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马斯克的“星链”计划靠谱吗?
马斯克的“星链”计划靠谱吗?
3/6/2018 7:27:11 AM | 浏览:463 | 评论:0
 

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

这个春节,科技新闻板块被马斯克刷屏了——SpaceX用“猎鹰9号”火箭成功发射了两颗通信卫星,开启了为全世界人民提供互联网接入的“星链”计划。

国内媒体纷纷点赞,几乎把马斯克夸成了英雄。

当然,同时也不乏质疑之声。

有人认为,马斯克早在2015年就提出了发射4425颗卫星的“星链”五年计划,现在时间过去大半,才发射了两颗。眼看着撑不下去、要露馅,就搞了个2025年发射完成12000颗卫星的新计划。

这意味着,在未来的6年多里,马斯克的公司必须全年无休地平均每天发射4.8颗卫星才能完成这项计划(这还没考虑卫星发射的窗口期)。

“星链”计划是创举还是骗局?马斯克是英雄还是骗子?

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

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用上万颗卫星包裹全球,靠谱吗?

目前,全世界在轨提供服务的卫星也不过1700多颗。

之前,马斯克计划发射4425颗卫星,这个数量已经很吓人了,现在又涨到了12000颗。

我们不禁要问:用上万颗卫星包裹全球,这个“星链”计划靠谱吗?

目前看来,不太靠谱。

且不说发射卫星所需的巨大成本压力以及在政策上面临的重重阻力,单在技术方面,“星链”计划就很不过关。

一是速率不够。

根据“星链”计划的官方文件,一颗卫星的典型覆盖面积是353万平方公里,相当于9个多德国和220个北京。要知道,全世界比这个面积大的国家也只有6个。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

马斯克“星链”计划卫星的高度和下倾角数据(图源网络)

即使考虑到卫星采用了相控阵技术,真正服务地区比覆盖面积小些,但其范围也是惊人的。

现在,光北京就建设了2万座左右的铁塔,每座铁塔上还不止一家基站,这么一颗卫星就能为上百个北京这么大的区域提供服务,速率能够吗?当然不够。

二是很难连上。

前几天,网上有个消息传爆了:有人称其手机连上了马斯克的TintinA卫星的Wi-Fi。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

有人称其手机连上了马斯克的TintinA卫星的Wi-Fi(图源网络)

马斯克在跟他人的对话中称“不要告诉别人,密码是martians”。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

马斯克在社交媒体上与人对话称“不要告诉别人,密码是martians”(图源网络)

于是,很多人就以为,自己的智能手机以后可以接入卫星Wi-Fi了。

这个想法就有点天真了,因为TintinA卫星与我们用的普通智能手机频率对不上,两者不可能直接通信。

无线电波有一个特性,频率越高,电波的指向性就越强,也就更利于集中能量将信号传递到远方。

马斯克的互联网卫星使用的是Ka和Ku波段,在20GHz左右。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

马斯克互联网卫星使用的是Ka和Ku波段,手机无法接收(图源网络)

而我们用的智能手机使用的Wi-Fi频段分别是2.4GHz和5GHz,相对来说全向性就比较强,在路由器周围任何方向都有较均匀的信号,以方便我们的使用。但Wi-Fi的全向性信号衰减很严重,会随着距离变化呈平方倍衰减,如果加上空中干扰,可能是立方倍衰减。

因此,2.4GHz和5GHz的信号本身就传不了多远,更不用指望传递给太空中的卫星了。

那么,我们的手机能收到卫星发射的信号吗?

前面说过, 卫星的信号频率在20GHz左右,我们手机根本就没有接收这个频段的接收器,所以不可能收到。

也就是说,手机不可能收到TintinA卫星的信号,手机的Wi-Fi信号也不可能发射到卫星。

因此,普通手机连接成功卫星Wi-Fi的图片是骗人的,除非你用的是卫星电话。

“星链”如何为地面上的手机提供上网服务?

