爱吱声

标题: star-link [打印本页]
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-26 23:39
标题: star-link
本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 12:26 编辑 ! Z# v+ s( Z5 p

5 c% z2 G! d  ]- @; l- X3 {昨天 @肖恩 提到了马斯克的 star-link 项目。我顺手把他的申请书搜出来看了一下。且不管他是不是忽悠，先做个简单介绍。. n0 D" L; N  A3 V; q: C
6 |6 ]+ t7 `" \3 B4 C* A+ o" o/ `1 m
马斯克的这个项目要建两层卫星网络。4 w4 ~- Q; K3 b. A& e6 d
. _: M  J6 A) B) h. b3 f
一层在近地轨道(LEO --- low earth orbit)。这层的轨道范围从1110公里到1325公里。这个网络共计要有卫星4425颗，分83个轨道面，部署在5个轨道高度上。其中，1150公里高度有32个轨道面，轨道倾角53度。每个轨道有50颗星。共计1600颗星。这是第一阶段要部署的。现在宣传里要在2020年最先部署完的800颗星是属于这个轨道高度的。其中先发100颗，使用32个轨道面中的4个来实现 beta service。然后完成剩下的700颗星部署，填满32个轨道面，每个轨道面有25颗星。spacex 号称能开始提供覆盖美国和全世界在南北纬60度区间的宽带服务。这个轨道高度一共要部署1600颗星。那剩下的800颗星基本就用来增加系统通信容量以及做备份星，增强系统鲁棒性。- W# j( O6 e. t4 Z

1 x+ K! R0 p& d3 b4 n+ }+ J8 M$ I  @除去第一阶段的32个轨道面，还剩下的51个轨道面。它们分布在另外四个不同的轨道高度上。分别是1110公里，1130公里，1275公里，1325 公里。1110公里有32个轨道面，轨道倾角53.8度，每个轨道面有50颗星。1130公里有8个轨道面，轨道倾角74度，每个轨道面有50颗星。1275公里有5个轨道面，轨道倾角81度，每个轨道面有75颗星。1325公里有6个轨道面，轨道倾角70度，每个轨道面有75颗星。这四个轨道高度上就共计2825颗星。这些星发完就能实现全球覆盖，并给系统进一步提供容量和鲁棒余裕。$ a1 ~  a( }" W
3 l! d# l" q! h
另一层分布在更低轨道 （VLEO --- very low earth orbit) 上。这层的轨道高度约340公里左右。具体地说，分成三个轨道高度以及相应的轨道倾角。2547颗星在345.6公里，倾角53度的轨道上。2478颗星在340.8公里，倾角48度的轨道上。2493颗星在335.9公里，倾角42度的轨道上。VLEO层的每颗卫星都有一个独立的轨道面。2 P; y8 R; M. G) I8 ^& f
1 D+ U4 x# a9 E! I: b& b
LEO和VLEO轨道上的卫星所使用的频段是不同的。LEO卫星使用 K 波段(Ka 和 Ku）以及 V 波段。VLEO 卫星只使用 V 波段。这些频率用于星间通信以及和地面的通信与控制。地面部分主要分三类，终端用户，网关卫星地面站，卫星跟踪以及控制地面站。spacex 说美国建几百个网关站就可以了。网关站和卫星跟踪控制站使用Ka波段和V波段信号。终端用户使用Ku和V波段信号。
9 R7 |* A. A& S' F" j
+ U0 h- z1 T4 D* c0 Q" {V波段的频率远高于Ku波段，是spacex最终能提供宽带服务的主力。因此spacex在V波段申请了5GHz的带宽分别给上下行链路。下行频段是37.5-42.5GHz，上行47.2-52.4GHz（其中跳过了50.2-50.4GHz）。Ku波段申请的带宽就窄得多。下行10.7-12.7GHz，2GHz的带宽。上行14-14.5GHz，只有0.5GHz带宽。) ^( G6 O) `! r! t" G

