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FRnOG 43 - Jean-Edouard Communal : Laser Comms - The Missing Link to Connect Earth… and Space
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00:00Bonjour à tous, je suis le cofondateur de Miratlas.
00:04Donc après les communications optiques dans les fibres monomodes, les fibres creuses,
00:09ce coup-ci on enlève la fibre.
00:14Alors, qui d'entre vous a déjà...
00:16Parce qu'il faut poser des questions apparemment, j'apprends.
00:18Qui d'entre vous a déjà vu une fusée se poser ?
00:21Ou à la télé, hein ?
00:23Personne, ça ne vous intéresse pas ?
00:25Non, si ça vous intéresse.
00:27Ok.
00:27Bon, alors le gros sujet, pour vous introduire un peu les communications optiques,
00:34c'est le coût d'accès en orbite.
00:37On en a un peu parlé déjà sur la table ronde.
00:39Et c'est la réutilisabilité du lanceur.
00:42Ce qui est clé dans la réutilisabilité du lanceur, ce n'est pas le moteur,
00:45c'est le fait de se faire se poser la fusée comme vous tenez un...
00:49Comment ça s'appelle ?
00:51Un balai sur votre doigt.
00:52C'est un peu le même principe.
00:54Donc ce qui s'est passé avec la réutilisabilité des lanceurs,
00:56c'est que le prix avant la réutilisabilité, c'était entre 20 et 10 000 dollars au kilo.
01:05Avant le réutilisable.
01:06Avec la FileCon 9, on a descendu,
01:08et ça c'est vraiment le cœur de l'équation économique du spatial,
01:11pour avoir de l'infrastructure en orbite,
01:12on est descendu à un coût,
01:15j'insiste sur le coût,
01:16sur entre 1 000 et 2 000 dollars par kilo.
01:19Et c'est stable depuis 2018.
01:22Le nombre de lancements est passé de dizaines à des centaines,
01:25mais le coût pour SpaceX est resté stable.
01:28Il y a des études très sérieuses qui ont été faites là-dessus par Eurospace.
01:32Le prix, en revanche,
01:33il est passé, je vous rappelle, de 10 000 à 8 000, 15 000.
01:37Le prix commercial.
01:38Donc Elon est très content,
01:40il remercie tous les gens qui lancent des satellites.
01:42En fait, il faut bien qu'on montre que c'est que l'équation entre le lanceur et la constellation
01:46est clé.
01:47Falcon 9 ne se justifie que si vous avez Starlink comme Cashco.
01:51Cashco n'est effet...
01:52Starlink.
01:53Là, l'absurde prévue à un régulateur.
01:55Starlink n'est économiquement viable
01:57que si vous avez une baisse du coût en orbite qui est possible par Falcon 9.
02:01C'est la même chose avec New Glane et Terra Wave,
02:03qui a été annoncé il y a quelques mois par Blue Origin.
02:07Et c'est la même chose avec Starship,
02:10qui envisage une autre baisse du coût.
02:12Alors, on parle d'ordre de grandeur,
02:14mais typiquement on voit que c'est plutôt un facteur 2
02:16qui est gagné sur les prix.
02:19Starship, ils envisagent de descendre à 200 dollars par kilo en coût pour SpaceX.
02:25Donc on gagnerait au mieux un ordre de grandeur.
02:29Vous y croyez ? Vous n'y croyez pas.
02:30C'est les promesses d'Elon.
02:32Le résultat, c'est ça.
02:34Donc ce n'est pas la courbe d'augmentation du CO2,
02:36c'est le nombre d'objets, de satellites qui ont été lancés annuellement.
02:41Donc l'éléphant, c'est toujours Starlink,
02:43mais il y a tout un tas d'autres qui sont en train de suivre.
02:45Il y a des historiques comme Telesat, comme E-Telsat, SES, etc.
02:50Mais il y a plein d'autres constellations.
02:51Là, je vous ai fait un peu les plus grosses constellations
02:53qui bossent avec des communications optiques.
