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100Mbps,随着一个月之内的 3 次密集发射,马斯克的卫星互联网 Starlink(星链计划)已经达到了我们常用宽带的网速。同时,一个月内发射约 180 颗卫星,这也创造了一个新纪录:
9 月 3 日,SpaceX 利用猎鹰 9 火箭再次发射了 60 颗互联网卫星升空,同时披露 Starlink 目前已有 713 颗在轨卫星,早期测试结果让人惊喜。
SpaceX 高级工程师凯特提斯(Kate Tice)对外表示,SpaceX 已经走过了对私人 Beta 版程序进行测试的第一阶段,计划在今年晚些时候推出 Starlink 互联网服务的公开测试版,预计 2021 年可在全球范围内覆盖多个地区。
同时,凯特提斯还透露了有关内部测试的首个官方公开信息,称 SpaceX 员工其实一直在使用 Starlink 终端,收集统计数据并执行系统的标准速度测试。她说:“初步结果很好。这些测试表明了超低延迟,并且下载速度可以超过 100Mbps,这将提供足够的带宽来支撑在线游戏流畅运行,或同时传输多部高清电影。”
从 2015 年马斯克提出 Starlink 狂想,至今不过短短五年时间,如今,Starlink 的全球互联网通信系统即将迈入实用阶段。
几个月来,SpaceX 一直在接收有兴趣参加公开测试的用户登记。SpaceX 在 8 月对外表示,Starlink 已经看到了潜在客户的巨大需求,全美有近 70 万人表明对该公司即将推出的服务感兴趣。由于公众热情超出预期,SpaceX 也向美国联邦通信委员会(FCC)提出了新的请求,将授权用户终端的数量从 100 万增加到了 500 万。
作为普通用户而言,马斯克的 Starlink 计划固然让人惊叹,现在又即将投入公开使用了,是不是有点儿小激动?不过说实在的,Starlink 的网速到底好不好?目前测试出的下载速度超过 100Mbps 是个什么概念?这些可能才是我们比较关心的。
基于传统运营商们提供的网络,我们生活中对百兆光纤、千兆光纤入户等概念已经非常熟悉,不过大家可能早已发现,所谓的“百兆光纤”(100Mbps)其实下载速度到不了一百兆,顶多也就十几兆,是运营商在虚假宣传吗?其实不然,只是运营商所说的“兆”跟我们说的“兆”不是一个单位。
运营商们所宣传的网速单位是(bit),而我们经常使用的最小数据单位则是字节(B),两者间是 8 倍的换算关系,1Mbps=0.125MB/s,而所谓的百兆光纤网速,其实是 12.5 兆字节每秒(12.5MB/s),相应的,千兆光纤(1000mbps)的网速则可达 125MB/s,不过加上一些网络延迟或带宽分流等损耗,实际生活中,一般很难平稳实现这种最高网速,能接近这个理论值就已经不错了。
2020 年 8 月中旬,一些 Starlink 宽带服务的 Beta 版用户,曾在 Reddit 社区匿名发布过一批个人测试数据。
早期测试显示,Starlink 实际可以提供 11Mbps 至 60Mbps 左右的下载速度,而上传速度范围从 5Mbps 到 18Mbps 不等,延迟或 ping 频率范围从 31ms 到 94ms,当然,这不是对 Starlink 速度和延迟的全面研究,因为当时只有 600 多颗在轨卫星,而随着卫星数量的定期增加,速度体验会显著改善。
如今仅半个月过去,Starlink 的内测下载速度就超过了 100Mbps,堪称是惊人的提升。
SpaceX 计划在 2020 年代中期之前,在三个轨道上部署接近 12000 颗卫星:首先在 550 公里轨道部署约 1600 颗卫星,然后是在 1150 公里轨道部署约 2800 颗 Ku 波段和 Ka 波段卫星,最后是在 340 公里轨道部署约 7500 颗 V 波段卫星。
根据 SpaceX 在 2016 年提交给 FCC 的申请文件显示,“随着首批 800 颗卫星的部署,SpaceX 将能够为美国和国际宽带服务提供广泛的覆盖。一旦通过最终部署得到充分优化,Starlink 将能为美国和全球消费者、企业提供高带宽(每个用户高达 1000Mbps)、低延迟宽带服务,马斯克也曾表示,目标是将延迟时间控制在 20ms 以下。“Starlink 提供的超低延迟的网络服务,足以支持网络竞技游戏。”
作为拥有最多卫星的男人,马斯克仍在地球近地轨道上迅速扩张自己的卫星帝国。一个由成百上千颗卫星组成的 “5G 通信基站”正在飞速成长,在一批又一批 Starlink 卫星上天的同时美区账号 小火箭,卫星本身也在不断的迭代中实现技术提升。
SpaceX 计划今年发射超过 700 颗卫星,这几乎是 2019 年全球发射卫星总数的两倍。根据航天领域垂直公号“小火箭”的主持人邢强统计,2019 年全球共进行了 102 次火箭发射,发射卫星数量为 406 颗,其中有 71 颗来自中国。
对 SpaecX 来说,提出这一目标数字并不是一个“放卫星”的大话,尽管疫情席卷下,全球的航天任务无可避免地受到影响。SpaceX 还是实现了有史以来最为密集的卫星部署任务。
