cookieOptions = {...}; .5G 迎來新挑戰,什麼是衛星網路? - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2020年2月10日 星期一

SpaceX Starlink satellite network increasing to 42,000 satellites!?


源:我的极刻



在矽谷

也許沒有人比埃隆·馬斯克更具傳奇色彩

他是眼光獨到的夢想家

也是敢於冒險的挑戰者

從 PayPal ,到特斯拉、Space X

馬斯克總會走在時代的前列

鐘情於充滿創造與挑戰的領域

去年,馬斯克又盯上了衛星聯網,去年 5 月 12 日,馬斯克在推特上公佈,其在去年五月發射的 60 顆衛星,這些是 Space X 計劃發射的數千上萬顆衛星的第一批。未來幾年內,馬斯克希望向太空發射 12000 顆衛星,讓網路信號覆蓋全球每一個角落。


5G 網路的缺陷
所謂衛星互聯網路,與我們平常用的光纖寬頻網路、4G 網路沒什麼本質不同。區別在於網路通信的中間環節,由埋在地下的電纜、建在地面的基地台,換成了太空中的衛星。或許會有小夥伴心中疑惑,都說 5G 網路是未來的趨勢,怎麼又突然蹦出一個衛星網路。

事實上,5G 網路確實是大趨勢,高速率和低延遲兩大核心優勢,有望帶來一場萬物互聯的革命。但是任何事物都有其兩面性,5G 也不例外。 5G 網路採用「毫米波」頻段,毫米波在具備高速率、高頻寬的同時,也存在著損耗大和傳輸距離短的缺陷。


傳統 4G 基地台覆蓋半徑約為 1-3 公里,而 5G 基地台覆蓋半徑只有 500 米左右。因而,為了讓用戶隨時隨地都能接入 5G 網,電信商們需要建設更多的基地台。保守估計,今後 5G 基地台的數量,將是 4G 基地台的 2-3 倍。

同時, 5G 基地台的建設維護費用也遠在 4G 基地台之上。由於頻率提升, 5G 基地台單站點的功耗,相比 4G 大幅城長。而隨著功耗大幅增加,存量 4G 基地台的開關電源、蓄電池、空調等也需擴充改造,改造成本不亞於新建一座 5G 基地台。(3S MARKET : 以上描述,請自行斟酌


數量翻一番的基地台數量,加上昂貴的建設維護成本,直接導致 5G 網路建設總費用難以預估。所以,別看現在鋪天蓋地的全是 5G 的消息,其實我們距離 5G 網路依然很遙遠。


衛星網路競賽打響
在當今這個資訊化時代,網路覆蓋一直困擾著各國政府。 5G 網路速度再快,沒有信號只能望洋興嘆。 其實不僅僅是 5G,4G 網路信號覆蓋同樣不是很理想。以對岸中國來說,4G 通信基地台總量佔據了全球的 64%,覆蓋率在全球遙遙領先,都無法保證每一寸土都有 4G 網路信號。

其他國家就更不用說了,非洲、拉美國家通信基礎設施落後,網路信號一直是個大問題。已開發國家也沒好到哪裡去,在美國中部、加拿大北部人煙稀少的地區,4G 網路信號覆蓋同樣很不理想。


既然 4G、5G 這些陸地基地台,無法解決網覆蓋問題,那為何不在天上建基地台呢抱著這樣的心思,很多公司都開始用各種方式嘗試天上的基地台。Facebook 推出過大型太陽能無人機,從天上發出網信號。谷歌則選擇了高空氣球,試圖利用高空氣球在天上,不間斷地提供網信號。相比之下,馬斯克的「星鏈」衛星網路計劃,看起來要可靠實際的多。

早在 2015 馬斯克就透露了「星鏈」計劃,第一階段在 2019 年-2024 年,向 1100 公里左右近地軌道,發射 4425 顆小型衛星。第二階段則是向 340 公里的近地軌道,發射 7518 個類似的衛星,將網信號覆蓋光線和通信基地台,難以到達的偏遠地區。兩個階段合計 12000 顆衛星,共同建構一個大型衛星網,給全球提供高速聯網服務。


