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[工程技术] star-link

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34
  • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘

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    楼主
     楼主| 发表于 2018-2-26 23:39:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 12:26 编辑
    1 M$ d# U; H: f( ]3 N  b& s5 E! w: X! c9 K1 K3 E) v% i
    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。/ ?% \& ?- E: w; q, G: `" k

    & p7 ^6 ]/ }/ }; K* F4 z& T马斯克的这个项目要建两层卫星网络。/ s6 l, M+ {5 X) r1 a

    ' o% R4 W4 F  y" @. z5 ?2 f3 V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。
    ) G  E, A& a' R! x0 b4 z* y! ^
    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。
    $ Z. y& X  L$ Y' Q) b3 j7 ]) f, V
    2 S6 f0 E% L/ Q$ z% 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。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。) E% u, g: I" d' u1 {9 i
    % {( O  n' D# h: [6 v1 |" [
    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 l7 Z: E' M% x+ u' S5 x2 A1 N( I" y; K  _. Q2 b
    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。" v' {0 h  y; C2 y1 a3 f6 H3 @. Q

    ' [; ?( j6 i4 _$ G9 o9 X* Q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。  
    8 y1 l+ d2 f% J& q  a+ }7 Y! p3 y4 g$ ]' U' u3 {2 d: c

    3 t7 _0 u. }! F, v0 Z
      p/ U: v! ]& G! K

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  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前
  • 签到天数: 3237 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2018-2-27 00:25:17 | 只看该作者
    本帖最后由 pcb 于 2018-2-27 00:28 编辑
    0 p5 ~8 W+ G+ l& t  Z
    ) v0 {- I" [7 R* y做下算术题
    ; v9 |0 ?: P$ ~! Z( |“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。”
    0 g% ^( d' @( h1 j% V1 V& b% \1 v$ g' R  E; W. Z. J
    2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层
    6 c( C" K# h, o' m
    # u6 }9 t% ]. K/ S7 L$ B) _# q1 M. y$ i地球表面积 510 million sq.km; T( K5 ~5 z( v( Y6 J
    ( q, |; J, p7 E
    不考虑overlap,每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km
    # y6 _/ p; p  E8 C9 A, g- K3 S# ^3 q# @3 I7 K" Y0 p9 J' O
    北京市面积 16,000 sq.km,按上面的计算分不到一颗卫星& |# n& w5 P* s, q0 a2 F$ r
    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?. ]: V) l. y; d, Y% g9 w
    , N1 g  P  W& F
    (5+2) = 7 G, 除以 20万# Y1 [  H( X8 U% c& E! R1 S

    ; n3 B, _# V  _$ r+ ~35k4 z2 }1 T/ |0 p" k+ V7 |9 t

    点评

    油墨: 5 油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5 +1: 5 伙呆了: 5 火钳刘明: 5 不明觉历: 5 喜大普奔: 5 男默女泪: 5 累觉不爱: 5 这真是极好的:   发表于 2018-3-3 22:32
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  • TA的每日心情
    开心
    2022-8-10 16:37
  • 签到天数: 1067 天

    [LV.10]大乘

    板凳
    发表于 2018-2-27 00:58:39 | 只看该作者
    pcb 发表于 2018-2-27 00:25
    2 R9 _, K- X3 L1 M6 r( n做下算术题2 E* c2 `3 G+ c7 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。 ...

    + {  a* E6 G( i3 n7 [: 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)。
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34
  • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘

    地板
     楼主| 发表于 2018-2-27 01:04:19 | 只看该作者
    pcb 发表于 2018-2-26 11:25
    " g! v; e8 D6 t# M% P3 O6 a做下算术题. T2 F! p& a; q7 T; f' s& 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。 ...
    3 J9 l3 E/ e6 G; `; F% _, ^
    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。
    - f2 Y' ?( h/ c, s0 u$ y6 z
    ' R' X2 v4 v2 C9 J- h2 h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。
  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前
  • 签到天数: 3237 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2018-2-27 01:16:28 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2018-2-27 01:04
    $ V' F; n3 [6 F# 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, ...

    + b. j6 c8 t$ t% M7 U8 f2 r" ~so, 这个是抢目前海事卫星电话的市场的?

    点评

    玩完。打错字了。哈哈  发表于 2018-2-27 01:20
    真要有这种网络,海事卫星市场多半玩玩儿。  发表于 2018-2-27 01:19

    该用户从未签到

    6#
    发表于 2018-2-27 02:46:38 | 只看该作者
    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?
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34
  • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘

    7#
     楼主| 发表于 2018-2-27 02:57:47 | 只看该作者
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 13:58 编辑 ) G/ i$ j: b! F' j" F5 \
    晨枫 发表于 2018-2-26 13:46, W3 u- j6 [, o1 y9 W
    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 ...

    # C7 L2 T! n( a2 z6 T
    : b* r5 n( ^" ?9 T9 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。
    # r5 }7 T+ L5 t2 Q; I, V% x+ K9 [( A* F/ B! j
    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。

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2018-2-27 03:30:51 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2018-2-26 12:579 R6 [* f! o* v* W1 [0 S* ?& F
    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。0 h0 \, F+ a& }* o: k4 v9 G
    3 f8 s, w) @; l  B) Q
    据报道是要用一个类似ipad,laptop那么大的 ...

    4 x) j# G; A+ ~8 o! V. Eintended customer base是什么呢?如何与现有4G、5G竞争呢?

