【翻譯】埃隆·馬斯克的“星鏈”是如何工作的？會不會成為現代通信的一場革命？_風聞

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埃隆·馬斯克****的“星鏈”是如何工作的？會不會成為現代通信的一場革命？

本文譯自Quora，原標題：How does Elon Musk’s Starlink work? Will I be able to have service and wifi anywhere?

Binhan Lin

 無背景信息

它的工作原理和其他任何衞星互聯網服務是一樣的，信號往返於地面站（通常是一個小碟形天線）與衞星之間，然後傳輸到與常規陸基互聯網相連的地面站。傳統的衞星互聯網有很大的地理位置限制，因為較高的緯度無法“看到”衞星，因為衞星通常位於赤道附近。除了覆蓋衞星的數量較少外，它們還被安置在高軌道上，有時甚至高達地球同步軌道。

而“星鏈”通過：

1）距離更近的衞星來解決這些問題，衞星距離地面僅210英里（非常低的地球軌道），這意味着為了持續覆蓋，它需要在每個軌道上有更多的衞星來提供覆蓋。這樣做的好處是，有這麼多衞星，在任何給定的時間都有可能看到兩顆或更多的衞星。

2）由於有能力發射這麼多衞星，一些衞星將發射到極軌道上，這將使覆蓋範圍達到兩極。

埃隆·馬斯克因用衞星“殖民”低軌道而被抨擊

3）由於互聯網的封閉性，衞星提供的信號更加清晰可靠。

4）由於低延遲，即使是移動的車輛也可以配備一個接收器（更像披薩盒），這意味着移動中的高速互聯網，美軍對這一功能很感興趣。

SpaceX與美國陸軍簽署測試協議，使用星鏈網絡——TechCrunch

馬斯克的衞星項目用軍用飛機測試加密互聯網

5） 每顆衞星只能處理這麼多流量，通過在範圍內保持多顆衞星，可用帶寬要高得多，能夠支持給定區域內更多的用户。

埃隆的説法是，對於星鏈來説，你只要把天線盤放在任何能清晰看到天空的地方，它就能從連上的衞星上接收信號。馬斯克還分享了一些關於如何使用‘用户終端’的簡單説明——“你只需將設備插入插座並指向天空。”埃隆·馬斯克説，星鏈天線將類似於“一根棍子上的圓形UFO”。

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Steve Baker

Blogger at LetsRunWithIt.com (2013-present)，Lives in El Paso, TX2018–present

LetsRunWithIt.com網站博客作者（2013年至今），2018–至今住在德克薩斯州埃爾帕

當星鏈完成了它所需要的所有衞星——那麼是的。

你可以在地球上任何地方得到服務，除了（可能）非常靠近北極和南極的地方。

這項服務不是“WiFi”—但如果你將WiFi路由器連接到星鏈將提供的gizmo（馬斯克所描述的“棍子上的UFO”）上—那麼，是的，你幾乎可以在任何地方使用WiFi。

這個系統的工作原理是讓你的星鏈設備通過微波把你的數據發送到幾顆衞星中最近的一顆，這些衞星將以每小時17000英里的速度呼嘯而過。那該衞星將確定您想要將數據發送到何處-如果該目的地在附近的另一顆衞星的範圍內——然後它會通過激光束把你的數據發送到該衞星上——衞星會通過無線電將數據發送到它的目的地。

如果目的地很遙遠，那麼第一顆衞星將把你的數據發送到一顆軌道更高、運行速度較慢的衞星中的一顆，它將把數據傳送給另一顆，也許還有另一顆，然後再傳送到一顆軌道較低的衞星上，然後傳到地面。

為了最大限度地減少通過衞星網絡的通信量，將有一批地面站連接到互聯網的“主幹網”上，將通信交給互聯網的其他部分來處理。

從你的角度來看，所有這些都是看不見的。你把“UFO放在棍子上”——給它供電——把一根電纜從它插到你的電腦上——或者連接到WiFi路由器——它就會“正常工作”。

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Zishan Sheikh

Lives in Indore, Madhya Pradesh, India2019–present

2019年至今生活在印度中央邦印多爾

星鏈****簡介

Starlink：由SpaceX公司製造的低軌道衞星互聯網項目。它的主要目標是提供高速互聯網連接（比光纖快得多），在世界任何地方都能以低廉的價格提供。第二個目標是幫助他們最渴望的火星任務。SpaceX將在短短几年內發射大約12000顆小型衞星（未來全部有4.2萬顆）。整個項目的估計成本將近100億美元。

現在的主要問題是：星鏈系統是如何工作？

這些衞星將被髮射到550公里高度、傾角為53°的近地軌道上，與傳統的地球同步衞星相比，它們具有優勢，因為距離地球較近，延遲時間更短（據馬斯克説星鏈的延遲時間為20毫秒）。每顆衞星將通過激光與4顆相鄰衞星相連，衞星通過四個面對面的天線傳送信號。

這種扁平型天線可以在不移動的情況下向多個方向和頻率發射信號。每部署60顆衞星就可以提供1TB的帶寬。為了穿越太空軌道，衞星配備了K離子推進器，K離子推進器利用電荷差將離子射向特定方向。

