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[工程技术] star-link

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  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 00:46
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    [LV.10]大乘

     楼主| 发表于 2018-2-26 23:39:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 12:26 编辑
    % r! S% k( ^: r: S3 `( w/ |
    ( _  |' ~1 t9 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。
    8 m* t5 A( Z. W/ e5 H" R3 s4 v" \3 w9 D" u
    马斯克的这个项目要建两层卫星网络。
    , v" }" g! ~) s$ j1 S5 v  |
    0 h% a' t3 E3 A/ X: g3 K9 J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。
    ! W: W8 S' R! J/ l/ @) J+ k8 l7 A* C& r! R  G. h6 F
    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。
    7 U. W; l; w+ ^2 ^% m0 b7 K4 K  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。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。
    $ Q# n! h+ T9 [8 [
    6 D: h2 v7 Z. [. R) j1 ]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。
    7 b& P1 p8 f& y8 S  @# g. N& e
    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。
    $ {/ p* s2 L3 ^" X/ ?' V2 m# l) K; d# p- H' v7 C
    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。  ) _) _* a8 ~) U0 p5 B. h- o

    4 n( d7 N. S! k$ x
    9 ?; Q4 f2 J9 W* U% F, i( Z( e3 O
    1 j6 h: b5 I' y/ _5 D) V# Y6 |4 t, a

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  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 03:04
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    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 00:25:17 | 显示全部楼层
    本帖最后由 pcb 于 2018-2-27 00:28 编辑
    6 t9 z+ ]4 Z/ d$ l7 H2 O; Q2 T/ {6 \& g! b& _6 F; q
    做下算术题3 V- e) {- p3 ?& g- 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。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。”+ V4 U% b9 u0 h5 s2 a( m

      B" u3 o: i+ D; H. i+ d1 C* y2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层
    / |3 ^. H( c& ?; b% N
    . c4 u+ h6 v3 M  z' `地球表面积 510 million sq.km
    # b: w+ c% H' G. O7 F0 @2 s) l8 `& p9 J' e# T( u
    不考虑overlap,每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km
    ) y8 u7 z, v, U7 n: j
    % }8 s& T& O0 V/ N北京市面积 16,000 sq.km,按上面的计算分不到一颗卫星8 w, u; ^! n$ B
    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; P+ e& ~+ }5 x  d& Y
    ; m& z2 A" H0 z7 ~( f
    (5+2) = 7 G, 除以 20万7 F6 F& }4 x5 b3 e

    $ ?% N# e6 k( R+ l" A! `  g35k" _- H8 }0 S& m+ y$ h  e' Q

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    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
    2019-1-7 12:05
  • 签到天数: 1005 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 00:58:39 | 显示全部楼层
    pcb 发表于 2018-2-27 00:25
    ' p# Z# h( }* |) Z* n) G8 @3 k做下算术题
    8 K7 ]2 `6 J. h/ i$ w9 S/ w“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。 ...

    2 e( u1 X# D" [- T1 i8 t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
    昨天 00:46
  • 签到天数: 1134 天

    [LV.10]大乘

     楼主| 发表于 2018-2-27 01:04:19 | 显示全部楼层
    pcb 发表于 2018-2-26 11:251 I# [8 W+ s6 y, z8 {
    做下算术题
    % h4 q+ [, w$ E; y* {“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。 ...
    ( P) y" h6 U' U: n, ]: z* d, {  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。5 K: X; U, r  }2 i- d. p. {

    - ^, N$ H2 C- w+ p& x' O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
    擦汗
    昨天 03:04
  • 签到天数: 981 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 01:16:28 | 显示全部楼层
    冰蚁 发表于 2018-2-27 01:045 [0 a, Y0 W* Q* 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, ...

    % B% n" u: ]  y' Fso, 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

    发表于 2018-2-27 02:46:38 | 显示全部楼层
    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
    昨天 00:46
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    [LV.10]大乘

     楼主| 发表于 2018-2-27 02:57:47 | 显示全部楼层
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-26 13:58 编辑 & K" ^, f: T& `- N, |
    晨枫 发表于 2018-2-26 13:46( Z; c8 ?& w7 p* G
    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 ...

    % w* l2 G9 O5 G8 Z
    0 D* [  U5 z- }. 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。  m  Y6 G1 f( C, M" I/ l
    5 C2 ^; u& V1 I5 l9 v0 @
    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

    发表于 2018-2-27 03:30:51 | 显示全部楼层
    冰蚁 发表于 2018-2-26 12:571 d( C) i- J8 g
    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。
    ' o; X2 G# Q* `. H6 u* N6 S
    ! A& \, y) F8 x+ O3 O5 T据报道是要用一个类似ipad,laptop那么大的 ...
    6 x: ^7 d2 q( @7 q* r
    intended 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
    6 小时前
  • 签到天数: 1129 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 03:43:11 | 显示全部楼层
    晨枫 发表于 2018-2-27 03:30
    . y2 c, e2 ?$ Z) o0 ~: Aintended customer base是什么呢?如何与现有4G、5G竞争呢?

