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
) C" s; Q% c; S$ _7 d, f
: l" V7 r; _! Y5 T+ c! \$ V3 V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。6 D7 a7 j! l) i
* f! Q! J7 C9 c% W/ x& b& ~
马斯克的这个项目要建两层卫星网络。1 b8 i4 b  {, l; O$ [
1 W2 H2 g# Z2 W5 I# B9 ?% G( L
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。0 i9 V5 E1 r& J1 B0 e# O
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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。9 y* ?* Z' k! |# k1 e( C7 U9 @
9 U/ f: p% ?1 ]) X. a' j0 _
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。
4 r" ?0 E( m% R
) s% f6 L% `5 Y  G& \  ALEO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。
, [# ?& I4 V0 B
" X2 @9 }' M2 `, U8 [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。- ~, q9 N0 ^. m2 s- h) c

. e; C, D1 d; t  \" s& [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。    y6 P' F* A( s8 B

) Z8 {& b5 D8 J5 F6 z/ |9 p) r
+ s1 }" A# \- N/ P
% k7 q4 Y* \1 r# F( m1 I) d
作者: pcb    时间: 2018-2-27 00:25
本帖最后由 pcb 于 2018-2-27 00:28 编辑   d4 |1 ]# U8 I& x* h# f; Q' s$ m
( c2 L! y, K: Z5 C& v( }( v* o- S
做下算术题( v9 l9 r7 a; z3 L0 C7 O9 q
“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。”1 y, ?8 o! Z" R/ B+ p; Q

6 y- `- s! @4 R; Y& L2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层% ^! \) E, S3 ^4 K! c

' q% E! h8 Q! J, r( \3 Q地球表面积 510 million sq.km. K9 b9 |) l; P' W
3 ?% Y6 D/ e6 @3 X0 T( ~- h+ g
不考虑overlap，每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km4 o# c# U2 A8 K8 N3 q1 R
0 Q( q! c. A- J* h& q
北京市面积 16,000 sq.km，按上面的计算分不到一颗卫星
" T" J. f# I) f/ A# H- h4 j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？
: N. @' O* I% a! X# T+ `$ G5 t/ y
! v2 E2 [, Q- n) E! J3 p- y（5+2） = 7 G， 除以 20万
2 i7 P4 b7 i4 |! b  i0 [! e1 F( b7 J. {2 Y
35k! a2 P# @9 f" {1 ?& h& H
作者: code_abc    时间: 2018-2-27 00:58
pcb 发表于 2018-2-27 00:25& _9 r. t" w2 G
做下算术题% d* P% y1 x* p" I$ x  P* [
“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。 ...

9 u+ j! o" |* c* x# Z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 11:256 p6 C; _2 f% \" M# l
做下算术题/ V/ \8 s4 J, R# M+ ?
“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。 ...

9 @; b8 o( I+ l; c. o/ ?( }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。
/ W2 ]6 P8 R/ I/ {  o
' T0 ~1 M1 K9 @0 m  a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" A- ]2 _5 p5 g
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， ...
% t7 }. W4 ?" l7 A* e$ Y0 M  Z
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 ! Z* L$ ~3 _* A0 C
晨枫 发表于 2018-2-26 13:464 g1 V4 y) C1 \- d$ |% @. U* F
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 ...

0 E9 E( {$ u: Y" P# o2 t1 H& J, B5 \  }" H
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。( J6 F0 Q6 z0 I# h" X
9 e$ M) K% F0 g
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
0 A- j6 g- k% L  f3 o6 ]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。1 _+ T3 h+ c) `7 C# `! b

  t3 K! [( w$ s- G据报道是要用一个类似ipad，laptop那么大的 ...
0 N5 R) K, c% s$ u6 |! W
intended 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 03:307 Z+ d) K5 Q; z; w: V" T
intended customer base是什么呢？如何与现有4G、5G竞争呢？

7 P, Q  d: \0 w& h3 p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 13:431 T* \  S7 `3 t: Q; a0 h7 C2 u
相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
' T% J9 F5 t; N& X/ z

