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
( f" \" _5 I* \' t
% B/ Z% L, \9 T3 p+ [. ]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。
. T6 F- W0 U# ?! r& f" u
2 P2 N- E) y  m) T- Y& p$ P马斯克的这个项目要建两层卫星网络。
& J" Q7 G  _1 M0 o; k3 \! D+ p  |9 h
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。( u" x) U- u: y3 P: ^7 C& \4 [
$ x2 M4 l* W4 d7 Q$ {* q
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。* ?. {6 f7 a, m% H

8 |! i8 v: s8 x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。
" e4 `9 X+ F! X8 K! S4 Z" _6 H2 H# ~9 x* x
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。% L5 l/ C9 Z/ d7 T
3 Z7 x7 L# o5 _' x$ L
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。
! \2 h* x# I- ]+ j4 C; m9 _  Y* c- p8 n
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。  
% ^2 m8 A. p/ m3 @6 g( Q& U
2 M0 E- q/ j/ D+ f5 c+ E: b/ _2 I5 w0 O6 F% R

8 `; B, |+ u5 ~. c3 V
作者: pcb    时间: 2018-2-27 00:25
本帖最后由 pcb 于 2018-2-27 00:28 编辑 " o# v, t3 g' L% @- U* w0 r

, [. N3 C$ ?, ?  C4 V: a7 I做下算术题
/ g7 V! L  u8 ~) F3 x3 q9 f, @“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。”
  L; _1 ?' j8 F$ p$ F" A) B2 S8 |/ I! F' n" }
2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层
) D8 J7 j, Y8 }5 k9 F
+ y: t; s4 l0 S3 @地球表面积 510 million sq.km# O( C' e! j2 R3 u6 F
5 A9 Q5 M( Z* c0 @* E% A
不考虑overlap，每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km
" D; q$ c- d/ \1 L
; g; K) H+ x# ]北京市面积 16,000 sq.km，按上面的计算分不到一颗卫星* L, \9 ^3 G% n( S: }
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？/ x# Z6 I/ R; L
1 I* ]! P0 b* n1 U$ \$ b& h# P
（5+2） = 7 G， 除以 20万
9 M/ ?. H2 ?( K) \$ r2 U  M9 T1 s/ J6 f0 F+ s
35k
7 S2 Z4 k; N5 c
作者: code_abc    时间: 2018-2-27 00:58
pcb 发表于 2018-2-27 00:25
2 L& L. e: m+ a  `3 u3 @$ ^" f做下算术题
+ I0 a# S& {# T/ }/ s  a$ z+ d“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。 ...
( Y+ C/ S+ i& W' r$ n
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
( p2 y& k3 @: z做下算术题
; V! J* ?# J) Q: r“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。 ...
' Y0 j* I: T5 X# P5 Z
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。
2 M1 V6 K& Q# W! \( V, ?) S7 j! k  t
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
# m8 c9 y7 F& P6 T% P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， ...
( V# X1 L; I/ a
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 ! ~* K) }1 S' h) V9 O
晨枫 发表于 2018-2-26 13:46; _0 Y, O- ]7 q3 n$ ~& \
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 ...

/ H; D8 J; ^9 g% O) z! A( d3 t+ ^9 v4 K5 }$ U) q
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。
2 ]! h" m( r9 E8 G( u7 K: A! M* e+ p- T
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
& a, \4 r/ Q" o7 j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。
' p8 n* P5 [% Q) R9 `
$ n' x- U" n2 ]. z据报道是要用一个类似ipad，laptop那么大的 ...

( t: R! u- u: a4 c3 m; x+ n" A5 |) Eintended 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) C4 v* [7 T+ V# m+ b- j
intended customer base是什么呢？如何与现有4G、5G竞争呢？

5 ?' w# g/ ?# f6 @( N$ [5 |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 13:43
) i" W+ w0 }' g4 Q) V; v相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
9 R! j7 h: j9 D

$ C% K5 h$ l1 p7 v: C( ^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。
) e- ?) B0 J- r& L“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。; N' [) g; q. z8 D4 n
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。
9 }( D( }/ @( [; B# I5 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？- B5 G% k5 X2 }  ]

' q% Q/ Q2 K- p0 ]" Y) A; V9 q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。
8 j! d9 Z6 \  x1 y! i
: g) }, T% A% c. U+ j. V
* e: O' B% h2 Y& f( q' l
作者: 冰蚁    时间: 2018-2-27 07:00
雷达 发表于 2018-2-26 17:260 T8 x" @$ t( ^$ Z; \/ g
有点意思。
+ K- x" r5 L" C/ u& C“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 ...