除了馬斯克,世界首富貝索斯、非盈利組織 Outernet、拿到了大量投資的 OneWeb,以及對岸中國的航天科工集團,都在積極籌備衛星網路,一場悄無聲息的衛星網路競賽已然打響。

其中,貝索斯旗下的 Kuiper 項目計劃,發射 3236 顆近地軌道衛星,Outernet 提出要發射 700 顆左右的衛星,OneWeb 也提出要發射上千顆衛星。五年之後,太空人在國際太空站,對地球進行觀測時,多半會留下「密恐慎入」的感嘆。


難以逾越的難關
為瞭解決全球範圍內的上網問題,馬斯克與貝索斯等科技大佬已經開始了「軍備競賽」。他們的計劃看上去都野心勃勃,不過介於理想與現實之間,還有腳踏實地的奮鬥過程。衛星互聯網計劃看上去十分美好,實際做起來卻困難重重。

就拿「星鏈」計劃來說, SpaceX 的網路衛星使用的波段,和手機頻段互不相容,衛星上下行頻率在 11-13GHz ,而目前 4G 網路的最高頻率也只有 2635MH。頻段不同就無法溝通,手機想要接收衛星信號,還得透過調制解調器作為「翻譯」。調制解調器和披薩一般大小,可以想像,這個世界沒幾個人忍得了如此費勁的上網方式。


此外,衛星網路的概念從來沒被實現過,因而沒有成功的模式可供參考。倒是有些失敗的例子,例如上世紀摩托羅拉公司的銥星計劃。上世紀 80 年代手機通訊技術還不發達,很多地方都沒手機信號。

摩托羅拉就突發奇想,企圖環繞地球建立一個太空通訊網路,從而實現全球信號覆蓋。可惜,摩托羅拉好不容易將銥星星座網路建成,人們卻都不需要這項服務了。

原來,那幾年地面通訊技術飛速發展,通話信號有了很大的改善,人們不用透過摩托羅拉昂貴的銥星網路,也能享受良好的通話服務。


無法相容的頻段問題,飛速發展的通訊技術,還有昂貴的衛星發射成本,這些都是橫亙在馬斯克等人面前的鴻溝。介於「星鏈」計劃實施難度太大,甚至有不少人懷疑,這只是馬斯克用來騙融資的手段。其實,馬斯克和貝索斯既不是傻子,也不是瘋子,他們大張旗鼓的衛星互聯網計劃,實際上另有所圖。


搶佔太空資源
從小我們就知道,太空廣袤無垠,小小的衛星在太空中毫不起眼,外太空中可以容納無數個衛星軌道。不過,衛星軌道也有價值高低之分,為了保證頻率隔離、空間隔離,衛星間需要保持一定的安全距離。因此,有價值的軌道,如地球靜止軌道,數量並不多,這些軌道上某些靜止點更是極為稀缺。

國際上有一個空間軌道分布協會協調空間軌道,理論上哪個國家或公司優先申報,就可以獲得優先使用權。馬斯克、貝索斯他們如此不計代價的開展衛星網路計劃,未嘗沒有透過大量通訊衛星,佔據高價值衛星軌位的心思。

更為關鍵的一點是,通訊衛星在 5G 之後的 6G 時代意義非凡。目前來看,5G 在廣聯接也就是物聯網的應用,還不太理想,6G 可能會在這個場景上,擴展向更廣泛的層面、更高的空間,比如衛星移動,實現地空全覆蓋的網路,實現真正無所不在的任意設備之間的資訊傳輸,真正的萬物互聯時代。

另外,去年四月美國聯邦通信委員會一致投票決定,開放「兆赫茲波」頻率段,該頻率段在 95GHz 到 3THz 範圍內,正是預測 6G 通信技術將進入的頻段。目前業界觀點普遍認為,未來 6G 將使通信向空間發展,衛星通信將發揮,重要甚至關鍵的作用。

如此看來,馬斯克、貝索斯的衛星聯網計劃,更像是提前為未來佈局。透過隨處可達的衛星聯網,為全球每個人跡罕至的角落,提供網路信號。

在造福用戶的同時,累積低軌寬頻天基網路組網經驗。等到 6G 技術標準正式確立,就可以利用自身豐富的衛星聯網組網經驗,以及佔據的高價值衛星軌位搶佔先機。


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