02:57Il faut savoir que ça correspond à 35 fois plus de satellites
03:00dans les dernières années,
03:02et 60% de croissance depuis 10 ans.
03:07Alors, ce qu'utilisent tous ces gens-là,
03:09tous ces 10-15 000 satellites qu'il y a actuellement,
03:11ça reste des téléports.
03:13Un téléport, c'est ça.
03:14C'est les antennes radio qui font entre 5 et 15 mètres de diamètre,
03:19qui vont coûter entre 1 et 2 millions d'euros,
03:21et qui vont avoir des débits de plusieurs gigabits,
03:27on va dire une dizaine de gigabits grand max,
03:29quelque chose comme ça.
03:30Donc ça, c'est les limites de la radio.
03:33Non, ce n'est pas Tetris,
03:35c'est le spectre de fréquence.
03:37Donc c'est un peu le Tetris des enfers.
03:38La radio, ça veut dire qu'il y a des interférences,
03:40donc vous avez des licences d'exploitation
03:41que vous payez une fortune quand vous êtes opérateur télécom.
03:45Je ne sais pas si vous avez vu,
03:46mais justement, les licences d'Ecostar
03:48ont été rachetées toujours par Starlink,
03:50toujours un SPX, toujours les mêmes,
03:51pour 17 milliards, rien que les frais de licence.
03:54Donc il y a une limitation intrinsèque
03:55sur la disponibilité des fréquences,
03:57et il y a aussi une limitation sur la capacité du débit
04:01qui est donnée par la physique.
04:02Alors je vais vous ressortir
04:04le bon vieux spectre électromagnétique
04:06que j'ai piqué de Wikipédia.
04:08Ce qui va nous intéresser,
04:09c'est quand on est en radio,
04:10on est sur des longueurs d'onde de 10 puissance 3.
04:15Quand on est sur du visible,
04:17on est sur du 10 moins 6.
04:20Et surtout, ce qui est intéressant,
04:21c'est tout en haut de la slide,
04:22vous voyez la fenêtre de transparence de l'atmosphère.
04:24Donc on revient sur les fibres low-core,
04:25si vous aviez suivi.
04:27La radio, ça pénètre à travers l'atmosphère.
04:30Les micro-ondes, pas top.
04:32Les ultraviolets, pas top.
04:33Mais le visible,
04:34il y a de nouveau une fenêtre de transmission.
04:35Mais là, on gagne 3 ordres de grandeur
04:37en termes de capacité.
04:41Ce qui est vachement bien,
04:43c'est que quand on est dans le vide,
04:44on est pareil que dans l'holocore.
04:46On est 50% plus vite ou 30%,
04:49ça dépend si on regarde
04:50à partir de l'indice de réfraction 1,5
04:53ou dans le vide, on est à 1.
04:54Donc on est plus rapide en termes de latence,
04:56on est en ligne droite,
04:57ce qui est encore mieux.
04:59Et ça, c'est déjà déployé.
05:01Starlink a déjà communiqué largement dessus
05:03sur le fait qu'ils étaient en routine
05:04sur du 100-200 gigabits par OISL,
05:07Optical Inter-Satellite Link,
05:10en opération.
05:10Ce qu'ils envisagent sur la V3,
05:13ça va être de passer de 100 à 200
05:14jusqu'à 800 gigabits par lambda.
05:17Ça commence à rigoler.
05:19Amazon, pour ne pas se laisser distancer,
05:21a annoncé TerraWave
05:22qui, eux, annonce plus de 6 terabits par seconde
05:24symétriques avec des orbites pas gé...
05:27Alors, les orbites,
05:28vous avez trois types d'orbites.
05:30Orbite basse,
05:31orbite moyenne,
05:32orbite géostationnaire.
05:33Starlink, c'est du bas.
05:37L'anneau optique de TerraWave,
05:40oui, TerraWave,
05:41ça va être du méo.
05:43Ça va être de l'orbite moyenne,
05:44un peu plus loin.
05:45Ça simplifie beaucoup de choses
05:46du point de vue de l'optique,
05:47du pointage en avant, etc.
