星链概念、部署节奏、收费方式、技术特点及核心竞争力在哪?

星链概念、部署节奏、收费方式、技术特点及核心竞争力在哪?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/05/11 13:03

低轨互联网卫星代表。

星链Starlink(低轨+宽带):SpaceX于2015年提出大规模巨型星座计划,目标是为美国以及全球的消费者提供高速、低延时宽带接入服务。星链是 SpaceX非常重要的一部分,其为公司实现太空移民提供资金支持,并且能辅助部署火星卫星通信系统。截止2023年,SpaceX已发射130批次星链卫星,共计5650颗。2023年以来,星链部署节奏加快,由2022年平均每10.7天发射一批,缩短至5.8天。星 链用户在快速增长,从2022年12月100万增长到2023年11月的230万。星链在未来基本上可以覆盖绝大多数国家。

2016年11月,SpaceX首次正式xiangFCC提交星链星座建设的申请材料,此后共提出了三个星座建设方案:一代星链、V波段星链(已撤销)、二代星 链。V0.9、V1.0、V1.5 用于一代星链星座,V1.5 和V2.0用于二代星链星座。 2019.05-2021.07:SpaceX发射星链壳层1的V1.0版本卫星,并穿插少量V1.5卫星,用于星间激光链路测试。 2021.09-2023.07: SpaceX发射星链壳层4的V1.5版本卫星;壳层2、3、5的V1.5版本卫星主要在2023年上半年发射。期间穿插少量v2.0 mini版本, 用于前期测试。 2023.07-至今:发射星链卫星均为V2.0 Mini版本。 星链星座部署技术更加成熟,发射节奏逐步加快: 一代星座主要遵循:少量轨道面部署-> 轨道面逐层加密-> 所有轨道面部署完成。 二代卫星优先在所有轨道进行部署,进而加密各面内的卫星。

星链收费包含终端费用与订阅费,套餐分为个人版与商业版: 个人版为住户、房车、船艇。提供50-200mbps的下载速度和10-20mbps的上传速度,时延在20-40ms左右。 商业版为固定位置、移动装备、海事和航空提供服务。商业版适用于大型组织和政府机构,提供业务速率可以达到350Mbps的下载速度和 40Mpbs的上传速度,有更多卫星和容量作为支撑,时延在20-40ms。 星链相较于美国主要通信卫星,数据流量没有上限,下载速度更快,延时更低,星链性能指标均领先于同行。同时星链的网络性能基本和传统通信 运营商相当,规模效应驱动套餐价格下降,使得在未来星链有望和传统通信运营商进行竞争。

低轨卫星通信网络系统由空间段、地面端和用户端组成: 空间段由低轨卫星和星间链路组成,形成空间传输主干网络。星座以多个卫星作为空间网络的接入节点,卫星间可建立微波或激光星间链路, 实现数据包中继转发。 用户段包括各类用户终端、综合信息服务平台以及业务支撑系统等。用户终端也可作为接入点(AP,AccessPoint)建立局域网络,将通用用 户设备接入网络。移动卫星终端主要用于卫星通话,远期小型化、集成于消费端应用或成为趋势。地面段包括信关站、综合运控管理系统以及连接地面核心网的基础设施。信关站起到连接卫星网络和地面网络的网关功能。综合运控管理系 统包括网络、星座、数据、运营、数据等管理系统以及卫星测控站等,对全网进行综合管理和监控。

相控阵天线是指通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向形状的天线。由大量相同的独 立天线阵元组成雷达面阵,并通过移相器单独控制单个辐射单元的相位和增益,可快速而精确地改 变辐射方向和波束指向。 相控阵天线可通过数字域或模拟域的调幅调相,实现更为灵活和精准的天线辐射模式。

星链终端设备持续迭代,终端设备依然采用了相控阵技术。考虑到成本与能耗,终端设备射频模块数量逐步减少,终端设备呈现出轻量化的趋势。 一代终端:射频链路部分由两种芯片构成,8个小芯片和其中的一个大芯片构成。小的芯片应该是负责T/R的前端芯片,有两个通道,分别带有低噪放 和末级功放;大的芯片负责8个小芯片,具有8通道带有调幅、调相、混频等功能。芯片部分的比例是1:8,总共有79个大芯片,632个小芯片,结合阵 面天线单元数量接近1300个阵元。 二代终端,波束赋形收发器总16颗射频模块,采用意法BiCMOS9工艺。 三代终端,波束赋形收发器总6颗射频模块。

星链采用激光星间链路构建星座。激光通信具备高信道吞吐率、高传输带宽、强抗干扰能力、高保密性和安全性等优点。星座卫星数量规模巨大是低轨卫星 互联网实现全球服务的客观要求。Starlink卫星和地面终端均采用相控阵天线,相控阵天线波束偏离阵面法向的角度越大,扫描损失越大。星座中卫星数量 增加,可以降低星载相控阵天线和地面终端的波束扫描角度,降低星间、星地之间的距离,降低扫描损失,降低天线成本与功耗。

星座卫星数量规模巨大有利于提高系统抗干扰、抗毁能力。卫星数量多、高动态运动、全球可达,天然具备弹性抗毁能力;基于Ku点波束和强方向性,更多 卫星有利于提高干扰规避的能力。

星链相控阵通信能力提升,叠加成本端(卫星制造、卫星发射)下行,使得星链单位带宽成本下降,为星链提供了核心竞争力。 SpaceX垂直整合供应链大幅提高带宽效率:消费者对于通信服务最看重的是带宽和价格,其次才会考虑稳定性、覆盖度和时延等因素。过高的建造成本 导致下游消费者接受度不高,使得商业推广不及预期。SpaceX既有中大型火箭,又有大规模制造卫星能力,使得其推出的Starlink星座相较于其他卫星 通讯运营商有更高的带宽效率。

参考报告

通信卫星行业专题:低轨卫星互联网启动,天地一体通信迈向6G.pdf

通信卫星行业专题:低轨卫星互联网启动,天地一体通信迈向6G。

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