全球現有的衛星不超過1500個,美國太空探索技術公司(SpaceX)的衛星互聯網計劃卻要發射12000顆衛星,而且這項超級大工程直接大刀闊斧開始布局了,一點不帶拖泥帶水!
2015年1月,CEO馬斯克宣布了SpaceX的衛星互聯網服務的計劃。SpaceX計劃將約1.2萬顆通信衛星發射到軌道,并從2020年開始工作。這一項目被命名為“星鏈”(Starlink)

星鏈計劃藍圖
美國太空探索技術公司(SpaceX),是一家由PayPal(國外版支付寶)早期投資人埃隆·馬斯克(Elon Musk)2002年6月建立的美國太空運輸公司,2008年SpaceX獲得NASA(美國航空航天局)正式合同。2012年10月,SpaceX龍飛船將貨物送到國際空間站,開啟私營航天的新時代。
2015年,當地時間3月1日,美國SpaceX公司的獵鷹9號火箭從卡納維拉爾角空軍基地發射升空,將世界上第一批全電動通信衛星送入預定軌道。

擺放在火箭艙體中的衛星
2019年5月23日晚上,SpaceX成功完成2019年的第五次獵鷹9號火箭發射任務,將60顆互聯網衛星送入太空,從而向實現全球互聯網覆蓋這一使命跨出了一大步。
如此數量,堪稱史上規模最震撼的衛星計劃,但是其價值和意義僅僅在于數量嗎?而“衛星互聯網”又是個什么東東?

火箭發射中心
“星鏈”是馬斯克一個偉大的設想,和此前摩托羅拉的銥星計劃很相似,摩托羅拉當時是希望用衛星覆蓋地球提供手機信號,而“星鏈”計劃從2019年到2024年將4425顆衛星送入太空,為全球用戶提供高速 WiFi 服務。此前銥星計劃的失敗是因為發射成本過高,而獵鷹火箭可回收的特性節省了不少成本,使得“星鏈”計劃成為可能。

重型獵鷹火箭
這項給地球重新織網的超級工程,是何等計劃?地球上空目前現存的衛星總量是1459顆,而Starlink僅在近地1100公里左右的低軌道就將發射4425顆用于“衛星互聯網”通信的小型衛星,在300多公里的更低的軌道還將發射7518顆衛星,總量接近12000顆。

流罩打開后,衛星脫離載體展開
根據星鏈計劃,這1.2萬顆衛星中,先發射的4425顆衛星將被發射到距地面1110km至1325km低軌道,形成對全球的無線網絡信號覆蓋。而剩余的7518顆衛星將發送到距地面335km至346km的低軌,這部分衛星主要用來為人口稠密地區提供足夠的帶寬和保證數據傳輸的低延時。

由于星鏈的衛星軌道足夠低,因此屆時星鏈將能向全球用戶提供高達1Gbit的網速和低至25ms的網絡延時,這樣的網絡質量足以媲美現在的千兆以太網。而星鏈計劃一旦部署完成,那么整個地球都將能享受到這樣的信號質量,到時整個地球將再也沒有信息死角,變成真正的數字地球。

星鏈衛星展開圖
2020年左右預計先期800顆左右Microsat衛星投入使用,地球上的每個人將由此可以開始應用小型終端甚至移動終端,接入比目前家庭寬帶快30多倍的超級寬帶網絡,速率將達到1Gbps以上,甚至最高可達23Gbps;而如果到了Starlink全面投入運營之日,通信業格局更將被徹底改寫,互聯網的未來也將因此改變,數字地球未來將首先通過太空衛星寬帶網絡連接起來,由此催生全新生態,以及完全不同以往的云管端玩法。

星鏈概覽圖
這是70多億地球人發生在即的切身改變,其影響面、實質意義和價值不容小覷,絲毫不亞于獵鷹重型火箭將一輛Tesla(特斯拉電動汽車)送到近火星軌道,不亞于人類第一次成功登上月球表面。
SpaceX目前獲取美國FCC所規許的發射行程來看,SpaceX在未來9年布局的1.2萬顆衛星,將密集運行在地球近地軌道上。
在FCC規許完整計劃行程之前,很多民眾擔心那么大數量的衛星會不會產生很多衛星垃圾,還有這些衛星會不會對其余航天器材的頻道產生干擾。

可視化信號干擾
SpaceX表示從設計上作出承諾:他們將采用超過所有當前的安全標準的設計,來防止太空垃圾碎片的產生,衛星95%的組件都能在生命周期結束后返回大氣層時,通過快速燃燒,保證全部解體。也就是說,從發射到壽終,都可以做到九分半的環保。

