马斯克的星链终于能用了 颠覆5G的WiFi来了?.

最近马斯克又上了热搜,这次他成了“宣誓火星主权第一人”。

一位网友晒出SpaceX星链(Starlink)卫星互联网服务的条款,称马斯克已经开始为火星殖民地制定法律框架。

移民火星或许还很遥远,但马斯克另一个宏大计划已经开始落地。筹划多年的卫星互联网计划星链(Starlink)近日正式向用户提供服务了。

按照马斯克的计划,星链计划将由4.2万颗卫星组成,让网络信号覆盖

全球每一个角落,无论你在北极还是亚马逊丛林里都能连上WiFi。

现在,用户终于可以连接星链的信号上网了,体验到底如何?而它未来会不会成为主流通信网络,甚至像一些人说的“颠覆5G”呢?

马斯克的卫星互联网可以用了,体验怎么样?

简单回顾一下星链计划,马斯克在2015年就透露了这个想法,并在2016年正式向美国联邦通信委员会(FCC)提出了申请。

最开始SpaceX计划在2020年前发射4425颗卫星,后来又将发射卫星的数量增加到11943颗,现在星链卫星数量的规划已经增加到了4.2万颗。

这是什么概念?

要知道在2016年,人类史上发射的卫星总数也才约4025颗,星链要发射的卫星数量是这个数字的10倍。

按照SpaceX此前的计划,那近1.2万颗卫星将分三个阶段发射:

第批1600颗卫星位于1150公的轨道高度,其中首批800颗卫星用于覆盖北美地区;

第二批2825颗卫星分为4组,分布在4个不同高度的轨道上,完成全球组网;

第三批7518颗卫星位于340公里高度的轨道。

目前SpaceX已经成功发射了15批星链卫星,入轨卫星数量达到893颗,SpaceX也成为了全球最大的卫星运营商。

SpaceX火箭发射轨迹.

虽然这个卫星数量连星链计划的第一阶段都还没达成,但已经可以为北美部分地区提供网络服务了,最近星链也正式面向用户进行公测了。

一位收到内测邀请的用户在Reddit上展示了收到的邮件,有意思的是,SpaceX把这项服务叫做“总比没有强(BetterThanNothing)”,似乎是在告诉用户不要抱有太高的期待。

SpaceX在邮件中表示,目前星链可以提供50Mb/s到150Mb/s的下载速度,网络延迟在20ms到40ms之间,预计在2021年上半年可以将延迟降到20ms以下。

而网络测速平台Ookla的最新数据显示,星链卫星互联网服务的下载速度最高突破160Mbps,超过美国95%的宽带水平。蒙大拿州农村一位用户甚至测到了174Mbps的下载速度。

单看网速,星链的表现已经比4G网络要好。不过在便携性和信号稳定性上,星链的表现只能说差强人意。

因为要用上星链提供的网络服务,首先需要安装一个平板锅大小的终端和配套的路由器。如果你要在移动中联网,也必须将这些设备带上。

一位叫做Wandering-coder的Reddit用户,在距离服务地址约24公里的国家森林对星链进行了测试,这是个没有任何运营商覆盖网络的地区。

图片来自:Wandering-coder

测试结果显示,虽然下载速度也达到135Mbps,很容易被树木、房屋遮挡信号,一次只能连接5秒钟。不过在不受遮挡时,星链的网络可以流传访问流媒体、低延迟视频会议和游戏。

最后是价格,星链公测的服务价格为99美元/每月,同时必须购买499美元的配套终端才可以使用。

▲图片来自:Wandering-coder

这个价格比起现在的手机上网套餐显然没有优势,不过在传统的卫星互联网运营商面前还是很有竞争力的,能以相同的价格提供数倍的网速。

目前SpaceX正在以每天6颗的速度制造星链卫星,以每月2~3批的速度部署星链卫星互联网,并表示到2021年将能够向全球几乎所有角落提供高速宽带互联网。

肉眼可见的星链卫星.图片来自:Medium

那这是不是意味着,最快明年全世界都可以用上星链提供的“全球WiFi”呢?

