馬斯克的星鏈會替代5G嗎？搞清楚了原理你就不會問這個問題了

2020-09-21 失落代號

自從馬斯克提出要發射數萬顆星鏈衛星後，網上就炸了鍋，星鏈無用論、佔領軌道資源論、影響天文觀測論以及星鏈替代5G論等就窮出不盡。特別是星鏈的發射頻率很高，每次發射後都會再引起大家爭論的熱潮，其中以星鏈未來是否會替代5G吵得最厲害。

星鏈計劃

到底星鏈未來是否會替代5G呢？我們下面分析看看：

5G的知識

我們知道無論幾G，都屬於無線通信方面的技術，所以它們都需要用到無線通信介質——電磁波！電磁波是什麼？我們日常中的光線其實就是電磁波的一種，當然電磁波的範圍更廣，除了可見光外，還包括無線電波、微波、紅外線、紫外線、x射線、γ射線等。作為波的一種，它們最典型的3個參數就是頻率、波長和速度，它們的關係如下：

常見電磁波頻段和應用圖

u=f*λ（其中u是速度，真空中為光速，f是頻率，λ是波長）

從公式我們可以看出，速度一定時，頻率和波長成反比，也就是說頻率越高，波長越小，反之也一樣。另外，電磁波的能量和頻率成正比，E=hγ（h為普朗克常數，γ為頻率），也就是說頻率越高，波長越小，能量越大！從頻率方面看，常見的電磁波頻率次序為：無線電波<微波<紅外線<可見光<紫外線<x射線<γ射線。

電磁波

所以無線通信都是基於這個電磁波為載體傳輸信息的，從原理上說，頻率越高，傳輸速度越快。所以其實所謂1~4G通信技術發展本質上就是用各種手段提高頻率、增加頻段、同時攜帶更大量的信息（第一代用模擬信號，後面是數位訊號）。所以理論上頻率越高傳輸速度會更快，但是更高的頻率，在實際應用中有很多問題，比如說衰減快，繞射、衍射能力差，發射能量更高等。

肥皂泡沫的顏色色彩

所謂5G，其實就是第五代通信技術，英文5th generation mobile networks的簡稱。5G是最新一代蜂窩移動通信技術，一般使用釐米波或者毫米波為載體。所謂釐米波和毫米波，就是指電磁波的波長在釐米級還是毫米級之間，他們一般處於微波波段或者微波和紅外線之間波段。比如所毫米波，其頻率一般要達到30GHz~300GHz之間，也就是在微波和遠紅外之間。

5G

說到底，本質上看5G也就是增加頻譜效率與頻寬，其實其最大特點就是速率快，帶寬大、時延低！由於傳輸速度很快，其應用範圍就非常廣，包括物聯網、無人駕駛、智能製造、移動醫療等等，未來將會顛覆很多傳統行業。

當然，5G的優點非常多，但是也有缺點，其中最重要的就是由於其使用更高頻率的電磁波，其信號的衰減會比4G更快，信號傳輸距離近很多，所以必須建設更多更密集的基站。這也是為什麼我們常常聽說5G的基站是4G基站多少倍的原因，有人估計，要覆蓋全中國，起碼要建造1000萬座5G基站！

5G基站

5G基站對外發送無線信號，讓手機客戶端可以直接接收。但是基站和基站上級核心網的連接，還是使用光纖連接的。另外，要說一下說的是關於時延，我們一般所說的低時延不是說改變電磁波的傳說速度，這個是無法改變的。而低時延是指優化交換機等設備處理轉發數據等方面的速度，讓其用時儘可能短。

接下來，我們再看看星鏈方面的知識：

星鏈衛星

根據目前公開的信息，星鏈主要是使用KA /KU 波段來通訊，這種劃分方法一般是雷達行業內的劃分法。其中KA 波段的頻率在27~40GHz，KU波段為12~18GHz，屬於釐米波和亞毫米波，處於微波範圍內。從波段看，星鏈通信與5G技術所採用的波段差不多，區別就是信號的調製、處理技術。

星鏈通信波段

一般來說，頻率越低，波長越大，繞射的能力越強，如紅光比綠光傳得更遠；頻率越高，波長越短，穿透能力越強，如X光。而當頻率達到一定數量時，其能量就可以穿透電離層，實現天地通信。一般來說，衛星與地面通信的波段都會大於300MHz，如星鏈使用的KA和KU波段。

