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[工程技术] star-link

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  • TA的每日心情
    擦汗
    18 小时前
  • 签到天数: 1197 天

    [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 ' E9 @1 X5 `* K8 g+ r' I* X

    , {. e' y2 v, j; N9 f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。1 l8 M. ^" `  K+ ~9 U/ X
    ! h$ v: T3 K( J5 }" E+ [4 i
    马斯克的这个项目要建两层卫星网络。) h( x2 u7 e* y+ c  i

    5 Z" L% f* l4 J" N. {4 U1 U& ^4 p/ o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。, s2 f( e1 c% v$ \: ^4 C  D

    ; k, M  M! V4 B% h/ m5 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。& E+ {2 x/ l# f# f- z5 B& H) G# `

    - b7 h- z7 k7 d" G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 x4 A/ |1 Y  c7 p
    & _% }. X4 r' M! s2 W# ^% sLEO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。
    5 \4 p! W  J( J* h
    $ J& c: k5 G9 v* [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。- W) Q3 k# G. {  M% G+ y2 e4 [
    - `/ u( M  f; ^4 u& _7 O/ E
    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。  ' W$ H& Z5 u+ S6 r& K" H: c) P4 D0 s
    & \: u) u/ }1 C, Q% Z# h' _+ Z
    ; O# c: _" p3 y" e- w8 M
    2 i, r" {1 G8 N9 e/ G3 v

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    参与人数 10爱元 +50 收起 理由
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  • TA的每日心情
    擦汗
    9 小时前
  • 签到天数: 1042 天

    [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
    & U" L0 J; w1 S" _# }  l
    * }2 a+ z! U; ^/ Y7 \1 [$ M+ M% E做下算术题4 x( a# M% B8 k! g! O9 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。”6 l5 V0 z+ P, ]! |
      v8 D" o8 }: b& B& T! e
    2547+2478+2493 = 约 7500 颗卫星在VLEO层
    / r0 R4 k2 J1 \4 W4 ~# L3 X0 L* {- B1 I
    地球表面积 510 million sq.km
    9 \% Z0 p+ ]2 l: Y( f$ y4 j, p: A6 b: F, V  S8 M$ Z" M
    不考虑overlap,每颗卫星要覆盖 约 80,000 sq.km" h3 k+ V3 {- ^, v/ g9 t( s
    ) t& S0 S; P0 l
    北京市面积 16,000 sq.km,按上面的计算分不到一颗卫星
    & I8 N- N) C% P1 [/ x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?
    ; d# R5 n7 t& {8 U* {) R) w( D: {$ u+ D$ J" P* ~
    (5+2) = 7 G, 除以 20万7 y! A. r1 W# N% N
    . n8 s, T' c/ |9 y* O% M0 I! `
    35k
    + z' Q7 |% p" W- A3 x: ]" W8 |

    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
    3 天前
  • 签到天数: 1022 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 00:256 Q5 {$ _% \8 L  F
    做下算术题6 R) a4 i9 w* T4 n# I% z% K5 I
    “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( N/ X4 a1 q
    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
    18 小时前
  • 签到天数: 1197 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 11:25$ B( Z9 f( ]1 S; P  K
    做下算术题; P+ @4 H3 ]1 ^2 ~! `4 f' W2 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。 ...
    " H7 t* |2 Y% ~- ]# ]
    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。
    9 a: B# N% Q: y& K
    . k& H- c2 A4 t1 J' s. _2 L; 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
    擦汗
    9 小时前
  • 签到天数: 1042 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 01:04  b8 O/ m3 S1 }" |  E8 R) i
    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, ...
    ! R2 k" f; j; e# K$ s8 e
    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

    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
    18 小时前
  • 签到天数: 1197 天

    [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 ; _0 D5 g" M5 u. u9 _
    晨枫 发表于 2018-2-26 13:46; w1 m5 t( m! A* D: u: p: a5 t
    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 ...

    0 w% b  X- j$ S: n9 C) M9 S4 e( c- u, M0 P: W# n% O/ k
    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。3 i3 r, G2 P, g; S8 M* n" ]
    & F. g2 p' O- O' i% G3 O! k
    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 12:57
    5 Q5 s$ o( N/ s8 Q5 f7 k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。
    5 r0 }4 D8 c6 O4 N6 X4 s/ R8 ^7 T; R' m, u- Z* q/ B
    据报道是要用一个类似ipad,laptop那么大的 ...

