当前对马斯克的星链计划,有两个极端看法,要么是认为他是大忽悠,该计划根本不可能实现;要么认为他是钢铁侠,无所不能,星链计划直接干翻5G,奔向6G。就事论事,让我们一起理性掰掰,星链计划到底与5G技术之间,是合作关系还是竞争关系?
1,人类的通讯需求
人类的发展历史,也是人类不断探索未知世界的历史,从远古森林,到大草原,漂洋出海,飞向星球和宇宙。只要有人类活动的地方,就有对外交流和获取信息的通信需求,包括电话,Message,互联网及娱乐方面等。
由于受技术和商业限制,人类通信进步的成果,在不同区域,不同人群,存在严重的“贫富不均”:要么是盲区,如沙滩戈壁,没有网络,要么技术可实现,如人烟稀少的边远农村,但经济不合算;要么有互联网,但资费金贵,只有少部分人可享受,如卫星通信,大众用户用不起。
海陆空通信需求的满足
陆地:
中日韩等通信设施,比较发达,中国4G网络,基站数量占到全球4G基站总量的70%以上,440万,而美国只有40多万。5G基站,当前中国已部署25万个,年底将达到60万以上,而美国现在还没有部署6GHz以下中频段的5G网络。英国《金融时报》报道,在疫情下,仍有2100万美国人,根本没有任何宽带。而全球,同样情况,大概有30亿人左右。
未来,汽车将重新定义,像移动的大号智能终端,智能驾驶和智慧汽车,将不再是单个汽车通过传感器实现,而是更多通过边缘计算和上层网络实现。自动驾驶,不仅在陆基网络信号好的城市行驶,也可能在弱或无地面网络信号的路上前行,如偏远农村、沙漠,甚至深山老林。
海洋和冰川:占地球表面70%。全球每年至少二十多万邮轮、游艇,数千私人岛屿和科考项目,近3000万用户,包括游客,船员,岛民和科考人员等,都有着强大互联网的需求。
但Inmarsat提供的互联网,在航海中,体验差,仅能浏览社交网页,不能看视频或打游戏,而且价格奇贵。
下面是某公司船员的上网套餐,每小时40元左右。
在空中:全球大约2万架飞机,在同一时间空中飞行,每年约40亿飞行旅客,未来15年,将达到78亿人次。虽然一些航空公司已开展机上的互联网服务,但资费贵不说,而且网速体验不好。
因此,仅仅依赖已有通信技术方案,显然无法满足个人和商业用户的上网需求,也无法满足未来创新应用的需求。
2,星链卫星组网与5G网络方案,各自技术优势
马斯克的星链计划是摩托罗拉铱星计划的升级版,重点提供高速互联网卫星服务。星链计划是亚马逊,三星,波音,Google热气球及Facebook无人机等各类低轨卫星项目中,当前进展最快的项目。
星链计划,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,未来总数达到4.2万颗卫星。
星链计划的每颗卫星,都有强大的离子推进系统和定制的内部导航传感器,有一定的推定能力,同时还可以随时改变角度,每颗星链卫星将使用激光与它周围的4颗卫星通信,这样所有卫星组成了全球网络。
5G技术方案
5G方案是由4G技术演进而来,相比4G,网络流量增大1000倍,用户峰值速率达到10Gbps,快100倍。
从网络三个关键性能对比,星链计划与5G方案差距还是很明显的。
但星链计划也有自己的优势:
1.通信距离远,在卫星波束覆盖区域内,通信距离>13000km;
2.不受地面障碍物和自然灾害和人为事件影响;
3.系统高可靠性。
星链计划和5G技术方案的不同定位和各自优势,可以满足不同用户的场景需求。
3.星链计划与5G技术方案,共同构成一张“陆空”一体网络,互为“补充”和协调
2C(个人和家庭)领域
5G基站的覆盖覆盖半径不到4G基站的三分之一,而且光纤无法达到或是建设的区域,5G是无法提供服务。而“星链”的优点恰巧解决了5G的缺点,“星链”方案不依赖于地面基站和光纤的建设,anytime ,anywhare,像远郊农村,高山峻岭,邮轮飞机等,都能进行高速互联网连接。
如未来Tesla 无人驾驶,在信号好的路段,使用5G网络,在没有网络信号的地方,星链卫星网络可以补充,从而保证全路程自动驾驶一致的可靠性。
2B(商业客户和政府机构)领域
政治及军事相关机构
今年5月20日,SpaceX与美国陆军签署三年的CRADA协议,为美国陆军提供潜在的卫星互联网服务。同时为美国空军提供潜在的军用飞机加密互联网服务。
“先到先得”,星链计划也在悄悄抢占着6万颗卫星近地轨道资源。未来条件具备情况下,开放上空免费的wifi,偷偷收集各种信息和数据。
Starlink 还可以为金融机构如外汇交易市场,提供比光纤低几十ms的时延,在瞬息万变的外汇交易,赢得宝贵的交易时间。
5G方案是通过光纤设施进行数据传输,以技术和经济考量,选择部署合适的人口密集区。如果,让光纤穿越青藏高原和喜马拉雅山,先有条件下施工是不可能的,而且时间和投资,也是人类无法承受。而星链”可做为全球骨干网,不需要太大的流量和转发需求,既可做IPS,也可做backbone,技术,成本和使用体验都可以实现很好的统一。
人类主要生活在陆地,陆基通信系统如5G,可以作为“陆空”一体通信网络的基础网,而星链卫星网络,将是该基础网的有效补充和备胎。这两张网,随时随地可通过用户终端和地面站的相关技术,及时进行无缝切换和资源调度。当有高铁的地方,坐高铁,没有高铁的地方,选择汽车或其他交通工具。
4.总结:万物万形,其归一也
满足人类在海陆空的高速上网需求,无论军事还是民用,都变得越来越迫切。只有通过陆基通信系统+天基网络系统,才能构成人类“陆空一体”通信网络系统,将是未来通信发展方向之一。
马斯克颠覆性思维和抓第一原则性,将帮助星链计划克服前进路上的一个个障碍,如用户终端(将订户连接到Starlink的设备),降到可接受的程度。如果实现基站上天的伟大设想,这将给我们数字世界,带来便利和生产力的提升。
“六个月后开始公测”,“2020年底之前提供大约800颗卫星的服务”。将变成现实时,“美国有的我们也要有”,必然激励我国鸿雁和虹云项目,奋起直追。
华为作为全球陆基通信系统领先者,其未来网络部,一定密切跟踪星链计划的进展,一定也积极洞察“陆空”一体网络的商机和挑战。