星鏈的信號雖然可以送到地面，但是由於功率問題，目前的技術是無法直接用手機直連的，需要增加一個接收器。這個限制目前的技術是無法解決的，屬於物理硬體上的限制。當然，這個接收器不大，跟披薩大小差不多，可以安裝在院子裡、樓頂甚至汽車上，也方便攜帶。

星連結收器

目前星鏈運營的星鏈衛星帶寬大約20Gbps，比一座5G基站的15Gbps帶寬大不了太多，即使後面通過技術手段提高，再加上星間鏈路技術的發展，就算一顆星鏈衛星等於10座基站能力，要完成覆蓋地球全部人口，起碼也得數百萬顆星鏈衛星，這顯示不現實！而且從目前spacex公布的速度來看，星鏈的下載速度大約只有100Mbps，跟5G相差近10倍！

整流罩裡面的星鏈衛星

由此可見，星鏈衛星要取代地面5G基站，目前來看是不現實的。但是它和地面5G通信卻是一個非常良好的互補關係，與5G面對城市密集人群不同，星鏈更偏向人口稀疏的地區，適合地面狀況複雜的區域，適合飛機、輪船等場景。當然，星鏈最大的魅力就是可以在地表上任意地方接入網際網路，不受地形影響，不管你是在高空飛翔、太平洋中心衝浪，還是在沙漠旅行、山林探險。也不管你是熱鬧的城市還是偏遠山村，不管你是發達國家還是落後地區，都可以連接上網際網路，分享你的一切！

登山求助

正如馬斯克之前所說，星鏈計劃目的並不是要替代地面5G，而是讓所有人在任何地方只要有意願，都可以隨時組網，最終目的是讓世界10%的人口使用星鏈。其實如果實現了，即使10%的人口使用星鏈，也足可以讓馬斯克登上世界首富的位置！

