什么starlink
星鏈(starlink),是美國太空探索技術公司的一個項目,太空探索技術公司計划在2019年至2024年間在太空搭建由約1.2萬顆衛星組成的“星鏈”網絡提供互聯網服務
,其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道,並從2020年開始工作。星鏈通信有可能是獨立於現有無線通信(5G)的全新技術。
作用
Starlink網絡在理論上支持400萬用戶,簡明說就是400萬個太空“wifi”,提供寬帶互聯網服務。面向的是商企業用戶的“痛點”需求和“不差錢”的富豪(擁有私人飛機、游艇的超級富豪)隨時隨地高速上網的需求。下面應用場景和用戶對象將是典型的Starlink衛星網絡所服務的對象:
1.民航飛機及私人飛機。目前世界上有2萬架民航客機在飛(未來20年數量還要加倍),保守估計美國有20萬架私人飛機,全世界的數量不詳。基於上述飛機的客戶,他們在飛行中的上網需求一直是無法有效解決與普及的“痛點”。
2.遠洋船只。主要包括大型郵輪與大型貨輪。目前世界上有300-400艘大型郵輪(載客量超過1000人),大型貨輪的數量暫未統計,但量級也是以萬計算的。各種遠洋船只,近海游輪,私人游艇以及各種商業運行的中小型游輪,在海域,特別是遠海航行中的寬帶上網需求一直是“痛點”。
3.海島。在全球范圍內,很多小型海島和私人島嶼購買Starlink衛星網絡的開銷,比鋪設、維護海底光纜的費用要低很多。
4.科考和旅游。諸如南北極科考、珠峰等著名山峰的探險旅游中的寬帶網絡接入服務。
5.地面公眾移動\固定寬帶網絡難以覆蓋的邊遠地區。
6.緊急情況下的備份上網方案。
前景
星鏈(Starlink)計划的設計理念,是通過約 4000 枚相互鏈接的衛星和依據地理分布的地面基站,構築一個覆蓋全球的廉價太空通信系統。馬斯克表示“努力讓我們公司在火箭方面的成功,在衛星方面也照樣實現”。星鏈計划預定在 2020 年代中段鋪設完成。如果項目一帆風順,星鏈所產生的利潤將會是 SpaceX 登陸火星的重要資本。
如果starlink能提供5美元每小時,或者20美元每天的高速低延遲網絡,起競爭力是無與倫比的。以一半郵輪旅客在旅途中使用starlink計算,每年即可帶來大約20億美元每年的收入。從商業角度考慮,如果全球高速聯網實現,每年40-50億美元的收入並不很難。若以衛星壽命5年考慮。星鏈的成本在250億美元以下都是有利可圖的。考慮到未來市場的繼續拓展,以及發射技術的進一步成熟。starlink在商業上是大有利可圖的。
特點
高速度
為全球每一個用戶提供1Gbps的帶寬。據Akamai發布的《互聯網狀態》報告稱,截至2015年底,全球互聯網平均速度為每用戶5.1Mbps,大約比SpaceX設定的目標慢200倍,現在大多數網速較高的互聯網服務的網速都是通過光纜和光纖連接實現的。
高容量
SpaceX衛星系統中的每一顆衛星能夠為用戶們提供的下行容量總和在17Gbps到23Gbps之間,具體數值取決於用戶終端配置。以平均值20Gbps來計算,首期部署(Initial Deployment)的1600顆衛星將能夠提供32Tbps的總容量。整個系統的部署時間長達數年,SpaceX將在部署過程中定期改善和升級衛星,有可能進一步提升單顆衛星和整個衛星系統的總容量。
高適應性
整個系統可利用相控陣技術來動態控制資源池,專注於需要容量的用戶。衛星之間以激光互連,這樣便於在軌道層面靈活規划數據流。而且,衛星集群可以保證頻譜能夠被不同衛星更高效地再利用,從而增強整個系統的靈活性、容量和牢固性。
寬帶服務系統
可以提供最高容量達每用戶1Gbps的寬帶服務。由於系統使用的是低軌道衛星,因此可以將延時控制在25ms到35ms之間。
全球覆蓋
首批800顆衛星部署完成后,系統就能為美國和全球提供寬帶連網服務;整個系統全部部署完成后,系統就可以進一步增加容量並覆蓋赤道和兩極,達到真正的全球覆蓋。在申請文件附帶的技術信息中,SpaceX公司表示,將利用800顆衛星開始商業寬帶服務,在全球的覆蓋范圍是北緯15度到60度,南緯15度到60度。阿拉斯加的一些地區將被去除在外,因為那里需要FCC臨時授權。最終,該網絡的衛星數量將增長到4425顆,傳輸頻段在Ku和Ka之間。
低成本
SpaceX在設計這個系統時考慮了成本效率和可靠性。從設計和制造位於太空和地面的各種設備,到利用SpaceX的發射服務來發射衛星和部署整個系統,到部署用戶終端以及最終用戶的收費標准,SpaceX都考慮到了成本的因素和服務的可靠性。
易用性
SpaceX采用的相控陣用戶天線設計對用戶所用終端的要求很低,這些終端很容易安裝在牆面或屋頂,操作也很簡單。這些衛星可以運行5到7年的時間,然后會在退役后的一年內迅速衰竭。根據NASA的DAS軟件,SpaceX的衛星系統進行了離軌分析。
看法
SpaceX是美國民間私營商業航天公司,既有美國NASA的技術體系支撐,又在經營靈活性、商業敏銳性方面有獨到的優勢和快速的應對。而我們的航天事業,目前也因商業航天的廣泛參與而精彩紛呈。但是我國還有許多地方需要考慮,比如如何廉價發射等問題。相信在市場的的激勵下,中國商業航天一定會迎來飛速發展。這一次是打破邊界、突破極限,太空開拓,是全人類最大膽的一次創業。
參考資料
https://www.zhihu.com/question/267253503
https://zhuanlan.zhihu.com/p/91352915