferts, ce qui entraîne des transferts entre des portails de réseaux satellitaires (SNP) peu étendus et des variations de temps de latence importantes.
- OneWeb remplit généralement la garantie de débit, en fournissant des services à haut débit, alors que la performance exacte dépend des différents protocoles de la couche transport et des algorithmes de contrôle de la congestion.
L'avènement des réseaux de satellites en orbite basse (LEO), tels que Starlink de SpaceX et OneWeb d'Eutelsat, a permis de fournir un accès à l'internet à faible latence et à haut débit avec une couverture mondiale aux régions éloignées, rurales et mal desservies, connectant ainsi certaines des zones les plus isolées du monde.
Bien que OneWeb exploite le deuxième plus grand réseau commercial de satellites LEO, ses performances réelles restent inexplorées, principalement par les chercheurs, en raison des marchés d'entreprises et de gouvernements qu'il cible.
Dans cette étude, mes collègues et moi-même, de l'Université de Victoria et de l'Université d'État de l'Iowa, présentons une analyse transversale du réseau OneWeb basée sur les mesures d'un terminal utilisateur OneWeb (UT) dans le Midwest des États-Unis.
Nous avons constaté que l'absence de liaisons intersatellites (ISL) dans l'architecture actuelle de OneWeb pose d'importants problèmes pour assurer une transition transparente entre les opérations de transfert de satellite, conséquence directe de la commutation entre des portails de réseau satellitaire (SNP) terrestres peu distribués.
Plus précisément, nous avons identifié et caractérisé trois types de transferts susceptibles de déclencher des événements de transfert de SNP :
- Plan inter-orbital, transfert inter-satellite
- Plan intra-orbital, transfert inter-satellites
- Transfert intra-satellite, inter-faisceaux
Mesure du comportement de transfert du satellite OneWeb
Lorsque des paquets réseau sont transmis de l'UT à un satellite, ce dernier sélectionne un SNP d'atterrissage en fonction de la couverture du faisceau. Les paquets réseau transitent ensuite par des réseaux terrestres en fibre optique jusqu'au point de présence domestique associé ("home-PoP") avant d'atteindre l'internet.
La figure 1 illustre un exemple de comportement de transfert SNP entre plan orbital et satellite. Vers 02:36:52, le satellite OneWeb connecté à l'UT est passé de ONEWEB-0227 à ONEWEB-0321. Dans cet exemple, cela a réduit la latence (minRTT) d'environ 100 ms à 50 ms.
La figure 2 montre les emplacements relatifs de l'UT et des autres entités au moment des mesures. Avant le transfert, ONEWEB-0227 a sélectionné le SNP sur la côte ouest. Cela signifie que les paquets ont traversé les réseaux de fibres terrestres sur plus de la moitié du territoire continental des États-Unis, introduisant un RTT supplémentaire de 50-60 ms. Après le transfert, ONEWEB-0321 a sélectionné le SNP de la côte Est.
En zoomant sur une durée plus longue, la figure 3 révèle une carte thermique de latence sur 24 heures, qui met en évidence le schéma périodique et prévisible des événements de transfert SNP. Bien que la phase du modèle bimodal de latence change au cours de chaque heure, à mesure que les plans orbitaux des satellites se déplacent, cette régularité suggère le potentiel de l'utilisation d'algorithmes d'apprentissage automatique pour prédire les performances du réseau et optimiser les performances des couches de transport et d'application.
Bien que OneWeb respecte généralement la garantie de débit (figure 4), les performances exactes dépendent des différents protocoles de la couche transport et des algorithmes de contrôle de la congestion. Il peut maintenir un flux UDP (User Datagram Protocol) au débit cible. En revanche, les performances du protocole de contrôle de transmission (TCP) varient en fonction des algorithmes spécifiques de contrôle de la congestion utilisés.
Pour plus de détails sur ce travail, consultez notre article de recherche publié dans les actes de l'IEEE/IFIP TMA'25. Le jeu de données et les outils sont également disponibles sur GitHub, et d'autres travaux liés à la recherche sur les réseaux LEO sont disponibles sur le site web de notre laboratoire.
Jinwei Zhao est un étudiant en deuxième année de doctorat à l'université de Victoria, au Canada, qui se concentre sur la mesure des performances des réseaux LEO tels que Starlink et OneWeb, et sur les performances des applications telles que le streaming vidéo adaptatif.
Les opinions exprimées par les auteurs de ce blog sont les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de l'Internet Society.