La fracture numérique liée à la 5G dans les régions non contiguës des États-Unis est bien réelle. Les satellites LEO constituent-ils la solution ?
En résumé :
- Une nouvelle étude met en évidence une fracture numérique liée à la 5G entre les zones non contiguës et le continent américain, principalement due à des facteurs liés au spectre et à la géographie.
- Les services Internet LEO ne peuvent que compléter les réseaux mobiles, sans toutefois les remplacer, car ils sont eux-mêmes confrontés à des défis qui leur sont propres dans les régions non contiguës.
- La voie la plus prometteuse pour l'avenir est le transport multipath, qui combine les atouts des réseaux cellulaires et de Starlink afin d'offrir une couverture et des performances supérieures à celles de l'un ou l'autre de ces réseaux pris isolément.
Lorsque vous descendez de l'avion à Anchorage ou à Maui, votre téléphone affiche toujours l'icône familière « 5G ». Mais cette icône offre-t-elle les mêmes performances qu'à Los Angeles ou à Omaha ?
Ces régions non contiguës sont confrontées à des défis spécifiques que ne connaît pas le continent, notamment un relief accidenté, une dépendance vis-à-vis des câbles à longue distance, ainsi qu’une disponibilité limitée des liaisons de raccordement par fibre optique et du spectre. Pourtant, une connectivité fiable y revêt tout autant d’importance pour les millions d’habitants et de visiteurs qui en dépendent pour les services d’urgence, la navigation et la vie quotidienne.
Notre équipe, composée de chercheurs de l'université Northeastern et de l'université Purdue, s'est donné pour mission d'évaluer les performances réelles de la 5G en 2024 en Alaska, à Hawaï et sur la côte ouest des États-Unis continentaux, et de les comparer aux services Internet proposés par Starlink.
Une fracture numérique liée à la 5G, bien réelle et mesurable
L'écart de couverture est flagrant. Sur notre itinéraire continental, T-Mobile a assuré une couverture 5G sur 93 % des miles que nous avons parcourus, tandis qu'AT&T et Verizon en couvraient chacun environ 40 % (figure 2c).
En Alaska (figure 2a), Verizon n'offrait aucune couverture 5G, AT&T en assurait 30 %, et T-Mobile ne proposait aucun service en propre, s'appuyant entièrement sur l'itinérance.
À Hawaï (figure 2b), T-Mobile arrivait en tête avec une couverture 5G de 63 %, tandis qu'AT&T atteignait 55 % et Verizon seulement 16 %. Pire encore : les zones totalement dépourvues de réseau étaient courantes dans les zones rurales.
Pourquoi un tel écart ? Le spectre permettant la 5G haut débit n'est tout simplement pas attribué sous licence dans ces États comme c'est le cas sur le continent. Tant en Alaska qu'à Hawaï, les bandes de fréquences essentielles à la 5G d'AT&T et de Verizon sont réservées aux services satellitaires en place. En Alaska, T-Mobile ne propose qu'une option d'itinérance, car sa bande de fréquences est attribuée à l'Alaska Tribal Network.
Les données relatives à la vitesse et à la latence en disent long
En Alaska (lignes pleines de la figure 3a), les débits de téléchargement médians d'AT&T et de Verizon n'étaient respectivement que de 15 et 11 Mbps, contre 57 et 77 Mbps sur le continent (lignes pointillées de la figure 2a). À Hawaï (lignes pointillées de la figure 3a), la 5G de T-Mobile n'offrait qu'un débit médian de 6 Mbps, contre 184 Mbps sur le continent.
Les débits en envoi étaient à peine utilisables (figure 3b) : 2 à 3 Mbps en médiane en Alaska, et pratiquement 0 Mbps à Hawaï pour les trois opérateurs. Sur la figure 3c, ces deux régions souffrent d’une latence plus élevée que celle du continent (de 14 ms en Alaska et de 26 à 42 ms à Hawaï en valeur médiane), principalement en raison des câbles longue distance reliant les serveurs du continent.
Starlink peut-il combler cette lacune ?
Les satellites LEO sont souvent présentés comme le remède miracle pour les régions isolées. Dans les États-Unis non contigus, Starlink a surpassé le réseau cellulaire en termes de vitesses de téléchargement la plupart du temps (figure 4a), mais le réseau cellulaire a offert des vitesses de chargement plus élevées (figure 4b), même si Starlink s’est révélé plus fiable. En matière de latence (figure 4c), les temps aller-retour de Starlink étaient supérieurs à ceux du réseau cellulaire en Alaska, mais se situaient entre les meilleurs et les pires opérateurs de téléphonie mobile à Hawaï.
Il convient de noter que Starlink a également dû faire face à ses propres difficultés dans ces régions. L'Alaska se situant à des latitudes si élevées, le nombre de satellites passant au-dessus de cette région à un moment donné est réduit, ce qui entraîne des coupures de connexion plus longues. Sur la célèbre « Road to Hana » de Maui, la canopée dense de la forêt tropicale bloque la ligne de visée de Starlink, provoquant des interruptions répétées du service.
En résumé, Starlink ne peut que compléter les réseaux mobiles, sans toutefois les remplacer.
Ce que cela signifie, et la voie à suivre
Nos mesures montrent que l'ère de la 5G ne s'est pas imposée de manière uniforme à travers les États-Unis. Cet écart résulte d'une combinaison de facteurs : disponibilité du spectre, géographie et investissements dans les infrastructures. Ce qui est clair, c'est que dans les régions non contiguës, aucun réseau, qu'il soit cellulaire ou Starlink, n'offre de manière constante un service rapide et fiable dans tous les cas de figure.
Le constat le plus encourageant est que les réseaux cellulaires et Starlink présentent une forte diversité spatiale et temporelle dans ces régions non contiguës : là où l’un perd la connexion, l’autre la maintient souvent. Cela ouvre une possibilité concrète : et si votre smartphone pouvait puiser simultanément dans les deux réseaux, par exemple le réseau cellulaire depuis des antennes relais proches et le Wi-Fi depuis une antenne parabolique Starlink installée sur votre voiture ? Des technologies telles que le transport par trajets multiples pourraient rendre cela possible en combinant deux connexions imparfaites en une seule connexion plus rapide et plus fiable que chacune d’elles prise isolément, ce qui constituerait une avancée concrète vers la réduction de la fracture numérique.
Nous vous invitons à lire notre article présenté lors de la conférence ACM SIGMETRICS 2026 et à consulter notre ensemble de données.
Sizhe Wang est doctorant en troisième année à l’Institut des systèmes en réseau intelligents (INSI) de l’université Northeastern, sous la direction du professeur Dimitrios Koutsonikolas. Ses travaux de recherche portent sur des études expérimentales consacrées aux réseaux 5G et aux réseaux satellitaires LEO, dans le but de concevoir des réseaux sans fil de nouvelle génération capables de coexister avec les réseaux cellulaires terrestres et les réseaux satellitaires.
Contributeurs :
- Université Northeastern : Moinak Ghoshal, Yufei Feng, Imran Khan, Phuc Dinh, Zhekun Yu et le professeur Dimitrios Koutsonikolas.
- Université de Purdue : Omar Basit et le professeur Y. Charlie Hu.