现行手机的信号不可能发射到卫星,而且与卫星直接通信的设备不能有遮蔽顶,所以要在室外空旷地域装转发器,以20GHz左右的频率与卫星通信,以2.4GHz或5GHz跟手机通信。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

“星链”要为地面上的手机提供上网服务,需要有转发器(图源网络)

但是,这个转发器的对星频率有问题,它跟我国5G规划的28GHz频率完全重合。也就是说,将来我国的大街上会密布28GHz的5G微基站,旁边如果还有着相同频率的卫星转发器,将会严重干扰5G微基站的信号。

2

那么多专家,难道都不懂?

很多网友会有疑问,库叔说的都挺有道理,但Google、Facebook、SpaceX有那么多技术专家,难道他们不懂?

照理说,常规的科研项目要经过技术论证,稍有疑点就要进行反复论证,以确保所有技术环节的科学原理都成立,而且有足够可靠的工程方法。

然而近年来,美国兴起了IT创投思维,跟常规的严谨科研不同,它的基本套路就是讲故事、卖情怀、拉投资,稍微搞出点成果就大肆宣传,目的是拉来更多投资。

这种报喜不报忧的互联网套路,掩盖了实际存在的大量技术障碍,因此这些项目失败的几率极大,投资人的钱也会跟着打水漂。

从2014年开始,美国科技人士似乎就为全世界人民的上网问题“操碎了心”,搞的计划形形色色,有用卫星的、有用无人机的、有用热气球的,总之就是往天上搞,核心卖点就是要覆盖足够大、用户足够多。

库叔举几个例子:

*2014年春节期间,一则类似消息同样引爆了网络:美国一家名为“媒体发展投资基金”的公司宣布了一个名为“外联网(Outernet)”的计划,要发射几百颗低轨道卫星,为全球4.3亿上不了互联网的人们提供网络服务。

很多人非常兴奋——终于可以高速、廉价、无障碍地上网了。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

2014年,美国一家公司宣布推出“外联网”计划,目标是让网络覆盖全球(图源网络)

然而实际上,这项计划的核心技术是“单向组播”,地面工作站将信息分组整理后上传到卫星,然后由卫星转发到所覆盖的地域。

这跟卫星广播电视是一个道理,你可以选择适合的信息,但不能上传信息。

不能上传信息就是没有交互性,QQ和微信不能用,微博也发不了,只能被动地看推送信息。

这是广播服务而不是互联网。

有意思的是,该公司的宣传图片却向人们传达了能够双向通信的印象,比如下边这张图片,人在旷野上通过“外联网”跟卫星进行联络,暗示能叫来救援。实际上,信息并不能上传。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

“媒体发展投资基金”公司推出的“外联网”宣传图片(图源网络)

*2015年,又有消息称,Google与SpaceX合作发射700颗通信卫星,构建全球无线互联网。

700颗听着不少,关键要看服务多少人。

按全世界人口1/10的7亿用户来算,平均每颗要服务100万用户,按照每颗卫星1Gbps总速率来计算,平均每个用户只能分得1kbps,甚至远远低于拨号上网时代,根本就无法使用。

*Google还推出过利用热气球提供Wi-Fi的计划。

这也并不是什么新把戏,只是抄袭了军用系留气球(使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球)和平流层飞艇的创意——在吊篮上放置通信转发器,升空后覆盖作战地域,起到了通信中继的作用。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

谷歌用热气球提供互联网的项目名称为“潜鸟计划”(Project Loon)(图源网络)

*2016年7月份,扎克伯格也跟风搞了个给全世界人民提供互联网服务的计划,这回用的是能发射激光的无人机。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

FaceBook公司推出的“天鹰”(Aquila)计划,通过可以发射激光的无人机完成信号传输(图源网络)

其实这种无人机早就有,只是因为主要用于军事而不被公众所了解。为此,FaceBook公司还收购了英国一家生产这种无人机的公司。

细究起来,这个无人机方案也存在很多疑点:

一是用无人机提供信号难度简直太大。

无人机向地面提供的信号覆盖半径约为100公里,其航速约为100公里/小时,这个半径100公里的信号覆盖区是高速移动的,你必须以100公里/小时的速度跟着无人机跑才能持续上网。

或者每隔200公里就安排一架无人机,让它们排着队依次飞行。显然,这种接力工作模式很不靠谱。

二是用“激光”作为通信手段,大气干扰太大。

报道中提到用“激光”作为通信手段,曾让很多人感到兴奋,其实很不靠谱。

卫星之间通过激光进行通信确实可行,这叫作“星际激光链路”,但那是在没有大气扰动的太空。

对这种方式而言,距地面上万米距离的大气干扰是个严重的问题。

三是激光还具有极强的方向性。

如果你手持激光笔对着墙上照就会发现:如果10米远,即便手腕抖动很轻微,墙上光斑的跳动距离也会很远;如果对着20米远的墙上照,光斑就跳动得更远。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

激光具有方向性好的特点(图源网络)

飞行中的无人机抖动很厉害,距离地面成千上万米,那么,激光在地面上来回跳动的尺度得有多大?

