美國準備跳過5G，直接升級到6G？

　　據報道，北京時間5月24日上午10點30分，馬斯克旗下的SpaceX（美國太空探索技術公司）的獵鷹9號火箭將60顆Starlink衛星發射升空，其雄心勃勃的“星鏈（Starlink）”計劃終於拉開組網序幕。

　　這項2015年提出的計劃，規模極其巨大，總計要在2025年前發射近12000顆衛星。有自媒體認為，該計劃表示美國將在太空中建立下一代寬帶網絡，繞過5G，直接升級到6G，並據此認為“6G並不遙遠”。

　　那麼這個龐大的“星鏈”計劃，到底靠不靠譜？

　　今天就來聊一聊。

　　1

　　用上萬顆衛星包裹全球，靠譜嗎？

　　目前，全世界在軌提供服務的衛星也不過1700多顆。

　　之前，馬斯克計劃發射4425顆衛星，這個數量已經很嚇人了，現在又漲到了12000顆。 

　　我們不禁要問：用上萬顆衛星包裹全球，這個“星鏈”計劃靠譜嗎？

　　目前看來，不太靠譜。

　　且不說發射衛星所需的巨大成本壓力以及在政策上面臨的重重阻力，單在技術方面，“星鏈”計劃就很不過關。

　　一是速率不夠。

　　根據“星鏈”計劃的官方文件，一顆衛星的典型覆蓋面積是353萬平方公里，相當於9個多德國和220個北京。要知道，全世界比這個面積大的國家也只有6個。

　　即使考慮到衛星採用了相控陣技術，真正服務地區比覆蓋面積小些，但其範圍也是驚人的。

　　現在，光北京就建設了2萬座左右的鐵塔，每座鐵塔上還不止一家基站，這麼一顆衛星就能為上百個北京這麼大的區域提供服務，速率能夠嗎？當然不夠。

　　二是很難連上。

　　前幾天，網上有個消息傳爆了：有人稱其手機連上了馬斯克的TintinA衛星的Wi-Fi。

　　馬斯克在跟他人的對話中稱“不要告訴別人，密碼是martians”。

　　▲馬斯克在社交媒體上與人對話稱“不要告訴別人，密碼是martians”（圖源網絡）

　　於是，很多人就以為，自己的智能手機以後可以接入衛星Wi-Fi了。

　　這個想法就有點天真了，因為TintinA衛星與我們用的普通智能手機頻率對不上，兩者不可能直接通信。

　　無線電波有一個特性，頻率越高，電波的指向性就越強，也就更利於集中能量將信號傳遞到遠方。

　　馬斯克的互聯網衛星使用的是Ka和Ku波段，在20GHz左右。

▲馬斯克互聯網衛星使用的是Ka和Ku波段，手機無法接收（圖源網絡）

　　而我們用的智能手機使用的Wi-Fi頻段分別是2.4GHz和5GHz，相對來說全向性就比較強，在路由器周圍任何方向都有較均勻的信號，以方便我們的使用。但Wi-Fi的全向性信號衰減很嚴重，會隨着距離變化呈平方倍衰減，如果加上空中干擾，可能是立方倍衰減。

　　因此，2.4GHz和5GHz的信號本身就傳不了多遠，更不用指望傳遞給太空中的衛星了。

　　那麼，我們的手機能收到衛星發射的信號嗎？

　　前面說過，衛星的信號頻率在20GHz左右，我們手機根本就沒有接收這個頻段的接收器，所以不可能收到。

　　也就是說，手機不可能收到TintinA衛星的信號，手機的Wi-Fi信號也不可能發射到衛星。

　　因此，普通手機連接成功衛星Wi-Fi的圖片是騙人的，除非你用的是衛星電話。

　　“星鏈”如何為地面上的手機提供上網服務？

　　現行手機的信號不可能發射到衛星，而且與衛星直接通信的設備不能有遮蔽頂，所以要在室外空曠地域裝轉發器，以20GHz左右的頻率與衛星通信，以2.4GHz或5GHz跟手機通信。

▲“星鏈”要為地面上的手機提供上網服務，需要有轉發器（圖源網絡）

　　但是，這個轉發器的對星頻率有問題，它跟我國5G規劃的28GHz頻率完全重合。也就是說，將來我國的大街上會密布28GHz的5G微基站，旁邊如果還有着相同頻率的衛星轉發器，將會嚴重干擾5G微基站的信號。 