    7 u0 v) P. A: y" s# A6 N% H; Kintended 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
    18 小时前
  • 签到天数: 1190 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* [2 K0 \# N7 k5 p
    intended customer base是什么呢?如何与现有4G、5G竞争呢?
    / a5 m/ d9 t/ r% w1 G* F. o
    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" i0 a3 R. ^( W
    相当于一个个人便携的移动热点Hotspot~

    9 W; a$ _, d# Y3 K% L$ G9 S) I" P5 g) k6 B7 r0 W- j! e
    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

    10 小时前
  • 签到天数: 723 天

    [LV.9]渡劫

    发表于 2018-2-27 06:26:14 | 显示全部楼层
    有点意思。
    & I; Y* U' V! 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,理论上“阻塞”的问题不大。  P0 J) H. G( g" {. I% Z9 s
    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。, t% V! k! W( c% e9 W) \4 A
    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?
    ) P5 m) r- {* R6 S/ q, K& k. ]
    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。
    ! U2 j, l- F9 p9 Z! E% I* H" R8 E; D0 e5 [3 Y  p( H

    : M6 }1 w+ P7 Q! I
  • TA的每日心情
    擦汗
    18 小时前
  • 签到天数: 1197 天

    [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 17:26$ g5 c- a& X3 u; l9 _% w
    有点意思。
    9 r6 q- c" q9 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 ...
    ( p' P9 K' z6 D7 l9 S/ L0 w& o1 \& W

    # f) n: |1 X* L  G5 I: n6 o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。

    点评

    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

    10 小时前
  • 签到天数: 723 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
    & h' U. B; `* x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 ...
    0 ^5 z* s. x/ C/ X
    查了一下,你说得对, smart antenna 没问题。7 h' g4 f9 ~- g! r) f" |% B# X
    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

    发表于 2018-2-27 10:15:38 | 显示全部楼层
    pcb 发表于 2018-2-27 00:250 I  H& P/ Y+ T5 G, K
    做下算术题. Z1 |# f% [; Y$ u
    “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。 ...
      [! o8 u1 H- b& M( ^
    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。# X- P; x2 g5 m0 `
    才是VLEO

    点评

    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

    评分

    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

    前天 03:56
  • 签到天数: 959 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 11:504 N9 h. Y& N  c* m& b% B# x& 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 ...
    4 i+ U7 T; Y& q9 j
    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
    % K" S% P9 d8 h1 R1 R+ r: U% Z% m常见的客户访问,上行流量都是小一个数量级的

    9 i# L& d; @) Z5 g1 ~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:1 {' R, Z& r6 G- l  A* ^
    0.15552Gbps上行 1.24416Gbps下行
    ; j/ f& }8 N2 a+ L- v0.62208Gbps上行 1.24416Gbps下行$ C- ~/ E$ v/ O5 d
    1.24416Gbps上行 1.24416Gbps下行; m! C, Z  v9 D/ q) d; x- s* i+ T" ^
    0.15552Gbps上行 2.48832Gbps下行
    , [$ Q) l. ?* y- y" A' h0.62208Gbps上行 2.48832Gbps下行
    / _3 l6 i, ~; n) @* P/ t7 z. A1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行
    9 W. E9 D' v: Q1 F- E, B2.48832Gbps上行 2.48832Gbps下行
    , E( k* w% S: f" \* b+ b7 z- p
    2 ^# f0 G) k- f, {其中1.24416Gbps上行 2.48832Gbps下行 是目前可支持的主要速率。
    % V& k- p' M" k/ u5 w7 l2 ~8 \
    5 }6 f* _' }/ ^7 F
  • TA的每日心情

    前天 03:56
  • 签到天数: 959 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
    7 w+ Z  F" U4 X% J: N- s* k- M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 ...

    ( n# E+ c5 @0 t+ H9 h3 H4 H, W+ D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 17:293 }3 L+ Y' k2 `
    我说的是需求,不是技术

    ; b8 n) q/ ^/ R# D6 q7 H2 P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
    18 小时前
  • 签到天数: 1197 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 + {' ?' {( m( B4 A2 C2 p
    陈王奋起挥黄钺 发表于 2018-2-26 22:506 b) N0 ]; q& n8 P, W. C3 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 ...

    4 F9 V  t' p8 F: d! ]& y: d, U+ `; n8 ~
    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。

    点评

    给力: 5.0
    给力: 5
      发表于 2018-3-4 10:50

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