6 T1 ~! j3 y5 r以上是spacex 的 star-link 系统的一个简介。昨晚做了点研究。卫星互联网在美国不算个新鲜东西，现在已经有公司提供商业服务，比如Viasat， HughesNet。这些公司租用地球同步通信卫星，号称可以有20多Mbps的速率。但因为数据要在地球和36000公里的同步轨道间跑个来回，延迟很严重。系统使用K波段，带宽也有限。这个催生了spacex的 star-link 计划以及其它一些公司的类似计划。比如oneweb。这个公司也号称要发600多颗星到1200公里的轨道上去，频率也已经被批准了，还宣称已经募集了5亿刀。但马斯克的计划带有其鲜明的特征，那就是比其它公司的类似计划激进好几个量级。他现在已经发了两颗原型卫星上去，且看他如何圈钱烧钱吧。  
6 {; a( N- k1 g) P4 K: C/ a, P. U& `" L) ?( P
+ m! P: T. I" f
. Q% L+ x, Z! z# o5 k' a
作者: pcb    时间: 2018-2-27 00:25
本帖最后由 pcb 于 2018-2-27 00:28 编辑 / ~+ t" m. _$ X9 U4 b! }% _( e2 J
: y1 _" m) o$ G! C. M0 Z
做下算术题
1 U8 f0 ]" `! e( _0 G# J! K2 {“另一层分布在更低轨道 （VLEO --- very low earth orbit) 上。这层的轨道高度约340公里左右。具体地说，分成三个轨道高度以及相应的轨道倾角。2547颗星在345.6公里，倾角53度的轨道上。2478颗星在340.8公里，倾角48度的轨道上。2493颗星在335.9公里，倾角42度的轨道上。VLEO层的每颗卫星都有一个独立的轨道面。”7 P5 y! D2 }9 v0 h1 l

* a+ _: ]/ j* f2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层& t6 d, H# \6 C( Q" D

% O- O1 S, a3 o- W/ ?# t  \- T" A地球表面积 510 million sq.km; \6 M7 F8 ]/ s! ]; x
5 E  E4 F; I+ F& `% [* l7 J2 U
不考虑overlap，每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km+ l- T8 [" O8 a9 G

& s( L$ Z$ t: A1 s& @- j北京市面积 16,000 sq.km，按上面的计算分不到一颗卫星
. ]( I8 R2 O9 w2 }8 \$ r5 l  w% h北京市人口2172.9万， 假设1%的用户，每个用户能分到多大的带宽？
+ T+ B( E! n# D) \' v
* l! a! a( _, N* q# q/ ~- ]9 q（5+2） = 7 G， 除以 20万' m5 h* e% S$ s0 T" T7 ?) q

, F7 }! X8 e) u( z4 S! U5 _35k+ t: Q' }% V2 P9 p5 C" A7 L
作者: code_abc    时间: 2018-2-27 00:58
pcb 发表于 2018-2-27 00:25+ x5 n3 `* R0 e4 v9 e* u
做下算术题- Y( H' Q' ?0 L& M, M/ x+ r: i8 T# [
“另一层分布在更低轨道 （VLEO --- very low earth orbit) 上。这层的轨道高度约340公里左右。 ...
( x( R, F3 i+ X2 g2 O
你这个计算有问题，就算卫星是平均分布的。每一时刻在地面的一个点上都能看到约200颗卫星（340Km的极低轨道）。
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 01:04
pcb 发表于 2018-2-26 11:25/ D- }" e" t* y: h# P9 h% Y! a
做下算术题7 t8 f8 c2 ^3 a
“另一层分布在更低轨道 （VLEO --- very low earth orbit) 上。这层的轨道高度约340公里左右。 ...

2 X5 k2 _2 ?/ T- V不能这么算。你的计算隐含的前提是所有用户在同时使用。就和晨司机在肖恩帖子里问的问题一样，球赛完了，大家散场出来都拿手机出来，结果电话都打不通。, I; }. j9 t5 a. [* S" d( t" `5 n  \
" F) s2 U# y5 J. {& G
不过城市里的单独用户估计也不会选这个系统。尤其以后5G，上网方便得很，没竞争力。一定要在城市用，可能一些企业用用，尤其需要越洋的，可以抢点海底光缆的生意。
作者: pcb    时间: 2018-2-27 01:16
冰蚁 发表于 2018-2-27 01:04
! E$ V5 t; p+ n8 E0 m不能这么算。你的计算隐含的前提是所有用户在同时使用。就和晨司机在肖恩帖子里问的问题一样，球赛完了， ...
3 Z$ a  n- g- G1 s
so, 这个是抢目前海事卫星电话的市场的？
作者: 晨枫    时间: 2018-2-27 02:46
也就是说，不是手机直接通卫星，而是通过众多的微型地面站？这只是把现在基站之间的光纤用卫星链路取代？对于偏远和移动用户，自己建自己的卫星基站？
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 02:57
本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 13:58 编辑
# B) c0 W( j  {# x/ W- O
晨枫 发表于 2018-2-26 13:46/ I3 @% I% ~7 M; `/ B' O/ m
也就是说，不是手机直接通卫星，而是通过众多的微型地面站？这只是把现在基站之间的光纤用卫星链路取代？对 ...