　　2

　　那麼多專家，難道都不懂？

　　很多網友會有疑問，庫叔說的都挺有道理，但Google、Facebook、SpaceX有那麼多技術專家，難道他們不懂？

　　照理說，常規的科研項目要經過技術論證，稍有疑點就要進行反覆論證，以確保所有技術環節的科學原理都成立，而且有足夠可靠的工程方法。

　　然而近年來，美國興起了IT創投思維，跟常規的嚴謹科研不同，它的基本套路就是講故事、賣情懷、拉投資，稍微搞出點成果就大肆宣傳，目的是拉來更多投資。

　　這種報喜不報憂的互聯網套路，掩蓋了實際存在的大量技術障礙，因此這些項目失敗的幾率極大，投資人的錢也會跟着打水漂。

　　從2014年開始，美國科技人士似乎就為全世界人民的上網問題“操碎了心”，搞的計劃形形色色，有用衛星的、有用無人機的、有用熱氣球的，總之就是往天上搞，核心賣點就是要覆蓋足夠大、用戶足夠多。

　　舉幾個例子：

　　*2014年春節期間，一則類似消息同樣引爆了網絡：美國一家名為“媒體發展投資基金”的公司宣布了一個名為“外聯網（Outernet）”的計劃，要發射幾百顆低軌道衛星，為全球4.3億上不了互聯網的人們提供網絡服務。

　　很多人非常興奮——終於可以高速、廉價、無障礙地上網了。

　　▲2014年，美國一家公司宣布推出“外聯網”計劃，目標是讓網絡覆蓋全球（圖源網絡）

　　然而實際上，這項計劃的核心技術是“單向組播”，地面工作站將信息分組整理後上傳到衛星，然後由衛星轉發到所覆蓋的地域。

　　這跟衛星廣播電視是一個道理，你可以選擇適合的信息，但不能上傳信息。

　　不能上傳信息就是沒有交互性，QQ和微信不能用，微博也發不了，只能被動地看推送信息。

　　這是廣播服務而不是互聯網。

　　有意思的是，該公司的宣傳圖片卻向人們傳達了能夠雙向通信的印象，比如下邊這張圖片，人在曠野上通過“外聯網”跟衛星進行聯絡，暗示能叫來救援。實際上，信息並不能上傳。

▲“媒體發展投資基金”公司推出的“外聯網”宣傳圖片（圖源網絡）

　　*2015年，又有消息稱，Google與SpaceX合作發射700顆通信衛星，構建全球無線互聯網。

　　700顆聽着不少，關鍵要看服務多少人。

　　按全世界人口1/10的7億用戶來算，平均每顆要服務100萬用戶，按照每顆衛星1Gbps總速率來計算，平均每個用戶只能分得1kbps，甚至遠遠低於撥號上網時代，根本就無法使用。

　　*Google還推出過利用熱氣球提供Wi-Fi的計劃。

　　這也並不是什麼新把戲，只是抄襲了軍用系留氣球（使用纜繩將其拴在地面絞車上並可控制其在大氣中飄浮高度的氣球）和平流層飛艇的創意——在吊籃上放置通信轉發器，升空後覆蓋作戰地域，起到了通信中繼的作用。

　　▲谷歌用熱氣球提供互聯網的項目名稱為“潛鳥計劃”（Project Loon）（圖源網絡）

　　*2016年7月份，扎克伯格也跟風搞了個給全世界人民提供互聯網服務的計劃，這回用的是能發射激光的無人機。

　　▲FaceBook公司推出的“天鷹”（Aquila）計劃，通過可以發射激光的無人機完成信號傳輸（圖源網絡）

　　其實這種無人機早就有，只是因為主要用於軍事而不被公眾所了解。為此，FaceBook公司還收購了英國一家生產這種無人機的公司。

　　細究起來，這個無人機方案也存在很多疑點：

　　一是用無人機提供信號難度簡直太大。

　　無人機向地面提供的信號覆蓋半徑約為100公里，其航速約為100公里/小時，這個半徑100公里的信號覆蓋區是高速移動的，你必須以100公里/小時的速度跟着無人機跑才能持續上網。

