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马斯克产业布局之—星链Starlink项目(SpaceX旗下)

作者:jcmp      发布时间:2021-04-24      浏览量:0
Hi,大家好,我是深湾君,“星链计划 S

Hi,大家好,我是深湾君,“星链计划 Starlink”是马斯克太空探索公司的一个项目,简单描述这个项目就是:发射数以万计的小型通信卫星,让这些卫星在离地面500千米左右的近地轨道上运行,“星链计划”的愿景是待整个计划完成后可在全球范围内为人们提供低成本的卫星通信和互联网服务。

2018年3月,猎鹰九号运载火箭将两颗小型微型“丁丁-a”和“丁丁-b”送入太空,正式开启了“星链计划”。

星链计划的本质是提供通信服务,并且这种通信服务具有效率高、速度快等诸多优点。马斯克称,“星链计划”犹如一个位于外太空的巨大无线路由器,其平均下载速度可以达到1GB,远超我们目前使用的4G网络,基本达到了最新的5G速度。

而从建设速度而言,星链互联网似乎进展更快。仅用了一年的时间,SpaceX就已经发射了近600颗Starlink卫星上天,目前已经有1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道。

伴随着这1584颗卫星上天,星链已经可以开启部分应用,并在一些地区已开启测试,据星链官网介绍目前,星链的 alpha 测试只针对华盛顿州的乡村地区开放,这些测试将给 SpaceX 提供数据,来评测该平台在市场上的表现。

该公司还准备在目前已发射的1584颗的基础上再增加3万颗,最终使卫星总量达到约4.2万颗。

1、星链计划的由来

说到星链,不得不说该项目计划的爸爸—铱星计划。

1987年摩托罗拉公司的三名工程师突发奇想,他们想用多颗卫星环绕地球构建一个全新的全球通讯系统。三个人经过缜密的计算画出了一个由77颗卫星共同组成的通讯系统。这样一看,图纸上的轨道比较像元素铱(Ir)的微观景象,即一个原子被77个电子环绕。于是,三人把这个崭新的构想命名为——铱星星座(iridium satellite constellation)通讯卫星网络。不过,后来发现用66颗卫星就可以实现,但这个名称还是保留了下来。

铱星星座由美国铱星公司开发,于1997年至2002年进行部署,总投资50亿美元,共计发射了66颗人造卫星,利用先进的星间链路技术,为全球用户提供电话通信服务。出于成本回收考虑,1998年铱星系统提早进入商业运营,前期手机终端和资费较贵,铱星专属手机在3000美元左右,通信资费在10元/分钟以上,主要客户定位在高层次国际商务人士。这种早期的终端设备被国人称作身份的象征——大哥大。

Starlink 是马斯克执掌的SpaceX公司2015年提出的一项计划,简单来说,如上图所示,Starlink是要通过发射卫星,建立一个低轨卫星通信网络,所谓低轨,就是卫星运行在1000公里附近,同步卫星的运行高度大概在36000公里左右,关于Starlink卫星的数量,2016年向美国FCC(联邦通信委员会,类似中国的工信部)申请时是4425颗,2018年11月增加到了1.2万颗,2019年10月又增加30000颗,最终Starlink计划的卫星总数达到了4.2万颗,而且据媒体消息,这个卫星计划已经得到了ITU(国际电信联盟)和FCC(美国联邦通信委员会)的许可,然而根据美国卫星产业协会(SIA)数据,截至2018年年底,全球在轨业务运行的卫星数量也才仅仅2100颗,不比不知道,一比吓一跳,仅从数量上看,这个计划就足够疯狂。那么这个卫星计划是干嘛的呢?答案是做卫星通信,简单理解,就是用来打电话和上网的,跟平时移动、联通、电信提供的服务差不多,只不过地面运营商的基站在路边、在楼顶,Starlink的基站(卫星)在天上。

随着今年6月两次的发射计划完成,目前该计划的在轨卫星总量已达540颗,根据该公司的预测,当卫星总量达到800颗时,即可实现全美的网络覆盖。而4.2万颗卫星甚至可以为全球数十亿用户提供卫星互联网服务。

2、发射过程

step1、60颗卫星一次安装进火箭

step2、发射上太空

step3、卫星与火箭分离

step4、在太空形成星链

3、星链商用如何?