' e2 c) e: D' A' t2 |) A4 U! i# R9 c5 A
手机没法接，功率不够，而且频率和现在的通信系统也大不同。
" [  z. g* i$ r# z# _) }) Q* f4 Z) ~
据报道是要用一个类似ipad，laptop那么大的一个盒子作为用户和卫星之间的接口。
作者: 晨枫    时间: 2018-2-27 03:30
冰蚁 发表于 2018-2-26 12:57
' d  z$ n" j) B: u手机没法接，功率不够，而且频率和现在的通信系统也大不同。
* D- l9 E9 p/ X2 z* e0 z: Y; v+ s1 Z. B$ ^( N
据报道是要用一个类似ipad，laptop那么大的 ...

1 n- o/ O/ E/ N5 @# b6 S; Dintended customer base是什么呢？如何与现有4G、5G竞争呢？
作者: 北京阿新    时间: 2018-2-27 03:43
晨枫 发表于 2018-2-27 03:30
  z6 {# x' w2 _% A6 [intended customer base是什么呢？如何与现有4G、5G竞争呢？
$ R- b9 h8 L" N9 G" \
相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
作者: 晨枫    时间: 2018-2-27 04:52
北京阿新 发表于 2018-2-26 13:432 Z+ h" r, q1 b6 X0 i' N) }0 A
相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~

9 i. z, l( X# G3 E2 v
. s) u2 n% I+ v9 B6 G; u' v4 ~9 q那使用模式与手机有本质不同了。市场还是有，但市场需求的计算要完全不同考虑了。
作者: 雷达    时间: 2018-2-27 06:26
有点意思。
9 O8 r8 X% o8 p4 \# Z" g* c" w“终端用户使用Ku和V波段信号” 。 如果使用V波段毫米波，带宽足够，然后加上卫星数量够多，理论上“阻塞”的问题不大。
. @; }+ `$ \( f; J+ Q, dVLEO轨道在340公里，当年铱星是700多公里，终端的发射功率应该也可以。
# [, C8 Z0 M6 X' U' k感觉麻烦的是毫米波通信的雨雪衰减和天线指向问题，也许人家有什么黑科技？
% J9 Y7 o9 w7 O* Q1 z3 B8 W3 P& w
我倒是更看好基于 kymeta 车载相控阵天线的卫星车联网的前景，似乎要更靠谱一些。
9 o" r5 {! i; h/ H1 ~
9 k0 t8 T8 @" @9 o' f) J) }2 a, r" w# Z" }+ F3 n# W! I
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 07:00
雷达 发表于 2018-2-26 17:26, M, t0 P2 u7 s2 l
有点意思。/ w6 b5 r- F2 B" v7 A! a) e$ c8 |
“终端用户使用Ku和V波段信号” 。 如果使用V波段毫米波，带宽足够，然后加上卫星数量够多，理 ...
* J  r: V5 X/ c7 B9 B% k: s% I8 P
9 S0 j. p. N; P, U5 l% ~/ V" t
天线上没啥黑科技吧。不过用到了类似 td scdma 里的 smart antenna 的概念，也就是一个电调相控阵天线来调节指向。雨雪衰减没得救。物理定律大概是破不了的。
作者: 雷达    时间: 2018-2-27 09:07
冰蚁 发表于 2018-2-27 07:007 t. U, \( T; x1 s, b  P
天线上没啥黑科技吧。不过用到了类似 td scdma 里的 smart antenna 的概念，也就是一个电调相控阵天线来 ...
( |9 K4 S) x" \1 q1 ]
查了一下，你说得对， smart antenna 没问题。& G  ~- l+ \5 h3 j
隔行如隔山啊。
作者: tangotango    时间: 2018-2-27 10:15
pcb 发表于 2018-2-27 00:25
/ M5 n" N& F0 V  i做下算术题5 X0 E- i5 e) d: j$ @
“另一层分布在更低轨道 （VLEO --- very low earth orbit) 上。这层的轨道高度约340公里左右。 ...

