卫星互联网-星链（StarLink）

kimkk

星链介绍
星链是SpaceX推出的一个全球互联网项目，通过发射卫星构建的网络，为全球范围内的人们提供高速、可靠的互联网连接，解决偏远地区互联网接入困难的问题。

星链

星链工作原理
星链的工作原理很简单：它使用大量在太空飞行的小卫星，组成一个覆盖全球的网络。用户在地面安装一个特殊的接收器（类似一个小碟子），这个接收器会与太空中的卫星互相传递信号，让你的电脑、手机等设备能够连接到互联网。这样，无论你在地球上的哪个角落，都能享受到高速的网络服务。

移动使用

野外使用

野外移动

海上使用

飞机上使用

星链的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 低轨道卫星网络：星链通过部署数千颗低轨道卫星（距离地球表面约550公里）组成一个覆盖全球的卫星网络。与传统的地球同步轨道通信卫星相比，低轨道卫星更接近地球，从而降低了信号传输延迟。
2. 地面接收器：用户需要安装一个地面接收器（也称为星链天线或碟子），用于与卫星网络进行通信。这个接收器将信号传输到用户的设备，如电脑、手机等。

地面接收器

3. 互联网数据传输：当用户的设备发出互联网请求时，地面接收器会将请求发送到最近的星链卫星。卫星之间通过激光通信链路互相传递数据，直到将请求发送到与互联网服务提供商（ISP）连接的地面网关。然后，数据沿着相反的路径返回用户的设备。

近地卫星

4. 动态卫星调整：由于星链卫星处于低轨道，它们会相对较快地移动。为了保持与地面接收器的连接，卫星会根据需要动态调整自己的位置。同时，地面接收器也会自动跟踪和切换到最佳的卫星，以确保稳定的互联网连接。

星链手机App

通过这种方式，星链实现了在全球范围内提供高速、低延迟的互联网接入服务。这对于偏远地区和传统互联网基础设施覆盖不足的地区来说，将极大地改善网络连接质量。同时，星链也为城市地区提供了一种竞争性的互联网选择。


星链速度
星链根据使用场景跟套餐价格提供了多种速度：

服务类型	套餐名称	服务可用性	延迟 (ms)	预期下载速度 (Mbps)	预期上传速度 (Mbps)
固定服务套餐	标准 (Standard)	≥99%	25-50	20-100	5-15
固定服务套餐	商业 (Business)	≥99%	25-50	40-220	8-25
固定服务套餐	尽力而为/RV	≥99%	25-50	5-50	2-10
移动服务套餐	休闲	≥99%	<99	5-50	2-10
移动服务套餐	商业 (Commercial)	≥99%	<99	40-220	8-25
移动服务套餐	高级 (Premium)	≥99%	<99	60-250	10-30

根据上述星链套餐信息，我们可以发现：
1. 服务可用性：所有套餐的服务可用性都保持在≥99%的水平，这意味着星链致力于为用户提供稳定且可靠的互联网连接。
2. 延迟：固定服务套餐的延迟在25-50ms之间，移动服务套餐的延迟小于99ms。这说明星链的低轨卫星网络在降低信号传输延迟方面具有优势。
3. 下载速度和上传速度：随着套餐等级的提高，预期的下载和上传速度也随之增加。这表明星链提供了灵活的套餐选择，以满足不同用户的需求。
4. 服务类型：星链提供了固定服务套餐和移动服务套餐两种类型，以适应不同场景和用途，如家庭、商业、房车和移动设备等。
5. 商业和高级套餐：无论是固定服务还是移动服务，商业和高级套餐往往具有更高的下载和上传速度，以满足商业用户和对网络性能有较高要求的用户的需求。


星链跟4G、5G对比

特性	星链	4G	5G
覆盖范围	全球覆盖（低轨卫星网络）	受基站分布影响（地面基站）	受基站分布影响（地面基站）
下载速度	5-250 Mbps	20-100 Mbps（实际应用中）	理论最高20 Gbps，实际应用中可能达到几百Mbps至1 Gbps
上传速度	2-30 Mbps	10-50 Mbps（实际应用中）	理论最高10 Gbps，实际应用中可能达到几十至几百Mbps
延迟	25-99 ms	30-100 ms	理论最低1 ms，实际应用中可能在10 ms左右
稳定性	服务可用性≥99%	受信号强度、基站分布等因素影响	受信号强度、基站分布等因素影响
适用场景	家庭、商业、房车、移动设备	主要针对移动设备	主要针对移动设备，同时适用于物联网、自动驾驶等多种场景