地面站给飞机中的无人机发射激光,必须连续精准地调整激光发射器的角度,以跟上不断变化位置的无人机。这个难度不是一般的大,商业应用恐怕很难成功。

由上可见,无论是卫星、热气球还是无人机,其宣传思路都是位置足够高,覆盖面积大,服务用户多,往往打出为贫穷人群提供信息自由的情怀牌,然后给出众筹链接。

但由于总速率资源有限,用户的平均速率资源会极其微薄,这一点他们绝口不提。

后来,“外联网”卫星计划没有圈到钱,黄了;谷歌热气球和FaceBook公司无人机计划也没了下文。

现在,马斯克的“星链”计划又开始火了......

3

要让人人都上网,还得学中国

理论上,一个站点的带宽资源基本固定,所服务的用户数越多,单个用户分得的速率就越少。

那么,如何才能让每个人都能高速上网?

正确的操作方式是缩小站点范围,把站点资源分配给更少的人群,每个人得到的资源就更多。

站点服务范围越来越小,这也是未来5G的发展趋势。

现在,全球共有约500万座4G基站,中国就占据了300多万座,其他不足四成的基站被美国等190多个国家共同拥有。

在大国中,中国的电信覆盖率是第一,遥遥领先于美国、俄罗斯、澳大利亚等国。

为什么中国能取得这样的成就?

这源于中国的“村村通”政策——政府要求95%以上的偏远山区必须有电信信号,而且资费不得高于城镇地区。

自2003年开始,工信部每年都会给三大运营商下达偏远山区电信建设任务,经过十多年的建设,已经完成了目标。

2017年12月份,笔者曾去贵州贫困山区考察扶贫,来到六盘水市淤泥乡岩博村,处于海拔2000米的山地丘陵地带。

一下车,笔者掏出手机测速,发现网速竟然高达30兆。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

村干部介绍了当地的网络情况:4G网早就建成了,乡里曾经要求他安排村民去山沟里寻找信号盲区。

这个村干部不知道的是,他们村的网速已经超过了澳大利亚首都堪培拉!

遵义市平正葛哥佬族乡草王坝村,有很多家坐落在一座山头两侧的洼地里。为了这几十户人,相关单位在这里安装了两座铁塔,保证所有人享受到现代通讯带来的便捷。

马斯克的“星链”计划靠谱吗?

实际上,这些村民一个月交的话费还不到800块钱,连两座铁塔的电费都不够。

在保证广大偏远贫困地区的电信覆盖率方面,中国走在了全球最前列。在中国,几乎所有偏远山村、铁路沿线、国道两边都有信号。

美国的电信覆盖率远低于中国,就是因为他们走的是完全商业化的道路——运营商更乐意在经济发达的人口密集区建设基站,那里赚钱多,不乐意在人口稀疏的偏远地区建站,因为赚不到钱。

所以,著名的黄石公园居然没有信号,这在中国是无法想象的。

说到底,美国人大喊“给全世界人民提供互联网服务”的口号没有多大实际意义,先搞掂本国的电信覆盖率才是要务。

现在,很多人对我国电信业建设的巨大成就缺乏认识,反而把在美国存在巨大争议的马斯克当神一样崇拜。

在电视访谈节目中,马斯克自己也公开承认,他心目中的航天英雄阿姆斯特朗和尤金赛尔南都公开反对他。

其实,不仅这两位,很多美国专家都很清楚马斯克计划存在着大量技术问题。

当然,我们不能说马斯克的这个计划一无是处,但确实也应该冷静分析、客观看待,没有必要一味热捧,更没必要妄自菲薄。

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