    $ [% l/ |8 R! l/ H+ t) e相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~

    该用户从未签到

    发表于 2018-2-27 04:52:49 | 显示全部楼层
    北京阿新 发表于 2018-2-26 13:43
    * n$ Q4 P: }8 ^7 A+ w$ K' i; W相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~
    : p5 W$ s& K* B3 S( h6 H

    ; X1 q8 W9 M: t( U! x: T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
    前天 00:23
  • 签到天数: 683 天

    [LV.9]渡劫

    发表于 2018-2-27 06:26:14 | 显示全部楼层
    有点意思。, g, A. ^/ x' ^9 f
    “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。
    8 v. R7 ^- U+ u+ J, R( M* N/ `$ g/ r8 NVLEO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。) Y$ f" J, m  G5 A; g4 v
    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?# M* A" a, F4 N- @$ x3 ]/ B

    & o+ X' C/ k7 v' L" g9 r1 N0 s! H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。
    * h: m# f- b0 T0 ]; [( E5 g
    7 D; g. s* M1 t& d, f
    0 F4 r2 N) G. ^# l8 S( P
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 00:46
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    [LV.10]大乘

     楼主| 发表于 2018-2-27 07:00:57 | 显示全部楼层
    雷达 发表于 2018-2-26 17:266 a2 A* ]) U3 N8 K# x* @, j
    有点意思。9 G% l! i. n  B3 h% s5 n9 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 ...

    0 T/ u  A! r0 ~) ]% b8 @, ?. z$ Q5 m( w. H
    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
    前天 00:23
  • 签到天数: 683 天

    [LV.9]渡劫

    发表于 2018-2-27 09:07:32 | 显示全部楼层
    冰蚁 发表于 2018-2-27 07:00  p+ R2 @& J6 c! y$ q
    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 ...

    , G' C. B+ |9 p8 C! t& S  f2 ]: H4 L查了一下,你说得对, smart antenna 没问题。
    $ ^( a; q$ q) X$ `) n6 C隔行如隔山啊。

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    涨姿势: 5
      发表于 2018-2-27 09:54

    该用户从未签到

    发表于 2018-2-27 10:15:38 | 显示全部楼层
    pcb 发表于 2018-2-27 00:25) w. K+ A/ ^/ }
    做下算术题
    / w" M( P  Q$ w1 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。 ...

    + G9 j# o& ?# h8 ?( 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。% P8 M2 N0 k8 h: m7 ~
    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
    2018-10-19 23:33
  • 签到天数: 16 天

    [LV.4]金丹

    发表于 2018-2-27 11:50:38 | 显示全部楼层
    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
    慵懒
    3 天前
  • 签到天数: 914 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 17:01:17 | 显示全部楼层
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 11:50$ h: _9 A* D8 r
    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 ...
    + I4 U1 l8 ~) a/ R/ E/ L
    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
    2018-10-19 23:33
  • 签到天数: 16 天

    [LV.4]金丹

    发表于 2018-2-27 17:12:43 | 显示全部楼层
    四处张望 发表于 2018-2-27 17:01
    , h) @; X" W7 x% `* K. U常见的客户访问,上行流量都是小一个数量级的

    8 _3 E6 p& r1 z8 o' b2 S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:' }$ B* L; f& z( l" s
    0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
    - M5 {+ v0 J* d/ l3 h0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行! x4 H! A3 K; v2 E0 t3 ?" ^& G, d
    1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行# {4 x; w0 a/ @0 Y/ \
    0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
      M$ a9 Q9 e) b0 s& S  s/ t5 c0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行+ Y# T+ T# @; P
    1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行
    / h5 i0 k3 u4 Q+ r  ]" u2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行( A. j) n* S8 e+ ^" w6 f! Q

      X/ V1 |6 ?3 v: Z" n) L; W其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。! R! }" L' v2 k. E" ?
    * \$ ]8 p$ D$ X  k
  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前
  • 签到天数: 914 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-2-27 17:29:45 | 显示全部楼层
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-27 17:12
    ! a/ B  a& H1 v8 a& N, u$ 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 ...

    # H. R  Q$ e5 O7 Q  S" ~: c  u我说的是需求,不是技术
  • TA的每日心情
    开心
    2018-10-19 23:33
  • 签到天数: 16 天

    [LV.4]金丹

    发表于 2018-2-27 18:01:53 | 显示全部楼层
    四处张望 发表于 2018-2-27 17:29
    $ z1 ]8 Z. Z* c% {0 C4 }& K我说的是需求,不是技术

    / H; L  c6 S, h5 |; M4 t  o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
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    擦汗
    昨天 00:46
  • 签到天数: 1134 天

    [LV.10]大乘

     楼主| 发表于 2018-2-27 19:36:26 | 显示全部楼层
    本帖最后由 冰蚁 于 2018-2-27 06:54 编辑
    ( p# g" Z  G# D9 T
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:50  z" ~& L; ?) }4 g7 w. 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 ...
    $ X& C4 O, o* }2 b. c% l
    4 R2 k+ ~$ I( t' I) @5 e. N  s
    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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    给力: 5.0
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      发表于 2018-3-4 10:50

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