Les réseaux LEO sont-ils l'avenir de la relève en cas d'urgence nationale ?

Lorsqu'une éruption volcanique sous-marine a endommagé le seul câble sous-marin de Tonga en 2022, la nation insulaire a perdu sa connectivité presque instantanément. Pendant des semaines, les réseaux satellitaires, notamment Starlink, Kacific et SES, ont comblé les lacunes pendant la longue période de réparation. 

Des situations similaires se sont produites ailleurs, des perturbations en Ukraine en temps de guerre aux efforts de restauration en Jamaïque après l'ouragan Beryl, montrant que les réseaux satellitaires sont de plus en plus sollicités lorsque les systèmes terrestres sont défaillants.

Ces événements récents ont mis les systèmes satellitaires au premier plan de la planification de la résilience nationale. Des gouvernements, dont ceux de l'Italie, d'Israël, du Ghana et de Taïwan, ainsi que des organisations internationales telles que l'Union européenne et l'OTAN, étudient comment les constellations de satellites en orbite basse (LEO) pourraient servir de solutions de secours proactives pour la connectivité nationale.

Si les réseaux LEO ont clairement démontré leur efficacité lors de déploiements d'urgence, on ne sait toujours pas si leur capacité peut s'étendre à l'ensemble d'un pays. Contrairement aux infrastructures terrestres, qui sont étudiées et planifiées depuis des décennies, les réseaux LEO ne disposent pas de cadres systématiques pour évaluer leur capacité en cas d'interruption de la connectivité à l'échelle nationale.

Mes collègues et moi-même avons récemment cherché à combler cette lacune en étudiant la manière dont un réseau moderne de satellites LEO fonctionnerait en tant que réseau national de secours en cas de perturbations à grande échelle de la connectivité. Nous avons adopté une perspective nationale parce que, contrairement aux gouvernements locaux et aux municipalités, les gouvernements nationaux peuvent influencer l'exploitation des réseaux satellitaires par le biais de l'octroi de licences d'utilisation du spectre et de la réglementation.

Nous avons utilisé les pannes de câbles sous-marins comme point de référence pour la planification de la capacité. Les câbles sous-marins constituent une référence naturelle car ils transportent une part importante du trafic internet d'un pays. Leur défaillance constitue donc une base de référence concrète pour mesurer la perte de capacité.

Nous avons fondé cette analyse sur six pays ayant connu récemment des interruptions de câbles sous-marins et présentant des tailles, des géographies et des caractéristiques démographiques et infrastructurelles différentes : Ghana, Haïti, Lituanie, Afrique du Sud, Tonga et Royaume-Uni.

Notre analyse a révélé que les réseaux LEO ne peuvent remplacer qu'une petite partie de la capacité perdue lors des pannes de câbles sous-marins dans ces six pays, quatre d'entre eux récupérant moins de 15 % de la capacité perdue lors des récentes interruptions de câbles sous-marins, couvrant diverses capacités. Cette limitation ne se limite pas aux seuls déploiements actuels, mais persiste également lorsque nous simulons des constellations beaucoup plus importantes, ce qui indique que le nombre de satellites n'est souvent pas le principal goulot d'étranglement.

Dans la pratique, la capacité de basculement dépend fortement de la zone géographique d'un pays : les petits pays épuisent le spectre disponible dans le cadre des déploiements actuels, tandis que les grands pays épuisent les satellites disponibles pour les desservir. L'ajout de satellites permet d'obtenir des gains rapides, mais ces gains s'amenuisent rapidement à mesure que les contraintes de spectre deviennent prédominantes.

Cette capacité limitée est également déterminée par la manière dont les terminaux des utilisateurs sont déployés (souvent par le gouvernement national) et par la manière dont les opérateurs de satellites gèrent le spectre alloué pendant la panne. Lorsque le déploiement des terminaux et la gestion du spectre sont mal alignés, la capacité du réseau est sous-utilisée. En revanche, une coordination proactive peut presque doubler la capacité de basculement par rapport à un déploiement non planifié.

Les réseaux LEO fonctionnant comme une infrastructure partagée au niveau mondial, le trafic de basculement d'un pays peut affecter de manière significative les performances du réseau bien au-delà des frontières nationales. Par exemple, la figure 1 montre que lorsque la Grande-Bretagne s'appuie sur les réseaux LEO pour le basculement, la charge qui en résulte peut réduire la capacité disponible dans toute l'Europe, y compris la façon dont les opérateurs de satellites gèrent le spectre attribué à des régions aussi éloignées que la Mongolie. Cela montre que les réseaux LEO fonctionnent comme une ressource mondiale partagée et qu'un basculement efficace nécessite une coordination politique internationale.

Dans l'ensemble, ces résultats montrent comment les gouvernements et les opérateurs peuvent planifier et coordonner afin d'améliorer considérablement l'efficacité des réseaux LEO dans la prise en charge du basculement en cas d'urgence à l'échelle nationale. Pour les lecteurs intéressés par un traitement plus approfondi de ces questions, nous avons publié deux documents d'accompagnement qui traitent des analyses politiques et techniques.

Nous avons également publié CosmoSim en tant que simulateur open-source et fourni une application web interactive pour visualiser la capacité de basculement géographiquement détaillée pour les six nations.

Vaibhav Bhosale est étudiant en dernière année de doctorat en informatique à l'Institut de technologie de Géorgie.

Les opinions exprimées par les auteurs de ce blog sont les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de l'Internet Society.