星链发射计划及现状

星链发射计划

• SpaceX自2019年开始发射Starlink卫星。
  
• 到2023年5月为止，Starlink已经由超过4000颗在低地球轨道运行的小卫星组成。
  
• 总共计划部署近12000颗卫星，可能会进一步扩展至42000颗。
  
• 在2022年12月，Starlink的用户数量超过了100万，在2023年5月达到了150万。
  

在接下来的时间内发射计划是这样的：

• Starlink Group 5-1至5-4的发射时间预计在2023年6月，发射卫星数为1584颗​。
  
• Starlink Group 5-5至5-8的发射时间预计在2023年6月，发射卫星数为1584颗​。
  
• Starlink Group 5-9至5-12的发射时间预计在2023年6月，发射卫星数为1584颗​。
  
• Starlink Group 5-13至5-16的发射时间预计在2023年7月，发射卫星数为1584颗​。
  
• Starlink Group 6-1至6-4的发射时间预计在2023年7月，发射卫星数为1584颗。
  

根据上述信息我们发现，星链的发展远快于其一开始的规划，呈逐步加速状态。
目前星链的覆盖范围见下图：

星链覆盖

图里蓝色是已覆盖的，暗蓝色是打算覆盖的，灰色是还未覆盖的。可以发现欧美及其盟友已基本覆盖，剩下没有覆盖的主要是中国以及俄罗斯以及中亚部分国家。


星链影响
星链作为一种新技术，往好的说有如下影响：

• 提高互联网普及率：星链通过部署全球覆盖的低轨卫星网络，为地理位置偏远、传统互联网基础设施覆盖不足的地区提供宽带连接。这将有助于提高全球互联网普及率，让更多人受益于互联网带来的便利。
  
• 缩小数字鸿沟：星链的出现有助于缩小城市和农村地区之间的数字鸿沟，让更多人能够享受到高速、低延迟的互联网服务，从而提高生活质量、促进教育和经济发展。
  
• 提高竞争性：星链为互联网市场引入了新的竞争者，迫使传统的互联网服务提供商提高服务质量和降低价格，从而让消费者受益。
  
• 推动太空产业发展：星链项目的实施推动了太空产业的发展，特别是卫星制造、发射和运营等领域。此外，星链的成功也可能激发其他公司投入类似项目，从而进一步推动太空产业的竞争和创新。
  

往坏了说有如下影响：

• 空间垃圾问题：随着星链卫星数量的增加，空间垃圾问题变得越来越严重。失效的卫星和运行中的卫星可能相互碰撞，产生更多的碎片，进一步加剧空间垃圾问题。这将增加其他卫星在轨运行的风险，并可能对未来的太空探索造成障碍。
  
• 对天文观测的影响：星链卫星在夜空中的高亮度可能对地面天文观测产生干扰。尤其是在黎明和黄昏时，星链卫星的亮度可能对光学望远镜的观测造成影响，从而影响天文学家的研究。
  
• 法规和监管挑战：星链等大规模卫星网络项目给国际卫星频谱管理、轨道分配和空间交通监管带来了挑战。各国需要就相关法规和标准达成共识，以确保空间活动的可持续发展。
  
• 隐私和安全问题：星链等卫星互联网服务可能引发关于数据隐私和网络安全的担忧。用户可能会担心其上网行为被追踪或数据被泄露，因此星链需要采取措施确保用户数据的安全和隐私。
  
• 竞争和市场饱和：星链项目的推出将加剧卫星通信市场的竞争。虽然竞争可能会促使行业创新和降低价格，但过度的竞争和市场饱和可能导致资源浪费和行业整合。
  

其实，最关键的是军事影响（俄乌战争已经证明了星链的战争潜力）：

• 提高作战通信能力：星链能为美军在全球部署的作战单元提供低成本、低延迟、大通量和全球覆盖的高速互联网服务，实现更快速、稳定可靠的通信。
  
• 全天候无缝监视侦察能力：星链卫星具备全球覆盖能力和高重访率，可通过搭载多种传感器实现24小时连续监视侦察，提高对移动目标的监视能力。
  
• 天基目标探测/压制能力：星链卫星可搭载多种传感器，实现对卫星、火箭、空间碎片以及导弹等目标的探测与跟踪，支持目标定位、定轨和轨道预报。
  
• 试验床和新兴作战概念载体：星链卫星可用作传感器和通信设备等信息支援有效载荷的搭载平台，提高灵活性和抗毁伤能力，同时成为新兴作战概念（如马赛克战）的载体。
  
• 提升导弹防御及高超声速飞行器探测能力：美国国防部已委托SpaceX公司基于星链卫星平台制造反导跟踪卫星，进一步提升导弹防御及高超声速飞行器探测、跟踪与指示的能力。
  

最恐怖的是现在的星链还不是完全体，还在不停的进化，终极形态的星链可能有如下特征：

特性	星链最终形态
卫星数量	数万颗（可能超过4万颗）
覆盖范围	全球覆盖，包括偏远地区和城市
下载速度	高达1 Gbps或更高（具体取决于技术进步和套餐选择）
上传速度	高达100 Mbps或更高（具体取决于技术进步和套餐选择）
延迟	低至10 ms或更低（具体取决于技术进步和地区）

中国的应对

全球星链玩家

中国已经有好几个玩家加入了卫星互联网竞赛。
GW星座计划基本信息：

• 中国计划发射13000颗低轨道卫星组成“国网星座”（GW），以打破星链的包围圈。
  
• 国网星座计划由国资委牵头，涉及中国卫星通信集团、中国航天科技集团等国有企业。
  
• 国网星座将覆盖全球，提供高速互联网接入服务，推进数字经济和“数字丝绸之路”。
  
• 发射任务由长征系列火箭和天舟货运飞船负责。
  
• 中国已成立中国卫星网络集团有限公司，负责近地轨道星座的建设和整合工作。
  
• 目前，国网星座计划还处于起步阶段，但已吸引了众多民企参与。
  

期望中国玩家在卫星互联网这个赛道后来居上，闯出自己的风采。

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