埃隆·馬斯克的星鏈計劃會成功嗎?5G以及後續的6G會被其取代嗎?

奧普瑞特


只要發射足夠多的衛星可以實現全球衛星網絡覆蓋,大概需要4.2萬顆星鏈衛星,但是那是公司商業行為不是國家隊,後續資金需要大量注入,發射一次衛星花費最起碼上億人民幣,這還不算研發費用,如果馬斯克能堅持下來,他會成功的。

馬斯克的星鏈計劃是實現以衛星為基站實現全球WiFi覆蓋,其實相當於把地面上的基站搬到了太空而已。

實現全球WiFi覆蓋難度太大,區域性質還可以的,但僅僅是區域性質,意義有多大呢。衛星傳輸數據,傳輸數據量和傳輸速率、傳輸速度都不高,沒有地面光纖快。

因為衛星在36000公里的太空,到地球延遲大概27毫秒,也就是4g的水平。

6G是以毫米波為載體,需要很強的基站信號強度,傳輸速率預計能達每秒1TB,超低時延。

不要把馬斯克的星鏈計劃想的多麼牛(x),它就是個全球WiFi,取代5G以及後續的6G不現實。


鮮事狗gogogo


本文從starlink與5G技術的優缺點以及6G是什麼來闡述未來starlink會顛覆5G,衝擊6G嗎?

觀點

首先拋出結論:starlink不能顛覆5G,它與5G是共生關係。未來的場景是:車聯網,長距離信息傳輸使用starlink;高密度商業區,智能製造廠區使用5G。
starlink的出發點是代替光纖與遠距離傳輸,5G更多的是解決高密度鏈接與低時延。這兩項技術可以互補。
第五代移動通信(5G)分低頻段(Sub6GHz)和高頻段(毫米波)。我國低頻段5G在2019年已開始商用,毫米波5G的頻譜尚未正式發佈,但已批准了24.75~27.5 GHz和37~42.5 GHz作為實驗頻段。基於大規模MIMO的5G毫米波技術趨於成熟,預計在2022年左右開始商用。時間上與starlink差距不大。
地球表面29%是陸地,71%是海洋,1G~5G移動通信網絡對29%的陸地還沒有實現全覆蓋。因此,6G將是人類移動通信歷史上的一次革命。6G將是一個由大量中低軌衛星與地面後5G(B5G)融合的網絡,所以說6G就是融合了兩者的新概念,也結合了兩者的優勢。starlink又如何代替6G。
下面我們看看這兩項技術各自的優缺點:

starlink優點

但根據聯合國最新數據,當前全球仍有57%人口(42億)未實現互聯網連接。所以SpaceX也說了:Starlink將為那些接入不可靠、價格昂貴或完全無法使用的地區,提供高速寬帶網絡。作為替代光纖的方案,在價格、成本方面優勢明顯。地面光纜在複雜地形上的佈線成本是極其的昂貴。試想一下,要跨越青藏高原和喜馬拉雅,在幾百公里無人區建上光纜,這個成本肯定高於starlink。spaceX解決了火箭打造、升空等國家性挑戰,更實現了可回收,把火箭運輸成本大大降低。

starlink缺點

天文觀測汙染嚴重,可能以後星空中觀測到的衛星更多一些,其他的星更少一些。火箭發射成本高(這個問題現在基本解決了)。

5G優點

5G的核心技術主要包括毫米波(波長短,頻段高,無法繞過障礙物),小基站(由於波長的限制,小基站避免信號穿牆),大規模MIMO(多個天線提供多種內容服務,保證高速率),波束成型(定向輸出,避免干擾),全雙工(可行同時進行上行下載服務)。
下面說下最特別的兩個特點:
1.一般我們理解5G,最大作用就是速度快,尤其是我的專業老鄉北郵的何同學發了那個秒下應用/音樂的視頻,更加的突出了速度快。其實更大的作用是容量更高,它能夠在每平方公里內容納數萬或者數百萬個設備。高容量是一項顛覆性的技術,比如說像智能製造,車聯網等場景,甚至終極目標物聯網,這些都是需要有高密度的聯網設備。
2.特定的內容(4K,8K視頻,圖片,文本等多種類型的數據)定向傳輸,也就是專業語的波束成形。這個技術能夠將通俗意義上的速度快不同,因為未來我們不一定都是需要速度快。可能需要的是延時更低,所以定向提供不同內容是很特別的。
從這裡我們也可以看出5G主要聚焦的是近距離,高密度,低時延。

5G缺點

建設基站需要花費的較大,投資巨大,下圖是國家剛剛公佈的投資計劃。總額達到了2.5萬億元,這是一個巨大的數字。

總結

結合各自的優缺點,我們發現兩者互補是未來最大的機遇。也就是未來的6G。所以starlink不會取代6G,相反,它與5G是6G的重要組成部分。starlink也會與5G共生。
延伸思考:拋開其他觀點,只從人類歷史發展來說,starlink確實是人類歷史上的壯舉。musk創造的許多技術是人類走向浩瀚宇宙的第一步。人類每次瀕臨毀滅都是因為戰爭,飢餓等等資源爭奪問題,也許未來太空中有著更多的資源,遠多於地球的資源。這個我覺得musk值得青少年學習。下面我引用一段話:
馬斯克在美國青少年極客俱樂部說過:我們過去科技發展,有點脫離了“原子世界”,但製造業對人類發展和未來又是至關重要,所以不應該只有眼前的虛擬互聯網創新。也要把注意力放到製造業上來,特別是用機器製造機器的能力。馬斯克也談到搞火箭的挑戰——不在於設計一枚火箭本身。硅谷鋼鐵俠坦承,如果設計一枚火箭的難度是1,那打造出來的難度就是10,而建設這條生產線,難度就是100。他鼓勵青少年們,要做那個打造“生產線”的人,跳出思維的強,想得大,從本質解決問題。
這個我覺得特別值得所有的青少年學習,未來製造業很重要,走向浩瀚宇宙才是我們的未來,而不是在資源有限的地球上爭鬥。

希望對大家有幫助,我是皇博士,歡迎關注我!有任何疑問,歡迎評論交流。


皇德華教授


這個問題有兩個部分,1.星鏈計劃能否成功,2、星鏈計劃能否取代5G、6G。

先說結論再做分析,覺得有幫助請點贊。謝謝!

