Stratosphere-First Telecoms #3 — Alignement NTN : rendre les HAPS natifs pour la 5G/6G

Note d'information

• Objectif : faire du HAPS « juste un autre RAT » que le noyau peut diriger - sol ↔ stratosphère ↔ satellite - en fonction des performances, du coût, de la priorité ou de l'état d'urgence.

• Comment : Interfaces standard avec EPC/5GC ; moteurs de politique (PCF) pour le pilotage ; analyses (NWDAF) pour l'assurance en boucle fermée ; tranches pour la sécurité publique, la santé, les services publics et les utilisateurs généraux.

• Résultat : un réseau multicouche qui étend la couverture, ajoute une capacité saisonnière et maintient les services critiques en ligne lorsque les liaisons terrestres échouent.

1) Le plan multicouche

Couches:

• Terrestre (macro/petites cellules) - couche primaire haute capacité

• Stratosphère (HAPS) - couverture étendue, orientable et capacité de déploiement

• Satellite (LEO/MEO/GEO) - portée mondiale, liaison terrestre et connexion directe à l'appareil (émergent)

Principe: Politique > Physique. Les appareils et les flux se connectent à la couche qui répond le mieux aux SLA, coûts et risques actuels , et non simplement à celle qui offre le signal le plus fort.

2) Plan de contrôle : faire du HAPS un citoyen de première classe

• Identité et enregistrement : annoncez les cellules HAPS avec des attributs TAC/TAI et PLMN distincts pour une politique granulaire.

• Contrôle des politiques (PCF) :

  • Mode normal : privilégier le terrestre ; orienter sélectivement les UE prioritaires (sécurité publique, santé, services publics) vers HAPS.

  • Mode dégradé : déclencher la préemption ; élever les tranches de sécurité publique ; limiter les classes de consommateurs.

• Analyse (NWDAF) : Radio d'alimentation + télémétrie de la plateforme (RSRP/SINR, temps de connexion, utilisation du faisceau, état de la liaison terrestre) pour prédire la congestion et le décalage automatique du trafic.

• Orchestration : traitez les faisceaux HAPS comme des objets de capacité adressables : mettez à l'échelle les tranches, déplacez les faisceaux ou décalez la liaison de retour par intention.

3) Plan utilisateur et découpage entre les couches

Définir les S-NSSAI qui suivent l'utilisateur/la charge de travail au sol, HAPS et par satellite :

1. Sécurité publique MCX - PTT/vidéo/données, cible à faible latence, préemption activée

2. Opérations de santé et d'urgence - liens hospitaliers, centres d'opérations d'urgence, télémétrie médicale

3. Utilitaire/SCADA et IoT - Profils NB-IoT/RedCap, sensibles à la batterie

4. Grand public - trafic consommateur dans la mesure du possible

Continuité QoS : Maintenez la cohérence des mappages QCI→5QI de bout en bout ; préservez la classe via HAPS et toute liaison satellite.

4) Logique de pilotage : qui va où, quand

Entrées : indicateurs clés de performance radio, priorité des tranches, coût/état de santé du backhaul, état énergétique et indicateurs d'incident.

Exemples :

• Couverture quotidienne : les téléphones portables restent sur le réseau terrestre ; les couloirs ruraux/éloignés ou de construction se connectent aux HAPS.

• Augmentation du nombre d'événements : HAPS ajoute des faisceaux pop-up ; la politique limite le débit des consommateurs pour protéger les opérations et la sécurité du lieu.

• Catastrophe : anticiper les classes de consommateurs ; épingler les tranches de sécurité publique , de santé et de services publics sur HAPS ; activer la diffusion cellulaire .

• Défaut de liaison terrestre : déplacez le HAPS vers la liaison terrestre par satellite ; limitez le débit vidéo ; donnez la priorité à la voix/données MCX et à la messagerie SOS.

5) Préparation des appareils et de l'écosystème

• Téléphones : Les appareils LTE/5G standard fonctionnent avec les HAPS lorsque les bandes/PHY sont alignées. Pour les services satellite directs, prévoyez des capacités par étapes (messagerie → voix → données).

• IoT : NB-IoT/RedCap sur HAPS prend en charge les capteurs à distance (énergie, transport, agriculture) avec une longue durée de vie de la batterie.

• Terminaux de sécurité publique : smartphones compatibles MCX + radios LMR/TETRA reliées via une passerelle d'interfonctionnement.

• Applications : SOS/messagerie, push-to-talk, cartes en direct et télémétrie doivent se dégrader de manière harmonieuse (débits binaires inférieurs, stockage et transfert) sous des liaisons restreintes.

