马斯克的星链计划是创举还是骗局?

这个春节的科技新闻板块被马斯克刷屏了,SpaceX用猎鹰9号火箭成功发射了两颗通信卫星,开启了为全世界人民提供互联网接入的“星链”计划,国内媒体纷纷报道称赞,把马斯克夸成了英雄。


但也不乏质疑之声,一些人认为发射4425颗卫星的“星链”的五年计划早在2015年就提出了,现在时间过去大半才发射了两颗,眼看着要露馅了,又改成了延长至2025年的12000颗星的新计划。

这意味着在未来的6年多里,必须节假日无休地平均每天发射4.8颗卫星,这还没考虑卫星发射的窗口期,这就是用更大的新骗局来掩盖快破产的旧骗局,马斯克就是个骗子。

马斯克的“星链”计划是创举还是骗局?他是英雄还是骗子?这么重大的话题得从四年前说起。

2014年春节期间,一则消息引爆了网络,美国出现了一个名为Outernet的计划,要发射几百颗低轨道卫星,为全球4.3亿上不了互联网的人们提供网络服务。国内很多人非常兴奋,终于可以高速、廉价、无障碍地上网了。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

实际上,这项计划的核心技术是“单向组播”,地面工作站将信息分组整理后上传到卫星,然后由卫星转发到所覆盖的地域。这其实跟卫星广播电视是一个道理,你可以选择适合的信息,就跟看电视选台一样,但不能上传信息。

不能上传信息就是没有交互性,QQ和微信不能用,微博也发不了,而只能被动地看推送信息,这是广播服务而不是互联网。

有意思的是,该公司的宣传图片给人的印象却是能够双向通信,例如人在旷野上通过Outernet跟卫星进行联络,暗示能叫来救援,但实际上信息并不能上传。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

后来网上又传出了新的消息,Google与SpaceX合作发射700颗通信卫星,构建全球无线互联网。

700颗听着不少,关键要看服务多少人?按全世界人口1/10的7亿用户来算,平均每颗要服务100万用户,按照每颗卫星1Gbps总速率来计算。平均每个用户只能分得1kbps,远远低于拨号上网时代,这根本无法使用。

再后来又有了Google热气球的说法,这并不是什么新创意,而是对军用系留气球和平流层飞艇的抄袭,在吊篮上放置通信转发器,升空后覆盖作战地域,起到了通信中继的作用。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

在作战使用时,通信数据是格式化的代码指令,含义丰富但数据量非常小,例如可以用“3”代表第3号作战方案,而该方案可能有几万字和几百张图,部队收到了“3”这个代码后,就把3号方案拿出来实施。由于作战信息的代码化,转发器几十兆的总速率可以支撑几百甚至上千个用户同时使用。

但老百姓上网的情况完全不同,并不存在提前约定的代码,三五个用户就会把几十兆的总速率用光了,这个热气球的方案不可行。

无论是卫星还是热气球,其宣传思路都是位置足够高,覆盖面积大,服务用户多。但由于总速率资源有限,用户的平均速率资源会极其微薄,这一点他们却绝口不提。

好比是同样的八寸生日蛋糕,有良心的老板会建议最多十个人吃,而黑心老板却告诉你可以供200个人吃。当你提出质疑时,黑心老板就拿出刮胡刀片,给你薄薄地切了200片,这不是坑人是什么?

2016年7月份,国内的科技新闻被扎克伯格刷屏了,他也跟风搞了个给全世界人民提供互联网服务的计划,只不过他没有用卫星,也没有用热气球,而是别出心裁的用了无人机。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

FaceBook上有个热门视频,内容是翼展30多米的太阳能长续航无人机试飞成功,扎克伯格团队兴高采烈击掌相庆,有人甚至抹开了眼泪,这段视频感动了很多人,包括国内科技记者。

但绝大多数人不知道的是,这种无人机早就有了,因主要用于军事用途而不被公众所了解,而FB公司就收购了英国一家生产这种无人机的公司。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

这事该咋评价呢?好比是我宣称要航拍一部惊世骇俗的风光片,然后买了一部可摄像的大疆无人机,在后院里试了一下,确实能飞起来,然后就激动得流泪了,可这八字还没有一撇儿呢。

细究起来,这个无人机方案有很多疑点,无人机向地面提供的信号覆盖半径约为100公里,其航速约为100公里/小时,这个半径100公里的信号覆盖区是高速移动的,你必须以100公里/小时的速度跟着无人机跑才能持续上网。

或者每隔200公里就有一架无人机,它们排着队依次飞行,这种接力工作模式也能保证我们持续上网。可是地球表面积5亿多平方公里,这得需要多少架无人机啊?