颠覆5G,全球WiFi?真的想多了

自从马斯克宣布星链计划以来,舆论就开始将这个号称要覆盖全球的卫星互联网和5G相提并论,甚至有人表示星链可能对5G网络进行降维打击。

实际上这种说法根本站不住脚,而马斯克本人其实也没有表达过类似的观点。

首先星链采用的是Ku和Ka波段,和手机上使用的不是一个频段,不能和手机直连,因此需要像上文提到的那些终端来接受和转换信号。

另外因为卫星互联网所用的是高频毫米波段,信号衰减也十分严重,难以穿透混凝土等障碍物,在室内基本无法使用。

图片来自:触电新闻

即便是上述这些问题彻底解决了,要让卫星互联网像4G、5G基站一样提供网络服务也不太现实。

每颗星链卫星相当于太空中的一个基站,目前单颗星链卫星带宽是20Gbps,与一个5G基站相当,然而目前全球80多万个5G基站的覆盖范围也很有限,因此就算星链完成4.2万颗卫星的部署,也无法和地面基站相提并论。

这里需要提到一个叫做“通量密度”的概念,指的是单位面积的总数据流量,比如5G的通量密度是10万Gbps/平方公里,同样的带宽下,服务面积越大,通量密度就越低,分配给每个用户的带宽也就越少。

以星链卫星20Gbps的带宽和4.2万颗的数量,是不足以给全球用户提供高速互联网服务的。中国信息通信科技集团副总经陈山枝指出,若星链要替代5G,实现与5G相当的通信容量,至少要提供相当于5G基站数量的卫星。

我们看到目前星链公测的下载速度可以达到160Mbps,但却很少有人提到接入星链的用户数量。如果以5G最低网速标准1Gbps计算,4.2万颗卫星的总带宽只能为84万名用户提供服务。

综上所述,星链的确可以提供和5G相当的网速,前提是要限制接入的用户数量,这也意味着无法为海量用户提供高速网络服务,当然也不可能取代5G了,只能作为5G基站的补充。

那么星链卫星互联网有什么用?

既然星链只能为少数人提供高速网络服务,那么SpaceX为什么要投入数百亿美元在这个项目上,谁会为星链买单呢?

实际上马斯克一开始也没打算要用星链和蜂窝网络运营商竞争,而是要为那些“接入不可靠、价格昂贵或完全无法使用的地区,提供高速宽带互联网业务”。

虽然用户规模相对较小,这同样是一个前(钱)景广阔的场。

互联网现在被称为水电煤般的基础设施,但地球上仍有超过70%的地理空间,约30亿人口未能实现互联网覆盖。这些地区可能无法接入光纤,或者人口密度太低,建设基站无法收回成本。

第57届世界新闻摄影比赛(荷赛)年度图片大奖获奖作品《信号》.

而在美国也有2000多万人的网络接入速度不高于25Mbps,为此美国联邦通信委员会(FCC)计划在10年内拨款204亿美元,用于支持美国农村地区千兆网速宽带接入服务,而SpaceX目前也在努力争取这个订单。

此外飞机和远洋船只向乘客提供的WiFi服务,也基本来自卫星互联网。这些WiFi服务收费动辄超过10美元/小时,而且网速慢延迟高,星链能对传统的卫星互联网服务形成降维打击。

另外一个容易被互联网的应用场景在金融领域,收到光纤传输距离和速度的限制,全球各大金融交易所,交易会存在一定延时,虽然可能只是100ms,但对于高频的金融交易来说就是数以百万计的金额浮动。

虽然卫星互联网带宽不如光纤,但在真空中光速传播的传播速度也比光纤快一些,能有效降低交易所的交易延时。

除了民用,星链另一个重要的市场在军事领域。

早在2018年,SpaceX就获得了美国空军一份价值2870万美元的合同,用以“商太空互联防御实验”,让空军使用卫星互联服务进行通信。

而在今年5月美国陆军又和SpaceX签署了一项协议,测试用星链在军事网络中传输数据,这项协议一签就是三年。

同时美国五角大楼最近的一份报告还指出,星链即将是GPS理想的替代品。星链的通信速度已经是GPS卫星的100万倍,微波频率天线定向性是GPS的10倍,延迟和精度都优于GPS。