最後想說一句話，雖然說星鏈未來難以取代地面5G，但是作為天基網際網路也是必須要有的，希望我國早日發展星鏈計劃！

相關焦點

  • 馬斯克的星鏈計劃會威脅5G甚至寬帶的地位嗎？
    很多二三線後的國家會需要 很多貧窮地區會需要 以後也不用擔心在沙漠在戈壁失聯了。星鏈計劃後上網更方便。而且網速其實是無上限的，可以同時和多顆衛星同時進行通信。這肯定會搶佔一部分市場，事實上星鏈計劃如果壟斷了近地軌道，事實上馬斯克確實是朝著壟斷去的，以後國內想再搞類似的計劃，就會受制於人。
  • 馬斯克的星鏈會是下一個「銥星計劃」嗎？
    前幾天，馬斯克在社交媒體上發布的一條推文中說，「正在通過『星鏈』衛星發送這條推文」。2分鐘後，他發推文表示，「哇，成功了」。星鏈計劃再次成為輿論熱點。但是，即便在商業角度，星鏈也未必是可行的。02但問題是，成本能做到足夠低，能產生利潤嗎？衛星通訊，帶寬始終不能和光纖比，對於高清視頻直播，視頻電話等應用，仍然有不足之處。低軌衛星需要保持軌道，進行姿態調整（轉發器的微波拋物面天線以及太陽能極板需要時刻調整）；衛星通訊還會受到太陽風的影響。在這些因素的影響下，星鏈的可靠性和高帶寬能力是不如光纖和微波站接力的。
  • 6G時代，馬斯克的星鏈計劃會是主角嗎？5G都搞不贏，還6G？
    衛星通信並不是什麼新事物，不過最近馬斯克的星鏈計劃比較火，甚至有人說這個技術會對5G產生很大的衝擊，到了6G時代，將會是以衛星通信的時代，星鏈計劃將大顯神威會成為主角，那麼這個事情可能嗎？在討論這個事情之前，我們先看看什麼是星鏈計劃（Starlink），該計劃是馬斯克的SpaceX公司提出來的，其計劃2020年在美國北部和加拿大提供服務，到2021年將其服務範圍擴大到接近全球的水平。
  • 星鏈計劃正式內測，真能替代5G嗎，實測數據很打臉「西瓜視頻」
    據SpaceX發射第一批星鏈衛星已經一年多了，這個號稱比5G還要更先進的星鏈網絡實際效果怎麼樣，估計很多人都想知道，它真的能替代5G嗎？SpaceX的創始人馬斯克總是有著「天馬行空」的想法，比如建設自己的火星計劃，組建自己的星鏈網絡。
  • 美國人也要搞大躍進？
    黑暗森林理論中最黑的就是猜疑鏈，唯一解決辦法是技術爆炸，理是這個理，但是技術發展有其內在邏輯。不講邏輯如懂王，他說新冠是上帝恩賜，福奇說有病去看醫生，中國人信後者，美國人信前者，現在對於星鏈看法也是如此，講邏輯才不會被某某的光環迷了眼。
  • 馬斯克預計發射4.2萬顆衛星,會取代5G嗎?這可能是一場災難!
    馬斯克預計發射4.2萬顆衛星，會取代5G嗎？這可能是一場災難！埃隆馬斯克不僅是一位科學家，也是一位野心勃勃的企業家。作為特斯拉汽車的創始人，你以為他的成就只有電動汽車人工智慧開發嗎？衛星工作的原理也非常的環保，減少了資源的浪費，主要是依靠上面的太陽能電池板獲得相應的能源，在衛星成功發射之後，埃隆馬斯克將這項計劃正式命名為訓練計劃，後續將衛星的數量擴展到了1.2萬克。在短短一年多的時間內，星鏈計劃一共發射了9次衛星，成功的將600顆衛星送上了近地軌道，未來星鏈計劃總共需要發射到近地軌道上的衛星高達4.2萬顆。
  • 星鏈計劃全面替代光纖通信？為你提供了太空wifi？你想多了！
    呵呵開個玩笑，其實，大家也都知道了這是星鏈計劃中排隊上天的衛星。星鏈計劃是馬斯克雄心勃勃的太空徵途項目之一星鏈計劃的技術模式及用途你要說一個私企能搞定初期1.2萬顆衛星，後續4萬顆的發射是純企業本身商業行為，是因為美帝是個自由民主、科技無國界的國家。這個我是堅決不信的。
  • 馬斯克稱「星鏈計劃」將在六個月內公測，跳過5G直接進入6G時代
    有評論人士說，華-為被星鏈澆了一頭冷水，投入能否預期收回成了問題。星鏈計劃預計發射總計12000顆衛星，讓全球無死角。高速免費wifi時代到來，意味著米帝跳過5G直接進入6G時代！這可能是第五次工業革命的開端，將在未來深刻地改變人類生活。
  • 馬斯剋星鏈已經700多顆，遠超排名第二的國家，會替代5G嗎？
    自從馬斯克提出要發射數萬顆星鏈衛星後，網上就炸了鍋，星鏈無用論、佔領軌道資源論、影響天文觀測論以及星鏈替代5G論等就窮出不盡。特別是星鏈的發射頻率很高，目前在軌衛星超過700顆，每次發射後都會再引起大家爭論的熱潮，其中以星鏈未來是否會替代5G吵得最厲害。
  • 星鏈計劃無法取代5G，也沒有想像的那麼強大
