数字化转型

亿万富翁埃隆·马斯克的星链卫星互联网系统是如何运作的?

潘文花 April 28, 2025 06:34

4月10日,越南副总理胡德福批准亿万富翁埃隆·马斯克的SpaceX公司在越南试运行星链卫星互联网服务。本文将概述星链,这项正在改变全球连接格局的卫星互联网服务。

在从城市到偏远地区的广大区域部署光纤网络,将数百万人连接到互联网,是一项极其困难的任务,需要巨额投资、漫长的建设周期,并​​且面临许多地理障碍。

从挖掘道路、安装设备到持续维护,整个过程复杂且难以在偏远地区快速扩展。但如果我们能够完全摒弃这些复杂的物理基础设施,并用来自太空的无线传输系统取而代之,那会怎样呢?

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插图照片。

这就是亿万富翁埃隆·马斯克的卫星互联网项目“星链”正在实现的愿景:只需一个紧凑的信号接收器,即可从太空向地球上的任何地方提供高速、低延迟的互联网连接。

什么是星链?

星链是由亿万富翁埃隆·马斯克旗下的SpaceX公司开发的卫星互联网项目。星链的目标是为世界每个角落,特别是农村、偏远和岛屿地区,在这些地区,传统的互联网基础设施(例如光纤电缆)难以或无法部署。

与依赖光纤或铜缆基础设施的传统互联网系统不同,Starlink 允许用户仅使用专用收发器即可在世界几乎任何地方访问互联网。

这项服务不仅适用于家庭用户,还支持多种交通工具,例如汽车、游艇甚至商用飞机,帮助乘客即使在大洋中央或数万米高空飞行时也能连接到互联网。

Starlink是如何运作的?

Starlink 是 SpaceX 开发的卫星互联网项目,旨在为全球提供高速互联网连接,特别是为传统基础设施难以到达的偏远地区。

星链的运行原理是基于创建一个在低地球轨道 (LEO) 上飞行的卫星(星座)网络,并结合专门的地面设备。

传统互联网通常使用光纤或铜缆向用户提供服务。而星链则利用数千颗小型卫星,在离地约550公里的高度运行,从而大大减少了对这种物理基础设施的需求。

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星链卫星互联网系统由数千颗在近地轨道运行的卫星组成。图片来源:互联网

与通常在地球静止轨道(距地面约 36,000 公里)运行的传统通信卫星相比,星链的低地球轨道卫星距离地面更近,显著降低了信号延迟,这对于在线游戏或视频会议等现代互联网体验来说是一个非常重要的因素。

Starlink 系统的基本运行由三个主要部分组成:卫星网络、地面控制站和用户设备(也称为收发器天线)。

当用户通过星链接入互联网时,天线会搜索并连接到最近的卫星。卫星随后会将用户的信号传输到连接全球互联网的地面站,地面站再将数据传输到用户请求的网站或服务。

Starlink 还采用高度先进的自动化算法来管理信号导航,始终选择最佳卫星,即使卫星以极高的速度持续移动,也能确保稳定的传输。用户的天线也具备自动调整角度以跟踪最佳卫星的功能,无需人工干预。

特别是,星链卫星正变得越来越现代化,配备激光链路,无需通过地面站即可在卫星之间直接传输数据。这有助于降低延迟、提高传输速度,并实现全球互联互通,而无需依赖地面网络基础设施。

Starlink 与传统卫星互联网服务有何不同?

Starlink 虽然不是第一个卫星互联网系统,但它以一种全新的方式重新定义了整个概念。

Starlink 相较于传统解决方案有三个主要优势:更低的轨道高度、庞大的卫星数量以及支持手机直接连接的能力。

1. 轨道高度接近地球的卫星有助于显著降低延迟。

星链的突破性变革之一在于其轨道位置。星链卫星的运行高度仅比地球表面高出约550公里。

与此同时,像 Viasat 或 HughesNet 这样的传统卫星互联网系统使用位于地球上方近 36,000 公里的地球静止卫星。

地球静止卫星的优势在于始终位于天空中的固定位置,易于连接,并且无需很多卫星即可覆盖大片区域。

然而,长距离也会导致高延迟,大约 500 毫秒,在使用需要即时响应的服务(例如视频通话、在线游戏或实时远程办公)时会造成不适。

相比之下,在低得多的高度,Starlink 将延迟降低到仅 20-40 毫秒,大致相当于传统的光纤互联网,从而带来流畅稳定的实时体验。

2. 一个拥有数万颗卫星的系统,而不是几颗卫星的系统

近距离传输提供了高速链路,但也意味着每颗卫星的覆盖范围有限。为了提供低延迟的全球互联网服务,星链需要部署数量庞大的卫星。

截至 2025 年 4 月,SpaceX 已将 7000 多颗卫星送入轨道,未来这一数字还将继续增加到 12000 颗甚至 42000 颗卫星,形成覆盖全球的巨型卫星星座。

这与传统服务提供商形成了鲜明对比,他们只使用少数几颗位于地球静止轨道的大型卫星。

3. 手机支持无需专用设备

虽然传统的卫星电话需要笨重的专用硬件,但 Starlink 的目标是让用户未来可以使用现有的手机直接连接到卫星,无需额外的设备。

SpaceX 已经开始测试通过星链卫星向手机发送消息的功能,语音通话功能也在开发中。随着技术的成熟以及与手机和网络的更深入融合,我们将看到移动连接的巨大飞跃,不再依赖于基站,而是可以在从丛林到海洋的任何地方使用。

全球超过500万星链用户

截至 2025 年 4 月,SpaceX 的星链卫星互联网服务在全球拥有超过 500 万用户,比 2024 年底的 460 万用户有了显著增长。

Starlink 目前已在超过 125 个国家和地区提供服务,凭借不断扩大的覆盖范围、提升的性能和多样化的服务套餐,实现了强劲增长。

预计到 2025 年用户数量将继续快速增长,预测显示到今年年底用户数量可能达到约 780 万。

这一增长反映了对高速互联网连接日益增长的需求,尤其是在传统网络基础设施有限的农村和偏远地区。

越南已批准一项试点计划,提供星链卫星互联网服务。

4月10日,SpaceX获得了在越南试运行星链卫星互联网的许可,目前正在完成相关手续,以期在越南正式启用该网络。一旦完成,越南将成为继菲律宾、马来西亚和印度尼西亚之后,东南亚下一个拥有星链卫星互联网服务的国家。

此前,越南政府于3月23日发布第659/QD-TTg号决定,允许SpaceX在越南试运行星链卫星互联网服务。据此,SpaceX获准在受控条件下,利用星链低轨道卫星技术部署电信服务。

该试点服务最多部署 5 年,将于 2031 年 1 月 1 日之前结束,最多可容纳 60 万用户,并且必须确保满足国防和安全要求。

该部署可在全国范围内进行,电信服务类型包括:固定卫星服务,例如互联网接入、移动接收和发射站的租用线路;移动卫星服务,例如海上和飞机上的互联网接入。

授予 SpaceX 在越南运营的试点许可证,不仅是为了利用 Starlink 在扩大互联网覆盖范围方面的技术潜力,也是吸引外国投资进入科技领域和国家数字化转型战略的一部分。

特稿刊登于《义安报》

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