仅仅一月内,马斯克创造史上最密集卫星发射!Starlink网速超100M

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仅仅一月内,马斯克创造史上最密集卫星发射!Starlink网速超100M
麻省理工科技评论 2020-09-04

2020-09-04

一个月内发射约 180 颗卫星,这也创造了一个新纪录:人类历史上最密集的卫星发射。
卫星互联网 Starlink 马斯克
一个月内发射约 180 颗卫星,这也创造了一个新纪录:人类历史上最密集的卫星发射。

100Mbps,随着一个月之内的 3 次密集发射,马斯克的卫星互联网 Starlink(星链计划)已经达到了我们常用宽带的网速。同时,一个月内发射约 180 颗卫星,这也创造了一个新纪录:人类历史上最密集的卫星发射。

9 月 3 日,SpaceX 利用猎鹰 9 火箭再次发射了 60 颗互联网卫星升空,同时披露 Starlink 目前已有 713 颗在轨卫星,早期测试结果让人惊喜。

SpaceX 高级工程师凯特·提斯(Kate Tice)对外表示,SpaceX 已经走过了对私人 Beta 版程序进行测试的第一阶段,计划在今年晚些时候推出 Starlink 互联网服务的公开测试版,预计 2021 年可在全球范围内覆盖多个地区。

同时,凯特·提斯还透露了有关内部测试的首个官方公开信息,称 SpaceX 员工其实一直在使用 Starlink 终端,收集统计数据并执行系统的标准速度测试。她说:“初步结果很好。这些测试表明了超低延迟,并且下载速度可以超过 100Mbps,这将提供足够的带宽来支撑在线游戏流畅运行,或同时传输多部高清电影。”


从 2015 年马斯克提出 Starlink 狂想,至今不过短短五年时间,如今,Starlink 的全球互联网通信系统即将迈入实用阶段。

Starlink 网速超 4G

几个月来,SpaceX 一直在接收有兴趣参加公开测试的用户登记。SpaceX 在 8 月对外表示,Starlink 已经看到了潜在客户的巨大需求,全美有近 70 万人表明对该公司即将推出的服务感兴趣。由于公众热情超出预期,SpaceX 也向美国联邦通信委员会(FCC)提出了新的请求,将授权用户终端的数量从 100 万增加到了 500 万。

作为普通用户而言,马斯克的 Starlink 计划固然让人惊叹,现在又即将投入公开使用了,是不是有点儿小激动?不过说实在的,Starlink 的网速到底好不好?目前测试出的下载速度超过 100Mbps 是个什么概念?这些可能才是我们比较关心的。

基于传统运营商们提供的网络,我们生活中对百兆光纤、千兆光纤入户等概念已经非常熟悉,不过大家可能早已发现,所谓的“百兆光纤”(100Mbps)其实下载速度到不了一百兆,顶多也就十几兆,是运营商在虚假宣传吗?其实不然,只是运营商所说的“兆”跟我们说的“兆”不是一个单位。

运营商们所宣传的网速单位是(bit),而我们经常使用的最小数据单位则是字节(B),两者间是 8 倍的换算关系,1Mbps=0.125MB/s,而所谓的百兆光纤网速,其实是 12.5 兆字节每秒(12.5MB/s),相应的,千兆光纤(1000mbps)的网速则可达 125MB/s,不过加上一些网络延迟或带宽分流等损耗,实际生活中,一般很难平稳实现这种最高网速,能接近这个理论值就已经不错了。

2020 年 8 月中旬,一些 Starlink 宽带服务的 Beta 版用户,曾在 Reddit 社区匿名发布过一批个人测试数据。



图|部分 Starlink 用户披露的首批测试数据(来源:Reddit)

早期测试显示,Starlink 实际可以提供 11Mbps 至 60Mbps 左右的下载速度,而上传速度范围从 5Mbps 到 18Mbps 不等,延迟或 ping 频率范围从 31ms 到 94ms,当然,这不是对 Starlink 速度和延迟的全面研究,因为当时只有 600 多颗在轨卫星,而随着卫星数量的定期增加,速度体验会显著改善。