05:48Bon, bref.
05:50Si on compare notre Tetris des enfers
05:52de la radio à l'optique,
05:54on gagne trois ordres de grandeur
05:56en termes de capacité.
05:56Vous voyez les bandes de fréquence
05:58plus la capacité totale.
06:00Vous faites l'intégrale,
06:01ce qu'il y a sous le petit bâtiment,
06:03la taille du carré orange.
06:04La radio, c'est tout ça.
06:06L'optique, c'est tout ça.
06:07Bon, vous le savez,
06:08vous faites de l'optique
06:09de façon classique.
06:10Et c'est ça qui est au cœur
06:11de l'équation économique
06:12parce que l'objectif de l'optique,
06:14c'est de baisser le coût du mégabit
06:16par utilisateur par dollar ou euro
06:18ou ce que vous utilisez.
06:20Et ça, ça ne passe pas
06:21par une baisse des coûts du matériel,
06:23ça passe par une augmentation dractique
06:24pour le coup de plusieurs ordres de grandeur
06:27entre la radio et l'optique.
06:30Comment que ça marche tout ça ?
06:32Le but après,
06:33c'est de se connecter
06:34sur vos data centers à vous
06:35parce que ce qui est en orbite,
06:36c'est très bien,
06:37mais si on peut,
06:37comme dirait Coluche,
06:38c'est bien d'avoir des bagages,
06:39mais il faut savoir où les poser.
06:41Le principe,
06:41c'est d'avoir une station sol,
06:43Optical Ground Station,
06:44c'est un gros soumonde,
06:44un télescope robotisé.
06:46Donc là,
06:46on va être sur quelque chose
06:47qui va faire entre 50 cm
06:48et 1 mètre de diamètre
06:49pour le télescope.
06:49Donc ça rentre dans un demi-container.
06:52Et là,
06:53on va être actuellement,
06:53on est sur du 10 gigabits par lambda en GEO
06:56et une centaine de gigabits par lambda en Léo-Méo.
07:00Les tests arrivent jusqu'à 400 gigabits maintenant
07:03sur les tests sol-sol.
07:05Donc on commence à avoir aussi des débits sérieux.
07:07Et ça,
07:08l'objectif,
07:09c'est de faire des liaisons bord-sol.
07:13Et ça,
07:14typiquement,
07:15on va être entre 1,
07:16actuellement sur l'étagère,
07:17ce n'est pas encore passé à l'échelle,
07:18on va être entre 1 et 10 millions
07:19par installation,
07:21par OGS.
07:23Donc une fois qu'on a tout ça,
07:24qu'on a notre segment spatial
07:25et qu'on a notre segment sol,
07:27le principe,
07:28c'est de converger les infrastructures
07:30avec les mêmes technos.
07:31Donc au sol,
07:31vous utilisez de l'optique,
07:32c'est le corps de réseau
07:33entre les data centers.
07:35On utilise,
07:35les opérateurs télécoms
07:36utilisent la radio
07:37pour la périphérie de réseau
07:38sur vos téléphones.
07:40On peut dire
07:41que le spatial actuellement,
07:42c'est encore de la périphérie de réseau
07:43parce qu'ils sont bloqués en radio.
07:45Alors,
07:46ils commencent à développer
07:47leur cœur de réseau optique
07:48avec les OISL,
07:49les liens lasers
07:50entre les satellites,
07:52mais ça fait deux réseaux parallèles.
07:53Ce n'est pas très intéressant.
07:55Donc tout l'enjeu,
07:55c'est de converger
07:56les deux infrastructures
07:57en ayant des liens bord-sol
08:00qui soient fiables.
08:01Et c'est là que je vous vois venir,
08:02on parlait de fenêtres de transmission
08:04avec les fibres creuses.
08:07Si vous regardez dehors,
08:08vous allez dire
08:08comment je fais
08:09quand j'ai un nuage,
08:10quand il pleut,
08:11quand il y a des turbulences.
