五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】瞎猜 Musk 想干什么 -- 铁手

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家园 现阶段,火星地球通讯通过卫星恐怕是最可靠的方式了

地球上卫星通讯最好的方式可能是地球同步卫星。因为和地球自转同步,同步卫星相当地面形同静止,有限数量的同步卫星就可以覆盖全球,而地面接收也相对简单,瞄准就好,不需要动态跟踪。

但是地球和火星之间的通信就没有那么简单了。地球,火星都围绕地球公转,都有自转,也就是说,要保证地面和天空,天空和天空之间的固定位置,是不可能实现的。就算可能,恐怕控制起来也超级复杂,卫星必须有动力调整才行。

那么,最可行的办法,就是在地球外围有一圈卫星,火星外面一圈卫星,每个时刻,总有两颗卫星相互直接面对,不会被地球或者火星遮挡。这样子,地面和卫星之间通讯,地球卫星之间、火星卫星之间通讯,最后是面对着的地球卫星和火星卫星之间通讯。不会有死角问题。

如果火星,地球自转轴平行,那么赤道上空一圈卫星就可以。但是两轴不平行,那就只好网状包一层。

从这个角度,starlink 用来作为火星,地球之间的通讯中介,完全可行,而且很合理。

你说到量子通讯,坦白说,我认为和核聚变一样,理论上也许可行,实验室条件下也许可能做到,但是实际应用什么时候可能,不知道。比如说,自然存在的核聚变大概是以巨大的万有引力为基础,太阳上有,地球上自然存在恐怕就不可能。再比如量子通讯,一对量子能带多少信息?

火箭回收,冰冻三尺:Musk所做的一切都是为了殖民火星,这个帖讲了,我比较认可。

关于太阳能板在火星上的效率问题。现在火星上的探星车,有用太阳能板作为能源之一。而且有一些车已经运行了很多年。至少从一个侧面说明在火星上太阳能板是可行的。tesla 的太阳能板不是常见的加在屋顶上的那种,它的太阳能板是做成屋顶的瓦片形式,可以直接替代屋顶瓦片用。所以,完全可以在火星建筑物上一物两用。

至于说作为间谍卫星用途,第一恐怕不是他本意,第二这种方式并不比同步卫星更有优势。如果说是为了防备战时被摧毁上占据优势,我想,如果真的天上开干了,地面上恐怕也成了焦土,有没有,也就不那么重要了。

关键词(Tags): #火星地球通讯#火星定居
家园 为什么说陈王比民科还差点? --- (2) Ku/Ka

V波段 和 5G NR

无线电波是一切无线通讯的基础。无线电波载波的频率,带宽,调制方式和发射功率决定了数字无线通讯的速度和适用场景,不论是Starlink还是5G,无一例外。

美国FCC 给Starlink 批准了下列频率 10.7-12.7 GHz, 13.85-14.5 GHz, 17.8-18.6 GHz, 18.8-19.3 GHz, 27.5-29.1 GHz, and 29.5-30 GHz bands.对应的是X波段 8~12GHz;Ku波段 12~18GHz;K波段 18~27GHz;Ka波段 27~40GHz;通常提到的是Ku/Ka波段,但每个国家(组织)对这些波段的定义稍有差别。

点看全图

Starlink先在距地550km 部署 1584 颗星(到2020年底);然后,在 1110-1325km (?)部署 2825 颗卫星,这4千颗星选择 Ku/Ka 频段(后面部分可能增加V频段)上图的左边是前1584 颗星的轨道效果,右边是全部4千颗星的效果。

这部分部署完毕后,Starlink 计划在更低的 340km 轨道上追加部署 7518 颗基于Ku/Ka和V频段50~75GHz的卫星可以实现信号的增强和更有针对性的服务。

Starlink终端用户的频宽为250MHz, 地面接入网关为500MHz。下图是Ku/Ka频段的使用分布图。

点看全图

2020年5月26号,Starlink向FCC提交了第二阶段3万颗卫星的频率使用申请,这些星的工作波段是Ku, Ka,和E波段60~90GHz

5G NR(New Radio)

根据3GPP R15版本的定义,5G NR(New Radio)使用两个大频谱范围FR(Frequency Range);

FR1:频率 从 450MHz 到 6000MHz,频段号从 1 到 255,频宽100MHz,通常叫Sub-6Ghz。

FR2:频率 从 24GHz 到 52GHz,频段号从 257 到 511,毫米波mmWave,频谱跨越Ka和U波段40~60GHz,频宽100MHz。

对比之下4G的频宽为仅为20MHz,这也是5G速度高于4G的最重要因素。

点看全图

家园 按照香农公式,带宽是一方面,还有信噪比

本身越高频率的电磁波的空间衰减就越大,ku波段往上还有水衰氧衰问题,尤其这个V波段,俺觉得根本不能用于远程通信。

想法挺好,最终效果还未可知,说能替代地面基站我是不信的,至少人口密集的城市是不行,人口稀疏地区作为补充手段还行。

家园 等他发完。我是不信这玩意的功率能实现大密度用户高速上网

小区基站都问题不小,搞几个卫星就想覆盖几百万人的都市区?

家园 问个简单问题,这个波段穿透性如何?

是不是头顶不能有任何遮挡?

屋顶肯定是穿不过去....

以后玩手机上个网还得爬到楼顶上去.....

顶楼雅座走起~~~

大雨大雾中的信号衰减怎么解决?

天气恶劣时大家减少上网,忍忍就好

家园 starlink要地面站的

FCC批准starlink建100万地面站,据说每个0.48米大小

http://www.parabolicarc.com/2020/03/29/spacex-get-approval-for-1-million-starlink-ground-stations-in-usa/

那么问题来了,终端用什么方式接入这个地面站?

家园 光靠人口低密度地区不能盈利

也就中国把覆盖当政治任务。国外在郊区的4G信号覆盖都已经不怎么样了,因为在这里架站不挣钱啊。

家园 建筑内部肯定要靠小基站

统一连到楼顶的地面大基站。

正好最近看了篇测试的文章,贴张图吧:

点看全图

地面测试,ka的多了20dB的loss。毫米波的loss还是有点太恐怖了。

家园 既然要地面站。。那干嘛还要卫星链接

光纤不比卫星链接好么?

家园 在远郊农村无人区铺光纤成本太高

如果要经过私有土地那就不仅是钱的问题。所以美国在这种地区的基站很多也不用光纤,而是用微波回传。不过往天上打卫星会比铺光纤或者搞微波回传便宜么?

家园 WiFi啊

对用户而言,设好WiFi密码就行了,不用管是通过光纤,cable还是卫星接入因特网的。

家园 Starlink服务低密度稀疏用户肯定有优势

这些客户也不是优势客户吧

还是城市里大密度用户更优质,光纤肯定更好

starlink能提供出农村这块功能也算不错,

只是别吹成能全民高速上网的提供商

家园 主要还是移动场景。。总不能到处都扛个wifi热点
家园 你的理解完全错了。
家园 那你说说用户在室内怎么用starlink

不通过地面站转发难道抱个专用终端跑到室外?

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