如今仅半个月过去,Starlink 的内测下载速度就超过了 100Mbps,堪称是惊人的提升。

SpaceX 计划在 2020 年代中期之前,在三个轨道上部署接近 12000 颗卫星:首先在 550 公里轨道部署约 1600 颗卫星,然后是在 1150 公里轨道部署约 2800 颗 Ku 波段和 Ka 波段卫星,最后是在 340 公里轨道部署约 7500 颗 V 波段卫星。

根据 SpaceX 在 2016 年提交给 FCC 的申请文件显示,“随着首批 800 颗卫星的部署,SpaceX 将能够为美国和国际宽带服务提供广泛的覆盖。一旦通过最终部署得到充分优化,Starlink 将能为美国和全球消费者、企业提供高带宽(每个用户高达 1000Mbps)、低延迟宽带服务,马斯克也曾表示,目标是将延迟时间控制在 20ms 以下。“Starlink 提供的超低延迟的网络服务,足以支持网络竞技游戏。”

随着 713 颗 Starlink 卫星在轨运行,马斯克的诺言正在一步步兑现。

用马斯克速度建起太空通信基站

作为拥有最多卫星的男人,马斯克仍在地球近地轨道上迅速扩张自己的卫星帝国。一个由成百上千颗卫星组成的 “5G 通信基站”正在飞速成长,在一批又一批 Starlink 卫星上天的同时,卫星本身也在不断的迭代中实现技术提升。

SpaceX 计划今年发射超过 700 颗卫星,这几乎是 2019 年全球发射卫星总数的两倍。根据航天领域垂直公号“小火箭”的主持人邢强统计,2019 年全球共进行了 102 次火箭发射,发射卫星数量为 406 颗,其中有 71 颗来自中国。

对 SpaecX 来说,提出这一目标数字并不是一个“放卫星”的大话,尽管疫情席卷下,全球的航天任务无可避免地受到影响。SpaceX 还是实现了有史以来最为密集的卫星部署任务。

从年初至今,SpaceX 已经完成了 9 次 Starlink 卫星部署任务,把 500 多颗卫星精准放在了预定轨道上。仅在过去的一个月时间里,SpaceX 就发射了 3 次、近 180 颗 Starlink 卫星。这也标志着一个破纪录的里程碑:人类历史上最密集的卫星发射。

SpaceX 作为最成功的私营火箭发射商,如今也稳稳成为了全球最大卫星运营商之一,如今在 440-550 公里左右的低地球轨道上,超过 700 颗 Starlink 正在时刻绕着地球飞行。

与此同时,SpaceX 位于美国西雅图的卫星工厂正在以最快每天 6 颗的恐怖速度,源源不断地生产着卫星。

更重要的是,卫星本身的技术、性能表现也在迭代中不断成长。包括通信能力、材料、成本等都在快速优化。


图 | Starlink 卫星网络效果图( 来源:SpaceX)

根据最初的设想,马斯克雄心勃勃的 Starlink 计划,要在地球近地轨道上建立约 12000 个卫星组成的天基网络,凯特·提斯表示,未来 12000 颗乃至 42000 颗卫星目前仍在筹备当中,而随着时间的推移,Starlink 网络会基于卫星数量的增加,进一步释放其全部功能。

值得关注的是,除了地面能接收到的网络测试,SpaceX 还在进行一项最新测试,看看能否用“空间激光器”连接两颗在轨卫星。

这种空间激光器也被称为“星间链路”,它可以通过在轨卫星之间交换数据,来推动整个星间链路网络的发展,SpaceX 公司目前已测试了两颗装有星间链路的卫星。

“有了这些空间激光器,星际链路卫星能够传输数百 GB 的数据,有助于降低延迟,一旦 SpaceX 的空间激光器在整个网络中持续工作,星链将成为全球传输数据最快的网络选择之一。”提斯说。

