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在手机没有接入低轨通信卫星网络之前,什么是低轨通信卫星? | 科技新闻

有了苹果iPhone 13可以支持低轨通信卫星网络的消息,我们首先要知道,低轨通信卫星网络并不是4G/5G移动通信。 绝对不是拿起手机就可以直接接收到天上卫星的信号。 但低轨通信卫星网络实际上是支持5G/6G通信的辅助功能。 这是什么意思?

什么是低轨通信卫星?

低轨通信卫星与传统通信卫星最大的区别在于离地高度。 用于电视、电话、广播、互联网和军事领域的卫星通信已经使用多年。 原理很简单:通信卫星作为地面发射机和接收站之间的信号中继点,先向上连接。 信号接收器接收来自地面某一站的数据,将信号放大并改变频率,然后通过下行发射机传送到地面另一站进行远距离通信。

这种类型的卫星通常位于距地面 35,786 公里的地球同步轨道 (GSO) 上。 由于公转周期与地球自转周期相同,所以它每天都会在同一时间经过同一个地方。) 点对点(空中)传输范围很广。 只要3颗GSO轨道上的通信卫星能够接收/发射覆盖整个地球表面的信号,就非常适合定向地面天线接收要求。

早在 1990 年代,人们就开始使用低轨卫星通信技术连接互联网宽带,但为什么最近 10 年大型项目突然增加?

第一:放置在地球同步轨道上的卫星距离地球表面很远,信号传播会有延迟(可能高达数百毫秒)。 另外,高地球轨道通信卫星价格昂贵(过去制造+发射一颗高地球轨道通信卫星的成本约为100-4亿美元),一般只能由国营项目开发,可以跟不上近年来大规模生产的小型卫星的商业繁荣。 年。

第二:如果卫星距离太近,信号会相互干扰,所以有一定的间隔要求,所以可以锁定在地球同步轨道的卫星数量非常有限; 三是高轨道通信卫星轨道无法覆盖高纬度地区,尤其是极地地区。

第四:火箭发射成本随着“可重复使用”的功能开始下降。 SpaceX的猎鹰火箭还能一次将大量小卫星送入近地轨道,大大提升了银河系低轨通信卫星的竞争力,凭借四大低轨通信卫星项目,SpaceX的星链项目遥遥领先。

卫星制造和发射成本从过去下降到五分之一

由于回收火箭大大降低了发射成本,与10年前相比,现在制造卫星的发射成本已经下降到过去的五分之一。 所以依靠大量的低轨道通信卫星星系已经不再困难,至少SpaceX正在证明这一点。 一步步解决这个问题。 与高轨通信卫星相比,低轨通信卫星距离地面更近,具有传输延迟小、传输能量低等优点。 卫星网络将能够为不方便部署有限光纤的偏远地区用户提供互联网服务。

全球4大低轨卫星制造商

世界互联网人口逐年增加。 到了即使是偏远地区、山海也需要互联网的那一天,现有的互联网资源不再可用时,可以实现无死角通信的低轨通信卫星星系项目再次浮出水面。 目前,全球排名前四的低轨卫星运营商分别是:美国的SpaceX、美国的亚马逊、加拿大的Telesat和英国的OneWeb。 12000颗卫星将倒置形成一个巨大的通信卫星星系。

由于向FCC提交请求后,必须在6年内发射一半卫星,9年内必须发射所有卫星,否则分配的专用频段将被收回。 因此,SpaceX依靠自己的火箭不间断地发射Starlink卫星,从今年5日开始,在v1.0月的L28任务中,第一阶段第一轨道面的卫星已经全部发射。

Starlink项目一期卫星将分布在5个不同高度和离地倾角的轨道面上,包括:
  • 离地550公里,倾斜53度,运行卫星1664颗,随时准备为全球80%的地区提供高速卫星网络服务;
  • 离地540公里,倾角53.2度,运行卫星1540颗;
  • 离地 570 公里,倾角 70 度,运行中的卫星 720 颗;
  • 离地560公里,倾角99.7度,运行卫星348颗;
  • 它距离地面560公里,倾角97.6度,运行中的卫星有172颗。

第二阶段的7518颗卫星将从离地335至345公里处发射,在42度、48度和53度的高度运行。

此外,由于SpaceX的第一阶段计划(SpaceX Ku/Ka频段)于2018年3月获得批准,按照计划,到2024年3月必须累计发射2205颗卫星,所有卫星必须在2027年3月之前发射; 该项目的第二阶段(SpaceX VELO)于2018年11月获得批准,因此必须在2024年11月之前发射3,759颗卫星,并且所有卫星都将在2027年11月之前定位。

Oneweb 跟随 SpaceX

英国公司 Oneweb 可以说是 SpaceX 的 Starlink 卫星网络中最大的竞争对手。 其同名低轨通信卫星项目获得日本软银的巨额投资,预计发射650颗卫星建设相关卫星。 网络,截至 2020 年 3 月,其中 74 个已成功启动。 然而,剧情突然发生了反转。 由于 COVID-19 大流行,Oneweb 的最大股东 SoftBank 股价大幅下跌,并决定放弃当时没有收入的 Oneweb 项目。 2020 年 3 月 27 日,在发射 34 颗卫星后不到一周,Oneweb 申请破产保护。

不过,作为SpaceX的竞争对手,Oneweb的技术、卫星频段所有权等诸多优势并未放弃。 相反,据外媒报道,SpaceX和亚马逊等竞争对手当时正在看好Oneweb并开始调查资产,似乎对投资Oneweb很感兴趣。 最终,在 2020 年 7 月,英国政府和印度互联网公司 Bharti Airtel 成为最大股东。 收回注资的 Oneweb 毫无问题地恢复了生机。 截至今年8月22日,该项目在轨卫星总数已达288颗(平均一颗)。 每月推出一次),预计2022年提供全球网络服务。

巨大但不可见的柯伊伯

就卫星星系的规模而言,亚马逊的柯伊伯计划仅次于SpaceX的星链计划。 预计到2026年将发射3236颗卫星,建立自己的卫星网络,提供全球网络服务,但到目前为止,他们只有一颗。 卫星。 它尚未发布。 虽然公布的终端天线设备设计图显示天线尺寸比SpaceX小,但实体也不见了。

资深卫星运营商 Canada Telesat

Telesat 成立于 1969 年,长期以来一直是专注于高地球轨道的世界领先卫星运营商之一。 2016年,该公司宣布也将加入近地轨道卫星战争。 其光速项目预计将在距地面1000公里的地方发射1671颗卫星,2023年将提供全球网络服务,并已发射了一颗测试水温的卫星,至少比柯伊伯的要好。

LEO卫星通信路径

与这些卫星相关的新闻满天飞,但我们将如何以及何时使用卫星网络? 首先,低轨卫星网络虽然强调高速低时延,但绝对不会像4G/5G或者Wi-Fi移动通信那样拿起手机打开网络键就可以连接。 需要通过一组天线终端设备接收,利用卫星信号通过路由器通过无线网络提供宽带上网。

对于有线/无线网络技术相当发达的台湾或大都市地区,卫星网络通信基本上不被认为是上网的首选,但可以弥补5G移动通信需要建站较多的缺点。 当来自基站的信号被地形遮挡,难以传输到另一个基站时,可以改变路线,将信号发送给卫星,卫星将信号从空中发送到另一个基站.

iPhone 13 能否支持卫星网络只是一个很大的问号。 由于卫星通信耗电大,网友调侃说,手机一开机就开始接收,电池电量就归零了。

(第一张图片来源:Pixabay)

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