/ U5 x6 Q% @1 B+ E大城市根本不是VLEO的目标市场，卫星不可能跟城市的地面蜂窝网和光纤宽带竞争。不发达的、偏远地区需要卫星宽带接入，但是经济回报支撑不了这么多卫星的网络。但是全球所有的客机航班（每天10万架次级别）很需要宽带数据接入，有不间断数据通信不光服务乘客， 而且提供不间断定位，避免再次发生马航被劫持而根本找不到飞机的悲剧。类似地还有对所有的海轮提供宽带接入。对中国以外的各国高铁、普通列车，VLEO接入也比蜂窝网经济，而蜂窝网与高铁通信的多普勒效应对VLEO可以忽略不计。高速公路上的汽车接入。对这些交通工具而言，VLEO地面终端的体积、天线尺寸、成本不是问题。还有外包美军所需的大量宽带数据服务。以上这些近期可以服务几千万的用户，经济规模足够维持卫星网络了，当然总的通信容量还是比全球的4G、光纤网小得多，但这本来就是一个细分市场而非主流市场。至于说给广大不发达地区用户送温暖（宽带），只是附带的效果，吹吹情怀而已，属于硅谷公司的典型套路，不能用来做真实的财务计划的。$ Z: y* ^, e! O& j+ {. O
才是VLEO
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-2-27 11:50
下行还好，卫星功率做到几百瓦没有什么问题，上行要一个小盒子产生几百瓦，考虑到发射效率30%左右，恐怕要准备3千瓦的大盒子
作者: 四处张望    时间: 2018-2-27 17:01
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 11:50! a! H6 x% ?0 d1 h& ?
下行还好，卫星功率做到几百瓦没有什么问题，上行要一个小盒子产生几百瓦，考虑到发射效率30%左右，恐怕要 ...

3 \) |; i# q) M/ E  ]9 m! _常见的客户访问，上行流量都是小一个数量级的
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-2-27 17:12
四处张望 发表于 2018-2-27 17:01
! S, ^/ R5 R! X- x  A. R% N常见的客户访问，上行流量都是小一个数量级的

$ ]. C9 n7 {9 T, d, F) H( Q现在的3G WCDMA，4GLTE，双向带宽相等，说明上下行差距不如以前那么大了，比如上传照片，上传视频。还有迅雷这种模式，把上行当成空余带宽资源。这一点可以看主流的光通讯，GPON速率分以下几档：
3 f: m1 y5 O* ~; S6 U0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
& g: J& ~  U! q& S4 [  A' w0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行- R+ @' v! m2 o! B
1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行: X# h4 f6 j9 j6 S# z3 s1 c. z
0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行& G( T1 a: u* I& s
0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行
" ^% G- i% Z4 @$ K! Q! I$ D1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行$ r5 q. ~& Y0 M3 h
2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行& a) p0 e3 ]  p9 B6 Q- z" ^( M+ y* X

8 P) w3 o5 B7 l其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
* }) a# C  b" t2 \/ I
" {6 G2 d* |* R; W6 Y3 c5 W
作者: 四处张望    时间: 2018-2-27 17:29
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 17:12; [9 Y- L. f8 @+ q$ E' S
现在的3G WCDMA，4GLTE，双向带宽相等，说明上下行差距不如以前那么大了，比如上传照片，上传视频。还有 ...
0 J: @5 @/ K# [, t. i
我说的是需求，不是技术
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-2-27 18:01
四处张望 发表于 2018-2-27 17:29
: D2 x- z/ I& N' m, O我说的是需求，不是技术
9 R/ z3 L% I( p
提供服务的不是傻子，因为有需求才把上行速率和下行速率的比值从1：10提高到1：2
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 19:36
本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-27 06:54 编辑
" j- F8 `  `& f/ n' V1 H. x
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:503 \- P# g, _/ n' B( t; a
下行还好，卫星功率做到几百瓦没有什么问题，上行要一个小盒子产生几百瓦，考虑到发射效率30%左右，恐怕要 ...