科技巨头的太空战场

在太空拉起巨大的卫星网络,这种前所未有的建设速度,让 SpaceX 凭借一己之力,极大加速了全球低轨卫星领域的大战。

比如,蓝色起源和 SpaceX 被称为是美国商业航天领域的双子星,而随着亚马逊的柯伊伯计划的成长,卫星互联网也已经成了贝索斯和马斯克两大富豪之间的新战场。

亚马逊在柯伊伯项目的投资预计将达 100 亿美元。与 Starlink 类似,柯伊伯计划旨在建设高速互联网服务,为全球各个角落的用户提供网络服务。其目标客户也锁定在为个人、家庭以及在没有可靠宽带的地方运营的学校、医院、企业和其他组织提供互联网服务。

除此之外,像 Facebook 和 Telesat 等公司也都有意在卫星互联网上分一杯羹。

跟我们更相关的,是中国的卫星互联网也在加速建设当中。


图 | 国外卫星星座计划(来源:赛迪顾问)

低轨卫星在地球周围环绕飞行,卫星通信服务天然就是一个全球性的服务,但事实上,全球低轨宽带通信系统不仅是一个技术问题,还结合了政治、商业等一系列因素。空天资源的争夺一直是大国角力的“战场”。

此前,中国曾有多个分别由“国家队”航天企业和民营卫星公司提出的卫星网络计划。但组网所需的巨额投入,意味着几乎没有任何一家具备独立的组网能力。而且,舍得投入只是这场卫星游戏的入场券,大幅度降低成本才是能把游戏继续玩下去的必要条件。

因此,中国版 Srarlink 走上了国家牵头,多家央企和民企共同加入成为卫星组网供应商的新方向。与此相呼应的是,今年 4 月卫星互联网被纳入“新基建”,意味着该项目已经上升为国家战略性工程,在政策层面也增加了相关产业发展的确定性。

该卫星互联网项目从 2019 年开始,整合项目逐渐明确、细化,目前卫星和地面终端的招标已经完成,现阶段,卫星公司都在做第一批样机。若进展顺利,明年有望开始正式的组网工作。

卫星互联网投入如此巨大,究竟是什么原因,让其建设者愿意下血本,在太空重建一个互联网呢?

实际上,在城市中生活的人们,被光纤网络,4G、5G 网络所环绕,根本无法想象无网生活。但在地球上,时至今日,还有近一半人口难以上网。

根据赛迪顾问物联网产业研究中心发布的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》显示,地球上超过 70% 的地理空间未能实现互联网覆盖,仍有 30 亿人接触不到网络。

70% 和 30 亿,这两个数字背后,是巨大的未被满足的需求和庞大的市场。

地面互联网的基础设施需要巨额投入。基站、光纤和海底光缆,这些基础设施的铺设受限颇多且成本极高,加之在欠发达地区和人群密度较低的农村、高原、海洋等偏远区域,即使通了网络,极低的接入率也意味着运营商难以收回成本,这都成了让全人类触网的巨大障碍。

卫星互联网是破局的不二之选。Starlink 已经表现出卫星互联网的特点,它能够提供“高速率、低延迟”的互联网接入服务,单个卫星覆盖的面积更大,用户数量更多,实现起来要比传统光纤方式更容易,未来随着用户数量的增加,人均费用也会进一步降低。

这才是马斯克瞄准的大市场,而且,除了偏远地区的网络覆盖,海洋作业及科考、灾备、航空等,都是卫星互联网的重点应用领域,当下就有巨大的痛点。

《华尔街日报》曾算过一笔账:如果一切按照 SpaceX 计划,预计到 2025 年,其卫星互联网服务的用户将超过 4000 万,当年收入就会达到 300 亿美元。

因此,卫星互联网并不是要切走地面互联网的蛋糕,而是重新做一个蛋糕,为上述网络无法覆盖的用户,提供一种可选的、低成本的、更灵活的无线接入手段。

理想情况下,Starlink 所代表的卫星互联网星座,在建设完成后就像一个覆盖全球的巨型 Wi-Fi,为世界各个角落提供网络链接服务,实现无盲点的覆盖。

让全人类触网,消除信息鸿沟,这是一个抱持伟大愿景的现实生意。


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