马斯克的星链计划真的可以取代地面移动通信网络吗?
要讨论马斯克的“星链计划”能否取代地面移动通讯网络就要先了解两种通讯系统的区别。
移动通讯原理 5G 和 4G、3G并没有本质区别,甚至和电视广播都没有什么区别。它们都是通过无线电波实现信息传递。只要是无线电通讯就要考虑频段、带宽、发射功率、传输距离。
无线电频段具有“独占性”,也就是说同样的频段,你用了别人就用不了了。所以各个通讯公司都要向国家购买无线电频段。比如我们国家选择的 5G 频段是 6000Mhz 左右,也就是 sub6。而之前美国想采用的是 28KMhz,也就是毫米波。有些网友说美国蠢或者说就是为了和华为对着干避开专利。但实际上是因为 sub6 频段美国很早以前就已经用在别的用途了。
无线电频段决定了通信带宽,频率越高带宽越高。经常有人抱怨说,通讯运营商为了逼大家升级5G,就把 4G 网速降了,刚开始 4G 速度多快,如果能保持最开始的速度就不需要 5G。这里我要给运营商说句话。频率决定了带宽,所以 4G 的带宽是有上限的。在最开始大家都用 3G 的时候,4G 的带宽就充足,你用 4G 就会很快,但是当大家都用 4G 了,带宽就被瓜分了。这就像无论多宽的路,当所有人都往这条路挤的时候,这条路也会赌。同时频率越高绕障碍物的能力越弱,所以 5G 才需要建设更多的基站,以达到信号覆盖。
无线电信号会随着距离衰减,我们在城市里的时候,由于基站比较密集(大概1.5 公里就有 1 个),所以信号都不错,如果是野外,信号经常就比较弱,就是因为基站发射的信号到你这里已经衰减剧烈。而手机由于体积限制,不可能做到像基站天线那样具有极高的灵敏度和放大功率。到了 5G 由于频率高绕障碍物的能力弱,所以就需要更密集的基站。基站密集后就不需要很高的发射功率也有很好的信号,也就降低了辐射。
无线通讯的底层是有线通讯,我们的手机和基站通讯是通过无线电波,而基站组成的网络是靠光纤连接的。这也是保证通讯高速率低延迟的基础。
再来看看“星链计划”
很多人脑中的“星链计划”就是直接和卫星通讯,但您看了我上面介绍的 5G 就应该知道直接和卫星通讯的难度。曾经的铱星计划只是想解决基础的通话,最后都流产了。更何况今天我们要实现的是高速互联网。开演唱会的时候,由于人员密集通讯压力大,所以运营商都会派应急通讯车到现场。这是在我们的移动通讯都非常成熟的情况下。所以想实现和卫星直接高速互联,基本上属于外星科技,目前没有理论突破的情况下还不太可能。你如果看最近的新闻应该知道,马斯克在申请建设地面基站,目的是为了实现“星链计划”的地面通讯。也就是说即使星链建成,你要使用星链的网络还是要通过地面基站,卫星负责的基站之间的链接。讲到这里也就清楚了星链相比传统的移动通讯是否有优势。
当然马斯克被称为硅谷钢铁侠,也确实创造了很多奇迹。他的思维非常人所及,也许他已经掌握了全新的通讯技术。所以拭目以待吧!


1、什么是“星链计划”?
马斯克就发射4000多颗同款通讯卫星,分布700英里高度的不同轨道上,覆盖全球。而量产会极大的降低单星成本。按照spacex的最乐观预计,单星制造加发射,成本一百万美元出头。
卫星的数据为:上行720/1440Mbps,下行1440Mbps,Ku波段,两块相控阵天线一收一发,通信时卫星仰角需>40度。地面互联网接入需要专用的接收单位。目前,地面接收单位大小跟一块披萨饼差不多,根据尺寸跟灵敏度的不同,接收单位硬件暂定售价将在100-300美元左右。
2、 “星链计划”有什么用?
提供最高1G的全球卫星互联网服务,终端频段11G。自摩托罗拉铱星计划实现了全球小终端卫星电话后,人类面向个人用户的卫星通讯将有第二次飞跃。可能提供全球实时监控服务。卫星计划安装拍摄监控设备,可以按照客户的要求,提供某个区域的视频实时跟踪拍摄服务。
3、未来有什么前景?
首先是卫星制造,现在的卫星都是小量定制,一个型号的卫星制造一两个,多的造几十个算顶天了。小量生产意味着单价贵,研发成本分摊大,反过来限制了卫星的发展。
其次是火箭发射,这是spacex的强项,通过火箭回收等一系列颠覆性创新,大大降低了火箭的发射成本和发射服务频率。随着猎鹰九block5的投入使用,spacex将实现单个火箭10次复用。不但大大降低了发射成本,也大大提高了spacex的实际发射能力。
现在由于偏远欠发达地区,人口密度低,基础设施不完善,一般运营商很难提供普遍服务。就算像中国移动这样带着政治任务,亏钱也要上的主,对偏远地区的网路覆盖也力不从心。而卫星互联网恰恰是为此而生的,通过卫星落地,能以极低成本实现全球网络覆盖。这在经济上显然是可行的。google和facebook规划的全球互联网,很有可能通过这一形式完成。
说到马斯克,很多人认为他就是个疯子。这不,前两天刚炸了一艘价值超过3亿的火箭,这场史上最华丽的“烟花表演”只是为了检测载人飞船的逃生能力。再加上各种星际移民的言论,想必没几个人会看好他的计划。

马斯克的星链计划是什么?
“星链”计划是美国SpaceX公司首席执行官马斯克于2015年1月宣布的一个项目,拟于2019年至2024年间在太空搭建一个由1.2万颗卫星组成的网络。其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,最终将使所有卫星连成一个“星座”,目标是为整个地球(包括南极)全天候提供高速低成本卫星互联网。到2020年,总共约360颗卫星在轨就能覆盖美国和加拿大的大部分地区,实现全球覆盖则需要24次发射。
是创举还是骗局
目前来看不是很靠谱。且不说发射卫星所需的巨大成本压力以及在政策上面临的重重阻力,单在技术方面,“星链”计划就很不过关。
首先,速率不够。
根据“星链”计划的官方文件,一颗卫星的典型覆盖面积是353万平方公里,相当于9个多德国和220个北京。要知道,全世界比这个面积大的国家也只有6个。

第二,很难连上。
马斯克互联网卫星使用的是Ka和Ku波段,而我们用的智能手机使用的Wi-Fi频段分别是2.4GHz和5GHz,相对来说全向性就比较强,在路由器周围任何方向都有较均匀的信号,以方便我们的使用。但Wi-Fi的全向性信号衰减很严重,会随着距离变化呈平方倍衰减。2.4GHz和5GHz的信号本身就传不了多远,更不用指望传递给太空中的卫星了。

2020-03-23 21:46:05