1 {- i4 r( P% H# ^: i) ?1 q" j# P% c
4 o. m8 Y/ ^9 }. l9 G( t# O发射效率咋可能只有30%。按你的算法，现在的海事卫星电话都不用玩了。这种电话的手持机用锂电池，整机含电池重量300多克。通话时间可以有好几个小时，待机可以100多小时。马斯克提的那笔记本电脑大小的接收器，按他说法里面是一个小型相控阵（多根天线），耗电可能会比海事卫星电话的一根全向天线多一些，但也不会夸张到几千瓦这种。而且相控阵的天线增益比全向天线高得多。地面和卫星上都用相控阵，整个链路的增益值一下子会加不少。
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-2-27 19:46
本帖最后由 陈王奋起挥黄钺 于 2018-2-27 19:49 编辑 . ~. n. ?: [" y, a1 ]
冰蚁 发表于 2018-2-27 19:363 G5 V% k2 E. v9 v2 E; J, {! I
发射效率咋可能只有30%。按你的算法，现在的海事卫星电话都不用玩了。
$ G4 y" d& Y! A& `: ?

- t2 }' h% ^9 V* o, `带宽低，调制方法简单。典型的GSM调制，发射效率50%，到了4G，发射效率就下降了。
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 21:06
本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-27 10:47 编辑
* x$ @$ S; z* e5 E
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 06:46. e( p# @  K$ ]2 N. Z7 F8 u
带宽低，调制方法简单。典型的GSM调制，发射效率50%，到了4G，发射效率就下降了。 ...

  E2 u/ }7 _7 l! n
+ p; r' U3 }5 }即使降到30%，发射功率也不会到千瓦级，太夸张了。手机的发射功率最多是几十毫瓦级的。海事卫星手持机的发射功率是几百毫瓦级的。目前使用地球同步卫星的卫星互联网用的地面设备发射功率也就1-2瓦。star-link 或者类似项目的地面设备发射功率也应该类似。
' D: u+ s( A/ H" A
9 H7 Z" A0 e" D9 k- y, @0 [& Wstar-link 那块板可能还包括wifi 路由器，加上编解码部分，整机功率有个几十瓦差不多了。
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-2-27 22:44
冰蚁 发表于 2018-2-27 21:06
( e, o8 _. l" I# f# q即使降到30%，发射功率也不会到千瓦级，太夸张了。手机的发射功率最多是几十毫瓦级的。海事卫星手持机的 ...
/ I# R  ^/ @" e+ |' @
你自己计算link budget吧。 我对K波段的噪声电平没有概念，所以估了一个数，假定信噪比为7。按照我以前玩卫星接收机解码的概念，这个数字不低了，很多时候解码门限电平是0dB
作者: code_abc    时间: 2018-2-27 23:08
由于使用扩频技术星地微波通信的信噪比远远高于7。
作者: 四处张望    时间: 2018-2-27 23:37
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 18:01
9 e5 W/ b$ X- @提供服务的不是傻子，因为有需求才把上行速率和下行速率的比值从1：10提高到1：2 ...

& {+ B2 g( J3 k* L用卫星数据玩p2p，也亏你想的出来。有上传带宽总是能用，但是p2p原来一个作用就是为了能榨取一般用户少用的上传带宽。
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2018-3-2 23:20
他的申请书哪里能看到，能放一个链接吗？
作者: 冰蚁    时间: 2018-3-3 09:20
本帖最后由 冰蚁 于 2018-3-2 21:15 编辑 : D5 {8 E  S, h. |8 r
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-3-2 10:20
( S9 z5 z  M% q" b  m. W6 J他的申请书哪里能看到，能放一个链接吗？
, L! T% V$ _3 y6 _2 x

7 S" d3 K3 c4 J. j: h/ h) zhttp://licensing.fcc.gov/cgi-bin ... numberC/File+Number3 G6 e( P7 a$ `  t
2 L& G1 _4 k- C' |0 @, `
里面的内容有很多，我只看了一点点。里面还有很多具体的计算都还没读。tech file 100多页，我只看了前面一些页。
! E! M8 e- Y$ C% O
! H; f7 K3 q( h# Y# u" s  G, N这是后来的一个增补的文件  q2 [- I7 B2 ], d  C$ C% U
: Q  b# R  L7 g4 a
https://cdn.arstechnica.net/wp-c ... Legal-Narrative.pdf4 v' g9 C; J! h+ h' D6 j0 ?, |& ?




欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2