馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

這個春節的科技新聞板塊被馬斯克刷屏了,SpaceX用獵鷹9號火箭成功發射了兩顆通信衛星,開啟了為全世界人民提供互聯網接入的“星鏈”計劃,國內媒體紛紛報道稱讚,把馬斯克誇成了英雄。


但也不乏質疑之聲,一些人認為發射4425顆衛星的“星鏈”的五年計劃早在2015年就提出了,現在時間過去大半才發射了兩顆,眼看著要露餡了,又改成了延長至2025年的12000顆星的新計劃。

這意味著在未來的6年多里,必須節假日無休地平均每天發射4.8顆衛星,這還沒考慮衛星發射的窗口期,這就是用更大的新騙局來掩蓋快破產的舊騙局,馬斯克就是個騙子。

馬斯克的“星鏈”計劃是創舉還是騙局?他是英雄還是騙子?這麼重大的話題得從四年前說起。

2014年春節期間,一則消息引爆了網絡,美國出現了一個名為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。國內很多人非常興奮,終於可以高速、廉價、無障礙地上網了。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

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。這其實跟衛星廣播電視是一個道理,你可以選擇適合的信息,就跟看電視選臺一樣,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,而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,該公司的宣傳圖片給人的印象卻是能夠雙向通信,例如人在曠野上通過Outernet跟衛星進行聯絡,暗示能叫來救援,但實際上信息並不能上傳。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

後來網上又傳出了新的消息,Google與SpaceX合作發射700顆通信衛星,構建全球無線互聯網。

700顆聽著不少,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,遠遠低於撥號上網時代,這根本無法使用。

再後來又有了Google熱氣球的說法,這並不是什麼新創意,而是對軍用繫留氣球和平流層飛艇的抄襲,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。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

在作戰使用時,通信數據是格式化的代碼指令,含義豐富但數據量非常小,例如可以用“3”代表第3號作戰方案,而該方案可能有幾萬字和幾百張圖,部隊收到了“3”這個代碼後,就把3號方案拿出來實施。由於作戰信息的代碼化,轉發器幾十兆的總速率可以支撐幾百甚至上千個用戶同時使用。

但老百姓上網的情況完全不同,並不存在提前約定的代碼,三五個用戶就會把幾十兆的總速率用光了,這個熱氣球的方案不可行。

無論是衛星還是熱氣球,其宣傳思路都是位置足夠高,覆蓋面積大,服務用戶多。但由於總速率資源有限,用戶的平均速率資源會極其微薄,這一點他們卻絕口不提。

好比是同樣的八寸生日蛋糕,有良心的老闆會建議最多十個人吃,而黑心老闆卻告訴你可以供200個人吃。當你提出質疑時,黑心老闆就拿出刮鬍刀片,給你薄薄地切了200片,這不是坑人是什麼?

2016年7月份,國內的科技新聞被扎克伯格刷屏了,他也跟風搞了個給全世界人民提供互聯網服務的計劃,只不過他沒有用衛星,也沒有用熱氣球,而是別出心裁的用了無人機。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

FaceBook上有個熱門視頻,內容是翼展30多米的太陽能長續航無人機試飛成功,扎克伯格團隊興高采烈擊掌相慶,有人甚至抹開了眼淚,這段視頻感動了很多人,包括國內科技記者。

但絕大多數人不知道的是,這種無人機早就有了,因主要用於軍事用途而不被公眾所瞭解,而FB公司就收購了英國一家生產這種無人機的公司。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

這事該咋評價呢?好比是我宣稱要航拍一部驚世駭俗的風光片,然後買了一部可攝像的大疆無人機,在後院裡試了一下,確實能飛起來,然後就激動得流淚了,可這八字還沒有一撇兒呢。

細究起來,這個無人機方案有很多疑點,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/小時的速度跟著無人機跑才能持續上網。

或者每隔200公里就有一架無人機,它們排著隊依次飛行,這種接力工作模式也能保證我們持續上網。可是地球表面積5億多平方公里,這得需要多少架無人機啊?

報道中提到用“激光”作為通信手段,很多國內報道為這個創意而興奮。激光可以用作通信,早年間麻省理工學院曾在兩座樓頂上做過實驗,晚上通信效果很好但中午就會中斷。後來找出了原因,是中午溫度高產生了大氣蒸騰現象,使激光發生了色散,影響了通信效果。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

的確有衛星之間通過激光通信的計劃,這叫作“星際激光鏈路”,但那是在沒有大氣擾動的太空,而無人機距地面上萬米距離的大氣干擾是個嚴重的問題。

而且激光還具有極強的方向性,例如你手持激光筆對著10米遠的牆上照,會發現手腕抖動即使很輕微,牆上光斑的跳動距離也會很遠,如果對著20米遠的牆上照,光斑就跳動得更遠。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

飛行中的無人機抖動很厲害,距離地面成千上萬米,那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。

車載衛星地球站的艙頂上有衛星天線,打開後需要調整角度對準要通信的衛星,但車輛開動起來會左搖右晃,天線就很難對準衛星了,這就是曾長期困擾軍隊的“動中通”問題。這個問題現在軍隊已經解決了,但激光的波束更窄,穩定控制的難度更大,這個問題咋解決?

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

無論是衛星、熱氣球、無人機,細究起來都有很多可疑之處,他們靠講故事賣情懷而大圈投資,稍微有個非關鍵技術的進展就大肆宣傳,然後公司股值就猛漲,很多不懂技術的媒體跟著吹噓,老百姓就跟著激動。

Outernet衛星計劃沒有圈到錢黃了,谷歌熱氣球和FB無人機也沒了下文,但現在馬斯克的“星鏈”計劃大火了。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

目前全世界在軌提供服務的衛星不過1700多顆,馬斯克一家就要發射4425顆衛星,這個數量已經很嚇人了,現在又漲到了12000顆。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

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,比這個面積大的國家全世界也只有6個,相當於9個多德國和220個北京地區,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。

現在光北京地區就建設了2萬座鐵塔,每座鐵塔上還不止一家基站,然後這麼一顆衛星就能為上百個北京地區提供服務,速率能夠嗎?好比是在游泳池裡打了一個雞蛋,還能喝出雞蛋湯的味道?