报道中提到用“激光”作为通信手段,很多国内报道为这个创意而兴奋。激光可以用作通信,早年间麻省理工学院曾在两座楼顶上做过实验,晚上通信效果很好但中午就会中断。后来找出了原因,是中午温度高产生了大气蒸腾现象,使激光发生了色散,影响了通信效果。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

的确有卫星之间通过激光通信的计划,这叫作“星际激光链路”,但那是在没有大气扰动的太空,而无人机距地面上万米距离的大气干扰是个严重的问题。

而且激光还具有极强的方向性,例如你手持激光笔对着10米远的墙上照,会发现手腕抖动即使很轻微,墙上光斑的跳动距离也会很远,如果对着20米远的墙上照,光斑就跳动得更远。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

飞行中的无人机抖动很厉害,距离地面成千上万米,那激光在地面上来回跳动的尺度得有多大?地面站给飞机中的无人机发射激光,必须连续精准地调整激光发射器的角度,以跟上不断变化位置的无人机。

车载卫星地球站的舱顶上有卫星天线,打开后需要调整角度对准要通信的卫星,但车辆开动起来会左摇右晃,天线就很难对准卫星了,这就是曾长期困扰军队的“动中通”问题。这个问题现在军队已经解决了,但激光的波束更窄,稳定控制的难度更大,这个问题咋解决?

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

无论是卫星、热气球、无人机,细究起来都有很多可疑之处,他们靠讲故事卖情怀而大圈投资,稍微有个非关键技术的进展就大肆宣传,然后公司股值就猛涨,很多不懂技术的媒体跟着吹嘘,老百姓就跟着激动。

Outernet卫星计划没有圈到钱黄了,谷歌热气球和FB无人机也没了下文,但现在马斯克的“星链”计划大火了。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

目前全世界在轨提供服务的卫星不过1700多颗,马斯克一家就要发射4425颗卫星,这个数量已经很吓人了,现在又涨到了12000颗。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

根据“星链”计划的官方文件,一颗卫星的典型覆盖面积是353万平方公里,比这个面积大的国家全世界也只有6个,相当于9个多德国和220个北京地区,即使考虑到卫星采用了相控阵技术,真正服务地区比覆盖面积小些,但其范围也是惊人的。

现在光北京地区就建设了2万座铁塔,每座铁塔上还不止一家基站,然后这么一颗卫星就能为上百个北京地区提供服务,速率能够吗?好比是在游泳池里打了一个鸡蛋,还能喝出鸡蛋汤的味道?

前几天网上有个消息传爆了,有人称手机连上了马斯克的TintinA卫星的Wi-Fi。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

马斯克在跟他人的对话中称“不要告诉别人,密码是martians”。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

众多人欢呼鼓噪,认为以后就可以接入卫星Wi-Fi了。

这应该是一条编造的假新闻,因为TintinA卫星与手机的频率不对,两者不能直接通信。

无线电波有一个特性,那就是频率越高,电波的指向性就越强,也就更利于集中能量将信号传递到远方,马斯克的互联网卫星使用的是Ka和Ku波段,在20GHz左右。而我们手机使用的Wi-Fi频段分别是2.4GHz和5GHz,相对来说全向性就比较强,在路由器周围任何方向都有较均匀的信号,以方便我们的使用。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

Wi-Fi的全向性信号衰减很严重,会随着距离的平方倍衰减,如果加上空中干扰,可能是立方倍的衰减,因此不能指望2.4GHz和5GHz的信号传多远。指望手机这点微弱的信号传递给太空中的卫星,这是痴人说梦。

那卫星发射的信号我们手机能收到吗?前面说过卫星的信号频率在20GHz左右,我们手机根本就没有接收这个频段的接收器,根本就不可能收到。

也就是说,TintinA卫星的信号既不可能被手机收到,手机的Wi-Fi信号也不可能发射到卫星,手机连接成功卫星Wi-Fi的图片是骗人的。

那将来“星链”如何为地面上的手机提供上网服务呢?现行手机的信号不可能发射到卫星,而且与卫星直接通信的设备不能有遮蔽顶,所以要在室外空旷地域装转发器,以20GHz左右的频率与卫星通信,以2.4GHz或5GHz跟手机通信,它起到了中继的作用。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

但这个转发器的对星频率有问题,它跟我国5G规划的28GHz频率完全重合,将来的街上会密集配置着28GHz的5G微基站,旁边如果还有着相同频率的卫星转发器,将会严重干扰5G微基站的信号,工信部不可能允许个人私装这个东西。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

很多网友会有疑问,你说的这些道理都挺对,我这个外行都看懂了,但Google、Facebook、SpaceX有那么多的技术专家,难道他们会不懂?这个问题非常好,几年前笔者也有这个疑惑,他们的计划为什么敢于违背基本的通信原理?