& I3 @# P; s0 R1 I4 ~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。
5 _( b; Y7 |$ {/ s“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。" [& j! R" J) K  f4 A8 V. J1 z% q
VLEO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。
. r' T2 x& n7 l, m7 E! N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？
5 m3 ]" `4 E/ i5 Q. C' G( w
3 `. J8 G- G& k; }  U% K4 v- L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。7 s, g, K' i! Y2 X1 A4 u

1 o0 [3 q6 k0 A' P" F* J8 E! R0 H  t  T! Y$ }
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 07:00
雷达 发表于 2018-2-26 17:262 u. W  L4 Y/ s7 U( Z
有点意思。
, B  M( G& [; v3 Y( [, h) U“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 ...
# |3 Q+ F$ k6 i
$ s& U' K: H+ {# F( A. J
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 I/ Y7 |5 ~# r0 z: @2 a
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 ...

$ }2 v& L, q0 `1 C- e- I查了一下，你说得对， smart antenna 没问题。
; D2 n+ C) S9 z% R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
1 H2 I4 m, O- V. j+ a做下算术题
: ]) p) N( z( M! j0 Q- b/ _“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。 ...

: f6 k+ k" F* q9 e$ n$ r3 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。4 a5 p" ?$ A- J# {% _" a
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. m9 d1 x/ }# V# f% ^; z
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 V7 q- e6 W1 j' n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
4 U( P. e9 Y5 p2 i) X常见的客户访问，上行流量都是小一个数量级的

' v, R' [+ Q- {0 o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：" `2 S7 v0 R" u4 q4 Z+ D5 w0 m
0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
) R# l' H9 w1 z- c9 N0 i$ C& ]0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行: L. }& M: K: c3 a
1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行
; o. ?9 B) R% E& f# U7 u1 ^0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
, _5 ^8 t. J! i1 q9 O% V/ f+ q0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行. a2 D( @& \- N3 m
1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行
! H8 a; N! F2 N  I' s9 V) [  M2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行
% F7 l/ ?  a5 X  y6 q& H* J3 m2 Z* ~9 B1 v% v
其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
: y4 u' }# x' S- m* J" l0 R& j9 {: t+ `* Y7 k
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. _/ b5 L8 s6 n) l4 k+ v
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 ...
$ w' V% C2 W# u9 F; @9 {3 }
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 17:290 x$ l& n1 p6 w! p0 C& t3 L1 x
我说的是需求，不是技术

* j. h5 }% A+ ]; |8 i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
9 ?4 T' X" v7 Q% y% ~3 p; v
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:503 O, d% z$ v( }0 t1 L
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 ...

: ^, q% f% f. J8 Q( D: ~- Y- Q# ?# Q2 s2 C) _% @1 L  v  T4 m( T
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 - @* _, z' P7 @: A8 n: |
冰蚁 发表于 2018-2-27 19:36
8 f8 U0 f0 b( [4 D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。
' P8 G5 n1 [$ r: o. \5 s' g# A
6 O2 }$ a+ d4 r
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
! {- d, \. ~9 [2 |
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 06:462 _* f" N3 `# i6 c& c
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。 ...

8 W' v. n( B% i7 P3 @! l* ]* i) R+ P4 ?* V6 V$ o- n8 J
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。5 \* v. p. @8 g( ^
6 D& M/ H" E% Q+ a
star-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
: [6 G( y9 g9 H8 c# d) }& s+ G& C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 ...
& C2 q- Q5 R4 G+ `( l. A1 Z# y
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" I2 C5 W9 `0 ?
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 ...

) q0 |: h3 q8 e) Z# {( n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
2 I$ U2 i$ n+ H0 N& w! Y! x
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-3-2 10:207 l9 E& x" p+ N$ v7 M
他的申请书哪里能看到，能放一个链接吗？

7 h/ A: J9 B" c$ k* [; c8 |/ a% U8 y# n% b4 v  v, {" _& X
http://licensing.fcc.gov/cgi-bin ... numberC/File+Number' S' q6 O; x; G7 c) o, k0 W

% A9 t) j) V& h8 y# c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。0 Z% I4 K( U. G/ J- v4 S
, m' [% p" F7 B& N1 h& @
这是后来的一个增补的文件2 o+ T9 V' _; ^6 o

$ m" V' e: S( i( Thttps://cdn.arstechnica.net/wp-c ... Legal-Narrative.pdf$ {$ f. v8 C% V( P




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