无线网络技术——starlink(星链)

       

什么starlink

       星链（starlink），是美国太空探索技术公司的一个项目，太空探索技术公司计划在2019年至2024年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络提供互联网服务，其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，并从2020年开始工作。星链通信有可能是独立于现有无线通信（5G）的全新技术。

作用

       Starlink网络在理论上支持400万用户，简明说就是400万个太空“wifi”，提供宽带互联网服务。面向的是商企业用户的“痛点”需求和“不差钱”的富豪（拥有私人飞机、游艇的超级富豪）随时随地高速上网的需求。下面应用场景和用户对象将是典型的Starlink卫星网络所服务的对象：
1．民航飞机及私人飞机。目前世界上有2万架民航客机在飞（未来20年数量还要加倍），保守估计美国有20万架私人飞机，全世界的数量不详。基于上述飞机的客户，他们在飞行中的上网需求一直是无法有效解决与普及的“痛点”。
2．远洋船只。主要包括大型邮轮与大型货轮。目前世界上有300-400艘大型邮轮（载客量超过1000人），大型货轮的数量暂未统计，但量级也是以万计算的。各种远洋船只，近海游轮，私人游艇以及各种商业运行的中小型游轮，在海域，特别是远海航行中的宽带上网需求一直是“痛点”。
3．海岛。在全球范围内，很多小型海岛和私人岛屿购买Starlink卫星网络的开销，比铺设、维护海底光缆的费用要低很多。
4．科考和旅游。诸如南北极科考、珠峰等著名山峰的探险旅游中的宽带网络接入服务。
5．地面公众移动\固定宽带网络难以覆盖的边远地区。
6．紧急情况下的备份上网方案。

前景

       星链（Starlink）计划的设计理念，是通过约 4000 枚相互链接的卫星和依据地理分布的地面基站，构筑一个覆盖全球的廉价太空通信系统。马斯克表示“努力让我们公司在火箭方面的成功，在卫星方面也照样实现”。星链计划预定在 2020 年代中段铺设完成。如果项目一帆风顺，星链所产生的利润将会是 SpaceX 登陆火星的重要资本。
       如果starlink能提供5美元每小时，或者20美元每天的高速低延迟网络，起竞争力是无与伦比的。以一半邮轮旅客在旅途中使用starlink计算，每年即可带来大约20亿美元每年的收入。从商业角度考虑，如果全球高速联网实现，每年40-50亿美元的收入并不很难。若以卫星寿命5年考虑。星链的成本在250亿美元以下都是有利可图的。考虑到未来市场的继续拓展，以及发射技术的进一步成熟。starlink在商业上是大有利可图的。

特点

高速度

       为全球每一个用户提供1Gbps的带宽。据Akamai发布的《互联网状态》报告称，截至2015年底，全球互联网平均速度为每用户5.1Mbps，大约比SpaceX设定的目标慢200倍，现在大多数网速较高的互联网服务的网速都是通过光缆和光纤连接实现的。

高容量

       SpaceX卫星系统中的每一颗卫星能够为用户们提供的下行容量总和在17Gbps到23Gbps之间，具体数值取决于用户终端配置。以平均值20Gbps来计算，首期部署（Initial Deployment）的1600颗卫星将能够提供32Tbps的总容量。整个系统的部署时间长达数年，SpaceX将在部署过程中定期改善和升级卫星，有可能进一步提升单颗卫星和整个卫星系统的总容量。

高适应性

       整个系统可利用相控阵技术来动态控制资源池，专注于需要容量的用户。卫星之间以激光互连，这样便于在轨道层面灵活规划数据流。而且，卫星集群可以保证频谱能够被不同卫星更高效地再利用，从而增强整个系统的灵活性、容量和牢固性。

宽带服务系统

       可以提供最高容量达每用户1Gbps的宽带服务。由于系统使用的是低轨道卫星，因此可以将延时控制在25ms到35ms之间。

全球覆盖

       首批800颗卫星部署完成后，系统就能为美国和全球提供宽带连网服务；整个系统全部部署完成后，系统就可以进一步增加容量并覆盖赤道和两极，达到真正的全球覆盖。在申请文件附带的技术信息中，SpaceX公司表示，将利用800颗卫星开始商业宽带服务，在全球的覆盖范围是北纬15度到60度，南纬15度到60度。阿拉斯加的一些地区将被去除在外，因为那里需要FCC临时授权。最终，该网络的卫星数量将增长到4425颗，传输频段在Ku和Ka之间。

低成本

       SpaceX在设计这个系统时考虑了成本效率和可靠性。从设计和制造位于太空和地面的各种设备，到利用SpaceX的发射服务来发射卫星和部署整个系统，到部署用户终端以及最终用户的收费标准，SpaceX都考虑到了成本的因素和服务的可靠性。

易用性

       SpaceX采用的相控阵用户天线设计对用户所用终端的要求很低，这些终端很容易安装在墙面或屋顶，操作也很简单。这些卫星可以运行5到7年的时间，然后会在退役后的一年内迅速衰竭。根据NASA的DAS软件，SpaceX的卫星系统进行了离轨分析。

看法

SpaceX是美国民间私营商业航天公司，既有美国NASA的技术体系支撑，又在经营灵活性、商业敏锐性方面有独到的优势和快速的应对。而我们的航天事业，目前也因商业航天的广泛参与而精彩纷呈。但是我国还有许多地方需要考虑，比如如何廉价发射等问题。相信在市场的的激励下，中国商业航天一定会迎来飞速发展。这一次是打破边界、突破极限，太空开拓，是全人类最大胆的一次创业。

参考资料

https://www.zhihu.com/question/267253503
https://zhuanlan.zhihu.com/p/91352915