    点评

    我另一个帖子写了,我觉得还是直接搞B2B吧。抓企业用户。可能还有点希望。  发表于 2018-2-27 05:43
  • TA的每日心情
    慵懒
    12 小时前
  • 签到天数: 3546 天

    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2018-2-27 03:43:11 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2018-2-27 03:305 l9 Q# Y$ B4 W1 l' _
    intended customer base是什么呢?如何与现有4G、5G竞争呢?
    ! n) b4 n! ^- \2 T% j2 f2 i
    相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~

    该用户从未签到

    10#
    发表于 2018-2-27 04:52:49 | 只看该作者
    北京阿新 发表于 2018-2-26 13:43
    0 K1 a$ M5 |% b5 M# M9 K+ H# J% X' u相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
    : M% j7 p' z6 T! V3 w. n7 h

    * a( D- k5 C! 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。
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22
  • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘

    11#
    发表于 2018-2-27 06:26:14 | 只看该作者
    有点意思。* Y* k2 s1 V, R; n" C4 p
    “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。% z: E, M4 H. H' _3 x
    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。' W7 B0 u4 J" i
    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?
    3 X1 j* `, W% x" S" o! @+ w: Y# x0 I8 }2 T5 B) o, _* I7 T
    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。
    ' S8 R* ^! J0 U9 @$ Q
    & ]2 D' H8 H3 G1 d. G! U
    ' K  j* u: ^* P' X1 i
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34
  • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘

    12#
     楼主| 发表于 2018-2-27 07:00:57 | 只看该作者
    雷达 发表于 2018-2-26 17:26' c  v' N, B3 j; L* k4 o
    有点意思。7 m1 Z4 O% L' Z8 {# ]0 p, N8 Z
    “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 g" L4 {2 @/ {. |/ y
    " D7 X5 o* ^$ M3 g. q% 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调节指向。雨雪衰减没得救。物理定律大概是破不了的。

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    给力: 4.0 涨姿势: 3.0
    给力: 4 涨姿势: 3
      发表于 2018-2-27 07:46
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22
  • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘

    13#
    发表于 2018-2-27 09:07:32 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2018-2-27 07:00
    / W" }6 a- w5 G: g- u) b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 ...

    " Y$ ]* D# k/ a7 T+ F8 F1 T查了一下,你说得对, smart antenna 没问题。
    3 x" P+ H( d% o  M' E. K2 W隔行如隔山啊。

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    涨姿势: 5.0
    涨姿势: 5
      发表于 2018-2-27 09:54

    该用户从未签到

    14#
    发表于 2018-2-27 10:15:38 | 只看该作者
    pcb 发表于 2018-2-27 00:25# O* U& g2 H5 [) F
    做下算术题& ~3 @5 q& q( z
    “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。 ...
    ! ~- [: M6 _2 \* \) J* z
    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。
    3 U, e6 |( [9 W. i才是VLEO

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    涨姿势: 5.0 给力: 5.0
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2018-3-3 10:07
    给力: 5 涨姿势: 5
    good point  发表于 2018-2-27 17:00
    涨姿势: 5
      发表于 2018-2-27 11:08

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    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-9-28 03:33
  • 签到天数: 17 天

    [LV.4]金丹

    15#
    发表于 2018-2-27 11:50:38 | 只看该作者
    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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-9-11 23:24
  • 签到天数: 1661 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2018-2-27 17:01:17 | 只看该作者
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 11:50; ?) {, n( j5 h  }% f8 x; }
    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 ...

    4 K3 M5 N, A$ v! N) {2 `, ?常见的客户访问,上行流量都是小一个数量级的
  • TA的每日心情
    开心
    2020-9-28 03:33
  • 签到天数: 17 天

    [LV.4]金丹

    17#
    发表于 2018-2-27 17:12:43 | 只看该作者
    四处张望 发表于 2018-2-27 17:019 \. _* |% y' @' F7 a8 L
    常见的客户访问,上行流量都是小一个数量级的
    4 g, t7 v) Z+ l
    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:/ B9 g! m* O  T% g- X
    0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
    6 n, J' a0 \+ g+ E% t0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行
    + M1 v: D0 ]* P0 Z" w0 C1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行  k6 k% K7 U+ r- a$ v
    0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
    / D  i+ q9 o% G+ w+ N' D0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行
    & I5 p* U0 u+ Y4 f. T) O+ e1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行
    " P" P  {# D5 O7 K6 I9 l2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行
    # V0 F  S0 c6 C' a, D! d: ^! m
    其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
    ! ~& G; w- G, X; r+ n# L, j" V
    ( o, {  Z8 }% ]$ n, @
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-9-11 23:24
  • 签到天数: 1661 天

    [LV.Master]无

    18#
    发表于 2018-2-27 17:29:45 | 只看该作者
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 17:12, x$ w' A, Q, u! f1 h
    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 ...

    ' |; P8 f, V6 @& B! v% i# P; C我说的是需求,不是技术
  • TA的每日心情
    开心
    2020-9-28 03:33
  • 签到天数: 17 天

    [LV.4]金丹

    19#
    发表于 2018-2-27 18:01:53 | 只看该作者
    四处张望 发表于 2018-2-27 17:29
    " n& O- l2 p% o我说的是需求,不是技术

    ( w* X9 f7 K' _' u, F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
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34
  • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘

    20#
     楼主| 发表于 2018-2-27 19:36:26 | 只看该作者
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-27 06:54 编辑
    ! u( o: h5 L  f; g
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:50
    & t( t% S8 a/ L, w& 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 ...

    " H* q+ x. Z3 N# @( _: [& q% c
    1 Z( }6 z3 i4 Q1 g1 l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。

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      发表于 2018-3-4 10:50

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