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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

    跳转到指定楼层
    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 9 y% J$ X' y. V5 J* d% A

    5 _: a0 p9 V- J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。% y) U( C2 i3 O" ?

    ( V3 |2 f1 }! R0 q9 ~- [马斯克的这个项目要建两层卫星网络。9 q6 |) d: p1 O" z  r" m3 m
    , t" O# u7 s$ b3 W# ]9 }6 _
    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。  r/ e4 P* c9 L. E# |0 ~; e+ R

    " t) l- r% l' f, d9 c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。
    . a/ ^: Y. W4 c/ J. O. n# ^
    ; Y; Q* l6 v4 g' e' L' o" n- 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。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。
    - ?( N0 H" ~9 S( A# M' W/ b+ J6 Q
    & j' j5 m% n6 y8 j. E9 pLEO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。/ v7 Z/ C7 |  _+ T% M& M$ m
    2 @; T% S, M8 g9 A, D, Q( L! X
    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。5 Q" n/ ?! }$ y- x
    6 W5 I5 y7 h& v7 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。  , D8 G( W# y; E

    - G- t! D7 i! X( i2 g
    + p7 g# {  I% D4 ^
    4 G5 u2 [3 h  D; n; `

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  • TA的每日心情
    开心
    14 小时前
  • 签到天数: 3147 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 : n; {+ ~% M8 x( t  w6 \1 }
    : L4 D% V( t( Q, z. p# s
    做下算术题
    & E) g) Z" c# ^; a. y' 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。”
    0 j% K7 T1 v  M8 `! E8 c0 P5 O
    - x0 m! P) p9 k2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层$ ~7 U4 ~3 P! k" H9 R
      Y& G: w6 ~7 J
    地球表面积 510 million sq.km
    $ M8 X- @( H2 l5 H1 c! l) K! X+ i( t' T- w3 a' ^
    不考虑overlap,每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km
    ( Z, V. h4 e: T0 q; G" W  |
    $ N$ q/ ~+ W% O$ b北京市面积 16,000 sq.km,按上面的计算分不到一颗卫星
    $ y8 z& P; Y1 }4 H' v  K) T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?- F# h( I" H9 N

    $ o; \( ^3 k& r/ [" N(5+2) = 7 G, 除以 20万, G6 ?5 N7 O6 M5 |' U
    3 \% S$ d0 c- M( g8 s
    35k* y5 y5 A% A/ ?" ?7 {, 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
    + i9 F  H, N2 k1 w/ }' B  t) ~, i: H1 E做下算术题: F! n; y' G% v/ 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。 ...
    0 n* C2 N0 E+ o& D6 _$ P
    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% L3 p) X, c' x' }" W" _
    做下算术题
    - O) Z; c: B/ p+ B' S“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。 ...
    8 a! ~4 |' {( o6 c+ ^
    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。1 s6 S& q1 P. V) G1 o
    3 \0 H. o& c! I  A) C7 O' 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。
  • TA的每日心情
    开心
    14 小时前
  • 签到天数: 3147 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
    6 G0 a* c- J! k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, ...

    & W9 g: u4 J3 J! \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 2 i5 Y6 C, ~) D' ?) s
    晨枫 发表于 2018-2-26 13:46
    8 v0 E3 K+ y7 c7 w3 n, c# r* F9 _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 ...

    ' J" K/ J/ z% z+ O4 ~1 }& T, I. Q! w+ m7 y, R2 \. ?: T" U/ T0 E
    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。
    & B- m; H& r  F" \) N2 h  g
    " R# p1 y, E/ D; U# V2 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。

    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 12:57
    # b7 g/ y. T7 H4 X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。7 z: P# g5 F  T3 R% P9 Z; {1 s- N

    " e5 I- @; N3 `9 o据报道是要用一个类似ipad,laptop那么大的 ...

    6 P8 o0 F; X: g( b1 ]$ qintended 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
    15 小时前
  • 签到天数: 3444 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 03:308 f$ h* A$ q" t" b" }4 J( k7 V
    intended customer base是什么呢?如何与现有4G、5G竞争呢?

    " d& x, l- i' y) ^* x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
    3 o# G  u. x: |. u% V相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
    9 u+ P6 c3 f$ V& i& o

    ' o) C9 U9 i* A1 r, [' Z: U7 R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。9 U% O+ A2 I9 t; J6 x3 m$ k
    “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。
    $ h0 e) f% B3 a) s6 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。/ S7 L- F% C) i: h4 F
    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?
    9 U" |4 u3 c3 A5 i. U3 u% h
    # Z$ P1 X0 C1 P  Q# r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。
    ! D0 v; Y7 E9 D  k/ ?- q3 Z; C3 K# A' q$ G, \  V

    0 F' k2 b3 y+ H5 |- d) `) v
  • 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 17:261 I6 }# |0 u) p7 a  o& m9 z5 d
    有点意思。; P0 p& A4 X# k. V; m! 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 ...
    5 c  |! T1 \$ ^" m8 a9 B

    ; `0 h$ b% a9 n+ A9 B: 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; P/ m, G& f, K  h9 Q: 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 ...

    4 e5 M. f1 Z2 b' `查了一下,你说得对, smart antenna 没问题。3 O* o7 A* J4 _- C5 |. S
    隔行如隔山啊。

    点评

    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' s, O% D! [* v8 {8 |- |% u& k* y
    做下算术题( n5 ~. X; G5 V$ [' S! c) N7 n
    “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。 ...

    $ C( l$ g( R4 G( ~' a1 Q; G, |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。$ `+ |1 `, |' b/ D1 B6 }6 f
    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
    穿着裤衩裸奔 + 4

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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
    3 天前
  • 签到天数: 1634 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# j# V) u3 ^8 n) _( B& }  V8 Y# _
    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 ...

    0 E; ?; A9 q+ I. f3 C1 Q( e: ~# j/ o: w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 17:01* ^, d$ @" X' Q
    常见的客户访问,上行流量都是小一个数量级的
    5 L1 p" y8 K' J
    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:0 s. e- Y7 x0 I) Q" r9 x1 Q+ c
    0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行% G  K8 k0 h, i- J$ z6 R6 j
    0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行
    # F2 F7 S* s( ]9 B2 I1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行; O- W5 ?0 R) d
    0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
    ! i& N4 J, R. s* ~5 d7 O- Z$ D. m0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行
    1 Y9 ~7 J7 G2 t  w  Y; y1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行$ L8 g1 Y& H2 L1 ~5 O
    2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行
    ' a$ t% `) o$ N- m3 R1 [
    ; f, t& q- C/ L3 m3 |其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
    1 I# ^& o" l  ^$ G
    9 r6 M/ u4 e( E( t
  • TA的每日心情
    奋斗
    3 天前
  • 签到天数: 1634 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
    6 Z. ]4 l. E' [  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 ...
    $ x- Z) a2 ~" l* ~$ 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
    1 ?; A% \0 h( D: ~7 U我说的是需求,不是技术

    + T2 f' `- P0 I3 X/ ~1 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
  • 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 4 ~+ }9 V. R, C, y* i
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:50
    + A4 Q! v* M; |+ K$ X. z% k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 ...

    . W7 p+ E. K! `
    3 x# F, I3 |  Y: T- J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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