結論1、星鏈計劃難以成功

結論2、星鏈不會取代5G/6G,方案優化後會成為5G、6G的重要補充

第1個問題:我認為星鏈計劃難成功

星鏈計劃內容:

2015 年 1 月,IT界著名的鋼鐵俠埃隆·馬斯克正式宣佈 SpaceX 的衛星互聯網服務計劃(星鏈計劃)啟動。計劃的最終目的是通過向低軌道發射42000顆衛星(1.2萬顆已獲批准,3萬顆已提交申請),組建全球最大的 WiFi 網絡,向全球任何地區的任何用戶提供至少 1Gbps 帶寬的互聯網服務。

為解決發射成本問題,SpaceX把一箭多星技術發揮到極致。美國時間4月22日,獵鷹9號火箭在弗羅裡達州的肯尼迪航天中心基地發射,把60顆衛星送入太空,這是“星鏈”計劃的第7批60顆衛星。

星鏈計劃吸引人的地方:

星鏈計劃有不少擁護者,因為這個計劃確實有讓人嚮往和似乎可觸及的“想象”,我主要看到以下幾個熱點

  • 全球無處不在的上網體驗讓人遐想。衛星通信可以不受國家疆域限制,不受地形地貌限制,具有獨特的優勢。當今戶外運動、抗震救災等衛星通信都發揮巨大作用,如果還能高速上網,顯得高大上。

  • 馬斯克自身傳奇經歷讓人敬仰。馬斯克是全球支付巨頭paypal創始人、電動汽車特斯拉的擁有者,成立的 SpaceX公司,用商業方法創造可回收火箭等讓人津津樂道的商業傳奇。

  • 星鏈計劃在不斷執行,已經發射多批次衛星了。根據計劃宣稱,美國完成組網只需要800顆微信。因此不少民眾感知,全球組網的希望越來越大。

星鏈計劃難成功的原因:

從我掌握的知識看,星鏈計劃有四個方面缺陷,任何一個缺陷都會導致失敗

1、海量部署(4.2萬)在近地軌道的衛星,嚴重威脅未來天地之間的航天器安全來往

2、衛星數量太密集,影響並干擾其它軌道衛星的通信

3、衛星的高帶寬業務無法為海量用戶提供併發服務,同一時間只能為少數人服務

4、海量的衛星維護難度大,成本居高不下。特別是天地上網能耗巨大,嚴重影響衛星壽命。


我們對第三點稍微展開分析。

要實現高速上網能力需要用到高頻譜。高頻譜意味這穿透能力弱,地面稍微有橋樑、樓房遮擋,衛星信號瞬間為0。就算GPS衛星單向傳輸極簡單信息,可是我們到橋下就沒有GPS信號。因此用於高速上網的星鏈衛星,信號穿透力就更差了。

從單顆衛星覆蓋分析,星鏈衛星不是同步衛星,每22個小時會通過地面上的同一個區域,每一顆衛星大約能覆蓋 1060km 的區域,面積約350萬平方公里。因此每顆衛星服務的用戶數至少是百萬級、千萬級的規模,到了亞洲則是億級規模。現在光纖支撐的地面上的一個4G基站,遇到10萬用戶同時訪問肯定要網絡崩潰。地面基站有地面電力提供支持,因此衛星服務能力比基站弱,而衛星面對用戶規模比地面基站大幾個數量級,好比讓螞蟻扛啞鈴,力不從心。按照業內分析,星鏈計劃理論上在全球只能同時支撐400萬的用戶規模。

因此,以服務全球為目標的星鏈衛星,高帶寬業務面對海量用戶有巨大侷限性。


綜合以上四個方面缺陷分析,星鏈計劃不僅會遇到航天界的強烈排斥,還存在自身無法支撐的運營能力和商業變現能力。因此成功的希望接近0。


但是,星鏈計劃有一個價值,就是搶佔天上的軌道和頻譜。當今國際規則,天上軌道和頻譜是先佔先得。星鏈計劃執行後,別的國家也會以這個為藉口發射衛星,搶佔天上資源。


第二個問題:星鏈不會取代5G/6G,低軌衛星會成為5G、6G的重要補充

5G建設目前已經如火如荼開展,6G的標準正在制定過程中。5G、6G要提供超高速率、超低延時服務,打造無處不在的物聯網。這個物聯網包括天上飛的,地上跑的。

但是由於5G、6G基站的覆蓋範圍有限,有大量的戶外場景無法覆蓋。因此需要低軌衛星彌補地面基站無法覆蓋到的區域。

一旦定義為5G、6G基站的補充,則上面提到星鏈計劃短板將可以規避,又可以發揮低軌衛星的低延時、覆蓋區域大、單點高速傳輸的特性。

因此,星鏈計劃類似方案不會取代5G、6G,反而會演化成為5G、6G網絡的重要補充。


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