Den första noden i nätverket är en telekommunikationssatellit som lanserades från Baikonur, Kazakstan.
Den kommer att använda en laser för att samla bilder av planeten tagna av andra rymdfarkoster och sedan vidarebefordra dem till marken.
En fördel kommer att vara att lägga information om naturkatastrofer, till exempel översvämningar och jordbävningar, i händerna på räddningspersonal mycket snabbare än vad som tidigare varit möjligt.
För närvarande kan det ta timmar att få ner bilderna tagna av jordobservationssatelliter på marken.
En del av anledningen är att rymdfarkoster bara kan överföra sina bilder när de passerar över en mottagningsskål, och de kommer att ha sikt av denna antenn i bara 10 minuter i de flesta fall under varje 90-minuters tur runt om i världen.
Europeiska rymdorganisationens (Esa) svar är att skjuta bilderna uppåt istället, via laser, till en annan satellit mycket högre i himlen som har en konstant utsikt över markstationen.
Byrån har nyligen satt upp två jordobservatörer som är utrustade med optisk överföringsutrustning. Dessa kommer nu att kunna avlasta sina data genom den nya reläsatelliten, som ska placeras 36.000 km ovanför ekvatorn vid 9 graders öst.
Test av Esas industriella partner, Airbus Defence and Space, visar att det bör vara möjligt för systemet att sätta bilder på de personer som behöver dem inom 20 minuter efter att dessa bilder har förvärvats.
För vissa tillämpningar - t.ex. övervakning av föroreningsincidenter, olagligt fiske eller sjöröveri - kan den tid som sparas vara avgörande för att uppnå ett effektivt svar.
"Vissa viktiga transportvägar går genom Nordpolen, där tjocka isflöden kan orsaka skador på fartyg och till och med hota människoliv", förklarade Magali Vaissiere, Esas telekomchef.
– Det är också en miljö i ständig rörelse vilket innebär att data som är två dagar gamla inte bara är ohjälpligt – det kan till och med vara osäkert.
"Vi har redan visat kvasi realtid prestanda under 20 minuter för att föra övervakning information från Brasiliens kust till användarens skrivbord. Och med denna förmåga, det europeiska datareläsystemet (EDRS) kan öppna upp en ny horisont för vad jag skulle kalla kvasi realtid jordobservation."
EDRS har varit i utveckling i mer än 10 år. Att få satelliter att prata med varandra via en smal laserstråle är ingen lätt uppgift, säger Esa projektledare Michael Witting.
"Svårigheten är i grund och botten att du måste träffa en annan satellit med din laserstråle över ett avstånd av över 40 000 km, vilket är ungefär som att slå ett två-euromynt över avståndet till Atlanten," sade han BBC News.
Med en lyckad anslutning kommer data att flyttas med en hastighet på upp till 1,8 Gbit/s.
EDRS kommer att debutera med Europeiska kommissionen som sin ankarkund. Bryssel håller på att upprätta en serie satelliter som kallas Sentinels och som systematiskt kommer att kartlägga jorden för att hjälpa till att informera och genomdriva EU:s politik.
Dessa satelliter förväntas under de kommande åren ge upphov till enorma datamängder, och de traditionella nedlänkslösningarna anses inte längre vara tillräckliga för uppgiften.
Reläfarkosten är faktiskt en vanlig TV-plattform som ägs av den Paris-baserade kommersiella operatören Eutelsat. Esas lasernod, som den kallar EDRS-A, är en värd last på denna rymdfarkost.
Starten från Kazakh Baikonur cosmodrome atop en Proton raket inträffade vid 22.20 GMT på fredag (04:20 lokal tid lördag).
Avlämningen över jorden bekräftades nio timmar och 12 minuter senare.
Många veckors tester ligger framför oss. EDRS bör gå i full tjänst under sommaren.
En andra reläsatellit med en annan laserterminal kommer att gå upp under 2017. Ytterligare sådana plattformar kommer att krävas för att tillhandahålla helt globala, dygnet runt, supersnabba anslutningar.
Evert Dudok från Airbus sade: "Vi söker partners för att leverera systemet. Det kan vara en dedikerad nyttolast men det kan också vara en värd nyttolast som vi har det på EDRS-A. Vi vill ha detta system i drift till 2020; det är mycket viktigt. Och jag tror att vi kan sätta denna optiska standard som fastställts här i Europa som en global standard, vilket skulle vara mycket intressant."
Lasertekniken är i hög grad en tysk utveckling, ledd av Tesat Spacecom. Tyskland har investerat mer än 280 miljoner euro i kapaciteten, genom sitt eget rymdorgan (DLR) och genom Esa.
Eutelsat-9B byggdes till stor del på Airbus fabriker i Stevenage och Portsmouth i Storbritannien. Storbritannien kommer också att vara en viktig downlink punkt för EDRS genom en skål placerade vid Harwell i Oxfordshire.
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk och följ mig på Twitter: @BBCAmos
Europa har börjat rulla ut en datamotorväg i omloppsbana ovanför jorden.