衛星垃圾概念圖
不過這些還是得看衛星送入軌道后的表現,據了解馬斯克至今沒有做出十足的保證,這些衛星是否都能順利開始工作。他曾很嚴謹地表態說:”因為我們投入了很多尖端技術,有些衛星可能無法正常工作,或許還存在所有的衛星都無法工作的可能性。”

太空探索技術公司CEO馬斯克
從馬斯克所言中,是做好了兩面性的打算,一面是全面的成功,一面是全面的失敗!太有魄力了!
不過我認為進行這種超級工程前,美方相關部門與太空探索技術公司是做好了完善的應急措施,隨時做出正確的應對突發事件。
至于“星鏈”計劃對目前正大張旗鼓而來的5G網絡所帶來的影響,也是顯而易見的。

衛星網絡的速率現今已經達到30M了,對比4G快了十倍左右,非常可觀,相信后面隨著技術的成熟,會越來越快。

衛星接收終端
衛星網絡有一個弊端,現今的智能設備無法接收到那么遠的信號,按照Starlink目前的預期,商用化開始以后,用戶只要使用一個相當于筆記本一半大小的終端,實際和現在家庭路由器差不多大小,就可以與衛星直接通訊、支持其它設備上網了,而且體驗到的是比目前20Mbps或30Mbps的家庭寬帶快三四十倍的帶寬。
隨著行業的發展,帶動著技術的躍進,未來甚至可以直接集成在設備中。
下面我們來了解一下衛星網絡對5G會有什么致命影響。

5G網絡是目前通過地面網絡通信基站實現的4G網絡的升級版,稱為第五代移動通信網絡,其峰值理論傳輸速度可達每秒數10Gb,比4G網絡的傳輸速度快數百倍,為此世界各國都投入了大量資金和研發力量,其中以華為公司最亮眼,華為在5G領域的貢獻,引領著全球5G行業標準,成為了5G的風向標!在如今的信息化社會,掌握著通信標準,某種程度上享受著極大的便利

世界各國都不希望理想中的數據傳送會受到信號干擾,都拼命研發著5G網絡,已成功在28千兆赫(GHz)波段下達到了1Gbps(bps為數據傳輸速率的常用單位),SpaceX公司的近地軌道衛星便最好只在超過24GHz以上的Ka高頻段工作,使用37.5-42GHz和47.2-51.4GHz的波段分別進行空對地、地對空的信號傳輸,來避免信號沖突與干擾。

5G對我們有著什么切身的影響?人類歷史中會不會留下濃重的一筆?
5G性能的目標是高數據速率,減少延遲,節省能源,降低成本,提高系統容量和大規模設備連接。
我們做個粗略的比喻來對比一下,如果用4G下載100G大小的文件,估計得3-5小時,而如果用5G下載100G大小的文件,只需要300秒就可以下載完,也就是3分鐘!!!初步了解到5G的傳輸速度時,讓我非常震撼!科技已經發展到如此地步。
4G與5G對比下,這差距是不是天差地別?只要3分鐘就可以把100G下載完!就是不知道在5G時代時,流量費是否有所降低?至少4G時代所謂的“不限流量”在現今視頻資訊游戲發達的情況下,總是感覺不夠用。

在這種高傳輸速度下,曾經很多設想在藍圖上的設計都可以逐步落地進行商業化,通過5G高傳輸速度把我們身邊的萬事萬物銜接起來,當我對5G有一定的了解后不由感慨到,這不就是現實版的“黑客帝國”嗎?沒想到會在我們這一代逐步實現!
萬物互聯下,現在給人類帶來便利的所有工具都將智能化,如智能無人駕駛汽車,更上一層樓的智能家居,足不出戶的虛擬現實社交,所有現在認知的一切都將發生翻天覆地的變化。

論衛星網絡未來網絡趨向的話,站在用戶角度看:低延遲、低成本、低功耗、高速率、手持化、移動化、合一化,用戶之間動態自組網,用戶與衛星之間直接動態自聯網。
站在衛星角度看:低軌道、小型化、智能化、低功耗、低時延、高速率、高容量,衛星與衛星之間動態資源優化,天地一體天網地網融合。

現如今的衛星網絡地面終端體積比較大,移動性差,而5G基站是布置在戶外,論移動性又更勝一籌。
不論是移動通訊的5G還是星鏈超級Wi-Fi等技術發展,使得天地一體融合發展、天地互補成為可能。

衛星網絡也好,5G網絡也罷,我認為兩個都好,都有可取之處,可以一個主內,在家里時用衛星網絡,一個主外,出行辦公時用5G,相輔相成,交替使用。