　　或者每隔200公里就安排一架無人機，讓它們排着隊依次飛行。顯然，這種接力工作模式很不靠譜。

　　二是用“激光”作為通信手段，大氣干擾太大。

　　報道中提到用“激光”作為通信手段，曾讓很多人感到興奮，其實很不靠譜。 

　　衛星之間通過激光進行通信確實可行，這叫作“星際激光鏈路”，但那是在沒有大氣擾動的太空。

　　對這種方式而言，距地面上萬米距離的大氣干擾是個嚴重的問題。

　　三是激光還具有極強的方向性。

　　如果你手持激光筆對着牆上照就會發現：如果10米遠，即便手腕抖動很輕微，牆上光斑的跳動距離也會很遠；如果對着20米遠的牆上照，光斑就跳動得更遠。

　　▲激光具有方向性好的特點（圖源網絡）

　　飛行中的無人機抖動很厲害，距離地面成千上萬米，那麼，激光在地面上來回跳動的尺度得有多大？

　　地面站給飛機中的無人機發射激光，必須連續精準地調整激光發射器的角度，以跟上不斷變化位置的無人機。這個難度不是一般的大，商業應用恐怕很難成功。

　　由上可見，無論是衛星、熱氣球還是無人機，其宣傳思路都是位置足夠高，覆蓋面積大，服務用戶多，往往打出為貧窮人群提供信息自由的情懷牌，然後給出眾籌鏈接。

　　但由於總速率資源有限，用戶的平均速率資源會極其微薄，這一點他們絕口不提。

　　後來，“外聯網”衛星計劃沒有圈到錢，黃了；谷歌熱氣球和FaceBook公司無人機計劃也沒了下文。

　　現在，馬斯克的“星鏈”計劃又開始火了。。。。。。

　　3

　　要讓人人都上網，還得學中國

　　理論上，一個站點的帶寬資源基本固定，所服務的用戶數越多，單個用戶分得的速率就越少。

　　那麼，如何才能讓每個人都能高速上網？

　　正確的操作方式是縮小站點範圍，把站點資源分配給更少的人群，每個人得到的資源就更多。

　　站點服務範圍越來越小，這也是未來5G的發展趨勢。

　　現在，全球共有約600萬座4G基站，中國就占據了400多萬座，其他的基站被美國等190多個國家共同擁有。

　　在大國中，中國的電信覆蓋率是第一，遙遙領先於美國、俄羅斯、澳大利亞等國。

　　為什麼中國能取得這樣的成就？

　　這源於中國的“村村通”政策——政府要求95%以上的偏遠山區必須有電信信號，而且資費不得高於城鎮地區。

　　自2003年開始，工信部每年都會給三大運營商下達偏遠山區電信建設任務，經過十多年的建設，已經完成了目標。

　　2017年12月份，筆者曾去貴州貧困山區考察扶貧，來到六盤水市淤泥鄉岩博村，處於海拔2000米的山地丘陵地帶。

　　一下車，筆者掏出手機測速，發現網速竟然高達30兆。

　　村幹部介紹了當地的網絡情況：4G網早就建成了，鄉里曾經要求他安排村民去山溝里尋找信號盲區。

　　這個村幹部不知道的是，他們村的網速已經超過了澳大利亞首都堪培拉！

　　遵義市平正仡佬族鄉草王壩村，有很多家坐落在一座山頭兩側的窪地里。為了這幾十戶人，相關單位在這裡安裝了兩座鐵塔，保證所有人享受到現代通訊帶來的便捷。

實際上，這些村民一個月交的話費還不到800塊錢，連兩座鐵塔的電費都不夠。

　　在保證廣大偏遠貧困地區的電信覆蓋率方面，中國走在了全球最前列。在中國，幾乎所有偏遠山村、鐵路沿線、國道兩邊都有信號。

　　美國的電信覆蓋率遠低於中國，就是因為他們走的是完全商業化的道路——運營商更樂意在經濟發達的人口密集區建設基站，那裡賺錢多，不樂意在人口稀疏的偏遠地區建站，因為賺不到錢。

　　所以，著名的黃石公園居然沒有信號，這在中國是無法想象的。

　　說到底，美國人大喊“給全世界人民提供互聯網服務”的口號沒有多大實際意義，先搞掂本國的電信覆蓋率才是要務。

　　現在，很多人對我國電信業建設的巨大成就缺乏認識，反而把在美國存在巨大爭議的馬斯克當神一樣崇拜。

　　在電視訪談節目中，馬斯克自己也公開承認，他心目中的航天英雄阿姆斯特朗和尤金賽爾南都公開反對他。

　　其實，不僅這兩位，很多美國專家都很清楚馬斯克計劃存在着大量技術問題。

　　當然，我們不能說馬斯克的這個計劃一無是處，但確實也應該冷靜分析、客觀看待，沒有必要一味熱捧，更沒必要妄自菲薄。

（摩托羅拉公司曾經在2G的時候要搞數百衛星的電話， 似乎叫依星計劃， 直接拖累公司破產。  不過馬斯克不用擔心這個， 他的公司從來不賺錢，就是從粉絲那裡圈錢。 張昊成因為真相信比特幣而把朋友的錢賠光了，但是中國人要臉所以選擇自殺，馬斯克完全不要臉，騙完這個騙下一個。 當然張不應該自殺， 那麼聰明， 有志氣把朋友的錢賺回來還上，自殺屬於逃債，真的對不起朋友了。 馬斯克衛星如果搞成了也有一定的用途， 做搜救肯定很好）