    星鏈計劃與5g，不要盲目吹捧筆者發現國內一些自媒體和網友們把美國的星鏈計劃吹得有點過了，首先不否認馬斯克在太空探索方面的技術領先和貢獻。馬斯克確實是個天才，但星鏈計劃在通信技術方面沒有任何創新，創新的是火箭發射回收技術和一箭多星技術。
  • 馬斯克要發射4.2萬顆衛星，中國5G還沒建設，就要被顛覆嗎？
    近日馬斯克的星鏈計劃可以說火爆網絡，2020年4月22日，獵鷹9號火箭從佛羅裡達甘迺迪航天中心基地發射了60顆衛星，到目前為止星鏈計劃已經發射超過422顆衛星，馬斯克承諾最終發射數量將達到42000顆。
  • 馬斯克「天網」將在6個月內啟動，未來或沒有5G6G什麼事了！
    有人問：如果馬斯剋星「天網」成功，未來還有5G的事嗎？這是一個很好的問題，如果馬斯克的」天網「——星聯網（Starlink）真正成功，未來不但可能沒有5G6G什麼事了，甚至可能完全顛覆並改寫整個通信領域。
  • 馬斯克這次惹禍了！南非最大望遠鏡受到幹擾，星鏈計劃被告
    ，因為星鏈計劃中的衛星會使得射電望遠鏡無法使用某個無線電頻段，從而幹擾了它對宇宙中有機分子的探索。SKA是平方公裡陣列射電望遠鏡的英文縮寫簡稱，這個項目建成了全球最大的綜合孔徑射電望遠鏡，當初參與建設的國家就多達十幾個。整個計劃分為兩部分，一部分是位於澳大利亞西部的低頻陣列，另一部分是位於南非的中頻陣列，這次的分析報告指出南非的中頻陣列對外太空的觀測將會受到星鏈計劃的嚴重幹擾。
  • 馬斯克的星鏈計劃或超越5G並淘汰全球寬帶，估值達469億美元
    馬斯克的星鏈計劃發射了600顆衛星後，已經在全球進行私人內測，所以馬斯克這個將由數萬顆衛星組成的衛星網絡計劃獲新一輪估值，高達469億美元，馬斯克表示星鏈計劃不僅要超越5G，而且要淘汰全球的寬帶。星鏈計劃和火星移民計劃就是最好的證明。
  • 馬斯克「星鏈」計劃會顛覆5G嗎?
    馬斯克表示「努力讓我們公司在火箭方面的成功，在衛星方面也照樣實現」。星鏈計劃預定在 2020 年代中段鋪設完成。如果項目一帆風順，星鏈所產生的利潤將會是 SpaceX 登陸火星的重要資本。同時，馬斯克在推特中回復表示：「Starlink內測差不多三個月後開始，公測在六個月以後。」他曾公開表示，最初的測試將適用於高緯度地區，星鏈服務最初將在 2020 年提供給加拿大和北美客戶，並在 2021 年進一步擴大服務範圍至世界其他地區。馬斯克在2015年宣布啟動星鏈計劃。
  • 星鏈計劃深度剖析:馬斯克明星光環之下,深藏美國精英的太空野心
    記得在年初，星鏈計劃的又一批衛星發射成功後，看到網絡上有一篇採訪稿件，裡邊主持人提到一個許多人都很關心的問題：星鏈計劃究竟會不會取代5G？當時北京郵電大學的一位教授以專業角度回答了這個問題，簡單來講就是——不會取代，只會成為補充。
  • 馬斯克真會玩，搞了半天，星鏈的真實目的原來是這個
    關於星鏈（StarLink），你應該了解的所有信息，盡在這裡！SpaceX的星鏈有兩個核心目的，其一是為人類帶來最先進的網際網路接入服務，其二，SpaceX打算藉助星鏈創造財富，以支撐自身宏大的火星移民計劃。
  • 馬斯克是不是騙子
    星鏈計劃遭人非議最多的一點是數字太大，它需要發射12000顆衛星。從1957年到現在人類一共才發射了大概8300多顆人造天體，現在仍圍著地球轉的加起來也不到5000顆。馬斯克一下要發射12000顆，這聽起來不太靠譜。而且馬斯克還和美國聯邦通訊委員會有一個對賭協議，說要在2027年完成整個星鏈計劃。所以這個計劃聽起來很有PPT項目的感覺。
  • 「天網手機」成本難降馬斯克憂心星鏈網破產，5G、6G還有未來嗎？
    為什麼會這樣呢？馬斯克昨天發布的消息可能可以說明問題。對星聯網究竟是如何工作的，SpaceX公司也沒有更多透露，僅有的一些說明包括提供1Gbps的高速網際網路服務，延遲將在20毫秒左右，和地面網際網路服務差不多等等。很多人從技術上分析，星聯網衛星可能無法實現馬斯克透露的一些目標，不看好低軌道衛星網際網路計劃。
  • 手機直連馬斯克衛星Wi-Fi上網?你想多了
    也就是說，即使以後我們真的用衛星來連Wi-Fi，那也得有一個衛星接受天線加一個數據機，以此替代我們目前所使用的路由器。與此同時，這也意味著，所有用戶需要平攤一萬顆衛星的所有成本，畢竟，發射和運維衛星的成本跟在地面建基站所需的成本，不是一個量級的，馬斯克頂多是夢想家，不是慈善家。