08:12C'est une très bonne question.
08:13Donc si vous regardez
08:14à l'échelle locale,
08:15ça donne ça,
08:16donc des nuages.
08:18Si vous regardez
08:18à l'échelle mondiale,
08:20ça donne ça.
08:20Alors ça,
08:20c'est plutôt une modélisation
08:21sur les turbulences,
08:22mais le principe est le même.
08:24Les nuages,
08:24c'est de l'absorption,
08:25les turbulences,
08:26c'est de la diffraction.
08:27Donc il faut s'occuper
08:27de tout ça
08:28parce que le milieu de propagation
08:30contrairement à la fibre
08:31et contrairement au vide,
08:32il varie tout le temps
08:33en fonction des conditions météo.
08:36Alors,
08:37vous avez grosso modo
08:37plusieurs techniques
08:38de mitigation
08:39qui permettent
08:39d'avoir la disponibilité.
08:41La première chose
08:42pour éviter
08:43les conditions locales,
08:44c'est la diversité de sites.
08:46Il faut choisir
08:47où est-ce qu'on va installer
08:48son réseau de stations-sol.
08:50A priori,
08:50plutôt sur les infrastructures terrestres.
08:52Ça tombe bien,
08:53vous avez plein de data centers
08:54un peu partout dans le monde.
08:55La deuxième,
08:56une fois que vous avez
08:57cette diversité de sites
08:58et que les sites sont choisis
09:00en fonction des paramètres météo,
09:01c'est la correction des turbulences.
09:04Donc ça,
09:04grosso modo,
09:04il y a deux techniques
09:05qui sont complémentaires.
09:07Une forme d'optique adaptative
09:09où vous allez compenser
09:10les turbulences.
09:10C'est un peu le même principe
09:11que les écouteurs
09:12à Noise Consolation.
09:14Et l'encodage
09:15qui sont des techniques classiques
09:17mais un petit peu adaptées
09:17pour les transmissions
09:19en espace libre.
09:20Et in fine,
09:21même si vous avez tout ça,
09:22vous allez quand même
09:23avoir besoin
09:23de faire du routage dynamique
09:24de votre réseau
09:25en fonction de la topologie
09:27qui change
09:27en fonction des paramètres
09:28des orbites
09:29mais en fonction surtout
09:30du milieu
09:30de propagation
09:31à l'atmosphère
09:32dont les conditions
09:33changent tout le temps.
09:35Donc ça va ressembler
09:36à quelque chose comme ça.
09:38Donc là,
09:38vous avez en bleu
09:39tout ce qui est bleu-vert
09:40pas très joli,
09:41ce qui est les nuages
09:42et ce qui est plutôt en rouge
09:43ça va être les turbulences.
09:44Donc vous voyez par exemple
09:46quand on est dans le Sahara
09:47ou en Australie,
09:49c'est très bien,
09:49il n'y a pas de nuages.
09:50Par contre,
09:50il fait très chaud,
09:51il y a beaucoup de turbulences.
09:52Il y a beaucoup de convection.
09:54Et vous allez voir
09:54tous les points,
09:55là on a mis
09:56quelques points d'infrastructure,
09:57c'est plutôt des IXP d'ailleurs
09:58qu'on a pompés.
10:00Et le but,
10:01c'est de trouver
10:01à travers les nuages
10:02et les turbulences
10:03d'un point de vue statistique
10:04comme ça sur une image statique
10:05mais on les a haussées en dynamique
10:06quelle va être
10:07la meilleure équipe de sites
10:09qui vont offrir
10:09la bonne disponibilité.
10:11Donc ça c'est pour
10:11la conception du réseau.
10:14Pour les turbulences,
10:15on passe sur la correction
10:17de la scintillation
10:18qui est due à l'atmosphère,
10:20on passe de moins 40 dB
10:21sans boucle adaptative
10:22à moins 3 dB
10:23avec une boucle adaptative.
10:25Ça vaut quand même le coup.
10:26C'est une brique techno
10:27qui reste quand même assez chère
10:29et ça ne suffit pas.