星鏈需要相關的地面收發器，客户需要一個用户終端與衞星相連接。據馬斯克所説，“這個終端看起來像一個薄的，扁平的，圓形的UFO，它有馬達可以自動調整最佳角度來觀察天空。”這意味着用户不必知道星鏈衞星可能在哪裏，也不必在衞星在天空中移動時調整終端，它會自動移動。

接收****站

我能在任何地方使用服務和WIFI嗎？

項目完成後，星鏈將能夠為世界上除兩極以外的幾乎所有地區提供高速互聯網。

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Andrew Forrest

Chief Engineer at Solstad Offshore (2005-present)，Lives in Brisbane, Queensland, Australia

Solstad Offshore的總工程師（2005年至今），居住在澳大利亞昆士蘭州的布里斯班

星鏈是一個最終由42000顆衞星組成的衞星網絡，這些衞星被安置在僅550公里高度的低地球軌道上。衞星（未來將）使用激光鏈路在它們之間發送信息包，並使用微波信號從地面天線發送和接收信息。

使用這種低軌道衞星（而不是在36000公里高度軌道上運行的傳統地球同步通信衞星）將大大縮短了傳輸時間，而且產生的信號甚至比跨大西洋的光纖電纜還要快。

它們的傾角為53度，因此，只要你不靠近北極或南極地區，地球上任何地方都可以覆蓋。

獵鷹9號有效載荷整流罩展示了“宜家扁平封裝（IKEA flatpack）”的60顆Starlink衞星的堆疊安排。

目前“只”部署了482顆衞星，但SpaceX計劃在未來十年內每月發射120顆（每兩週發射一次獵鷹9號60顆衞星），以便打造網絡（由於衞星設計壽命有限，因此需要不斷更新）。他們預計在今年年底前開始有限的服務，隨着衞星數量的增加，這一服務將逐漸增加。

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G Saunders

MS from Virginia Commonwealth UniversityGraduated 1975

弗吉尼亞聯邦大學碩士，畢業於1975年

這裏有很好的答案，但既然你問我，我想補充一下：

目前的“衞星互聯網”是一項糟糕透頂的服務，只有窮鄉僻壤中沒有其他有線或光纖選項的人才會使用它。這些衞星在地球同步軌道上，保持在同一位置，這樣碟形衞星就不必移動了，衞星距離地面大約22000英里，所以信號傳輸需要相對較長的時間，往返至少44000/186000毫秒，再加上衞星傳輸信號需要幾個步驟，所以通常至少有幾秒鐘的延遲。由於帶寬對於已建立的連接而言相當不錯，因此可以很好地進行瀏覽。但是對於像ssh這樣的按鍵協議來説，它根本無法正常工作。

馬斯克的星鏈衞星軌道距地面約340英里，因此信號的“飛行時間”很短，帶寬則相當於每秒千兆比特。衞星以每小時17000英里的速度飛馳而過，所以需要有很多這樣的衞星才能覆蓋全球。在太空中，當我們在地面上移動時，它們將像蜂窩塔一樣處理流量，並在它們超出範圍時將連接傳遞給相鄰的衞星。

星鏈不需要在地球同步軌道上發射一顆半永久衞星，而是需要數千顆半一次性衞星來覆蓋地球。馬斯克已經向我們展示了他可以讓60顆衞星飛到那裏，並讓它們工作的方法，他正在努力降低成本，在地球完全覆蓋之前，他還有很長的路要走。

用户使用的天線將有一些變化，它們確實需要能夠清晰地指向天空。一些會是“棍子上的UFO”，但最近有一個原型，在一個高大的金字塔狀的盒子裏放着一個小盤子，當您拿到一個天線時，您可以將天線連上您的局域網，另一側對準天空。

我們遲早會看到它是如何運作的。霍華德·休斯給我們帶來了我們現在這一代的數據通信衞星，但它們現在已經是非常古老的技術了。馬斯克想出好主意，這可能是現代科技，它將使互聯網無處不在，更好的服務，更便宜…

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Sibasis Pattanayak

Lives in Kolkata, West Bengal, India

生活在印度西孟加拉邦加爾各答

埃隆·馬斯克想要建立一個太空互聯網已經不是什麼秘密了。他的公司SpaceX已經獲得美國聯邦通信委員會（FCC）的許可，可以建立一個由數千顆近地軌道通信衞星組成的龐大網絡。但該公司對這個名為星鏈的項目一直守口如瓶。

儘管馬斯克曾表示，他希望超過一半的互聯網流量通過星鏈，但Handley的模擬顯示，該項目將最吸引大型銀行的高頻交易員，他們可能願意拿出大筆資金用於專用、快速的連接。

最初，“星鏈”將由4425顆衞星組成，運行在距離地面1100至1300公里之間，比目前在軌運行的衞星數量還要多。Handley説，只有一種方法可以將這麼多衞星排列在一個能最大限度減少碰撞的配置中，所以他相信他的模擬反映了SpaceX的目標。

當通過星鏈發送互聯網信息時，地面站將開始使用無線電波與上面的衞星通話。一旦進入太空，信息將通過激光從衞星發射到另一顆衞星，直到到達目的地上方。從那裏，它將再次通過無線電波發射到對應的地面站。

通過在範圍內有多顆衞星，可用帶寬要高得多，能夠在給定的範圍內支持更多的用户，每顆衞星都能處理較大的流量。

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