) _7 f, `5 z) Q8 d3 I) d
! O: G0 R; o; s, s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 07:00; [  j7 t& E; r- h, @2 V
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 ...

8 X" x9 @3 R* P8 ?. e5 q+ \查了一下，你说得对， smart antenna 没问题。* `' r7 k- J+ k3 ?1 p. S% N1 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
& _: n7 T' u4 R7 C* ?: J' {6 n做下算术题/ F, T' C; s2 X$ v6 i' 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。 ...

* Y; @% {. a2 [& A1 U4 f, n# o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。
. s6 Z8 N1 n  Q4 A7 }. ]5 k, w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+ b. q0 J2 w" N6 j0 I. u2 G! K! O. P
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 ...
. g! I4 @! ^+ w" a# e& {* V
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$ [" v/ [- e1 W- g: R5 f2 v' U
常见的客户访问，上行流量都是小一个数量级的
( e6 c! s2 G; 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：
, n: T5 J2 x+ B5 w4 w0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
( ?# J$ {" X( x. y0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行1 t, W: V# X; u  v3 ]
1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行
! g5 ~' C3 W7 B5 ^4 W4 u4 l0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
" d5 a/ X" o  {; I% a2 D8 C0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行- i/ z& W! B& i3 f8 n
1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行. J2 @, N$ H  f/ T6 p. G* _
2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行
4 z' M) Q0 p9 }0 q
9 I$ ]. ~. P6 k其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
  s9 {5 Q# |- z7 ^. l6 K) E& m, @3 {$ ]" 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
4 Q# G( O* E. w2 T2 |. n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 ...

6 _$ d% y! C9 j7 s, u1 U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
( a2 m, _. w1 V$ }6 u6 Y' q8 c6 u. G我说的是需求，不是技术

  z5 G" l; o9 F7 f* t$ x8 y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
; ^& }6 y( `6 N- X- j
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:50
7 E. _* [2 D* e0 K/ j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 ...

7 ]. B: Q1 S) H* g
+ t9 O9 k+ x* S* 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 : k) N  z- K* O6 F$ O
冰蚁 发表于 2018-2-27 19:368 y3 N. a7 N' C
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。

) s( w5 [, }8 Q8 J( q' p+ L5 `. V. s4 k' b
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 4 `/ n( K& P  Z+ N. I
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 06:46
& }! P. O5 _6 |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。 ...
6 p$ A, h' _; Y. e
6 u2 s3 g: r9 ^. G
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。6 F; x, H4 ]! j! r+ j, e( i
* i! K) r5 e5 q3 C' Y' x8 T
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
9 E% |* S- N* i. Q! h* Y" l( F5 @0 r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 ...
$ _- q: t6 R7 ^" |8 c, X$ [
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 M. m- J+ X1 s' {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 ...
! X( Z, Z, t; _( }6 V
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 3 E  t: T9 L6 G$ A" _: n
陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-3-2 10:20
$ M4 s) }6 ~/ Y; a他的申请书哪里能看到，能放一个链接吗？

  `. y0 Y3 s4 g( g: o- Y4 _. {
: C' u; W2 m6 n2 r+ D& M' _8 thttp://licensing.fcc.gov/cgi-bin ... numberC/File+Number
, o1 a) B" s$ E% D/ x7 J# t, Q2 m" w  H& t
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。9 P5 c# y( G* J0 P) M- K, J

$ w, \0 {( E$ ^2 K: [1 A这是后来的一个增补的文件
( I1 z+ R' y/ I% [/ b
) i" O6 w+ W; n8 S# v0 {$ h* jhttps://cdn.arstechnica.net/wp-c ... Legal-Narrative.pdf, C3 Z. x: V+ g9 A+ F  a9 W# }




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