10:29Vous avez quand même,
10:30même avec une boucle optique adaptative,
10:32vous allez avoir
10:32ce qu'on appelle
10:32des deep fade
10:34et là,
10:35il va falloir passer
10:36par des fenêtres
10:38de l'encodage
10:39de l'entrelacement.
10:40Il faut combiner un peu les deux.
10:42Donc in fine,
10:43vous allez avoir un réseau
10:45qui va être multicouches
10:46donc en fonction des orbites
10:49Léo,
10:49méo,
10:50méo,
10:50géo.
10:50Vous allez avoir
10:51votre réseau de stations-sol
10:53connecté à vos IXP,
10:54vos data centers,
10:55etc.
10:56Et tout ça,
10:57on va le voir chanter et danser
10:58en fonction des paramètres
10:59atmosphériques.
10:59Donc vous avez
11:00votre cloud numérique en bas
11:02dont vous vous occupez très bien
11:03et nous,
11:05on s'occupe du cloud analogique
11:06entre les deux,
11:07entre la couche d'infrastructure.
11:10Et le challenge,
11:11c'est qu'en fait,
11:12il y a deux choses
11:12que les gens du spatial
11:13ont tendance à oublier.
11:14La première,
11:15c'est qu'il y a deux choses
11:16qui sont limitées dans l'espace.
11:17Ce n'est pas l'espace,
11:18c'est les slots orbitaux.
11:21Donc il y a quand même
11:21une petite restriction là-dessus
11:22et surtout les gammes
11:23de fréquences en radio.
11:25Et surtout,
11:26c'est que le coût
11:27de l'infrastructure terrestre
11:29est non négligeable.
11:30Vous avez le coût
11:31du lancement,
11:32du lanceur.
11:33Tout le monde se précipite là-dessus
11:34parce que c'est joli
11:35de voir dégoller les fusées.
11:36Les satellites,
11:37parce que voilà,
11:38quand on fait un opérateur spatial,
11:40on pense qu'à ses satellites.
11:41Mais le segment sol,
11:42c'est la troisième partie
11:43de l'équation
11:44qui est systématiquement
11:46sous-estimée.
11:47Quand vous faites un lanceur,
11:48le segment sol,
11:49c'est l'infrastructure,
11:50c'est votre lanceur.
11:50Si vous n'avez pas
11:51de site de lancement,
11:53vous ne pouvez rien faire.
11:54Vous ne pouvez pas lancer
11:55votre fusée.
11:56C'est pour ça que, par exemple,
11:56le centre spatial Guyanais
11:57est intéressant
11:58parce que géographiquement,
11:59c'est comme dans tous les business,
12:01location, location, location.
12:03Et Kourou,
12:03ça permet de lancer
12:04à la fois vers l'est
12:05pour profiter de l'effet de fronde
12:06au niveau de l'équateur
12:09et vers le nord
12:10parce que vous avez l'océan
12:11qui est au nord et à l'est.
12:12Donc, c'est vraiment un site
12:13qui est très, très bien.
12:15Et pour les communications optiques,
12:17c'est la même chose.
12:17C'est le réseau terrestre.
12:19Donc, vraiment,
12:20on a besoin de s'appuyer
12:21sur la diversité
12:22de sites terrestres
12:24qui est intrinsèque
12:25au réseau de télécom existant.
12:27Donc, notre solution à nous,
12:29j'en donne un peu ma soupe
12:30deux secondes, bien à classe.
12:31Donc, nous, on fait à la fois
12:32la caractérisation
12:34avec des instruments
12:35à l'échelle locale.
12:35On fait la modélisation
12:36à l'échelle mondiale.
12:38On a tout un réseau d'instruments
12:39qui permet de caractériser
12:40différents sites
12:41partout dans le monde
12:42et de pouvoir optimiser
12:44la planification
12:46du déploiement du réseau.
12:47Et ensuite,
12:48prévoir les conditions
12:49atmosphériques
12:50pour pouvoir faire
12:50du routage dynamique
12:51en fonction de la météo.