这样一来,军队的战机、航母、潜艇就能在海外战场实现高速通信,从而打造一个连接海陆空的高速军用互联网系统,这对于信息化水平越来越高的现代战场十分重要。

这可能也是马斯克预计星链未来每年能带来300亿美元收入的底气。而投行瑞银预测全球卫星互联网产值在2030年到达8050亿美元,摩根士丹利分析师AdamJonas则预计到2040年将达到1.1万亿美元。

虽然你我可能都不是星链的目标用户,但星链的确在很多领域有着用武之地,北京邮电大学经济管理学院博士生导师吕廷杰教授表示:

空天互联网会成为地面基站的一个非常有效的补充,而且大概率会用在5G的后半期。当万物互联的时代真正到来的时候,他会成为一个非常经济有效的,真正能实现连接万物的网络连接解决方案。

过去的低轨星座网络都失败了,星链会是例外吗?

要讨论星链能不能成功,就要先看看过去的那些卫星互联网计划是怎么失败的。

马斯克并不是第一个要以卫星互联网提供通信网络服务的人,早在上世纪80年代,摩托罗拉就启动了铱星计划,要用77颗卫星覆盖全球,让用户可以在全球任何一个地方打电话,这也是第一个低轨道卫星星座。

然而铱星3美元/分钟~8美元/分钟的价格,在更低成本的光纤和地面基站普及后变得不堪一击。铱星公司投入50多亿美元,只收获5.5万用户,在上线15个月就宣告破产。

而随着卫星制作和发射成本逐渐降低,近年来卫星互联网又进入了人们的视线。其中OneWeb被称为SpaceX最大的竞争对手。

OneWeb在2017年宣布要发射648颗卫星组建卫星互联网,并和美国、俄罗斯和欧洲多个国际签订合同,累计获得了来自高通、软银、可口可乐等企业的近35亿美元的融资。软银集团首席运营官MarceloClaure还曾表示:

OneWeb有望成就世界上最大、也是第一个真正的全球通信网络。

然而在今年3月,OneWeb却突然宣布申请破产。原计划发射的648颗卫星,最终只发射了74颗,而软银在疫情来袭的背景下,决定不再向OneWeb注资,失去资金来源的OneWeb也难以为继。

从雄心勃勃到破产倒闭,这在卫星互联网这个赛道上是常态。马斯克还曾在世界卫星大会调侃道:

猜猜有多少个低轨星座网络最终没有破产?零。

回顾过去这些失败的的卫星互联网项目,正如经纬创投在一份报告中总结的,主要有三个重要原因:

火箭发射的成本和运力;

卫星的成本和寿命;

市场需求。

而在火箭发射节约成本这件事,目前在航天领域没有谁比SpaceX做的更好。

SpaceX利用可重复回收的火箭,已经将发射成本降低了近90%,加上一箭可发射60星,平摊到每颗卫星上的发射成本仅35.6万美元,短时间内都没有其他机构能达到这样的水平。

至于市场需求,前文已经提到过。虽然绝大部分很多卫星互联网项目均以失败告终,但也有人已经证明了在商业市场上的可行性。

还记得上面那个申请破产的铱星项目吗?它并没有因此销声匿迹,而是在重组后调整定位,作为地面通信的补充继续存活了下去。铱星二代(IridiumNEXT)还在去年完成部署,拥有130万个可计费用户。

目前越来越多国家和企业投入到卫星互联网领域,全球至少有16家公司对外公布了覆盖全球低轨星座计划,当中包括三星、波音和亚马逊这样的大型科技公司。

中国也有自己的的卫星互联网项目——鸿雁星座和虹云工程。今年4月20日,在国家发改委首次明确的“新基建”范围内,就包含了低轨卫星互联网。

对于马斯克来说,星链将成为SpaceX未来重要的收入来源,用以支撑火星移民等烧钱的航天项目,可以说马斯克的星辰大海,很可能将取决于星链计划的成败。

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