常规的科研项目要经过技术论证,稍有疑点就要反复论证,以确保所有技术环节的科学原理都成立,而且有足够可靠的工程方法。但近年来从美国兴起了IT创投思维,跟常规的严谨科研不同,它的基本套路就是讲故事、卖情怀、拉投资,稍微搞出点成果就大肆宣传,拉来更多的投资,因为技术障碍非常多,项目经常会失败,然后投资人的钱就打了水漂。

四年前笔者在美国的论坛上跟Outernet项目的负责人进行沟通,追问技术问题,但发现他们刻意回避。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

他们打出了为贫穷人群提供信息自由的情怀牌,很多人美国人吃这一套,然后他们就给出了众筹的链接。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

从2014年开始,美国科技人士就为全世界人民的上网问题操碎了心,搞的计划形形色色,有用卫星的,有用无人机的,有用热气球的,总之就是往天上搞,核心卖点就是覆盖足够大用户足够多。

一个站点的带宽资源基本固定,所服务的用户数越多,单个用户分得的速率就越少,这是很简单的多人分蛋糕的道理,可他们就是绝口不提人均速率。

正确的方法是什么呢?正确的做法是缩小站点范围,然后把站点资源分配给更少的人群,每个人得到的资源就更多。站点服务范围越来越小,这也是未来5G的发展趋势。

现在全球共有约500万座4G基站,中国就占据了300多万座,其他不足四成的基站被美国等190多个国家所拥有。在全世界大国中,中国的电信覆盖率是遥遥领先的第一名。

为什么中国会有这样的成就?这源于中国的村村通政策,政府要求95%以上的偏远山区必须有电信信号,而且资费不得高于城镇地区。自2003年开始,工信部每年都会给三大运营商下达偏远山区电信建设的任务,经过十多年的建设,已经完成了目标。

2017年12月份,笔者去贵州贫困山区考察扶贫,来到六盘水市淤泥乡岩博村,那个村子处于海拔2000米的山地丘陵地带。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

一下车就掏出手机测速,发现网速竟然高达30兆。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

村干部介绍了当地的网络情况,说4G网早就建成了,乡里曾经要求他安排村民去到山沟里寻找信号盲区,说找到有奖。这个村干部不知道,他们村里的网速已经超过了澳大利亚的堪培拉。

遵义市平正葛哥佬族乡草王坝村,一个村子有很多组,坐落在一座山头山两侧洼地里,就为了几十户人安装了两座铁塔。

马斯克的星链计划是创举还是骗局?

从市场经济角度来说这是一个极大的浪费,而且这些村民一个月交的话费还不到800块钱,连两座铁塔的电费都不够,注定是赔本买卖,但作为政治任务必须高质量地按时完成任务。

在交通极端不便的山区,扯光缆非常困难,运营商干脆就建了卫星基站,当地山民一个月就花几块钱,他们都不知道自己打的居然是卫星电话。

在保证广大偏远贫困地区的电信覆盖率方面,中国走在了全球的最前列。联合国认为电信权也是人权,中国的电信覆盖率是人权上面的一个大亮点。

美国的电信覆盖率远低于中国,就是因为他们走的是完全商业化的道路,运营商更乐意在经济发达的人口密集区建设基站,那里赚得钱多,不乐意在人口稀疏的偏远地区建站,那里赚不到钱,所以就连著名的黄石公园都没有信号,这在中国是无法想象的,因为中国几乎所有偏远山村、铁路沿线、国道两边都有信号。

美国人最应该做的不是给全世界人民提供互联网服务,而是先把本国的电信覆盖率追上来。

现在媒体记者的外语很不错,很擅于从国外媒体上扒热点,但科技素养就很不够了,他们搞不清这些热点背后的科技真相。再加上对祖国电信业建设巨大成就的无知和盲目崇洋的心理,把在美国有着巨大争议的马斯克描写成了一个挽救人类的伟人。

在电视荣访谈中,马斯科也公开承认他心目中的航天英雄阿姆斯特朗和尤金赛尔南等都公开反对他,这成了国内媒体记者塑造他成为悲情英雄的素材,但却没人关心这些航天英雄反对他的理由是什么?

其实,包括这两位航天英雄在内的很多美国专家,都很清楚马斯克的计划存在着很多技术问题,国外的科技论坛也有很多讨论,很遗憾国内媒体很少有这种报道。

饱受争议的马斯克可能自己都没有料到,最推崇他的人群居然来自电信覆盖率远比美国好的中国,这的确是个国际笑话。

作者:张弛,通信网络产业观察者,科普作者,通信博士,笔名“奥卡姆剃刀”。


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