12:54Donc, ça ressemble à ça.
12:56Vous avez
12:57la couverture nuageuse,
12:59des valeurs statistiques
12:59sur les turbulences.
13:02Vous avez une modélisation
13:04des turbulences
13:05et des nuages
13:06à l'échelle mondiale.
13:07Et ensuite,
13:08on fait une étude
13:08de complémentarité.
13:10Alors, si on prend
13:11les meilleurs sites du monde,
13:12il en faut une douzaine
13:12et on arrive à un réseau
13:13qui marche 100% du temps.
13:16Au petit bémol
13:17de la modélisation
13:17avec une résolution
13:18spatiale et temporelle
13:19qui n'est pas terrible.
13:20Donc, ça,
13:21c'est uniquement
13:21une combinaison de sites.
13:24Donc, vraiment,
13:25la clé sur laquelle
13:26je voudrais vous laisser,
13:26c'est que l'infrastructure
13:27terrestre est complètement
13:28complémentaire
13:29et absolument nécessaire
13:30à l'infrastructure spatiale.
13:32Et qu'en fait,
13:33il faut utiliser
13:33la bonne techno
13:34pour le bon champ d'application.
13:35Quand on compare
13:36les télécoms terrestres
13:37aux télécoms spatiales,
13:39vous retrouvez
13:39à peu près
13:40les deux, trois ordres
13:41de grandeur
13:41qui a de différence
13:42entre l'optique
13:42et la radio.
13:43Donc, le spatial
13:44ne pourra passer à l'échelle
13:45que s'il passe
13:46par le lanceur réutilisable
13:47qui baisse les coûts
13:48et que s'il remplace
13:50la radio par l'optique
13:51là où c'est possible
13:52et le plus vite possible
13:53pour pouvoir baisser les coûts.
13:55Je n'ai pas fait trop long.
13:57Mais bon,
13:57si vous avez des questions.
13:59Est-ce qu'il y a des questions ?
14:03Allez,
14:04on va prendre une question.
14:05On est un petit peu
14:06à la bourre,
14:07donc rapide.
14:09Tu disais
14:10que les coûts
14:10d'infrastructure
14:11étaient surtout
14:12au niveau terrestre.
14:13C'était là
14:14que c'était le plus important
14:16historiquement.
14:16Mais peut-être parce que
14:17aussi on avait des satellites
14:18qui étaient des bandpipes
14:19et qu'on pouvait
14:20garder longtemps
14:21et upgrader potentiellement.
14:23Ce ne sera plus le cas
14:23avec des technos comme ça
14:25qui seront dépendantes
14:26de la techno
14:27qui a été embarquée
14:28dans le satellite.
14:28Donc le satellite
14:29devient jetable peut-être plus,
14:30non ?
14:31Alors le satellite
14:32il est intrinsèquement jetable
14:33parce qu'il a une durée de vie
14:34de 5 à 7 ans.
14:35Mais on essaie toujours,
14:36en fait ça coûte tellement cher
14:37d'envoyer le satellite
14:38et de le construire
14:38pour qu'il tienne
14:39dans les conditions
14:39qu'on a expliquées tout à l'heure,
14:41qu'on essaie toujours
14:41d'avoir le maximum
14:43de coûts
14:44et de complexité au sol
14:45et d'avoir le satellite
14:46le plus simple
14:46et le plus léger.
14:51Alors,
14:52un peu plus oui
14:53parce qu'on ne va surtout pas
14:54une question de techno
14:55mais une question de fabrication
14:56parce qu'on les fabriquait
14:58comme des machines à laver
14:59par paquet de 12.
15:00Donc c'est plutôt
15:00une question d'industrialisation,
15:02de faire des technos standards,
15:03etc.
15:03plutôt que de faire
15:04des formules 1.
15:05C'est plutôt là-dessus
15:06que ça va changer.
15:08In my humble opinion.
15:10Très bien,
15:11merci.
15:11Merci.
15:13Merci.
15:13Merci.
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