从年初至今,SpaceX 已经完成了 9 次 Starlink 卫星部署任务,把 500 多颗卫星精准放在了预定轨道上。仅在过去的一个月时间里,SpaceX 就发射了 3 次、近 180 颗 Starlink 卫星。这也标志着一个破纪录的里程碑:人类历史上最密集的卫星发射。
SpaceX 作为最成功的私营火箭发射商,如今也稳稳成为了全球最大卫星运营商之一,如今在 440-550 公里左右的低地球轨道上,超过 700 颗 Starlink 正在时刻绕着地球飞行。
与此同时,SpaceX 位于美国西雅图的卫星工厂正在以最快每天 6 颗的恐怖速度,源源不断地生产着卫星。
更重要的是,卫星本身的技术、性能表现也在迭代中不断成长。包括通信能力、材料、成本等都在快速优化。
根据最初的设想,马斯克雄心勃勃的 Starlink 计划,要在地球近地轨道上建立约 12000 个卫星组成的天基网络,凯特提斯表示,未来 12000 颗乃至 42000 颗卫星目前仍在筹备当中,而随着时间的推移,Starlink 网络会基于卫星数量的增加,进一步释放其全部功能。
值得关注的是,除了地面能接收到的网络测试,SpaceX 还在进行一项最新测试,看看能否用“空间激光器”连接两颗在轨卫星。
这种空间激光器也被称为“星间链路”,它可以通过在轨卫星之间交换数据,来推动整个星间链路网络的发展,SpaceX 公司目前已测试了两颗装有星间链路的卫星。
“有了这些空间激光器,星际链路卫星能够传输数百 GB 的数据,有助于降低延迟,一旦 SpaceX 的空间激光器在整个网络中持续工作,星链将成为全球传输数据最快的网络选择之一。”提斯说。
在太空拉起巨大的卫星网络,这种前所未有的建设速度,让 SpaceX 凭借一己之力,极大加速了全球低轨卫星领域的大战。
比如,蓝色起源和 SpaceX 被称为是美国商业航天领域的双子星,而随着亚马逊的柯伊伯计划的成长,卫星互联网也已经成了贝索斯和马斯克两大富豪之间的新战场。
亚马逊在柯伊伯项目的投资预计将达 100 亿美元。与 Starlink 类似,柯伊伯计划旨在建设高速互联网服务,为全球各个角落的用户提供网络服务。其目标客户也锁定在为个人、家庭以及在没有可靠宽带的地方运营的学校、医院、企业和其他组织提供互联网服务。
低轨卫星在地球周围环绕飞行,卫星通信服务天然就是一个全球性的服务,但事实上,全球低轨宽带通信系统不仅是一个技术问题,还结合了政治、商业等一系列因素。空天资源的争夺一直是大国角力的“战场”。
此前,中国曾有多个分别由“国家队”航天企业和民营卫星公司提出的卫星网络计划。但组网所需的巨额投入,意味着几乎没有任何一家具备独立的组网能力。而且,舍得投入只是这场卫星游戏的入场券,大幅度降低成本才是能把游戏继续玩下去的必要条件。
因此,中国版 Srarlink 走上了国家牵头,多家央企和民企共同加入成为卫星组网供应商的新方向。与此相呼应的是,今年 4 月卫星互联网被纳入“新基建”,意味着该项目已经上升为国家战略性工程,在政策层面也增加了相关产业发展的确定性。
该卫星互联网项目从 2019 年开始,整合项目逐渐明确、细化,目前卫星和地面终端的招标已经完成,现阶段,卫星公司都在做第一批样机。若进展顺利,明年有望开始正式的组网工作。
实际上,在城市中生活的人们,被光纤网络,4G、5G 网络所环绕,根本无法想象无网生活。但在地球上,时至今日,还有近一半人口难以上网。
根据赛迪顾问物联网产业研究中心发布的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》显示,地球上超过 70% 的地理空间未能实现互联网覆盖,仍有 30 亿人接触不到网络。
地面互联网的基础设施需要巨额投入。基站、光纤和海底光缆,这些基础设施的铺设受限颇多且成本极高,加之在欠发达地区和人群密度较低的农村、高原、海洋等偏远区域,即使通了网络,极低的接入率也意味着运营商难以收回成本,这都成了让全人类触网的巨大障碍。
卫星互联网是破局的不二之选。Starlink 已经表现出卫星互联网的特点,它能够提供“高速率、低延迟”的互联网接入服务,单个卫星覆盖的面积更大,用户数量更多,实现起来要比传统光纤方式更容易,未来随着用户数量的增加,人均费用也会进一步降低。
这才是马斯克瞄准的大市场,而且,除了偏远地区的网络覆盖,海洋作业及科考、灾备、航空等,都是卫星互联网的重点应用领域,当下就有巨大的痛点。
《华尔街日报》曾算过一笔账:如果一切按照 SpaceX 计划,预计到 2025 年,其卫星互联网服务的用户将超过 4000 万,当年收入就会达到 300 亿美元。
因此,卫星互联网并不是要切走地面互联网的蛋糕,而是重新做一个蛋糕,为上述网络无法覆盖的用户,提供一种可选的、低成本的、更灵活的无线接入手段。
理想情况下,Starlink 所代表的卫星互联网星座,在建设完成后就像一个覆盖全球的巨型 Wi-Fi,为世界各个角落提供网络链接服务,实现无盲点的覆盖。