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1 # 新科技觀察員
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2 # 大家都系一米多
星鏈的單顆衛星和一個5G基站的功率相比較,功率的差別還是挺大的,後者是前者幾十倍乃到二百多倍。
因為這種小型衛星的功率,是10瓦特左右,而一個5G基站的功率,達到2000多瓦特。
5G基站功耗,為了方便理解,我們先來畫一張簡圖。
基站主裝置由BBU和AAU組成。
BBU主要負責基帶數字訊號處理,比如FFT / IFFT,調製/解調、通道編碼/解碼等。
AAU主要由DAC(數模轉換)、RF(射頻單元)、PA(功放)和天線等部分組成,主要負責將基帶數字訊號轉為模擬訊號,再調製成高頻射頻訊號,然後透過PA放大至足夠功率後,由天線發射出去。
簡單的說,基站功耗的計算公式如下:
基站功耗由PA功耗、RF功耗和BBU功耗組成,並隨著TRX鏈路增加,基站總功耗成倍增加。
5G基站的功耗到底有多大?
在4G網路中,100%負載下中興5G基站的AAU/BRU功耗約為1127.28W,BRU功耗為293.012W,華為的則是1175.4W以及325.8W,都比4G基站的289.68W、175.68W高出很多。
從整體功耗來說,中興5G基站在100%功耗下是3674.85W,華為也達到了3852.5W,而中興4G基站只有1044.72W,5G基站功耗約為4G的3.5倍,在其他負載下5G功耗也要比4G高得多,平均是4G功耗的3倍左右。
另外,5G基站還有一個問題就是空載功耗降不下來,中興華為的5G基站空載依然有2200到2300W功耗,比4G的837W功耗高得多。
5G基站的功耗3倍於4G基站
特斯拉的星鏈通訊計劃,其實是摩托羅拉銥星計劃的改進版
美國太空探索技術公司SpaceX成功發射了第九批60顆星鏈(Starlink)衛星。
馬斯克的星鏈衛星以每批60顆的速度,已經發射了9次,一共540顆衛星已經在天上。
星鏈v0.9衛星每顆重約225公斤,不包括氪推進劑的重量。這意味著,60顆衛星及其推進劑的總重量可達18.5噸,
星鏈衛星採用單個太陽能電池陣設計,極大的簡化了系統,太陽能電池採用標準部件,簡化了製造和整合過程。
從星鏈單顆衛星的太陽能電池板的面積推算,該通訊衛星的功率也就十到十幾瓦特。
60顆小型衛星,每顆都採用平板、單太陽帆板設計,與之後今年和明年將發射的數百顆Starlink衛星組成該網路的初步星座。最終,SpaceX可能會推出數千顆Starlink衛星,為全球消費者提供高速網際網路服務。
星鏈衛星將支援四種波段的通訊模式,Ku波段,Ka波段,V波段和鐳射通訊。Ku波段頻率範圍12-18GHz,Ka波段頻率範圍26.5-40GHz,V波段50-75GHz。此次60顆衛星僅支援Ku波段通訊覆蓋,後續衛星會陸續支援Ka,V波段和星間鏈路的鐳射通訊。
星鏈衛星根據官方給出的Ku波段天線覆蓋角度是40.46°半錐角。
根據標稱550km軌道高度,天線覆蓋範圍是64萬平方公里。
比如河北省面積是18.7萬平方公里,所以一顆星鏈衛星的覆蓋面積基本上相當於三個半河北省面積。
此次發射的60顆衛星位於同一個軌道面內,數天後會均勻分佈在此軌道面,形成對地面的連續覆蓋,保障通訊的不間斷。另外SpaceX將發射6組共計360顆星鏈衛星,完成特定區域的最小通訊覆蓋,這樣勢必就會對星間鏈路提出要求。星鏈衛星的鐳射通訊是聯絡軌道面內相鄰兩顆衛星和垂直軌道面的兩顆衛星,確保任意兩個方向上的通訊不中斷。如下圖所示:
通訊天線如果採用Ka或V波段,在整星功率一定的情況下,單顆星覆蓋範圍會更小,因此會需要更多的衛星組網。
考慮不同姿態和太陽光壓輻射影響下,星鏈衛星在壽命終止後將透過1-5年的時間再入大氣層,如果在壽命終止之前使用氪離子發動機協助離軌,將更快的再入大氣層。
由此推斷,用星鏈通訊衛星的手機,其費用比5G通訊要貴十幾倍到幾十倍。
特斯拉公司的想法很美好,現實很骨感。
我不看好星鏈計劃…
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星鏈與5G功率不同,是由於他們的波長不同造成的。由於衛星離地面很遠,所以使用是長波,長波頻率低,所以長波所需功率小,因此太陽能供電就夠用了。而5G本身就在地面建設,每個基站覆蓋的區域比4G還小,因此可以使用短波,短波頻率高,所以短波所需功率大,光靠太陽能供電是不夠的,需要國家電網供電。
那麼到底是華為的5G厲害,還是馬斯克的星鏈厲害呢?目前還不好說,華為的5G走的是傳統通訊技術升級換代,比較穩定實用,中國在2020年底基本可以實現城市覆蓋。而馬斯克的星鏈,走的是另闢蹊徑,目前還無法商用,但如果真的獲得成功,有可能會形成空軍打陸軍的局勢。
但是在可以預見的五年內,星鏈無法與5G匹敵。等到5年後星鏈成熟時,以中國的航天技術和衛星技術,中國星鏈也應該早就可以與馬斯克的星鏈抗衡了。