优势: 5G的优势是网速快与延迟低,缺点是覆盖范围小。 很显然根据描述的卫星计划,最实用的是偏远地区,并且覆盖全球, 因此5G技术的缺点就是星链技术的优点。

网络与延迟: 按照马斯克最初的设想,星链的网速最高可以实现 1Gbps,是目前平均网速的 180 倍。 但根据目前的测试情况,理想和现实还是有一定差距的。今年3月,马斯克就公开表示:" 我们的目标是网络延迟低于20毫秒 ,这样用户就可以用我们的网玩视频游戏了,而且打游戏水平不会受到影响。"

根据美国网友的测试, 目前最快的下载速度达到了60.24Mbps,最慢的为35.49Mbps。 上传速度则从最低的4.58Mbps到17.70Mbps不等。而延迟则从31毫秒到94毫秒不等,多数时候在50毫秒以下。

因此还达不到5G的理想的网速和延迟,但目前看4K视频和玩游戏已经没有问题。 不过目前的5G网速也达不到宣称,目前大部分5G基站采用nsa非独立组网,是在原有4g基站上改装升级的,速度和延迟与星链接近。

因此两者目前的表现属于同一水平线。

但是SpaceX的官方测试数据显示,星链的网络下行速度可以达到1440Mbps,在飞行的C-12运输机上检测到了610Mbps,因此目前星链的卫星数量还不够完备也是影响速率的一大因素,值得注意的是下行峰值速率为:1540Mbps。

因此两者未来的理想网速也处于同一水平。

4、我们来看看ROI

马斯克曾经向媒体表示,全球互联网连接收入总额每年为1万亿美元,Starlink可能获得其中3%-5%,那就是每年300-500亿美元的收入。

简单算一下,中国三大运营商每年收入14000亿人民币左右,大约就是2000亿美元,中国人口占全球1/5,简单推算下,全球大约10000亿美元。 1万亿美元的全球网络连接收入总额这个数据是靠谱的。

我们可以做一个简单的计算,据公开资料显示,16年的FASTER海底光缆,长1.1万公里,带宽60T,耗资3亿美元,预期寿命25年,只有4个出入口。现在全球海底光缆总长90万公里,可以估计建设成本大概300亿美元/25年的数量级,而出入口的数量大概三位数,最多也就四位数。

Starlink只要能在批量生产卫星之后把组网成本降到60亿美元/5年(卫星寿命5年)左右,那么即使完全不考虑个人接入,地面只支持四位数的大型地面站达到几十T的速率,也已经可以开始和海底光缆竞争。目前这批实验星的成本已经低于发射成本,按1.3亿美元60颗包发射计算,60亿美元够打2800颗,离完成组网的一万两千颗数量还有距离但是已经很接近了。

按照摩根士丹利的估算:假设每颗星链卫星成本100万美元、每次发射成本5000万美元(合计每批部署的总费用1.1亿美元),全部部署完成4.2万颗的话,SpaceX大约需要投入840亿美元。

SpaceX有自己的内部账:马斯克和格温·肖特维尔今年都曾流露过,每颗星链卫星制造成本已经远低于50万美元。如果按照25万美元/颗、每次发射成本1500万美元(复用一级火箭、复用整流罩状况下,合计每批部署的总费用3000万美元)来估算,全部部署完成4.2万颗,大约只需要投入230亿美元。 因此特斯拉完成所有计划的成本还没有一条海底光缆高,并且直接省略掉基站。

目前按照马斯克的想法,星链未来向3%的美国偏远地区用户提供服务,预计资费为80美元/月,美国现在商业用户宽带计划大概是1000-3000美元/年,飞机邮轮和大型用户1万-10万/年。 也就是说星链资费低于美国目前的互联网资费。 但对于中国便宜的5G资费来说,80美元的价格还是有些偏贵了。

5、我国进展

轨道资源和频率资源是具有战略意义的稀缺性资源,面对spacex的高歌猛进,我国也高度重视,积极进入到这个领域。最近有航天科工、电信、电产三家大型央企联合成立卫星网络通信公司,一看就是有大动作。据公开信息,我国的国网计划整合了原航天科技集团的鸿雁计划、科工集团的虹云计划以及多个民营航天公司的卫星星座计划,规模超过3000颗。值得注意的是,从卫星研制到火箭发射,近年来我国的兴起商业航天公司将会发挥越来越重要的作用,非常令人鼓舞和期待。

4月20日,国资委和发改委同时召开经济运行例行发布会,提到了新基建的范围,首次将“卫星互联网”纳入新基建的战略,中国要投大钱开始建设了!

6、我国关联公司

附表 卫星制造与发射类上市公司财务等数据统计(按一季报ROE)。