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

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

馬斯克在跟他人的對話中稱“不要告訴別人,密碼是martians”。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

眾多人歡呼鼓譟,認為以後就可以接入衛星Wi-Fi了。

這應該是一條編造的假新聞,因為TintinA衛星與手機的頻率不對,兩者不能直接通信。

無線電波有一個特性,那就是頻率越高,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。而我們手機使用的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。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

Wi-Fi的全向性信號衰減很嚴重,會隨著距離的平方倍衰減,如果加上空中干擾,可能是立方倍的衰減,因此不能指望2.4GHz和5GHz的信號傳多遠。指望手機這點微弱的信號傳遞給太空中的衛星,這是痴人說夢。

那衛星發射的信號我們手機能收到嗎?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,根本就不可能收到。

也就是說,TintinA衛星的信號既不可能被手機收到,手機的Wi-Fi信號也不可能發射到衛星,手機連接成功衛星Wi-Fi的圖片是騙人的。

那將來“星鏈”如何為地面上的手機提供上網服務呢?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,它起到了中繼的作用。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

但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,將來的街上會密集配置著28GHz的5G微基站,旁邊如果還有著相同頻率的衛星轉發器,將會嚴重干擾5G微基站的信號,工信部不可能允許個人私裝這個東西。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

很多網友會有疑問,你說的這些道理都挺對,我這個外行都看懂了,但Google、Facebook、SpaceX有那麼多的技術專家,難道他們會不懂?這個問題非常好,幾年前筆者也有這個疑惑,他們的計劃為什麼敢於違背基本的通信原理?

常規的科研項目要經過技術論證,稍有疑點就要反覆論證,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。但近年來從美國興起了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,拉來更多的投資,因為技術障礙非常多,項目經常會失敗,然後投資人的錢就打了水漂。

四年前筆者在美國的論壇上跟Outernet項目的負責人進行溝通,追問技術問題,但發現他們刻意迴避。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

他們打出了為貧窮人群提供信息自由的情懷牌,很多人美國人吃這一套,然後他們就給出了眾籌的鏈接。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

從2014年開始,美國科技人士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,核心賣點就是覆蓋足夠大用戶足夠多。

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,這是很簡單的多人分蛋糕的道理,可他們就是絕口不提人均速率。

正確的方法是什麼呢?正確的做法是縮小站點範圍,然後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500萬座4G基站,中國就佔據了300多萬座,其他不足四成的基站被美國等190多個國家所擁有。在全世界大國中,中國的電信覆蓋率是遙遙領先的第一名。

為什麼中國會有這樣的成就?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的任務,經過十多年的建設,已經完成了目標。

2017年12月份,筆者去貴州貧困山區考察扶貧,來到六盤水市淤泥鄉巖博村,那個村子處於海拔2000米的山地丘陵地帶。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

一下車就掏出手機測速,發現網速竟然高達30兆。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

村幹部介紹了當地的網絡情況,說4G網早就建成了,鄉里曾經要求他安排村民去到山溝裡尋找信號盲區,說找到有獎。這個村幹部不知道,他們村裡的網速已經超過了澳大利亞的堪培拉。

遵義市平正葛哥佬族鄉草王壩村,一個村子有很多組,坐落在一座山頭山兩側窪地裡,就為了幾十戶人安裝了兩座鐵塔。

馬斯克的星鏈計劃是創舉還是騙局?

從市場經濟角度來說這是一個極大的浪費,而且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,註定是賠本買賣,但作為政治任務必須高質量地按時完成任務。

在交通極端不便的山區,扯光纜非常困難,運營商乾脆就建了衛星基站,當地山民一個月就花幾塊錢,他們都不知道自己打的居然是衛星電話。

在保證廣大偏遠貧困地區的電信覆蓋率方面,中國走在了全球的最前列。聯合國認為電信權也是人權,中國的電信覆蓋率是人權上面的一個大亮點。

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,那裡賺得錢多,不樂意在人口稀疏的偏遠地區建站,那裡賺不到錢,所以就連著名的黃石公園都沒有信號,這在中國是無法想象的,因為中國幾乎所有偏遠山村、鐵路沿線、國道兩邊都有信號。

美國人最應該做的不是給全世界人民提供互聯網服務,而是先把本國的電信覆蓋率追上來。

現在媒體記者的外語很不錯,很擅於從國外媒體上扒熱點,但科技素養就很不夠了,他們搞不清這些熱點背後的科技真相。再加上對祖國電信業建設巨大成就的無知和盲目崇洋的心理,把在美國有著巨大爭議的馬斯克描寫成了一個挽救人類的偉人。

在電視榮訪談中,馬斯科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等都公開反對他,這成了國內媒體記者塑造他成為悲情英雄的素材,但卻沒人關心這些航天英雄反對他的理由是什麼?

其實,包括這兩位航天英雄在內的很多美國專家,都很清楚馬斯克的計劃存在著很多技術問題,國外的科技論壇也有很多討論,很遺憾國內媒體很少有這種報道。

飽受爭議的馬斯克可能自己都沒有料到,最推崇他的人群居然來自電信覆蓋率遠比美國好的中國,這的確是個國際笑話。

作者:張弛,通信網絡產業觀察者,科普作者,通信博士,筆名“奧卡姆剃刀”。


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