6) Souveraineté, sécurité et conformité (intégrées)

• Résidence des données et interception légale : passerelles orientées cœur de réseau sur un sol souverain ; points LI audités ; journalisation immuable.

• Segment terrestre à confiance zéro : mTLS, racines matérielles de confiance, micrologiciel signé (SBOM), pipelines de mise à jour sécurisés.

• Garde de clés : KMS/HSM dans le pays pour les clés SIM/eSIM/réseau ; flux de travail d'identification d'urgence.

• Confidentialité dès la conception : accès basé sur les rôles aux données d'incident ; politiques de conservation explicites pour le trafic de sécurité publique.

7) Continuité après une catastrophe : « La politique à la rescousse »

Lorsque le réseau terrestre s'effondre, la politique renverse le réseau :

• Temps de mise en vol (TTA) : Lancement du HAPS ; le faisceau parapluie s'attache ; la tranche de sécurité publique s'élève automatiquement.

• Avertissement public : Cell Broadcast envoie des alertes multilingues ; les profils des appareils privilégient la voix/PTT + la messagerie.

• Opérations critiques : les hôpitaux, les services publics, les banques et les centres de commandement conservent des voies prioritaires ; la liaison satellite s'engage si nécessaire.

• Retour au sol : à mesure que les tours se rétablissent, la politique rétablit le trafic des consommateurs ; le HAPS reste un garde-fou jusqu'à la fermeture du MTTR.

8) KPI qui prouvent que NTN fonctionne

Disponibilité et rapidité

• Temps de mise en service (TTA) — lancement → premier accrochage

• Délai d'alerte (T2A) — déclenchement de l'alerte → réception du combiné

Mission critique

• Latence PTT (95e) , réussite de la configuration de l'appel MCX , réussite de la vidéo de la caméra corporelle à des débits binaires limités

Efficacité multicouche

• Taux de réussite de la politique (couche correcte choisie)

• Utilisation du faisceau et PRB par tranche

• Temps de basculement du backhaul et débit en cas de basculement

Impact sur les entreprises

• Sites restaurés avec le support HAPS

• Crédits de service évités

• Population sous-couverte (estimation dynamique)

9) Feuille de route de l'opérateur sur 12 mois

Trimestre 1–2

• Architecture de référence : intégration EPC/5GC, politiques PCF, hooks NWDAF, catalogue de tranches.

• Validation en laboratoire : interopérabilité avec LMR/TETRA, chemin de diffusion cellulaire, basculement de liaison double.

• Sélectionnez deux zones pilotes : une couverture/capacité , un exercice de catastrophe .

Trimestre 3-4

• Pilotes de vol de 60 à 90 jours : couverture d'abord, puis simulation de catastrophe (coupure de fibre + perte de puissance).

• Mesurer les KPI ; ajuster la direction et les tranches ; publier des runbooks pour NOC/SOC/EOC.

• Contractualiser : modèle commercial de type roaming pour les modules complémentaires destinés aux consommateurs ; SLA pour la sécurité publique/les services publics ; offres groupées de résilience d'entreprise.

10) Risques et mesures d'atténuation pratiques

Risque	Impact	Atténuation
Espace aérien / fenêtres météo	Activation retardée	Planification saisonnière; sites de lancement doubles; couloirs pré-autorisés
Spectre / interférence	Échecs d'attachement ; lacunes de couverture	Coordination précoce ; études d'interférence ; puissance/inclinaison dynamique
Fragilité du backhaul	Violations des SLA	Double chemin (micro-ondes + satellite/LEO) ; marquage QoS ; basculement automatique
Incident de sécurité	Dommages réglementaires et à la réputation	Zero-trust ; HSM ; SBOM ; surveillance continue ; exercices d'équipe rouge
Verrouillage du fournisseur	Perte d'effet de levier	Interfaces ouvertes ; backhaul multi-orbites ; rampes de sortie de contrat
Complexité de l'interopérabilité	Réponse lente aux incidents	Laboratoire pré-pilote pour MCX + LMR ; manuels d'exécution E2E testés ; exercices réguliers

Conclusion : rendre la couche réseau indépendante

L'alignement NTN n'est pas un projet scientifique, c'est une bonne stratégie réseau . Lorsque HAPS est traité comme un RAT natif, les tranches suivent les utilisateurs à travers les couches, la politique oriente le trafic en fonction de l'intention, et la résilience devient une routine. Les gagnants concevront une fois pour toutes la couverture, la capacité et la continuité , puis laisseront le cœur décider – sol, stratosphère ou espace – en temps réel.